觸控感測層在溼製程技術上的應用
- 黃柏凱
-
在各種觸控面板製作上，免不了需要將ITO電極進行圖形化反覆蝕刻以及去膜程序，容易影響到整體良率與造成銅電極被腐蝕擊穿擊的風險；廠商開發針對ITO銅電極、複合材料與玻璃材料的專業蝕刻藥劑、蝕刻阻劑，可避免銅電極被腐蝕擊穿的風險，同時大幅降低反覆蝕刻的步驟以降低成本提升良率…
奇奕國際(PRIME)專案經理李玄文指出，自Apple iPhone問世以後，全球吹起一股觸控技術應用之旋風，觸控技術應用範圍越來越廣。從觸控的原理可分為電阻式、電容式等數種，以及各種不同種類的透明導電薄膜，接下來將探討各種材料所適合之製作流程及該製程之技術困難點。
觸控面板依原理可分為電阻式、電容式、光學式與音波式技術。電阻式利用碰觸的壓力使上下電極接觸導通，藉由控制器量測電壓變化來計算座標。電容式則以排列的透明電極與人體的靜電結合的電容變化，來檢測指碰觸點的座標。光學式觸控原理在X、Y軸方向各設有紅外線發射器與接收器，當手指或觸控筆碰觸時造成光遮斷效應，進而計算出碰觸點座標置。波式則在X、Y軸設音波發送╱接收器，於無碰觸狀態下面板形成一均衡聲波力場，當發生碰觸時利用聲波被吸收掉的特性來做觸控的座標定位。
疊構模式可分為G/F/F(Glass Film Film)雙ITO層，跟G/G(Glass Glass)層疊構，而G/G又可分G/G DITO雙ITO疊構及G/G SITO單ITO層疊構。G/F/F在銅薄膜圖形化與ITO薄膜圖形化之間，均經過壓模、顯影、蝕銅、蝕ITO與去膜等步驟。
而G/G SITO單層結構流程為基板Glass、沈積單面ITO薄膜、ITO薄膜圖形化、沈積絕緣層、絕緣層圖形化、沈積單面ITO薄膜、ITO圖形化、沈積MoAlMo薄膜、MoAlMo薄膜圖形化與沈積SiO2薄膜。
而G/G DITO雙層結構的流程則為基板Glass、沈積ITO薄膜雙面、上層ITO薄膜圖形化、下層ITO薄膜圖形化、沈積MoAlMo薄膜、MoAlMo薄膜圖形化與沈積SiO2薄膜，中間ITO薄膜圖形化與沈積絕緣層的步驟需反覆進行。
現行PET Film製程問題與改良對策
李玄文指出現行Pet Film製程有下列問題：1.D/F結合力的問題。可選用結合力較佳的D/F，改變濺鍍銅表面結構(Ra:0.2~0.3μm、Rz:2~3μm)及使用不同鍍銅方式來增加銅厚度進行表面處理。2.Cu/ITO/Film銅線路側蝕問題。選用類似像ECOPA T551的合適ITO蝕刻劑。3.去膜液攻擊Cu/ITO問題，使用ECOPA T515合適的去膜液。
在各種不同銅薄膜製程中，以濺鍍銅蝕刻速度最快，化學銅其次而壓延銅最慢，抵擋能力則是以壓延銅最佳、化學銅第二、濺鍍銅第三。以Sputter濺鍍銅SEM圖中發現銅厚度僅100~300nm，無法進行表面處理，且銅表面結構細緻導致D/F結合力差，製造成本也相對提高。
從化學銅SEM圖來看，銅厚0.5~2μm可做表面處理，且表面結構粗糙可增加D/F結合力，製造成本較濺鍍銅低，但須克服像是無機酸系化學銅藥劑，對ITO攻擊性。他指出使用奇奕蝕刻藥劑，在蝕刻前32/32μm的ITO電極厚度，進行ITO蝕刻與去膜後仍維持31/29μm的厚度。
李玄文以測試圖表顯示，以6組測試樣本以30秒為間隔，在以42℃溫度、介面電阻仍維持280~300Ω條件下浸泡去膜液30？180秒，奇奕ECOPA T515去膜液對銅電極的傷害輕微，而它牌去膜液則造成銅電極氧化甚至被擊穿的情況。
複合材料一步式蝕刻製程
李玄文指出，目前透明導電薄膜材料供應商研發不同的複合材料，有單純ITO/PET Film、Cu/ITO/PET Film、Ni-Cu/ITO/PET Film等不同材料，其製作流程會因材料不同而有所差異。複合材料的蝕刻流程為基板Pet Film、沈積ITO薄膜單面、沈積複合金屬薄膜與複合材料圖形化。而複合材料層進行圖形化時需進行多次蝕刻，容易影響到製程良率響；若蝕刻藥劑能將複合材料一步性蝕刻圖形化，可降低多次蝕刻程序對良率的影響，提升生產速度並降低設備投資成本。
他指出一步式蝕刻藥劑是高度客製化產品，要視客戶選擇的複合材料的種類？特性、製程選擇、所需材料的厚度，並參照合適的蝕刻比率，如銅:ITO=1:6:9。
玻璃化學成型製程
觸控用Cover Lens功能為抗油污、防刮傷，其製作流程需依客戶端不同需求，進行切割、磨邊、鑽孔、拋光、減薄、化強、印刷、雷射雕刻及鍍膜等光學加工製程；若客戶的產品外型較複雜，需數個溝槽或通孔，則會大幅降低其良率。若先以化學蝕刻成所需形狀成型之後，再輔以機械研磨加工應可達到上述要求。
奇奕玻璃蝕刻劑以能蝕刻SiO2二氧化矽玻璃的HF氫氟酸為主，還加入特有配方藥劑以大幅提升蝕刻速率，李玄文也認為影響玻璃成型製程的可行性因子，在於蝕刻能力與穩定的蝕刻藥劑、合適的耐蝕刻阻劑，以及生產設備的設計等有關。
