用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及電路制造及維修。
【背景技術(shù)】
[0002]存在用于在襯底上產(chǎn)生及維修導(dǎo)電路徑的許多已知技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明試圖提供在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的經(jīng)改進(jìn)的方法。
[0004]因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供一種在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法，其包含:在所述襯底上沉積具有在0.1到5微米的范圍中的厚度的材料層，包含具有在5到100納米的范圍中的直徑的金屬顆粒；使用圖案化激光束來(lái)可選擇地?zé)Y(jié)所述材料層的區(qū)域，借此致使所述金屬顆粒一起在經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處界定導(dǎo)體；以及在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域?qū)⒈粺g的閾值以下使用燒蝕激光束來(lái)燒蝕所述材料層的不在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處的部分。
[0005]優(yōu)選地，所述沉積包含使用所述燒蝕激光束的沉積。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述材料層包含導(dǎo)電油墨或糊狀物。此外，在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法還包含:在使用圖案化激光束及使用燒蝕激光束之前干燥所述導(dǎo)電油墨或糊狀物。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述圖案化激光束為連續(xù)激光束且具有在40到100mW之間的功率電平。優(yōu)選地，所述燒蝕激光束為脈沖激光束且具有在1與500毫焦耳/平方厘米之間的能量密度水平。更優(yōu)選地，所述燒蝕激光束為脈沖激光束且具有30與100毫焦耳/平方厘米之間的能量密度水平。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述燒蝕激光束操作以在不損壞所述襯底上的其它組件的情況下燒蝕所述材料層的不在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處的部分。
[0009]優(yōu)選地，在使用燒蝕激光束之前執(zhí)行使用圖案化激光束。替代地，在使用圖案化激光束之前執(zhí)行使用燒蝕激光束。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法還包含在所述沉積之前:在所述襯底上界定形成所述導(dǎo)電路徑的部分的至少兩個(gè)區(qū)域；以及使用燒蝕激光束來(lái)燒蝕在所述至少兩個(gè)區(qū)域中形成于所述襯底上的非導(dǎo)電層的部分。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例還提供一種在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法，其包含:在所述襯底上沉積具有在0.1到5微米的范圍中的厚度的材料層，包含具有在5到100納米的范圍中的直徑的金屬顆粒；使用圖案化激光束來(lái)可選擇地?zé)Y(jié)所述材料層的區(qū)域，借此致使所述金屬顆粒一起在經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處界定導(dǎo)體；以及移除所述材料層的不在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處的部分。
[0012]優(yōu)選地，所述沉積包含使用第二激光束的沉積。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述材料層包含導(dǎo)電油墨或?qū)щ姾隣钗?。此外，在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法還包含:在使用圖案化激光束之前干燥所述導(dǎo)電油墨/導(dǎo)電糊狀物。
[0014]優(yōu)選地，所述圖案化激光束為連續(xù)激光束，且具有在40到100mW之間的功率電平。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述移除包含在不損壞所述襯底上的其它組件的情況下移除所述材料層的不在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處的部分。
[0016]優(yōu)選地，在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的方法還包含在所述沉積之前:在所述襯底上界定形成所述導(dǎo)電路徑的部分的至少兩個(gè)區(qū)域；以及使用燒蝕激光束來(lái)燒蝕在所述至少兩個(gè)區(qū)域中形成于所述襯底上的非導(dǎo)電層的部分。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)一步提供一種用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)，其包含:光學(xué)組合件，所述光學(xué)組合件包含:圖案化激光器，其操作以產(chǎn)生圖案化激光束；及燒蝕激光器，其操作以產(chǎn)生燒蝕激光束；以及襯底定位組合件，其可相對(duì)于所述光學(xué)組合件移動(dòng)、操作以相對(duì)于襯底而定位所述光學(xué)組合件。所述圖案化激光束操作以可選擇地?zé)Y(jié)沉積在所述襯底上的具有在0.1到5微米的范圍中的厚度的材料層的區(qū)域，包含具有在5到100納米的范圍中的直徑的金屬顆粒，借此致使所述金屬顆粒一起在經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處界定導(dǎo)體，且所述燒蝕激光束操作以在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域?qū)⒈粺g的閾值以下燒蝕所述材料層的不在所述經(jīng)燒結(jié)區(qū)域處的部分。
[0018]優(yōu)選地，所述襯底定位組合件可相對(duì)于所述光學(xué)組合件在X方向及y方向兩者上移動(dòng)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述圖案化激光器為連續(xù)波激光器。此外或替代地，所述燒蝕激光器為脈沖激光器。
[0020]優(yōu)選地，用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)包含鼓風(fēng)機(jī)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]從結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述中將理解及了解本發(fā)明，在附圖中:
[0022]圖1A為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明；
[0023]圖1B為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明，其說(shuō)明所述實(shí)施例的一個(gè)特定特征；
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明；
[0025]圖3A為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明；
[0026]圖3B為根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明；及
[0027]圖4為用于執(zhí)行圖1A到3B的方法的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化說(shuō)明。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)參考圖1A，其為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的用于在襯底上產(chǎn)生導(dǎo)電路徑的系統(tǒng)及方法的操作的簡(jiǎn)化說(shuō)明。如在圖1A中所見(jiàn)，通過(guò)操作者使用工作臺(tái)100來(lái)執(zhí)行目視檢查，工作臺(tái)100耦合到導(dǎo)電路徑產(chǎn)生器102，下文將參考圖4描述導(dǎo)電路徑產(chǎn)生器102。
[0029]操作者通?？匆?jiàn)在其中具有切口 106的導(dǎo)電路徑104的部分且指示所指定維修區(qū)域108，如在放大部分A中所見(jiàn)，放大部分A可由工作臺(tái)100自動(dòng)繪制或由操作者使用工作臺(tái)100手動(dòng)繪制。所指定維修區(qū)域108優(yōu)選地不僅包含切口 106，而且包含導(dǎo)電路徑104的鄰近區(qū)域110及112。
[0030]如在放大部分B中所見(jiàn)，導(dǎo)電油墨或糊狀物(例如，含有銀納米顆粒或銅納米顆粒、銀或銅絡(luò)合物或非金屬導(dǎo)電油墨或糊狀物)，例如碳納米管油墨(其沉積在區(qū)域114上)，延伸超出所指定維修區(qū)域108且還覆蓋導(dǎo)電路徑104的鄰近區(qū)域116及118以及沿被維修的導(dǎo)電路徑的區(qū)域120。導(dǎo)電油墨的沉積優(yōu)選地通過(guò)使用照射在供體襯底(通常為透明供體襯底，涂布有導(dǎo)電油墨)上的激光束來(lái)執(zhí)行。激光束通常由具有在紫外線(xiàn)、可見(jiàn)光或近紅外線(xiàn)范圍中的發(fā)射的短脈沖納秒脈沖激光器(例如，可從法國(guó)梅朗的蒂姆光子公司(Teem Photonics, Meylan, France)購(gòu)得的微片激光器)產(chǎn)生。替代地，使用用于將此油墨局部地沉積在襯底上的噴墨打印機(jī)頭或分液工具將導(dǎo)電油墨沉積在維修位置上。所述導(dǎo)電油墨隨后優(yōu)選地通過(guò)使用合適的鼓風(fēng)機(jī)或通過(guò)其激光加熱而被干燥。
[0031]納米顆粒銀油墨可從以下公司購(gòu)得:美國(guó)新澤西州帕西帕尼太陽(yáng)化學(xué)公司(SunChemical Corp., Parsippany, N.J., USA)、美國(guó)特拉華州威爾明頓 Ε.1.杜邦公司(Ε.1.DuPont De Nemours and C0.，Wilmington, DE, USA)、波蘭羅茲 Amepox 微電子有限公司(Amepox Microelectronics Ltd.0f Lodz, Poland)、中國(guó)江蘇省昆山海信電子有限公司(Kunshan Hisense Electronics Co, Ltd of Jiangsu Province, China)及以色列米格達(dá)勒埃梅克光伏納米電池有限公司(PV Nano Cell, Ltd.0f Migdal Ha’Emek, Israel)。納米顆粒銅油墨可從美國(guó)紐約羅切斯特Intrinsiq材料公司(Intrinsiq Materials Inc.0fRochester, NY, USA)購(gòu)得。碳納米管油墨可從美國(guó)密蘇里州羅拉的布魯爾科技公司(BrewerScience of Roll a, M0, USA)購(gòu)得。
[0032]優(yōu)選地，所沉積層具有在0.1到5微米的范圍中的厚度，且包含具有在5到100納米的范圍中(或替代地，在10到100納米的范圍中)的直徑的導(dǎo)電顆粒。
[0033]如在放大部分C中所見(jiàn)，激光燒結(jié)優(yōu)選地在所指定維修區(qū)域108中執(zhí)行，且如在放大部分D中所見(jiàn)，激光修整優(yōu)選地沿所指定維修區(qū)域108的外圍執(zhí)行，因此將未經(jīng)燒結(jié)的導(dǎo)電油墨從區(qū)域116、118及120移除。優(yōu)選地但非必須地，可使用與用于導(dǎo)電油墨的沉積相同的激光器執(zhí)行激光修整。
[0034]本發(fā)明的特定特征是:在不損壞導(dǎo)電路徑的情況下，通過(guò)使用脈沖激光器以在lOpsec到lOOnsec之間(且更特定來(lái)說(shuō)，在lOOpsec與lOnsec之間)的脈沖長(zhǎng)度及在1到500毫焦耳/平方厘米之間(且更特定來(lái)說(shuō)，在30到100毫焦耳/平方厘米之間)的脈沖能量密度來(lái)實(shí)現(xiàn)激光修整及將未經(jīng)燒結(jié)的導(dǎo)電油墨從覆蓋導(dǎo)電路徑104的區(qū)域116及118移除。
[0035]現(xiàn)參