用于印刷高粘度材料的方法及设备技术

一种用于设置材料的方法包括将包含供体材料的供体膜定位在距受体衬底预定义距离处，所述供体膜面朝所述受体衬底。引导激光辐射的一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成。在所述突出部仍接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上。通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。

Method and equipment for printing high viscosity materials

A method for setting materials includes locating the donor film containing donor material at a predefined distance from the receptor substrate, and the donor membrane facing the receptor substrate. One or more pulses of laser radiation are irradiated on the donor location to induce the formation of the protrusion made from the donor material. When the donor membrane is still exposed to the protrusion part, the distal tip of the protruding part touches the receptor substrate and is set on the receptor substrate. By increasing the distance between the donor membrane and the receptor substrate, the distal tip of the protruding part is detached from the donor membrane, and the spots of the donor material are formed on the receptor substrate.

【技术实现步骤摘要】
用于印刷高粘度材料的方法及设备相关申请的交叉参考本申请主张2016年9月28日提出申请的美国临时专利申请第62/400,635号以及2017年1月18日提出申请的美国临时专利申请第62/447,471号的权利，所述美国临时专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。
本专利技术大体来说涉及激光诱发材料印刷，且具体来说涉及用于印刷高粘度材料的方法及系统。
技术介绍
激光诱发前向转移(LIFT)技术为制造及修复印刷电路板(PCB)、集成电路(IC)衬底、平板显示器(FPD)及其他电子装置提供诱人的性价比。在LIFT工艺中，使用激光光子从源膜(被称为“供体”)朝受体衬底(被称为“受体”或“接受体”)喷出一定体积的材料。
技术实现思路
本文所述的本专利技术实施例提供一种用于设置材料的方法，包括将包含供体材料的供体膜定位在距受体衬底预定义距离处，所述供体膜面朝所述受体衬底。引导激光辐射的一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成。在所述突出部仍接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上。通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。在某些实施例中，将所述供体膜定位在所述预定义距离处的步骤是在引导所述激光辐射的所述脉冲之后实施，且增加所述间隔的步骤是在所述突出部的所述远尖端触及所述受体衬底之后实施。在其他实施例中，所述方法包括通过控制所述供体膜与所述受体衬底之间的所述预定义距离来控制所设置的所述供体材料的量。在又一些实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括基于所述预定义距离来设定所述激光脉冲的至少一个参数。在实施例中，所述方法包括通过以下操作在所述给定位置处所设置的所述供体材料的顶部上设置额外供体材料：(i)在不施加所述激光辐射的额外脉冲的条件下，将所述供体膜重新定位在所述预定义距离处，以及(ii)再次增加所述供体膜与所述受体衬底之间的所述间隔。在另一实施例中，所述方法包括通过执行以下操作中的一个或多个在所述受体衬底上设置所述供体材料的连续图案：对所述激光辐射的射束进行空间塑形；以及引导所述激光辐射的一个或多个额外脉冲照射在所述供体膜上距所述给定位置预定义间距处。在又一实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲包括使所述激光辐射进行扫描以照射在所述供体膜上的多个点处。在某些实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括将所述激光辐射分成多个射束，所述多个射束照射在所述供体膜上彼此分离的多个相应位置处。在其他实施例中，所述方法包括在最终将所述突出部设置在所述受体衬底上之前，通过以下操作来形成所述突出部：(i)将辅助衬底定位在距所述供体膜给定距离处，(ii)通过增加所述供体膜与所述辅助衬底之间的间隔来对所述突出部进行塑形，以及(iii)移除所述辅助衬底。在又一些实施例中，所述辅助表面包括所述受体表面的被分配区域。在实施例中，所述辅助表面包括与所述受体衬底不同的衬底。在另一实施例中，所述供体材料具有在25℃的温度下高于10,000厘泊的等效粘度等级。在又一实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括通过将所述脉冲引导至所述供体膜上的多个不同位置并诱发在所述多个位置处形成多个突出部，而在所述受体衬底上形成斑点的几何图案，且包括在形成所述突出部之后，通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔，以将所述突出部的远尖端从所述供体膜脱离来印刷所述几何图案。在某些实施例中，所述方法包括在不施加所述激光辐射的额外脉冲的条件下重复印刷所述几何图案。在其他实施例中，所述供体材料包含粘度将于剪切应力的作用下减少的给定材料。在又一些实施例中，所述剪切应力是由激光辐射照射在所述供体膜上的一个或多个脉冲所引起。在一实施例中，对应剪切应力的移除，所述给定材料的粘度等级将于介于100微秒至100毫秒间的时间延迟之后恢复到其预应力等级。在另一实施例中，所述给定材料包含选自一清单的类型，所述清单是由墨(ink)、糊(paste)、胶(gel)及包含有粒子的分散物(dispersion)所组成。根据本专利技术的实施例，另外提供一种用于设置材料的设备，所述设备包括定位总成及光学总成。所述定位总成用以将包含供体材料的供体膜定位在距受体衬底预定义距离处，所述供体膜面朝所述受体衬底。所述光学总成用以产生激光辐射的一个或多个脉冲并引导所述一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成。在所述突出部仍接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上。在形成所述突出部之后，所述定位总成用以通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔，以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。结合附图阅读以下对本专利技术各实施例的详细说明，将会更充分地理解本专利技术，其中：附图说明图1是根据本专利技术实施例用于在衬底上进行印刷的激光诱发前向转移(LIFT)系统的示意性图解；图2是显示根据本专利技术实施例用于利用LIFT技术来印刷粘性材料的工艺的步骤的示意性剖视图；图3是示意性地例示根据本专利技术实施例用于利用LIFT技术来印刷粘性材料的方法的流程图；图4是显示根据本专利技术另一实施例用于利用牺牲衬底来辅助印刷粘性材料的工艺的步骤的示意性剖视图；以及图5是根据本专利技术实施例在利用LIFT技术印刷粘性材料的矩阵时的实验结果的示意性图解。具体实施方式概述本文以下所述的本专利技术各实施例提供用于利用激光诱发前向转移(LIFT)技术来沉积材料的经改进的方法及设备。虽然本文所述的实施例主要涉及具有高粘度的材料，但所公开技术适用于各种各样的材料及应用。在以下说明中，为清晰起见，用语“印刷”、“沉积”及“设置”可互换使用。在各种应用(例如电子装置制作中的粘合剂)中会使用到高粘度材料，高粘度材料常常(虽然并不一定)被定义为具有在25℃的温度下高于10,000厘泊(CPS)的粘度等级的材料。原则上，可利用施配技术或丝网印刷将高粘度材料印刷在衬底上。然而，此类技术通常仅限于印刷直径大于200μm的小点。此外，视所用材料的粘度而定，此类技术通常仅限于每秒约300个小点或更小的印刷速率。在某些电子装置(例如移动装置)中，小尺寸外形(formfactor)及低重量是重要的要求。在此类要求下，在印刷粘性材料(例如金属膏、导电粘合剂(ECA)、非导电粘合剂(NCA)、或焊料膏(SP))时，重要的是使目标小点直径小于200μm且优选小于100μm。在某些实施例中，在供体衬底上形成由一种或多种类型的粘性材料(例如ECA、NCA或SP)制成的供体膜。在实施例中，将供体膜定位在距受体衬底(例如平板显示器(FPD)、印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)衬底)预定义距离(例如，1mm)处，使得供体膜的粘性材料面向受体衬底。在某些实施例中，激光源(例如二极管激光器)用以以150瓦的功率及1微秒至10微秒的脉冲宽度辐照出具有915nm波长的激光脉冲。引导激光脉冲照射在供体膜上的一个或多个预定义位置处。在激光脉冲中输送的高能量使供体膜的粘性材料在照射位置处及供体衬底的近处汽化。此局部的所形成暂态压力促成由粘性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设置材料的方法，其特征在于，包括：将包含供体材料的供体膜定位在距受体衬底预定义距离处，其中所述供体膜面朝所述受体衬底；引导激光辐射的一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成，其中在所述突出部仍接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上；以及通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。

【技术特征摘要】
2016.09.28 US 62/400,635;2017.01.18 US 62/447,4711.一种用于设置材料的方法，其特征在于，包括：将包含供体材料的供体膜定位在距受体衬底预定义距离处，其中所述供体膜面朝所述受体衬底；引导激光辐射的一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成，其中在所述突出部仍接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上；以及通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述供体膜定位在所述预定义距离处的步骤是在引导所述激光辐射的所述脉冲之后实施，且其中增加所述间隔的步骤是在所述突出部的所述远尖端触及所述受体衬底之后实施。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过控制所述供体膜与所述受体衬底之间的所述预定义距离来控制所设置的所述供体材料的量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括基于所述预定义距离来设定所述激光脉冲的至少一个参数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过以下操作在所述给定位置处所设置的所述供体材料的顶部上设置额外供体材料：(i)在不施加所述激光辐射的额外脉冲的条件下将所述供体膜重新定位在所述预定义距离处，以及(ii)再次增加所述供体膜与所述受体衬底之间的所述间隔。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括通过执行以下操作中的一个或多个在所述受体衬底上设置所述供体材料的连续图案：对所述激光辐射的射束进行空间塑形；以及引导所述激光辐射的一个或多个额外脉冲照射在所述供体膜上距所述给定位置预定义间距处。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述激光辐射的所述脉冲包括使所述激光辐射进行扫描以照射在所述供体膜上的多个点处。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括将所述激光辐射分成多个射束，所述多个射束照射在所述供体膜上彼此分离的多个相应位置处。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括在最终将所述突出部设置在所述受体衬底上之前，通过以下操作来形成所述突出部：(i)将辅助衬底定位在距所述供体膜给定距离处，(ii)通过增加所述供体膜与所述辅助衬底之间的间隔来对所述突出部进行塑形，以及(iii)移除所述辅助衬底。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述辅助衬底包括所述受体衬底的被分配区域。11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述辅助衬底包括与所述受体衬底不同的衬底。12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供体材料具有在25℃的温度下高于10,000厘泊的等效粘度等级。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括通过将所述脉冲引导至所述供体膜上的多个不同位置并诱发在所述多个位置处形成多个突出部，而在所述受体衬底上形成斑点的几何图案，且包括在形成所述突出部之后，通过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔，以将所述突出部的远尖端从所述供体膜脱离来印刷所述几何图案。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，包括在不施加所述激光辐射的额外脉冲的条件下重复印刷所述几何图案。15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供体材料包含粘度将于剪切应力的作用下减少的给定材料。16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述剪切应力是由所述激光辐射照射在所述供体膜上的所述一个或多个脉冲所引起。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，因应所述剪切应力的移除，所述给定材料的粘度等级将于介于100微秒至100毫秒间的时间延迟之后恢复到其预应力等级。18.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述给定材料包含选自一清单的形式，所述清单是由墨(ink)、糊(paste)、胶(gel)及包含有粒子的分散...

【专利技术属性】
技术研发人员：兹维·科特勒，乔纳森·安克里，
申请(专利权)人：奥宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL