嵌入式电阻的直接印刷制造技术

一种用于制作一电子装置的方法包含：辨识电路基板上的轨迹，在电路基板上，将在轨迹的第一端点与第二端点之间形成具有指定电阻的电阻器。将透明供体基板靠近在电路基板上所辨识的轨迹定位，透明供体基板具有相对的第一表面及第二表面、及形成于第二表面上的供体膜，供体膜包含电阻性材料，其中第二表面面朝电路基板。引导激光辐射的脉波照射于供体膜上，以诱导电阻性材料的小滴自供体膜喷射至电路基板上沿着轨迹的相应的相邻位置处，其中相邻位置之间的间隔被选择以在第一端点与第二端点之间形成具有指定电阻的电路迹线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】嵌入式电阻的直接印刷相关申请案的交叉参考本申请案主张于2018年1月11日提出申请的美国临时专利申请案第62/615,982号的权利，该美国临时专利申请案以引用方式并入本文中。
本专利技术大体而言是关于激光诱导材料转移，且具体而言是关于通过激光诱导前向转移(laser-inducedforwardtransfer；LIFT)在一基板上印刷电子组件。
技术介绍
在激光直写(laserdirect-write；LDW)技术中，使用一激光束、通过受控材料烧蚀(ablation)或沈积来形成具有空间解析三维结构的一经图案化表面。激光诱导前向转移(LIFT)是为一种可应用于在一表面上沈积微图案的激光直写技术。在激光诱导前向转移中，激光光子提供驱动力以自一供体膜(donorfilm)朝一受体基板(acceptorsubstrate)投射一小体积的材料。通常，激光束与被涂覆至一非吸收性载体基板上的供体膜的内侧相互作用。换言之，在入射激光束传播穿过透明载体之后，光子才被膜的内表面吸收。在某一能量临限值以上，自供体膜朝基板的表面喷射材料，在此项技术中已知的激光诱导前向转移系统中，该基板通常被放置成紧密靠近或甚至接触供体膜。可改变所施加激光能量，以控制在受辐照膜体积内生成的前向推进力。已为多种应用(例如电子电路修复)开发出使用金属供体膜的激光诱导前向转移技术。举例而言，PCT国际公开案第WO2010/100635号(其公开内容以引用方式并入本文中)阐述了一种修复电子电路的系统及方法，其中使用一激光来预先处理形成于一电路基板上的一导体的一导体修复区域。以如下的一方式对一供体基板施加激光束：使供体基板的一部分自供体基板脱离并被转移至一预定导体位置。作为另一实例，PCT国际公开案第WO2015/181810号(其公开内容以引用方式并入本文中)阐述了一种材料沈积方法，该方法包含界定欲形成于一印刷电路基板上并与该印刷电路基板上的导电迹线(conductivetrace)接触的一嵌入式电阻器(embeddedresistor)的一轨迹(locus)及一电阻。将一透明供体基板靠近印刷电路基板定位，该透明供体基板具有相对的一第一表面及一第二表面、以及形成于第二表面上的一供体膜，该供体膜包含一金属，其中第二表面面朝印刷电路基板。引导激光辐射的脉波穿过供体基板的第一表面并照射于供体膜上，以诱导熔融材料的小滴(droplet)(所述小滴会在印刷电路基板上形成金属的微粒)自供体膜喷射，同时使脉波进行扫描以用微粒的一聚合体(aggregation)填充该轨迹，该聚合体在接触该聚合体的导电迹线之间提供所定义电阻。
技术实现思路
下文中所述的本专利技术实施例提供用于在一基板上进行电路组件的基于激光诱导前向转移的制作的新颖方法及系统、以及通过此等方法而产生的电路组件。因此，根据本专利技术的一实施例，提供一种用于制作一电子装置的方法。该方法包含辨识一电路基板上的一轨迹，在该电路基板上，将在该轨迹的一第一端点与一第二端点之间形成具有一指定电阻的一电阻器。将一透明供体基板(transparentdonorsubstrate)靠近在该电路基板上所辨识的该轨迹定位，该透明供体基板具有相对的一第一表面及一第二表面、以及形成于该第二表面上的一供体膜，该供体膜包含一电阻性材料，其中该第二表面面朝该电路基板。引导激光辐射的脉波穿过该供体基板的该第一表面并照射于该供体膜上，以诱导该电阻性材料的小滴自该供体膜喷射至该电路基板上沿着该轨迹的相应的相邻位置处，其中所述相邻位置间的一间隔(separation)被选择以在该第一端点与该第二端点之间形成具有该指定电阻的一电路迹线(circuittrace)。在一所公开实施例中，该间隔被选择以对所述相邻位置处的所述小滴间的一接触面积的一大小进行控制，该大小决定该电路迹线的该电阻。作为另一选择或另外，引导所述脉波包含调整所述脉波的一能量位准，以控制多个所述小滴之一或多个物理性质，该一或多个物理性质决定该电路迹线的该电阻。在某些实施例中，辨识该轨迹包含辨识该电路基板上的数个导体间的一间隙，且引导该激光辐射的所述脉波包含在该间隙内形成该电路迹线。在一个实施例中，辨识该间隙包含对该间隙进行量测并因应于该量测来形成该电路迹线。在一个实施例中，形成该迹线包含因应于该量测来设定所述小滴被喷射至其上的所述相邻位置间的该间隔，以使该电路迹线将具有该指定电阻。在另一实施例中，形成该电路迹线包含通过因应于该量测来设定所述脉波的一能量而调整多个所述小滴之一或多个物理性质，以使该电路迹线将具有该指定电阻。进行该量测可包含撷取及处理该电路基板的一影像以辨识及量测该间隙。另外或作为另一选择，该方法包含：在所述小滴的该喷射之前，在该电路基板中沿着该轨迹形成一沟渠(trench)，其中引导该激光辐射的所述脉波包含将所述小滴注射至该沟渠中。在一所公开实施例中，该沟渠具有较多个所述小滴的一平均直径小的一宽度。更另外或作为另一选择，该方法包含将该电路迹线进行退火。在某些实施例中，引导所述脉波包含设定照射于该供体膜上的该激光辐射的所述脉波的一能量及一焦点大小(focalsize)，以使所述脉波其中的每一脉波诱导该电阻性材料的一单个小滴自该供体膜的该喷射。在一个实施例中，所述脉波的该能量被设定成一第一值以每脉波诱导该单个小滴的该喷射，且该方法包含：在形成该电路迹线之后，以大于该第一值的一第二能量值引导该激光辐射的其他脉波照射于该供体膜上，以使由该电阻性材料的小微粒形成的一喷涂层(spray)自该供体膜喷射并叠盖于该电路迹线的一端部上。在一所公开实施例中，引导所述脉波包含引导该激光辐射的多个脉波同时照射于该供体膜上的不同相应点处，以在该电路基板上并行地制作多个电阻性电路迹线。另外或作为另一选择，引导所述脉波包含使所述脉波进行扫描，以在该第一端点与该第二端点之间以一曲折图案(meanderpattern)形成该电路迹线。更另外或作为另一选择，引导所述脉波包含使用一声光偏转器(acousto-opticdeflector)来使所述脉波在该供体基板上进行扫描，量测所述脉波的一强度，并因应于所量测的该强度来控制该声光偏转器以补偿照射于该供体基板上的所述脉波的一能量的波动(fluctuation)。根据本专利技术的一实施例，亦提供一种用于制作一电子装置的系统。该系统包含一透明供体基板，该透明供体基板具有相对的一第一表面及一第二表面、以及形成于该第二表面上的一供体膜，该供体膜包含一电阻性材料。一定位总成用以将该供体基板靠近一电路基板上的一轨迹定位，在该电路基板上，将在该轨迹的一第一端点与一第二端点之间形成具有一指定电阻的一电阻器，其中该供体基板的该第二表面面朝该电路基板。一光学总成用以引导激光辐射的脉波穿过该供体基板的该第一表面并照射于该供体膜上，以诱导该电阻性材料的小滴自该供体膜喷射至该电路基板上沿着该轨迹的相应的相邻位置处，其中所述相邻位置间的一间隔被选择以在该第一端点与该第二端点之间形成具有该指定电阻的一电路迹线。...

【技术保护点】
1.一种用于制作一电子装置的方法，该方法包含：/n辨识一电路基板上的一轨迹，在该电路基板上，将在该轨迹的一第一端点与一第二端点之间形成具有一指定电阻的一电阻器；/n将一透明供体基板靠近在该电路基板上所辨识的该轨迹定位，该透明供体基板具有相对的一第一表面及一第二表面、以及形成于该第二表面上的一供体膜，该供体膜包含一电阻性材料，其中该第二表面面朝该电路基板；以及/n引导激光辐射的脉波穿过该供体基板的该第一表面并照射于该供体膜上，以诱导该电阻性材料的小滴自该供体膜喷射至该电路基板上沿着该轨迹的相应的相邻位置处，其中所述相邻位置之间的一间隔被选择以在该第一端点与该第二端点之间形成具有该指定电阻的一电路迹线。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180111 US 62/615,9821.一种用于制作一电子装置的方法，该方法包含：
辨识一电路基板上的一轨迹，在该电路基板上，将在该轨迹的一第一端点与一第二端点之间形成具有一指定电阻的一电阻器；
将一透明供体基板靠近在该电路基板上所辨识的该轨迹定位，该透明供体基板具有相对的一第一表面及一第二表面、以及形成于该第二表面上的一供体膜，该供体膜包含一电阻性材料，其中该第二表面面朝该电路基板；以及
引导激光辐射的脉波穿过该供体基板的该第一表面并照射于该供体膜上，以诱导该电阻性材料的小滴自该供体膜喷射至该电路基板上沿着该轨迹的相应的相邻位置处，其中所述相邻位置之间的一间隔被选择以在该第一端点与该第二端点之间形成具有该指定电阻的一电路迹线。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该间隔被选择以对所述相邻位置处的所述小滴之间的一接触面积的一大小进行控制，该大小决定该电路迹线的该电阻。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述脉波包含调整所述脉波的一能量位准，以控制多个所述小滴之一或多个物理性质，该一或多个物理性质决定该电路迹线的该电阻。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，辨识该轨迹包含辨识该电路基板上的数个导体之间的一间隙，且其中引导该激光辐射的所述脉波包含在该间隙内形成该电路迹线。


5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，辨识该间隙包含对该间隙进行量测并因应于该量测来形成该电路迹线。


6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，形成该电路迹线包含因应于该量测来设定所述小滴被喷射至其上的所述相邻位置之间的该间隔，以使该电路迹线将具有该指定电阻。


7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，形成该电路迹线包含通过因应于该量测来设定所述脉波的一能量而调整多个所述小滴之一或多个物理性质，以使该电路迹线将具有该指定电阻。


8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，进行该量测包含撷取及处理该电路基板的一影像以辨识及量测该间隙。


9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含：在所述小滴的该喷射的前，在该电路基板中沿着该轨迹形成一沟渠，其中引导该激光辐射的所述脉波包含将所述小滴注射至该沟渠中。


10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该沟渠具有较所述小滴的一平均直径小的一宽度。


11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含将该电路迹线进行退火。


12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导该激光辐射的所述脉波包含设定照射于该供体膜上的一激光束的一能量及一光斑大小，以使所述脉波其中的每一脉波诱导该电阻性材料的一单个小滴自该供体膜的该喷射。


13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述脉波的该能量被设定成一第一值以每脉波诱导该单个小滴的该喷射，且其中该方法包含：在形成该电路迹线之后，以大于该第一值的一第二能量值引导该激光辐射的其他脉波照射于该供体膜上，以使由该电阻性材料的小微粒形成的一喷涂层自该供体膜喷射并叠盖于该电路迹线的一端部上。


14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述脉波包含引导该激光辐射的多个脉波同时照射于该供体膜上的不同相应点处，以在该电路基板上并行地制作多个电阻性电路迹线。


15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述脉波包含使该激光辐射进行扫描，以在该第一端点与该第二端点之间以一曲折图案形成该电路迹线。


16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，引导所述脉波包含使用一声光偏转器来使所述脉波在该供体基板上进行扫描，量测所述脉波的一强度，并因应于所量测的该强度来控制该声光偏转器以补偿照射于该供体基板上的所述脉波的一能量的波动。


1...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈兰·汉妮娜，布舒汀·德米崔，提德哈·吉尔，福斯迪克·吉迪恩，
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