火焰打孔的孔隙掩模制造技术

提供了孔隙掩模，包括细长的柔性薄膜幅材，所述膜幅材具有至少一个形成在所述薄膜中的沉积掩模图案，其中所述沉积掩模图案限定贯穿所述薄膜的沉积孔隙，所述孔隙限定一个或多个电子电路元件的至少一部分，并且其中沉积孔隙由边缘界定，所述边缘为所述掩模的一部分，所述边缘具有大于所述掩模的平均厚度的厚度。在另一方面，本发明专利技术提供了制造这种孔隙掩模的方法，包括以下步骤：提供支承表面，其中所述支承表面包括多个降低部分；提供喷焰器，其中所述喷焰器支承火焰，并且其中火焰包括与所述喷焰器相对的焰舌；使细长的柔性薄膜幅材的至少一部分顶靠接触所述支承表面；以及用源自喷焰器的火焰加热所述薄膜，以在所述薄膜的覆盖所述多个降低部分的区域中产生孔隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过使用由火焰打孔方法制成的孔隙掩模来制造电子 电路元件、制造那些掩模的方法、以及如此制成的孔隙掩模。
技术介绍
电子电路包括电子电路元件诸如电阻器、电容器、感应器、二极 管、晶体管、以及其它有源和无源元件的组合，这些元件通过导电连 接联系在一起。薄膜集成电路包括若干层诸如金属层、介质层、以及 典型地由半导体材料诸如硅形成的活性层。典型地，薄膜电路元件和 薄膜集成电路通过如下方式产生沉积各种材料层，然后使用加成或 减成法中的光刻法来图案化这些层，所述加成或减成法可包括化学蚀 刻步骤以限定各种电路元件。另外，孔隙掩模已用来沉积成图案层， 而无需使用蚀刻步骤或任何光刻法。美国专利No. 6,821,348 B2公开了涉及孔隙掩模和相关系统的某 些方法和装置，因而以引用的方式并入本文。美国专利申请公布No. 2004/0070100 Al禾P 2005/0073070 Al公开了涉及薄膜的火焰打孔的某些方法和装置，因而以引用的方式并 入本文。美国专利申请序列号11/179,418公开了涉及巻状物品孔隙掩模 和相关的滚筒式或连续运动系统的某些方法和装置，因而以引用的方 式并入本文。
技术实现思路
简而言之，本专利技术提供一种孔隙掩模，包括细长的柔性薄膜幅 材；以及至少一个在薄膜中形成的沉积掩模图案，其中沉积掩模图案 限定贯穿薄膜延伸的沉积孔隙，所述孔隙限定一个或多个电子电路元 件的至少一部分，并且其中沉积孔隙由边缘界定，所述边缘为掩模的 一部分，其具有大于掩模的平均厚度的厚度。孔隙掩模可包括多个独 立的沉积掩模图案，所述图案可基本上相同或不同。该薄膜幅材典型 地为足够柔性的，使得其可被巻绕以形成巻材。该薄膜幅材典型地在 至少幅材纵向方向、幅材横向方向、或这两个方向上为可拉伸的。该 薄膜幅材典型地包括聚合物薄膜，更典型地包括聚酰亚胺薄膜或聚酯 薄膜。典型地，至少一个沉积孔隙具有小于约1000微米，更典型地 小于约250微米的最小直径。在另一方面，本专利技术提供一种制造包括细长的柔性薄膜幅材、以 及形成在薄膜中的沉积掩模图案的孔隙掩模的方法，其中沉积掩模图 案限定贯穿薄膜延伸的沉积孔隙，所述孔隙限定一个或多个电子电路 元件的至少一部分。该方法包括以下步骤提供支承表面，其中支承 表面包括多个降低部分；提供喷焰器，其中喷焰器支承火焰，并且其 中火焰包括与喷焰器相对的焰舌；使细长的柔性薄膜幅材的至少一部 分顶靠接触支承表面；以及用源自喷焰器的火焰加热薄膜，以在薄膜 的覆盖多个降低部分的区域中产生孔隙。在一个实施例中，支承表面 被冷却至低于12(TF(29t:)的温度；并且薄膜的第一侧面与受热表面接 触，其中受热表面的温度大于165°F(74°C);并且随后用源自喷焰器的 火焰加热薄膜，以在薄膜的覆盖多个降低部分的区域中产生孔隙之前， 将受热表面从薄膜的第一侧面移除。另一个实施例另外包括如下步骤将喷焰器定位成使得火焰的未侵入焰舌和喷焰器之间的距离比薄膜和 喷焰器之间的距离大至少三分之一。定位步骤可另外包括定位喷焰器 使得火焰的未侵入焰舌和喷焰器之间的距离比薄膜和喷焰器之间的距离大至少2毫米。另一个实施例另外包括如下步骤将喷焰器定位成使得在喷焰器和轧辊之间测得的角度小于45° ，其中该角度的顶点定位在背衬辊的轴线处。在另一方面，本专利技术提供一种制造电子电路元件的方法，包括以 下步骤提供支承表面，其中支承表面包括多个降低部分；提供喷焰 器，其中喷焰器支承火焰，并且其中火焰包括与喷焰器相对的焰舌； 使细长的柔性薄膜幅材的至少一部分顶靠接触支承表面；用源自喷焰 器的火焰加热薄膜以在薄膜的覆盖多个降低部分的区域中产生孔隙， 从而制成孔隙掩模；提供第一薄膜幅材；将孔隙掩模和第一薄膜幅材 定位成彼此邻近；以及通过孔隙掩模中的孔隙将沉积材料沉积到第一 薄膜幅材上，以产生一个或多个电子电路元件的至少一部分。在一个 实施例中，该方法另外包括通过排除孔隙掩模的再使用的方法回收累 积在孔隙掩模上的沉积材料的步骤，所述步骤可选地包括局部或完全 地燃烧孔隙掩模、局部或完全地熔融孔隙掩模、局部或完全地将孔隙 掩模分割成片件、以及局部或完全地溶解孔隙掩模。附图说明图1为呈巻绕成巻材的孔隙掩模幅材形式的孔隙掩模的透视图。 图2a为根据本专利技术的一个实施例所述的孔隙掩模的俯视图。 图2b为图2a中的孔隙掩模的一部分的放大视图。 图2c为图2a中的孔隙掩模的单一孔隙的放大视图。 图2d为图2c的孔隙的横截面。图3至5为根据本专利技术的实施例所述的孔隙掩模的俯视图。图6为可用于本专利技术的方法的火焰打孔装置的侧视图。图7为图6的装置的前视图，其中为清楚起见移除了惰辊中的两个以及马达，并且背衬辊以虚线显示。图7a为图6的装置的喷焰器带的放大视图。图8为图6的装置的侧视图，包括沿装置内的薄膜路径移动的薄膜。图9为喷焰器、薄膜、和背衬辊的部分的放大剖视图，其中喷焰 器的火焰定位成远离薄膜使得该火焰为未侵入火焰。图10为与图9类似的视图，其中喷焰器的火焰正侵入薄膜。图11和12为在线孔隙掩模沉积技术的简化示意图。图13和14为根据本专利技术所述的沉积工位的框图。图15a为根据本专利技术的实施例所述的示例性拉伸装置的透视图。图15b为拉伸机构的放大视图。图16至18为根据本专利技术的实施例所述的示例性拉伸装置的俯 视图。图19为根据本专利技术的实施例所述的示例性在线沉积系统的框图。图20和21为可根据本专利技术产生的示例性薄膜晶体管的剖视图。具体实施例方式图1为孔隙掩模10A的透视图。如图所示，孔隙掩模10A包 括细长的柔性薄膜幅材IIA、以及形成在薄膜中的沉积掩模图案 12A。沉积掩模图案12A限定贯穿薄膜延伸的沉积孔隙(在图1中 未标出)。典型地，孔隙掩模10A被形成为带有若干沉积掩模图案， 虽然本专利技术在此方面并非一定受限制。在那种情况下，每个沉积掩模 图案可基本上相同；或作为另外一种选择，可有两种或更多种不同的 掩模图案形成在柔性膜11A中。如图所示，柔性膜11A可为足够柔性的，使得其可被巻绕以形成 巻材15A。将柔性膜11A巻绕到滚轴上的能力可提供明显的优点 薄膜巻材15A具有用于存储、装运以及用于在线沉积工位的基本上紧 凑的尺寸。另外，柔性膜11A为可拉伸的，使得其可拉伸以实现精确 准直。例如，该柔性膜在幅材横向方向、幅材纵向方向、或这两个方 向上为可拉伸的。在示例性实施例中，柔性膜11A可包括聚合物薄膜。 聚合物薄膜可由很多种聚合物中的一种或多种构成，所述聚合物包括 聚酰亚胺、聚酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、或其它 聚合物。聚酰亚胺为尤其可用于构成柔性膜11A的聚合物。聚酯也是 一种尤其可用于构成柔性膜llA的聚合物。优选地，该薄膜70为聚合物基底。孔隙掩模10A可具有很多种形状和尺寸。例如，在示例性实施例中，柔性薄膜幅材11A为至少约50厘米长或100厘米长，并且在 许多情况下可为至少约10米，或甚至100米长。另外，柔性薄膜幅 材11A可为至少约3cm宽，以及小于约200微米厚，小于约30微 米，或甚至小于约10微米厚。图2a为根据本专利技术所述的孔隙掩模10B的一部分的俯视图。在 示例性实施例中，如图2a所示的孔隙掩模10B由聚合材料形成。使 用聚合材料来构成孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种孔隙掩模，包括：　细长的柔性薄膜幅材；以及　至少一个在所述薄膜中形成的沉积掩模图案，　其中所述沉积掩模图案限定贯穿薄膜延伸的沉积孔隙，所述孔隙限定一个或多个电子电路元件的至少一部分，并且　其中沉积孔隙由边缘界定，所述边缘为所述掩模的一部分，所述边缘具有大于所述掩模的平均厚度的厚度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-22 11/315,1111.一种孔隙掩模，包括细长的柔性薄膜幅材；以及至少一个在所述薄膜中形成的沉积掩模图案，其中所述沉积掩模图案限定贯穿薄膜延伸的沉积孔隙，所述孔隙限定一个或多个电子电路元件的至少一部分，并且其中沉积孔隙由边缘界定，所述边缘为所述掩模的一部分，所述边缘具有大于所述掩模的平均厚度的厚度。2. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述孔隙掩模包括多 个独立的沉积掩模图案。3. 根据权利要求2所述的孔隙掩模，其中每个沉积掩模图案基 本上相同。4. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材为足够 柔性的，使其可被巻绕以形成巻材。5. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材为可拉 伸的，使其可在至少幅材纵向方向上被拉伸。6. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材在至少幅材横向方向上为可拉伸的。7. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材包含聚合物薄膜。8. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材包含聚 酰亚胺薄膜。9. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中所述薄膜幅材包含聚 酯薄膜。10. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中至少一个沉积孔隙具 有小于约1000微米的最小直径。11. 根据权利要求1所述的孔隙掩模，其中至少一个沉积孔隙具有小于约250微米的最小直径。12. —种制造孔隙掩模的方法，包括 细长的柔性薄膜幅材；以及 在所述薄膜中形成的沉积掩模图案，其中所述沉积掩模图案限定贯穿所述薄膜延伸的沉积孔隙，所述 孔隙限定一个或多个电子电路元件的至少一部分； 所述方法包括以下步骤提供支承表面，其中所述支承表面包括多个降低部分； 提供喷焰器，其中所述喷焰器支承火焰，并且其中所述火焰包括与所述喷焰器相对的焰舌；使细长的柔性薄膜幅材的至少一部分顶靠接触所述支承表面；以及用源自喷焰器的火焰加热所述薄膜，以在所述薄膜的覆盖所述多 个降低部分的区域中产生孔隙。13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述支承表面被冷却至 低于120下(29°(3)的温度；并且所述方法另外包括以下步骤使所述薄膜的所述第一侧面接触受热表面，其中所述受热表面的 温度大于165。F(74。C);并且随后在用源自喷焰器的火焰加热所述薄膜以在所述薄膜的覆盖所述 多个降低部分的区域中产生孔隙之前，将所述受热表面从所述薄膜的所述第一侧面移除。14. 根据权利要求12所述的方法，另外包括以下步骤 将所述喷焰器定位成使得所述火焰的未侵入焰舌和所述喷焰器之间的所述距离比所述薄膜和所述喷焰器之间的所述距离大至少三分 之一。15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述定位步骤包括将所述喷焰器定位成使得所述火焰的所述未侵入焰舌和所述喷焰器之间的所述距离比所述薄膜和所述喷焰器之间的所述距离大至少2毫米。16. 根据权利要求12所述的方法，另外包括以下步骤将所述喷焰器定位成使得在所述喷焰器和所述轧辊之间测得的所述角度小于45° ，其中所述角度的顶点定位在所述背衬辊的轴线 处。17. 根据权利要求12所述的方法，其中所述孔隙掩模包括多个 独立的沉积掩模图案。18. 根据权利要求12所述的方法，其中所述薄膜幅材为足够柔 性的，使得其可被巻绕以形成巻材。19. 根据权利要求12所述的方法，其中所述薄膜幅材包含聚合 物薄膜。20. 根据权利要求12所述的方法，其中所述薄膜幅材包含聚酰 亚胺薄膜。21. 根据权利要求12所述的方法，其中所述薄膜幅材包含聚酯 薄膜。22. —种制造电子电路元件的方法，包括以下步骤 提供支承表面，其中所述支承表面包括多个降低部分； 提供喷焰器，其中所述喷焰器支承火焰，并且其中所述火焰包括与所述喷焰器相对的焰舌；使细长的柔性薄膜幅材的至少一部分顶靠接触所述支承表面； 用源自喷焰器的火焰加热所述薄膜以在所述薄膜的覆盖所述多个降低部分的区域中产生孔隙，从而制成孔隙掩模； 提供第一薄膜幅材；将所述孔隙掩模和第一薄膜幅材定位成彼此邻近；以及 将沉积材料通过所述孔隙掩模中的所述孔隙沉积在所述第一薄 膜幅材上，以产生一个或多个电子电路元件的至少一部分。23. 根据权利要求22所述的方法，另外包括通过排除所述孔隙 掩模的再使用的方法来回收累积在所述孔隙掩模上的沉积材料的步 骤。24. 根据权利要求22所述的方法，另外包括回收累积在所述孔 隙掩模上的沉积材料的步骤，其中回收所述沉积材料的方法包括选自 由下列组成的组的步骤局部或完全地燃烧所述孔隙掩模、局部或完 全地熔融所述孔隙掩模、局部或完全地将所述孔隙掩模分割成片件、 以及局部或完全地溶解所述孔隙掩模。25. 根据权利要求22所述的方法，其中所述支承表面被冷却至 低于120下(29。C)的温度；并且另外包括以下步骤使所述薄膜的所述第一侧面接触受热表面，其中所述受热表面的 温度大于165。F(74。C);并且随后在用源自喷焰器的火焰加热所述薄膜以在所述薄膜的覆盖所述 多个降低部分的区域中产生孔隙之前，将所述受热表面从所述薄膜的 所述第一侧面移除。26. 根据权利要求22所述的方法，另外包括以下步骤 将所述喷焰器定位成使得所述火焰的未侵入焰舌和所述喷焰器之间的距离比所述薄膜和所述喷焰器之间的距离大至少三分之一。27. 根据权利要求26所述的方法，其中所述定位步骤包括定位喷焰器使得所述火焰的所述未侵入焰舌和所述喷焰器之间的距离比所 述薄膜和所述喷焰器之间的距离大至少2毫米。28. 根据权利要求22所述的方法，另外包括以下步骤 将所述喷焰器定位成使得在所述喷焰器和所述轧辊之间测得的角度小于45° ，其中所述角度的顶点定位在所述背衬辊的轴线处。29. 根据权利要求22所述的方法，其中所述孔隙掩模包括多个 独...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森A尼科尔斯，杰弗里H托奇，迈克尔W本奇，马克A斯特罗贝尔，乔尔A热舍尔，唐纳德J穆克卢尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]