基板的受控制局部加热制造技术

本公开提供了一种用于对设置有热敏感材料(43)的基板(40)的目标表面(41)进行受控制局部加热以改变所述材料的状态的设备。设备包括具有载体表面(36)的载体(3)，该载体表面用于在与目标表面相对的承载表面(42)处承载基板(40)。载体具有通过与排空通道(37)连通的狭缝彼此隔热的多个侧向分布的加热区(30，30a，30b，

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板的受控制局部加热


[0001]本申请涉及一种用于对基板上的材料进行受控制局部加热的设备。
[0002]本申请还涉及一种用于对基板上的材料进行受控制局部加热的方法。
[0003]本申请也涉及一种包括计算机程序的记录载体，该计算机程序使可编程装置执行该方法。
[0004]本申请又涉及一种包括该设备的制造装置。

技术介绍

[0005]当今，柔性电子器件由昂贵的聚酰亚胺基板及蚀刻的铜电路制成。由于这种基板可以承受回流焊接温度，则业界标准的无铅焊膏(诸如，SAC305)可以用于安装电子部件。
[0006]例如，US6278078描述一种激光焊接方法。激光用于加热待焊接的金属部件，并且激光的波长基于金属部件的光吸收特性而选择。激光形成光束斑点的焊接位置位于距离激光光束的焦点一预定距离处，使得光束斑点散焦并且在其区域上具有均匀的强度。其中用于基板的示例性材料建议为Kevlar.TM.、聚酰亚胺以及氰酸酯。
[0007]为了降低成本，则期望使用更便宜的基板，诸如PET。然而，这种更便宜的基板的玻璃转化温度通常大致低于聚酰亚胺基板的玻璃转化温度。因此，对能够使用更便宜的基板来执行这种热过程的解决方案存在需求。
[0008]应当注意，WO2014164910公开一种用于电浆过程腔室的多区加热和冷却卡盘组件。静电卡盘组件包括介电层，该介电层具有用于支撑工件的顶表面。布置在介电层下方的冷却通道基部包括布置在顶表面之下的多个流体管道。卡盘组件进一步包括空间上分布在卡盘组件上的多个电阻加热杆。在实施例中，在执行电浆蚀刻过程期间，169个加热杆和三个热传递流体流控制件被独立地控制。

技术实现思路

[0009]因此，目的在于提供了一种用于对基板上的材料进行受控制局部加热的改善设备，该基板在其目标表面处设置有热敏感材料。
[0010]因此，另一目的在于提供了一种用于对基板上的材料进行受控制局部加热的改善方法，该基板在其目标表面处设置有热敏感材料。
[0011]根据本公开，在此提供的改善设备包括具有载体表面的载体，该载体表面用于在与目标表面相对的承载表面处承载基板，该载体具有彼此隔热的多个侧向分布的加热区。相应的加热区包括相应的电阻加热元件，并且热耦接至散热器。
[0012]改善设备进一步包括控制器，该控制器用于控制电能至相应的电阻加热元件中的至少一个的选择性供应，相应的电阻加热元件包括在多个侧向分布的加热区中的至少一个中。
[0013]多个侧向分布的加热区彼此隔热，因为载体限定了沿着相互相邻的加热区之间的边界的部分延伸的狭缝，该狭缝与排空通道连通。在相互相邻的加热区之间的边界处的狭
缝中填充的真空提供了非常高效的隔离。在替代实施例中，狭缝沿着载体中的加热区的边界完整延伸。在这种情况下，加热区由散热器上的相应的突出部各自独立地支撑。
[0014]此外，由于在载体表面处提供的真空，基板的目标表面处的大气压力将基板牢固地按压至载体，由此有助于载体与基板之间的良好的热接触，即使在没有粘附层的情况下也是如此。
[0015]在操作中，控制器为加热区中的电阻加热元件选择性地供给能量，该加热区的侧向位置对应于基板的目标表面上的斑点的侧向位置。由此，电阻加热元件诱导部分地经由载体表面流动穿过基板至其目标表面的热流，以使得热敏感材料被加热，从而导致其状态改变。由于侧向分布的加热区彼此隔热以及侧向分布的加热区热耦接至散热器，则减缓了相邻的加热区的加热，从而避免了基板的变形。
[0016]在实施例中，基板的承载表面及/或载体的载体表面设置有粘附层。诸如PDMS层的粘附层有助于基板的承载表面与载体的载体表面保持良好的接触，即使在基板由于所供应的热而局部变形的情况下也是如此。由此，粘附层促进至目标表面的良好的热传递。优选地，粘附层设置在基板的承载表面处。这简化了载体表面的维护。
[0017]可选地，在该实施例中，基板的承载表面和/或载体的载体表面设置有防粘层。这是基于以下这样的考虑：即在一些情况下可能期望将基板局部地加热至基板局部熔融的程度。尽管基板已经在这样的位置处暂时地熔融，防粘层使得基板能够从载体容易地移除。防粘层的材料可以选自金属(诸如，铝)或陶瓷材料(诸如，氧化硅、氮化硅、氧化铝等)。
[0018]在改善设备的实施例中，载体的加热区由散热器的相应的突出部支撑。突出部可以有助于控制加热区中的侧向温度分布。例如，当在实践中表现出加热区的中心处的温度与其周边的角锥体形状相比趋于相对高时，可以设置(截断)顶部与加热区的中心处的载体接触的突出部。专利技术人认识到，相互相邻的加热区之间的热流可以经由穿过散热器的路径而发生。突出部显著地有助于减缓冷却的真空卡盘中的侧向热通量，而同时在竖直方向上具有受控制且强烈的散热器效应。为了实现这一点，每个加热区设置有高导热材料的相应的支柱结构，相应的支柱结构连接至散热器，该散热器优选地设置有受控制的冷却源(例如，水冷却)。支柱状结构改善相邻的加热区之间的隔热，因为突出部的高度延长了穿过散热器的路径的长度。突出部越高，距离越长，热对比度越高。加热器板(像素)以及真空卡盘都要求侧向隔热。
[0019]本公开进一步提供了一种除了包括如上文所描述的改善设备之外还包括感测单元和反馈单元的制造装置。感测单元用于提供指示观测到的过程温度的感测信号。反馈单元与控制器配合，以使控制器用于提供控制信号，以使如由感测信号指示的观测到的过程温度与如由目标信号指示的过程温度的期望值之间的偏差最小。设置有反馈单元和感测单元的制造装置使得能够容易适应于不同材料的特性。待控制的过程温度为例如目标表面处的温度。待实现的期望值可以例如取决于待处理的热敏感材料的类型。在一个示例中，热敏感材料为焊料，并且期望值为焊料的熔融温度。在另一示例中，热敏感材料为用于聚合物的热可固化悬浮物或热可固化前驱物，并且期望值为可固化悬浮物或热可固化前驱物的固化温度。作为另一示例，可能期望使用用于不同基板厚度的制造装置。利用该制造装置，热流自动地适应于适当地接近过程温度的期望值的水平。
[0020]在制造装置的实施例中，感测单元包括热摄影机，该热摄影机被布置为确定基板
的目标表面处的温度分布。不管所使用的基板的厚度如何，由热摄影机提供的感测信号使得反馈单元能够控制任何特定位置处的处理温度，以使得热敏感材料被适当地加热，并且所测量的过程温度不超过由基板确定的上限。
[0021]在实施例中，替代地或另外地，感测单元包括用于每个电阻加热元件的相应的温度感测器，相应的温度感测器用于提供指示电阻加热元件的温度的感测信号。由于电阻加热元件附近的温度的改变导致基板的目标表面处的温度的改变，控制器可以更快速地控制热流，以避免基板的过度加热。在这些措施的组合中，主反馈回路可以设置为控制目标表面温度，并且辅反馈回路可以设置为在检测到超过所允许的最大值的温度的情况下中断加热。
[0022]在感测单元的实施例中，电阻加热元件可以用作温度感测器，因为电阻加热元件的电阻指示该电阻加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于对基板(40)的目标表面(41)进行受控制局部加热的设备，所述设备包括载体(3)，所述载体具有载体表面(36)，所述载体表面用于在与所述目标表面相对的承载表面(42)处承载所述基板(40)，所述载体具有彼此隔热的多个侧向分布的加热区(30，30a，30b，
…
，30n)，相应的加热区包括相应的电阻加热元件(32，32a，32b，
…
，32n)，并且热耦接至散热器(2)，控制器(60)，所述控制器用于控制电能至所述相应的电阻加热元件中的至少一个的选择性供应，所述相应的电阻加热元件包括在所述多个侧向分布的加热区中的至少一个中，其特征在于，所述多个侧向分布的加热区(30，30a，30b，
…
，30n)彼此隔热，因为所述载体(3)限定了至少沿着相互相邻的加热区之间的边界的部分延伸的狭缝(33)，所述狭缝与排空通道(37)连通。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述载体的所述载体表面(36)设置有粘附层(47)。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述载体的所述载体表面(36)设置有防粘层(44)。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述载体(3)的所述加热区由所述散热器(2)的相应的突出部(23，23a，23b，
…
，23n)支撑。5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述相应的电阻加热元件耦接至由相应的切换元件切换的电源，所述相应的切换元件通过所述控制器控制。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述相应的切换元件容纳在所述散热器中。7.一种制造装置，所述制造装置除了包括根据前述权利要求中任一项所述的设备之外还包括：感测单元(51)，所述感测单元用于提供指示观测到的过程温度的感测信号(S51)；反馈单元(61)，所述反馈单元与所述控制器(60)配合，以使所述控制器(60)用于提供控制信号(S60)，以使如由所述感测信号(S51)指示的所述观测到的过程温度与如由目标信号(SdT)指示的过程温度的期望值之间的偏差最小。8.根据权利要求7所述的制造装置，其中，所述感测单元包括热摄影机(51)，所述热摄影机被布置为确定所述基板(40)的所述目标表面(41)处的温度分布。9.根据权利要求7或8所述的制造装置，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯，
申请(专利权)人：荷兰应用自然科学研究组织TNO，
类型：发明
国别省市：