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包括电路图案的基底、用于提供包括电路图案的基底的方法及系统

摘要

本发明涉及基底上的电路图案以及用于形成基底上的电路图案的方法和系统。在典型的实施例中,光图案被投射至穿过透明层,以使连续材料层和透明层之间的粘附性图案化释放。从基底上撕下被粘附于图案化的材料层的释放层,以分离具有较低粘附性的材料,同时留下未被曝光的材料以在其上形成电路图案。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2020-07-14

    授权

    授权

  • 2016-11-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):G03F7/34 申请日:20141029

    实质审查的生效

  • 2016-08-03

    公开

    公开

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于在基底上形成图案化结构的方法和系统,以及所得到的基底产品。

背景技术

光刻和蚀刻工艺通常被用来在柔性基底上对薄金属层进行图案化。在光刻中,聚合物可涂布于金属膜上,并通过紫外光被图案化。未被聚合物覆盖的金属被蚀刻掉。然而,由于这些技术相对比较慢,因此它们并未给高容量卷对卷工艺带来最优解绝方案。在印刷过程中,导电油墨可以以图案化的方式通过喷墨、(旋转)丝网、柔版印刷、凹版印刷等被印刷。但是,由于这些油墨是基于微粒的,因此需要后处理步骤获得导电性。在激光烧蚀中,激光系统可被用于各种材料的烧蚀和图案化。然而,对金属层进行烧蚀可能会使用相对大量的能量。

因此,需要一种用于在基底上提供电路图案的改进的方法及系统。

发明内容

本公开的第一方面提供了一种用于在基底上形成电路图案的方法,该方法包括:提供堆叠层,堆叠层包括被粘附于一侧上的释放层与另一侧上的透明层之间的连续材料层,其中连续材料层是连续金属层或半导体材料的连续层;提供光源,光源将光从透明层那侧投射到堆叠层上;以及提供掩模,掩模位于光源和堆叠层之间,以将投射到堆叠层上的光图案化,其中光图案被投射至穿过透明层,以在与所投射的光图案相匹配的位置使连续材料层与透明层之间的粘附性图案化释放。

通过选择性地对层之间的粘附物进行照射,可以实现粘附性的图案化释放。通过图案化释放层之间的粘附性,所述多个层中的一层或所有层可以被图案化。通过具有被粘附于将被图案化的层的一侧的释放层,可以更好地对图案化释放进行控制。通过穿过透明基底进行照射,可以到达粘附层,例如与从粘附层的需被结构化的层的材料(例如金属)所覆盖的一侧进行照射相反。例如,光图案可以穿过堆叠层的透明材料被投射到粘附层和/或连续材料层上,从而间接加热邻近层,以引发粘附性的释放。本方法和系统可通过例如使用柔性基底和/或释放层大批量地用于卷对卷。该技术特别适合于提供高品质的金属层和半导体层。这种技术不需要耗时的诸如烧结或蚀刻等的后处理步骤。与传统的光刻工艺相反,这种方法能够使用短且高强度的脉冲以进行图案化。例如,可利用闪光灯使粘附性释放。因此,本发明的方法提供了一种改进了的基底上结构的图案化。

令人惊奇地,发现该方法适用于对金属层或半导体材料层进行图案化,从而在基底上形成电路。现有技术EP0727321、US5527660、EP0096572、US4247619描述了图像形成材料和方法,但并未如本文所描述的那样从连续金属层或半导体材料的连续层形成电路图案。

在一个实施例中,该方法包括:将释放层从透明层分离,其中在分离过程中,形成于连续材料层中的图案在连续材料层和透明层之间的粘附性不被所投射的光图案释放的位置处粘附于透明层,并且在连续材料层中形成的互补图案在连续材料层和透明层之间的粘附性通过所投射的光图案被释放的位置处粘附于释放层。

在一个实施例中,连续层是导电层或半导体层。通过使用导电层,可以形成导电结构或图案,例如电路。例如连续层可以是金属层。有利的是,图案化的金属层可以提供导电结构。

在一个实施例中,基底上图案化的连续材料层是由在暴露于图案化的光之后粘附于透明层的连续材料层形成的。在一个实施例中,透明层包括用以形成基底的聚合物膜或玻璃基板。可替代地或者另外地,基底上图案化的连续材料层是由粘附于释放层的连续材料层形成的。例如,释放层可包含聚合物膜,在该聚合物膜上形成带有图案化连续材料层的功能性基底。优选的是,堆叠层的至少一部分是柔性的,以允许工艺被卷对卷地执行。

粘附性可通过透明层和连续材料层之间的材料的选择性反应被释放。所反应的材料可包括基底的一部分和/或单独的粘附层。在一个实施例中,堆叠层包括在透明层和连续材料层之间的中间粘附层。例如,堆叠层包括透明层和连续材料层之间的聚合物粘附层,其中聚合物粘附层包含可分解材料,该可分解材料根据所投射的光图案的照射选择性地分解,用以降低连续材料层和透明层之间的粘附性。在一实施例中,透明层包括聚合物膜,其中该聚合物膜包含可分解材料,该可分解材料在所投射的光图案照射邻近的连续材料层时选择性地分解,用以降低连续材料层和透明层之间的粘附性。

通过使用可分解材料,透明基底和连续材料层之间的粘附性可被方便地释放。例如,通过使用高强度的闪光灯,金属栅格可在几毫秒之内被图案化而无需使用蚀刻溶液。在聚合物膜上蒸镀或溅射的金属可通过高强度的光脉冲被图案化。没有被掩模阻挡的光能够在金属和(聚合物)基底的界面中产生大量的热。由于这种热(例如≥400℃),聚合物分解,并且金属到基底的粘附性会显著降低。然后,残留的金属通过释放衬垫被去除。也可以设想释放粘附性的其他方式,例如融化。

通过使用吸收照射的连续材料层,邻近层可被间接加热,例如导致分解或其他机制的释放。相应地,优选采用对于照射光具有相对较高的吸收性的连续材料层。例如,由于该原因以及其他原因,铜将会非常适合。

为了允许连续材料层无撕裂地相对平滑释放,优选连续材料层不能太厚。因此,优选地,连续材料层具有小于1000nm,优选小于500nm,或甚至更薄的层厚度。

在一个实施例中,光源产生短于2ms,优选短于1ms的光脉冲。较短的光脉冲在每单位时间内具有更多的能量,这可以被方便地利用于例如对粘附层进行分解。优选地,光源产生超过5J/cm2,更优选超过10J/cm2的脉冲能量。

在一个实施例中,光源包括氙气闪光灯。虽然激光系统是合适的,但闪光灯更廉价,并且可被用于图案化大的区域。值得注意的是,大多数高功率闪光灯系统(例如,氙NovaCentrix)被设计为用于对导电性油墨和陶瓷材料进行退火。此外,传统上,仅使用顶部照射。

优选地,掩模抵抗照射光,例如曝光后不会劣化。例如,在一个实施例中,掩模包括位于玻璃上的金属。适当的金属可以包括铝、铬或其他金属,即一方面提供足够的掩蔽能力,另一方面提供足够的抗劣化性。

在一个实施例中,系统包括:释放机构,用于将释放层从透明层分离,其中在分离过程中,形成于连续材料层中的图案在连续材料层和透明层之间的粘附性不被所投射的光图案释放的位置处粘附于透明层,并且形成于连续材料层中的互补图案在连续材料层和透明层之间的粘附性被所投射的光图案释放的位置处粘附于释放层。

在一个实施例中,用于提供堆叠层的装置包括:基底传输装置,被布置为用于传输透明基底;连续材料层沉积装置,被布置为用于将连续材料层沉积在透明基底上;以及释放衬垫应用装置,被布置为用于将释放层层压于连续材料层上。

本公开的第二方面提供了一种用于在基底上形成电路图案的系统,该系统包括:多个装置,用于提供堆叠层,堆叠层包括被粘附于一侧上的释放层与另一侧上的透明层之间的连续材料层,其中连续材料层是连续金属层或半导体材料的连续层;光源,光源被布置为将光从透明层那侧投射到堆叠层上;掩模,掩模位于光源和堆叠层之间,用于将被投射到堆叠层上的光图案化,其中光图案被投射至穿过透明层,以在与所投射的光图案相匹配的位置处使连续材料层与透明层之间的粘附性图案化释放。可装备该系统以执行根据第一方面的方法。

本发明的第三方面提供了一种可通过包括通过如本文所述的方法或系统获得的电路图案的基底,该基底包括透明层,其中形成电路图案的图案化的金属或半导体材料通过它与透明层之间的粘附层被粘附到透明层,其中粘附层的部分在图案化材料已被去除的位置处被分解和/或熔化。通常,图案化材料可包括撕裂边缘,该撕裂边缘是通过从被选择性粘附于透明层的连续材料层中撕下释放层以在所述位置处去除材料而产生的。

本发明的方法和系统的进一步的优点和应用可以包括:适合用于高速处理、兼容卷对卷、大面积图案化、成本低、不需要昂贵的(纳米)颗粒油墨、廉价的RFID天线结构。

附图说明

本公开的装置、系统和方法的上述以及其它特征、方面和优点将根据下面的描述、所附权利要求以及附图而变得更好理解,其中:

图1示意性地示出用于在基底上形成图案化结构的方法中的第一阶段;

图2示意性地示出用于在基底上形成图案化结构的方法中的第二阶段;

图3示意性地示出用于在基底上形成图案化结构的系统;

图4示出所获得的在其上带有图案化结构的基底的图片。

具体实施方式

在阅读说明书的上下文和附图时,除非另有定义,否则这里使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。将会进一步理解,例如在常用字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术领域背景中的含义相吻合的含义,而不应以理想化或过于正式的意义来解释,除非在本文中明确定义。在一些情况下,公知的设备及方法的详细描述可以被省略,以便不使本发明的系统及方法的描述变得模糊。被用来描述特定实施例的术语并不旨在限制本发明。如本文中所使用的,单数形式“一”、和“该”旨在也包含复数形式,除非在上下文中明确指出。术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意组合和所有组合。可以理解的是,术语“包括”和/或“包含”表明存在所陈述的特征,但并不排除存在或附加一个或多个其他特征。将会进一步理解的是当方法的特定步骤被称为跟随于其他步骤时,除非另有规定,它可以直接跟随所述其他步骤或者可以在执行特定步骤之前执行一个或多个中间步骤。同样将被理解的是,在描述结构或部件之间的连接时,除非另有规定,否则该连接可被直接建立或者通过中间结构或部件来建立。本文所提及的所有出版物、专利申请、专利和其他参考文献都通过引用被整体纳入。在发生矛盾的情况下,以本说明书及其所包括的定义为准。

在一个方面,本公开涉及一种基底上的图案化结构以及用于形成基底上的图案化结构的方法和系统。在典型的实施例中,穿过透明层来投射光图案以引发连续材料层与透明层之间的粘附性的图案化释放。从基底上撕下被粘附于图案化材料层的释放层,以便分离具有较低粘附性的材料而留下不被曝光的材料,从而在基底上形成图案化结构。

在下文中将参考附图来更充分地描述本发明,其中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以以许多不同的形式来呈现,并且不应被解释为局限于此处所阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是彻底和完全的,并且将本发明的范围充分地传达给本领域技术人员。示例性实施例的描述旨在与附图联系起来阅读,附图被认为是整个书面描述的一部分。在附图中,为了清楚起见,系统、部件、层和区域的绝对和相对尺寸可能被放大。实施例可以关联本发明的可行的理想化实施例及中间结构的示意图和/或剖面图的图解来描述。在说明书和附图中,相同的数字始终指代相同的元件。相对术语以及它们的衍生词应当被解释为指的是作为随后在以下讨论的附图中所描述或所示出的取向。除非另有说明,这些相对术语是为了便于描述,并不要求系统在特定的取向上构造或操作。

图1示出用于在基底上形成图案化结构的方法的第一阶段的实施例。在所示出的实施例中,该方法包括:提供堆叠层10。堆叠层10包括连续材料层3,连续材料层3被粘附在一侧10a上的释放层4与另一侧10b上的透明层1之间。该方法还包括:提供光源5,光源5用于将光6从透明层1的一侧10b投射到堆叠层10上。该方法还包括:提供掩模7,掩模7位于光源5和堆叠层10之间,用以图案化投射到堆叠层10上的光6。光图案6t被投射至穿过透明层1,以在与所投射的光图案6t相匹配的位置R处使连续材料层3和透明层1之间的粘附性图案化释放。例如,在用于在基底上形成电路的方法中,连续材料层3可以由连续的金属层或半导体材料的连续层构成。

图2示出了用于在基底上形成图案化结构的方法的可选的第二阶段的实施例。该实施例包括:将释放层4从透明层1分离。形成于连续材料层3中的图案3p在位置A处粘附于透明层1,其中在位置A处,连续材料层3和透明层1之间的粘附性不被所投射的光图案6t释放。形成于连续材料层3中的互补图案3r在位置A'处粘附于释放层4,其中在位置A'处,连续材料层3和透明层1之间的粘附性被所投射的光图案6t释放。在一个实施例中,掩模7包括电路图案的正像。例如,掩模7可以使电路图案的负像通过,从而选择性地释放粘附性。

在一个实施例中,基底上的图案化结构由保持粘附A于透明层1的图案化的连续材料层3p形成。将被理解的是,连续材料层3p的其余部分没有经受过光图案6t,光图案可能会影响到材料层3和/或下面的层。在另一实施例中,基底上的图案化结构由从透明层1释放R并且粘附A'到释放层4的图案化的连续材料层3r形成。

在一个实施例中,连续材料层包括导电层或半导体层,优选金属层,更优选铜层。例如,连续材料层3基本上可以由连续金属层或半导体材料的连续层来构成。有利的是,包括金属或半导体的连续材料层3可被用于形成电路。例如,图案化的导电材料可以形成电路的导电轨迹。也可以形成其他电路图案。在一个实施例中,连续材料层是连续、均质的导电层或半导体层。在一个实施例中,连续材料层是均质的金属层。例如,连续材料层可以采用金属沉积法来沉积。

将被理解的是,透明层1和连续材料层3之间的粘附可以是直接的或间接的。例如,在一个实施例中,连续材料层3被直接粘附于透明层1而没有中间层。在另一个实施例中,透明层1经由可选的中间粘附层2被粘附于连续材料层3。

在一个实施例中,通过透明层1和连续材料层3之间的材料的选择性反应释放R粘附性。该材料可以是透明层1自身的材料或者是可选的中间粘附层2的材料。例如,在一个实施例中,中间粘附层2包括聚合物粘附层。在另一个实施例中,透明层包括聚合物膜,其中聚合物膜包含可分解材料,这种可分解材料在邻近的连续材料层被所投射的光图案照射时选择性地分解,以降低连续材料层和透明层之间的粘附性。组合也是可行的,即,其中透明层1和中间粘附层2这两者的材料均进行反应,以将粘附性释放。

层之间的粘附性会受到各种机制的影响,例如,机械性、化学性、分散性、静电性和/或扩散性粘附的影响。同样,粘附性的选择性释放可以以多种方式来完成。例如,在一个实施例中,导致或促成粘附的材料可以在由光图案6t所引发的反应中被分解。其他的反应机制也是可行的,例如,粘附材料的熔化和/或蒸发。例如,降低粘度可有助于降低粘附力。在一个实施例中,在粘附层中包含气体发生剂,其中在对光图案6t发生反应时形成气体。

粘附材料对光图案6t的反应可以以不同的方式来触发,例如,通过间接加热粘附材料来触发。例如,在一个实施例中,光图案6t穿过堆叠层10的透明材料被投射到连续材料层3上,从而间接加热邻近的透明层(例如透明层1或透明中间粘附层2)。对邻近透明层的间接加热可以导致粘附性的释放。为间接加热邻近的层,优选地,连续材料层3对于光具有相对较高的吸收性。例如,在一个实施例中,连续材料层3包括铜,铜通常在例如400-1000nm的可见光区域中具有相对较高的吸收性。

粘附材料也可被直接加热,例如,在一个实施例中,选择对光具有高吸收性的中间粘附层2。可替代地或者除了通过加热进行反应之外,分子可直接与光发生反应。例如,粘附材料可包含光可分解材料。另外地或可替代地,可以提供一种光引发剂以引发使粘附性降低的反应。

通常期望在连续材料层3和透明层1之间提供如下的粘附性,在光图案6t引发的反应之前高于并且在该反应之后低于连续材料层3与释放层4之间的粘附性。粘附性的释放也可以是短暂的,例如时间足够长,以分离释放层。优选的是,连续材料层3与释放层4的粘附性至少强到足以克服在从图案3p中撕下图案3r期间可能产生的剪切力S以及当粘附性已被光图案6t局部释放之后在连续材料层3和透明层1之间残留的任何力。将被理解的是,通过从一侧撕下释放层4,剩余的粘附性例如通过透明层1和连续材料层3之间的“挤压流动”力可以被降低。有利的是,释放层4能够防止烧蚀的材料3r撕下剩余的结构3p。此外,它可以实现更高的分辨率。

透明层1和连续材料层3之间的粘附性的释放通常包括(直接或间接)降低所述层之间的粘附力。层之间的粘附力强度可以例如被测量为将所述层的单位面积彼此释放(分离)所需的能量。在一个实施例中,透明层1和连续材料层3之间的粘附性强度与连续材料层3和释放层4之间的粘附性强度相比,在没有暴露于光6的情况下至少高10%,并且在暴露于光图案6t之后至少低10%。更优选地,所述裕量至少为20%,甚至进一步更加优选地,至少为30%,最优选地,至少为50%。裕量越高,连续材料层3根据暴露于光图案6t粘住透明层1或释放层4的选择性能则越好。当然,相对裕量不必相同,例如层1和层3之间的粘附性与层3和层4之间的粘附性相比,可以是在暴露前高10%并且在暴露后低20%。

在一个实施例中,连续材料层3具有小于1000nm,优选小于500nm,甚至更优选小于250nm的层厚度。将被理解的是,对于较薄的连续材料层3而言,撕开时的剪切力可以较低。因此,由光图案6t造成的粘附性变化范围可以更低。此外,本文中所描述的工艺优选地被卷对卷或卷对片材地执行。因此,优选地,包含连续材料层3的堆叠层是柔性的,例如,包含透明聚合物层。然而,所述工艺并不限于柔性基底,例如,透明层1可以可选择地包括玻璃基底。

优选地,光具有足够的总能量以使粘附性改变。在一个实施例中,使用至少5焦耳每平方厘米(J/cm2)的能量来充分地释放透明层和连续材料层之间的粘附性。另一方面,优选地,所述能量不会多到损害基底。因此,在一个实施例中,使用小于20J/cm2的能量。例如,优选范围可以是10和15J/cm2之间。

优选地,能量以光脉冲的形式传送到堆叠层。在一个实施例中,光以短脉冲的形式提供,例如,优选短于2ms(毫秒),更优选短于1ms,例如在1μm和2000μm之间。光脉冲越短,其强度就越高。更高的光强度可以对应粘性材料对光更佳的反应性。另一方面,过高的强度会损坏堆叠层。

优选地,光源5包括闪光灯,例如,氙(Xe)气闪光灯可以提供相对较高的亮度。将被理解的是,可以使用闪光灯来有利方便地制备具有所需能量(例如,大约12J/cm2)的适度短的光脉冲(例如,10μs至10ms)。还将被理解的是,闪光灯与相应的激光系统相比,通常没有那么复杂和/或昂贵。有些闪光灯还可以提供更短的光脉冲,例如低于30μs。

优选地,掩模7能够不被破坏地承受光的能量及强度。在一个实施例中,掩模包括在玻璃上的图案化金属。适合用于掩模的金属可以包括铝或铬。掩模可以是例如透射式的或反射式的。为了对光进行图案化,优选地,掩模被布置在均匀光束中。可选地,将光源(例如闪光灯)的光在入射掩模之前进行准直。

在一个实施例中,本文所描述的方法和系统可以获得包括透明层1的基底20,其中,图案化的材料3p通过它与透明层1之间的粘附层2被粘附到透明层1。在本实施例中,粘附层2的部分2r在位置R处被分解和/或熔化,其中在位置R,图案化材料3p被去除。在位置R处也可以存在反应的其他标志,例如,透明层1的表面的熔化/凝固。在一个实施例中,基底20不包括单独的中间粘附层2,例如,连续材料层3被直接沉积到透明层1上。在上述位置R处还可以存在与通过光图案6t进行的粘附性释放相关的反应标志。在一个实施例中,图案化材料3p包括撕裂边缘,该撕裂边缘是通过将释放层4从被选择性粘附于透明层1的连续材料层3撕下以在所述位置R处去除材料3r而产生的。撕裂边缘可以被形成在位置S处,其中在位置S,在撕释放层4时,剪切力在图案3r和3p之间产生作用。

图3示出了用于在基底上形成图案化结构的系统30。该系统包括:用于提供堆叠层10的装置11、12、13、14。堆叠层10包括被粘附于在一侧10a上的释放层4与另一侧10b上的透明层1之间的连续材料层3;光源5,光源5被布置为将光6从透明层1的一侧10b投射到堆叠层10上;掩模7,掩模7被布置在光源5和堆叠层10之间,用以图案化被投射到堆叠层10上的光6。光图案6t被投射至穿过透明层1,以在与被投射的光图案6t相匹配的位置R处使连续材料层3和透明层1之间的粘附性图案化释放。

在示出的实施例中,按照处理顺序在光源5之后布置释放层分离器14b,用于将释放层4从透明层1分离。形成于连续材料层3中的图案3p在位置“A”处粘附于透明层1,其中在位置“A”,连续材料层3和透明层1之间的粘附性不被所投射的光图案6t释放。形成于连续材料层3中的互补图案3r在位置A'处粘附于释放层4,其中在位置A',连续材料层3和透明层1之间的粘附性被所投射的光图案6t释放。

在一个实施例中,系统30包括基底传输装置11,基底传输装置11被设置为沿着限定处理序列的路径来传输包括透明层1的基底。在一个实施例中,基底传输装置11包括一个或多个辊,用以携带、引导和/或传输基底。可选地,从存储辊中提供基础基底(例如,包括透明层1)。可选地,具有图案化材料3p的基底可再被存储在辊上或切成片状。

在一个实施例中,系统30包括材料沉积装置13,材料沉积装置13被布置为将连续材料层3沉积在与被光源5照射的基底的一侧10b相反侧的基底的另一侧10a上。在一个实施例中,材料沉积装置13包括材料供给源,其在使用过程中填充有用于形成连续材料层的需图案化的材料。例如,材料沉积装置可以包括具有金属的供给源,用以形成连续材料层3。沉积装置可以包括例如用于施加金属层的蒸镀或溅射装置。在一个实施例中,该系统包括材料供给装置,材料供给装置包括将被沉积为连续材料层3的金属或半导体材料,并且材料沉积装置13被布置为用于在基底上沉积连续材料层3。

在一个实施例中,系统30包括释放层敷料器14a,其按顺序被布置在沉积装置13和光源5之间,用于将释放层4层压在连续材料层3上。在一个实施例中,释放层敷料器14a包括辊上的例如透明胶带的释放衬垫。释放层分离器14b中也可以包括辊,用以从堆叠层10的其余部分撕下释放衬垫。

在一个实施例中,该系统包括粘附物沉积装置12,粘附物沉积装置12被布置为用于沉积中间粘附层2,按顺序被布置在材料沉积装置13之前,并且与材料沉积装置13布置在同一侧10a上。在一个实施例中,粘附物沉积装置12包括粘附物供给源,其在使用过程中填充有用于形成中间粘附层2的粘附材料。例如,粘附性供给源可以包括具有用以形成中间粘附层2的聚合物粘附层前料的供给源。粘附物沉积装置12可以例如包括用于施加粘附层2的槽模涂布机。

在一个实施例中,该系统包括控制器15,控制器15被布置为对光源5的脉冲频率“F”以及基底通过基底传输装置11穿过光源11的所投射光图案6t的位移“V”进行控制。在一个实施例中,控制器15被编程为在光脉冲之间将基底移动大于所投射的光图案6t的距离“X”,以通过单个光脉冲引发粘附性的图案化释放。在一个实施例中,基底传输装置11被布置为以恒定的速度来移动基底。在另一实施例中,基底传输装置11被布置为以间歇性的速度来移动基底,例如,当光脉冲在被投射时放缓或停止。在一个实施例中,光源5包括闪光灯,以提供光脉冲。

在一个实施例中,连续材料层3不与所投射的光发生反应(例如化学反应)。这可以具有如下优点,即待图案化的材料不会受到例如被光降解的影响。在一个实施例中,光可以仅与与连续材料层分离的粘附层发生反应。

当然也可以在所示出的处理工艺之前、期间、两者之间、和/或之后提供其他的处理工艺。例如,在制造图案化结构之后,可以在基底上布置电气元件。

在一个具体实施例中,提供一个或多个下列部件:

–光源:氙气闪光灯。优选高能量和短脉冲(<<1ms)以获得最佳效果。

–掩模:玻璃上的光刻金属。铝或铬,以减少光吸收以及烧蚀的机率。还可以使用基于反射的掩模,以代替基于透射的掩模。

–基底:对于所发射的光而言透明。聚合物膜或玻璃(在使用玻璃基底时优选聚合物粘附层)。

–聚合物粘附层:增加基底与蒸镀/溅射的金属的粘附性。当借助于释放衬垫来去除残留金属时,未被烧蚀的金属不会被撕下。

–金属:例如蒸镀或溅射到基底上的薄金属层。铜是一种良好候选,因为它吸收大量的发射的光。更多的反射性金属可以受益于附加的吸收层(例如碳),以便产生高的峰值温度。

–释放衬垫:聚合物薄膜,其在烧蚀后去除残留金属。

在一个实施例中,采用下面的布置:

–灯设备:氙气2000

–脉冲:1.5ms,~12J/cm2,1脉冲

–掩模:位于硼硅酸盐玻璃(0.7mm)上的铬(100nm)

–基底:PET,80μm

–金属:蒸发的铜,200nm

–释放衬垫:蓝色透明胶带

图4示出了在其上带有图案化层3p的基底10的图片。图4表明当前的方法和系统对于在例如柔性基底的基底上提供电路图案是特别有用的。基底20产生于如本文中所描述的方法和系统。基底20通常包括透明层1,其中,在透明层1上粘附有图案化的材料3p。通常,图案化材料3p包括撕裂边缘3s。该撕裂边缘3s可以是通过从连续材料层3撕下释放层4以在所述位置R处去除材料3r而产生的。边缘粗糙度可取决于材料层3的厚度,例如具有高于层厚的10%的均方根。例如,200nm的铜层通常具有粗糙度高于20nm的撕裂边缘。在一个实施例中,如图所示,其中图案化连续材料层(3p)形成电路图案的导电轨迹。

本公开的一个方面涉及到一种用于在基底上形成图案化结构的方法,该方法包括:提供堆叠层,堆叠层包含被粘附于透明层和释放层之间的连续材料层;提供光源,光源将光从透明层那侧投射到堆叠层上;提供掩模,掩模位于光源和堆叠层之间,用以图案化被投射到堆叠层上的光,其中光图案被投射至穿过透明层,用以引发连续材料层与透明层之间的粘附性的图案化释放。本公开的另外方面涉及到一种用于在基底上形成图案化结构的系统,该系统包括:多个装置,用于提供堆叠层,堆叠层包含被粘附于透明层和释放层之间的连续材料层;光源,光源将光从透明层一侧投射到堆叠层上;以及掩模,掩模位于光源和堆叠层之间,用以图案化被投射到堆叠层上的光,其中光图案被投射至穿过透明层,用以引发连续材料层与透明层之间的粘附性的图案化释放。

尽管示出了用于提供基底上的图案化层的示例性实施例,而本领域技术人员也可设想出用于实现相同的功能和结果且具有本发明的益处的替代方式。例如,部件或层可以被组合或分割。如所讨论及示出的实施例各种元件提供了一定的优势,诸如在柔性基底上提供大面积的图案化金属、氧化物或有机物层。当然,可以理解的是,上述实施例或工艺中的任何一个可以与一个或多个其他实施例或工艺相组合,用以在发现和匹配设计以及优势中提供更进一步的改进。可以理解的是,本公开对卷对卷工艺提供了特别的优势,并且通常可被应用于在基底上形成任何一种图案化层或者构图的的任何应用中。

而本发明的系统和方法已参照它们具体的示例性实施例在特定的细节中进行了描述。但是也应当理解,本领域中的普通技术人员可以在不脱离本发明所公开的范围的情况下设计出大量的修改和替代实施例。例如,其中公开了被布置和/或构成为用于执行特定的方法或功能的设备或系统的实施例本质上公开了该方法或功能自身和/或与该方法和系统的其他公开实施例的结合。此外,方法的实施例被认为是本质上公开了它们在相应的硬件中的实施,在可能的情况下,与方法或系统中的其他公开的实施例组合。另外,方法可被实现为例如,在非暂时性计算机可读存储介质上的程序指令,被认为是本质上公开了这样的实施例。

最后,上述讨论旨在仅说明本发明的系统和/或方法,并且不应该被解释为将所附权利要求限制于任何特定的实施例或多个实施例的组合。说明书和附图被相应地以说明性的方式看待,并不旨在限制所附权利要求的范围。在解释所附权利要求的过程中,应当理解的是,词语“包括”不排除列出在给出的权利要求之外的其他元件或动作的存在;元件前面的词语“一”不排除多个这种元件的存在;在权利要求中的任何参考符号不限制它们的范围;不同的“装置”可以由相同的或不同的项目或所实现的结构或功能来表示;除非特别说明,任何被公开的设备或者它的部分可以被组合在一起或者被分割成另外的部分。某些措施被记载在相互不同的权利要求中的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地利用。特别是,权利要求书中起到作用的组合都被认为已被本质地公开。

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