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CN101164177B - 制造电子部件的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

通过一种制造电子部件的方法应该使得电子部件一方面很灵活，另一方面显示出最佳的作用并且能够在加工过程中低成本地和容易地制造。为此建议一种方法，其中载体膜(12)上被部分地和/或有选择地印刷一种固封液体并且接着进行金属蒸发沉积，其中在无固封层的区域中将一个金属层沉积在载体膜(12)上并且在蒸发过程期间将固封液体蒸发掉，其中接着通过另一个蒸发过程在被涂覆的载体膜(12)上施加一种半导体材料并且随后用丙烯酸盐进行涂覆，其中接着再次将载体液体部分地和/或有选择地印刷到丙烯酸盐层上并且随后进行金属蒸发沉积和必要时重复前述的涂覆过程，并且其中可以建立在各单个金属化层之间的连接。

Description

制造电子部件的方法和装置
本发明涉及一种制造电子部件的方法以及一种实施该方法的装置。
由WO02/31214A1或EP1291463A1公开一种使膜金属化的方法，其中部分地在载体膜上真空敷镀金属层。但是此时已经证明不足的是，作为固封液体施加了一种洗涤颜料，其以后必须在真空外部被洗掉。此外该对比文件没有公开制造有源部件如场效应晶体管的任何可能性。
通过DE10033112A1也已知一种制造场效应晶体管的方法，但是此时采用了用于对衬底覆层的印刷技术。对衬底的印刷是在通常的大气压下进行，因此印刷的层非常容易被氧化，由此产生低质量的电子部件。
本发明的任务是提供一种方法，通过该方法可以制造电子部件，其一方面很灵活，另一方面显示出最佳的作用并且能够在加工过程中低成本地和容易地制造。
为了解决该任务，提出了一种在真空中制造电子部件的方法，其中在载体膜上部分地印刷一种固封液体并且接着进行金属蒸发沉积，其中在无固封层的区域中将一个金属层沉积在载体膜上并且在蒸发过程期间固封液体蒸发掉，其中接着通过另一个蒸发过程在被涂覆的载体膜上蒸发沉积一种半导体材料并且随后用液态丙烯酸盐进行涂覆，和其中接着再次将固封液体部分地印刷到丙烯酸盐层上并且随后进行金属蒸发沉积和必要时重复前述的涂覆过程，并且其中可以建立在各单个金属化层之间的连接。
整个方法在真空中实施，从而被涂覆的层的任何区域不会被氧化。此外在通过金属蒸发进行覆层时，细小的金属沉积到膜上。与具有用于金属颗粒的载体介质的印刷方法不同，在覆层区域中金属浓度大大提高。这些层可以相当薄地施加。此外通过使用半导体材料还能够制造有源部件，如场效应晶体管。
已经证明有利的是，膜在真空中从储料辊退绕并且在相应的涂覆过程之后卷绕到卷筒上。通过将整个方法在真空室中以从辊子到辊子的方式进行实施，保证了尽可能少地带入杂质。
有利的是，退绕过程和/或卷绕过程受控地进行。由此各个方法步骤，其必要时要求不同的时间长度，能够最佳地相互适配。
以有利的方式，固封液体的蒸气压力和数量这样地选择，使得在接着的金属覆层区中固封液体通过蒸发源的辐射热和通过形成的冷凝热从载体膜上蒸发掉。通过在先前用固封液体湿润的区域上的蒸发的固封液体的蒸气层防止金属蒸气能够在这些区域中沉积。
通过该措施实现了在接着金属覆层过程之后不必进行任何或者几乎不进行清理过程。
如果在金属蒸发沉积区中的直至约95％的固封层从载体膜上蒸发掉，那样固封层的剩余部分借助于等离子体从载体膜上清除掉是有意义的。但此时形成了只是极少量要去除的物质。这种少的量无法与按照现有技术的方法进行清理和洗掉的洗涤颜料进行比较。
通过蒸发沉积技术已经能够实现在相邻的金属化区域之间的极其小的间距。但是如果要实现在两个相邻的金属化区域之间的特别小的间距，那么建议借助于微刻技术通过划刻(Ritzen)将金属化区域分开，以实现例如＜30μm的中断部，其可以在以后用半导体材料填充。其中在被划刻的金属化区域之间的半导体材料的宽度对于此处形成的有源部件的速度起到重要的作用。
已经证明有利的是，使用有机半导体材料，例如并五苯，作为半导体材料。
为了使各单个覆层区域相互分开并且也能够在覆层时保证有不同的时间顺序，已经证明有利的是，在第二冷却辊区域中涂覆丙烯酸盐的并且为了聚合用电子射线枪激发丙烯酸盐。由此能够调整用于各个覆层阶段的最佳时间。
已经证明有利的是，第一金属覆层的蒸发沉积的导体电路用作场效应晶体管(FET)的漏极和源极和第二金属化层的蒸发沉积的导体电路用作栅极。由此能够通过尽可能小的费用非常低成本地制造场效应晶体管。
但是还存在可能性，即在其它的涂覆过程中施加电介质材料。由此能够实现例如电容器。
但是也已经证明有利的是，在制造第一或第二蒸发沉积的金属层时在相同的覆层步骤中同时制造导体电路，电阻，线圈或天线。通过各单个元件的相应的配线可以制造出整个IC(集成电路)或完整的组合部件如应答器。
此时已经证明有利的是，借助于穿孔辊建立在各单个金属化层之间的连接作为连接通道。连接通道通过以后的蒸发沉积过程用金属导电地填充。
有利的是，被相应涂覆的膜最后采用等离子体进行清理，进行功能检查并且在同一个真空中被重新卷绕起来。由此能够在真空室中制造相应的电子部件并且还能够检查它们的功能性。
权利要求15至17中描述了一种实施该方法的有利的装置。
本发明对照附图进行详细说明。此时附图显示了其中设有退绕单元2的真空室1。载体膜12通过辊子3如拉力测量辊，宽度伸展辊和换向辊被引导到冷却辊6。在冷却辊6的区域中有一个等离子体清理装置，它对以后要被覆层的表面上的载体膜12进行清理。接着设有一个印刷装置5，通过它将固封液体部分地和有选择地施加到载体膜12上。载体膜12接着穿过覆层区7，在该覆层区中金属被蒸发并且沉积在没有用固封液体湿润的载体膜12上。通过蒸发源的辐射热和形成的冷凝热的作用，固封液体几乎完全地从载体膜12上蒸发掉。仍然留在载体膜12上的残余部分用等离子体清理装置4.1从载体膜12上清除掉。
通过在真空中对载体膜进行金属蒸发沉积能够实现相邻蒸发沉积区域之间具有极其小的间距。如果这里需要到达特别小的间距，那么该间距可以通过微刻装置8制造。载体膜12在接着微刻过程之后从冷却辊6运行到第二冷却辊6.1。此处载体膜12到达蒸发器管13，通过该蒸发器管将半导体材料施加到被部分地和有选择地涂覆的必要时划刻的载体膜12表面的表面上。在载体膜12的通过方向上在半导体覆层之后借助于喷嘴9进行丙烯酸盐的施加。对丙烯酸盐用电子射线枪10的电子加载，由此丙烯酸盐被聚合。接着可以通过另一个印刷过程借助于印刷装置5.1将固封液体部分地和有选择地施加到载体膜12的丙烯酸盐表面上。通过穿孔辊14可以建立通过丙烯酸盐到下面的金属化层的连接通道。穿孔辊在预定的位置上建立这些通道。接着对载体膜的表面进行涂覆。此时固封液体再次蒸发并且在没有施加固封液体的区域以及在通过穿孔辊建立的通道上沉积金属。固封液体的剩余部分可以通过等离子体清理装置4.2清除掉。
在该冷却辊上还可以连接其它的冷却辊，例如6.2至6.n，在它们的区域中可以，必要时也按照改变的顺序，实施印刷和涂覆过程。在将载体膜12卷绕到同样位于真空室1中的卷绕单元11中之前，载体膜12通过一个功能检查站15，在该功能检查站中可以检查各单个的施加的电子部件的功能。
标号表
1.真空室
2.退卷单元
3.辊子
4.等离子体清理装置
5.印刷装置
6.冷却辊
7.覆层区
8.微刻装置
9.喷嘴
10.电子射线枪
11.卷绕单元
12.载体膜
13.蒸发器管
14.穿孔辊
15.功能检查装置

Claims (18)

1.在真空中制造电子部件的方法，其中载体膜(12)从一个退绕单元(2)上退绕，部分地和有选择地印刷一种固封液体并且接着进行金属蒸发沉积，其中，使一种金属蒸发和在无固封液体的区域中将一个金属层沉积在载体膜(12)上并且在蒸发沉积过程期间将固封液体蒸发掉，其中接着通过另一个蒸发过程在被敷层的载体膜(12)上施加一种半导体材料并且随后用丙烯酸盐进行涂覆，其中接着再次将固封液体部分地和有选择地印刷到丙烯酸盐层上并且随后进行金属蒸发沉积，并且其中在预定的位置上建立在各单个金属化层之间的导电的连接，并且其中载体膜(12)在真空中在覆层过程之后卷绕到卷筒上。
2.在真空中制造电子部件的方法，其中载体膜(12)从一个退绕单元(2)上退绕，部分地和有选择地印刷一种固封液体并且接着进行金属蒸发沉积，其中，使一种金属蒸发和在无固封液体的区域中将一个金属层沉积在载体膜(12)上并且在蒸发沉积过程期间将固封液体蒸发掉，其中接着通过另一个蒸发过程在被敷层的载体膜(12)上施加一种半导体材料并且随后用丙烯酸盐进行涂覆，其中接着再次将固封液体部分地和有选择地印刷到丙烯酸盐层上并且随后进行金属蒸发沉积并重复前述的涂覆过程，并且其中在预定的位置上建立在各单个金属化层之间的导电的连接，并且其中载体膜(12)在真空中在覆层过程之后卷绕到卷筒上。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，退绕和卷绕是受控地进行的。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，载体膜(12)通过辊子(3)引导到冷却辊(6，6.1)并且金属蒸发沉积在冷却辊(6，6.1)的区域中进行。
5.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，固封液体的蒸气压力和数量这样地选择，使得在接着的金属覆层区(7)中固封液体通过蒸发源的辐射热和形成的冷凝热从载体膜(12)上蒸发掉和通过在先前用固封液体湿润的区域上的蒸发的固封液体的蒸气层防止金属蒸气能够在这些区域中沉积。
6.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，固封液体在金属覆层区(10)中从载体膜(12)上蒸发掉直至95％的数量并且载体膜(12)借助于等离子体清除掉固封液体的残余部分。
7.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于微刻技术通过划刻被蒸发沉积的金属层建立在两个相邻的金属化区域之间的＜30μm的间距。
8.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，应用有机半导体材料作为半导体材料。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，应用并五苯作为有机半导体材料。
10.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在第二冷却辊(6.1)区域中进行液态丙烯酸盐的涂覆并且为了聚合用电子射线枪(10)激发丙烯酸盐。
11.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将第一金属化层的蒸发沉积的导体电路用作场效应晶体管的漏极和源极和将第二金属化层的蒸发沉积的导体电路用作栅极。
12.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在其它的涂覆过程中蒸发沉积电介质材料。
13.按照权利要求11所述的方法，其特征在于，导体电路除了场效应晶体管的功能以外还构造成电阻，线圈，电容器或天线。
14.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于穿孔辊(14)建立在各单个金属化层之间的导电的连接作为连接通道，在随后的金属蒸发沉积过程中金属沉积在这些连接通道中。
15.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，被涂覆的载体膜(12)最后进行等离子体清理、功能检查并且在真空中卷绕起来。
16.实施按照权利要求1至15之一所述的方法的装置，其特征在于，设有真空室(1)、布置在真空室中的退绕元件(2)、冷却辊(6)、用固封液体印刷载体膜(12)的印刷装置(5)、金属覆层装置(7)、用于在相邻的金属化区域之间建立最小的间距的微刻装置、在另一个冷却辊(6.1)区域中的半导体介质蒸发器管(13)、用丙烯酸盐涂覆载体膜(12)的覆层喷嘴(9)、使丙烯酸盐聚合的电子射线枪(10)、用于部分地和有选择地用固封液体印刷丙烯酸盐的另一个印刷装置(5.1)、在各单个金属化层之间制造连接通道的穿孔辊(14)、另一个金属覆层区(7.1)，以及卷绕单元(11)，其中根据按权利要求1至15之任一项所述方法在所述真空室(1)中首先设置退绕元件(2)，在所述退绕元件(2)之后设置了冷却辊(6)，在冷却辊(6)上根据按权利要求1至15之任一项所述的方法依次设置了印刷装置(5)、金属覆层装置(7)和微刻装置，其中在所述冷却辊(6)之后设置了另一个冷却辊(6.1)，在所述另一个冷却辊(6.1)上根据按权利要求1至15之任一项所述的方法依次设置了半导体介质蒸发器管(13)、覆层喷嘴(9)、电子射线枪(10)、另一个印刷装置(5.1)、穿孔辊(14)、另一个金属覆层区(7.1)，在所述另一个冷却辊(6.1)后设置了卷绕单元(11)。
17.按照权利要求16所述的装置，其特征在于，设有进行等离子体清理的装置(4，4.1，4.2)。
18.按照权利要求16或17所述的装置，其特征在于，在卷绕单元(11)之前设有用于功能检查的单元(15)。
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