TW200830984A - Direct patterning for EMI shielding and interconnects using miniature aerosol jet and aerosol jet array - Google Patents

Description

200830984 九、發明說明： 【相關說明書的交互參考】 本說明書享有申請於2006年7月19日的美國專利臨時申 請案第60/535, 443號，發明名稱為” M3DEMI柵應用，，的權 利。本發明亦為申請於2005年12月12日的美國專利申請序 说第11/302, 091 f虎’名稱為”小型霧質噴射器與霧質喷射器 陣列”的部份延續案，美國專利巾請序號第11/3()2,㈣號係 享有申請於腿S 12们3日的美國專利臨時申請案第 6〇/635,847號’名稱為”小型霧質嘴射器與霧質噴射哭陣 列”的權利，且享有中請於_5年4月8日的美國專利臨時 申請案第_69,權號，名稱為，，霧化器室與霧質嘴射器陣 列的權利。該些說明書與該些參考說明書的申請專 參考性地整合於此。 $ $ 【發明所屬之技術領域】 本發明係相關於使用-種小_ 射器陣列以娜卩刷·_料。^_=小型霧質喷 相關於在—平面的或非平面的表面之I遮I Γ二本备明係 發明係亦可用以印刷材料至熱敏性目標物上觸印刷。本 大氣狀況下，且能触積具有錢米尺 可實施於 以實施EMI遮罩，例如柄狀圖案 材枓。本發明可用 的連線之直接圖案化。 、’面或非平面目標物 200830984 【先前技術】 在習知技術中’用以製造電磁干擾遮罩的方式係藉由圖案 化方法產生，例如微影法或蔽备遮罩，但此些方法的成本的過 於昂貴。另-方面’此些遮罩亦可藉由墨水喷射或屏幕印刷的 技術而印刷出，但此些技術具有面積大且透明度不夠的缺點。 除此之外’習知的銲線技術需要使用線圈，然而線圈將增 加所應用的裝置之整體高度。另—方面，此線圈作為感應線圈 • 時’將導致降低高頻效能且增加操音的缺點。此外，在高頻應 用中，線圈區域將對頻寬造成限制。 • _於f知技術之上述與其他問題，有必要設計出-種用 • 以遮蔽輻射的結構，以克服上述與其他問題。 【發明内容】 本發明係-顧㈣贿_結構，使得輻射無法傳送至 _ 一目標物。此結構包括目標物與直接地沉積在該目標物上的多 條傳導線，多條傳導線排列為柵狀圖案，其中，多條傳導線之 每一的寬度小於約50微米，較佳地，此寬度係小於約12微米， 且選擇性地小於約1微米。多條傳導線選擇性地對可見光而言 為實質上透明。所欲波長範圍内的輻射係較佳地傳送至目標 物，並較佳地遮蔽在所欲波長範圍外的輻射，使得在所欲波長 範圍外的輻射無法傳送至目標物。目標物為平面狀或非平面 狀。本發明之結構可進一步包括黏結促進劑或外遮罩。本發明 7 200830984 之結構較佳地包括一主 多個所欲頻率的輕射。Γί 地傳播在一或 + I &明之結構係較佳軸喊蔽電磁干 擾使的磁輕射無法傳送至目標物。 十 至一 亦為—種用以遮蔽轄射的方法’使得輻射無法傳送 該目;P物上私明之方法包括下列步驟：提供—目標物；在 ，直接地沉積多條傳導線，此些傳導線排列為柵狀 圖案，多條值莫給+A 〒良饼夕j马柵狀 ⑩·#二# 母—具有小於約5G微米的線寬；及遮蔽 、'人，射’例如電軒擾，使得輻射無法傳送至目標物。 上德地係小於約12微米，並選擇性地小㈣1微米。 1本1明之方法較佳地進—步包括在所欲波長範圍内的輻射係 傳駐目標物，並遮蔽在所欲波長範圍外的輕射，使得在所欲 皮長範圍外的輪射热法傳送至目標物的步驟。上述沉積步驟較 佳地包括共形地沉積多條傳導線於非平面基質上。本發明之方 馨法較錢進-步包括改變沉積頭的高度及/或方向的步驟。上 述沉矛貝步驟較佳地包括同時地沉積多條線或多條線段。本發明 方法k擇f生地更包括提供黏結促進劑或目標物之外遮罩的 步驟。本發明之方法選擇性地進一步包括傳播一或多個所欲頻 率的輻射的步驟。 本發明亦為一種沉積頭組件，其用以沉積材料於目標物 上’沉積頭組件包括：沉積頭，此沉積頭包括用以傳送包括上 述材料的霧質之通道；一或多個插入物，用以引導一鞘流氣進 8 200830984 入"L知頭，第一至，連結至插入物；區域，鄰近於上述室的出 用以此口務貝與鞘流氣，而形成環狀噴射，環狀喷射包括 圍繞内部霧質流的外勒流；以及擴充喷嘴。沉積頭組件較佳地 具有小於約1公分的餘。插人物較佳地為環繞地配置於通道 周圍，上述區域選擇性地包括第二室。 义第至廷擇性地設置於沉積頭外，且在鞠流氣與霧質混合

别’於上切酬近形·姉崎稱散佈·錢。沉積頭 、且件k擇眺包括第三室，其用以自第—室接收鞘流氣，在鞠 流氣與霧質混合前，第三室辅助第—室於上述通道附近形成圓 、幵人也對稱政佈的鞘流氣。藉由多條平行於且環繞地配置在該 通到周_流通路，第三錄佳地連接至第—室。沉積頭組件 it地包括用則目對於目標物而轉換或傾斜沉積頭之一或多 個致動器。 本表月亦為-種设備，其用以沉積材料於目標物上，此設 =包括：多條通道’㈣她括上騎料的齡雛氣室， _多條通道；區域，鄰近於多個通道之每一的出口，用以混 ;霧質與鞘流氣，而形成上述多個通道之每-的環时射，嗔 射包括圍繞内部霧質流的外㈣，·以及相對於多條通道之每」 ^通道較佳地排列為—陣列。霧f自共同室而 二f之^=多條通逼之每—佳地個別地充填入多 木^ 。第二霧質化材料選擇性地充填入多條通道之 9 200830984 少在夕條通逼之至少一的霧質整體流動速率係較佳地個 別地為可㈣的。本發明之設備較佳地包括—❹個致動器， …、相對於目標物而轉換或傾斜多條通道之—或多條 充噴嘴。 /'八 …本电明之裝置較佳地進—步包括霧化器，霧化器包括：用 ^容^料的圓柱狀室；薄聚合體膜，設置在圓柱狀室的底 ^超音賴’用以接㈣城室麵得超音賴量增加而穿 透薄聚合觀；制管，用則丨導龍氣進人圓柱狀室；及— ❹條採集管，用以傳送霧質至多條通道，載體管較佳地包括 一或多個開口。本發明之設備較佳地進一步包括漏斗，其貼附 至载體管’用以再循環包括大量微滴之材料。額外的材料選擇 性地持續提供至霧化器以置換傳輪到多條通道之材料。 本發明之-目的在於提供-小型沉積頭，其用以沉積材料 於目標物上。 本發明之優點在於小型沉積頭可簡易地整合入緊密排列 的陣列中’使射纽積反應可同時進行，0此大幅地^低沉 積時間。 本發明之其他目的、優點與新穎的特徵及應用之進一步範 圍將芩考附圖於下述之實施方式中部分地提出，且對於熟習本 技藝者而言，在進行下述的驗證或施行本發明後，將可明瞭本 發明之另些目的、優點與新穎的特徵及應用。藉由說明書所述 200830984 之申請專利範圍中所指出的手段與組合，即可明瞭並獲致本發 明之目的與優點。 【實施方式】 引言 一般來說，本發明係相關於用於使用氣體動力聚焦 (aerodynamic focusing)技術的液體與液體粒子懸浮液之高解 ❿ 析、無遮罩沉積一種設備與方法。在最常使用的實施例中，聚 焦霧質蒸氣且將其沉積在平面或非平面目標物上以形成圖 案，圖案隨著溫度或光化學反應而改變性質，以使圖案與對應 塊狀材料之物理、光學及/或電氣性質相近。此種製程即稱為 M3D®，即無遮罩中尺度材料沉積(Maskless Mesoscale Material

Deposition)，且其係用以依據小於以習知厚膜製程所沉積的多 條線之線見而沉積霧質化材料。在不使用遮罩的情況下進行沉 • 積的製程。更進一步來說來說，依據後處理雷射製程，M3D⑧ 製程能夠定義出具有小於丨微米之寬度的多條線。 Μ·設備較佳地使用霧質喷射沉積頭以形成由外鞘流 與内部載帶霧質的載體流所組成的環狀傳播喷射。在環狀霧質 貝射衣私中’較佳地為在霧質化製程或霧質穿過加熱器組件 後，霧質流立即進入沉積頭，且沿著加熱器組件之轴而流向沉 積頭孔口，整體流量較佳地係由霧質載體氣整體流控制界阶 制。在沉積頭中，霧質氣係較佳地藉由穿過毫米尺寸的孔口而 11 200830984 兀成初始化校準。纽形賴粒子雜 氣體 來观，者·斯之或兩者可具有已修正溶劍氣體含量。舉例 或鞘由液態溶液所形成時，可添加水蒸氣至載體氣 忒鞘/瓜/孔以防止微滴蒸發。 入且在霧質插人物下方的鞘流氣插入物進 ►動速率Me 形流。在載體氣的存在下，鞘流氣流 由朝向=物猎由整體流動控制器所控制。相互混合的氣流經 目標物且^^孔口流出擴充喷嘴。環形流使得霧質流聚焦於 " 4沉積以形成具有小於1微米之尺寸的圖案。 的j贿^的t法中’一但鞠流氣與霧質氣混合，相互混合 平要穿過多於—孔口而進行沉積以形成具有次微 未:的歲見。在沉積具有i。微米線寬的圖案時，咖⑧方 丨法通常使得氣流直徑縮窄(constriction)至約250，且對此單一 ===縮窄程度有可能超過刪。通常不採用轴向縮 ^的㈣氣流並不達到超音速流動速率，故需防止 “L、y、’因為亂流可能會導致氣流被完全地限制住。 強，"14貝特性可藉由配置擴充嘴嘴至沉積頭而獲致。較佳 地：用氣動附件與旋緊螺帽而使得噴嘴被配置於沉積頭之； 部室(lower chamber)，且噴嘴長度較佳地為 0·95〜1,9。噴嘴、成 夕由上述方式所產生的氣流之直徑且降低喷嘴孔口半後所嘴 12 200830984 出的氣流量’此氣流之直徑大小係於喷嘴出 、…^ 測。喷嘴之孔口半 〜5笔米外里 定，出孔口通常具有積材料的所欲線寬範圍而決 採用且有1 :、 500微米的直徑，然而亦可 的開口之出孔徑大小或包含任何形狀(環形或者其他類似者） =ΓΓΓ ^储_職財口孔直徑尺寸

材料⑽寬尺寸可等於出口孔直徑尺 寸。使用可拆卸式的擴充噴嘴亦可使得在採用相同設備的情況 H 34方式形成的氣流之直徑(以及其所沉積的線寬） 係猎由出孔口的尺寸、鞘流氣之流速與出口孔與目標物間的距 離所控制。強化沉積可亦藉由使用擴充噴嘴而獲致，此擴充喷 嘴係與沉積頭之本體機械性地整合在—起，此種擴充嘴嘴之更

詳細的說明可參見申請人共同持有的申請於細4年12月U 日的美國專利中請序號第·U66E，名稱為，，使用擴充喷 嘴之環形«喷射沉積”，此份專利朗書的整_容將參考 性地整合於此份說明書中。 在本發明之許多應用中，較佳地採用多重沉積頭同時進行 沉積製程’職印刷製程的多重沉積頭可藉使則、型沉積頭以 增加每單位區域具有喷嘴的數目而加速沉積製程。小型沉積頭 具有與標準沉積頭相同的内部幾何結構，在此具有相似於標準 沉積頭的形態之小型_頭中，其係於霧f氣_流氣間:成 13 200830984 在固定目標物上 環狀氣流。沉積頭的小型化亦有助於直接印刷製程的進行，在 直接印刷製程巾，沉積頭係架設於移動之構台上且材料將沉積 止A墨直·A射器沉積頭斑續逢器陳列 一 M3D®沉積獅小型化可降低裝置的重量以多於一個 數量級的大小，故有助於在可移動構台上架設與置換 沉積頭的小型化亦有胁排列為陣列形的沉積頭之製造鱼择 作’使得射翁轉_結構與#作允許獨立的移動並、 喊。陣列化_喷射器加快沉積速率，並完成__丁 夕重材料的沉積。_化霧質儒时可提高喷嘴密 、 高解析度之直接印刷制，且可依據客戶之駄沉^程的: 要而製造具有特定_與_的_化霧質靜器。噴二 包括可線性、矩形、圓形、多邊形與各種非線性、並不籌 限定於上述配置。 …、亚不 小型沉積頭之架構與操作相同於或者相似於桿準奸 頭的架構錢作，然則、魏積麵直麵純料積^ /刀之一 ’故小型沉積頭的直徑或寬度較佳地為約^，、作 可小於或大於1 cm。本說明書所插 -亦 〜〜驭1因貝她例摇霞 沉積頭中之鞘流氣之形成對 並散佈沉麵巾的難_各種以，以找合盘= 氣的方法。况接涵由々蚀、、古在、一 粉貝孔興勒流 於系統的沉積特性是卵 200830984 重要的’誠氣之軸蚊賴最終寬度以及沉積在 主要沉積處之·外呈衛星狀之微滴之散佈，並可藉由在孔口 壁與載帶霧質的·氣間設置阻隔物而減少出孔口_塞。口 第la圖為本發明之小型沉綱的剖_。载帶霧質土的載 體氣通過霧質管搬而進入沉積頭，並沿著霧料的轴向前 進’惰性鞘流氣侧向地通過與上部充實室〗〇4連接之霧質璋進 入沉積頭，此充實㈣於沉積賴減錢顺㈣=佈的 鞘流氣。鞘流氣流動至圓錐狀之下部充實室1〇6，並在、、曰入室 108中與霧質氣混合，而形成由内部载帶霧質的載體氣與外部 惰性鞘流氣所組成的環狀流。環狀流通過擴張嘴嘴110而傳 播，且於喷嘴孔口 112處噴出。 第lb圖雜據替代性實施例的小型沉積頭之剖面圖，此 小型沉積頭引導來自等間隔的六條通道之鞘流氣。此架構並不 整合繪示於第la圖中之沉積頭的内部充實室，流氣通道m 較佳地約略則、型沉積頭的軸向而彼此相等地間隔，此種設計 可降低沉制124的尺寸且化沉積獅㈣。在沉積頭的 混合室⑽巾’誠氣與紐氣相互混合。對於習知設計而 言，混合的氣流可隨後流入擴張噴嘴11〇中並自噴嘴孔口 112 離開。由於此沉積頭並不包括騎室，在鞘錢被注入至沉積 頭前，較佳地形成圓柱狀對稱散佈的勒流氣。帛lc圖繪示用 以使用外部充實室116而形成鞘流氣散佈所需之沉積頭的架 200830984

構。在此架構中，鞘流氣自設置於充實室侧壁的埠118而進入 充實室，並向上流至鞘流氣通道1H 第Id圖為沉積頭架構之等尺寸剖面圖，此沉積頭弓丨導由 官狀物流出之霧質氣與鞘流氣並使其沿著沉積頭的軸傳播。在 此架構中，可藉由較佳地使氣流通過設置在沉積頭的軸的中心 處的碟型物122之等間距孔120而獲致圓柱狀對稱散佈的勒流 _ 氣。在混合室108中，鞘流氣將隨後與載體氣混合。 第le圖為本發明的沉積頭架構之等尺寸剖面圖，此沉積 頭採用内部充實室，並引導鞘流氣穿過較佳地連接至沉積= 埠U8至架設組件。如同第1a圖之架構，在流動至混合室1〇8 岫，鞘流氣進入上部充實室104且隨後流至下部充實室丨〇6。 ，而在此情对，可進一步減少上部充實室與下部充實室的距 雖以達成沉積頭的小型化。 藝 a第If圖為沉積頭之等尺寸剖面圖，此沉積頭不具有充實 至，因此能大幅地降低沉積頭的尺寸。霧質通過位於霧質管 2中的開口進入鞘流氣室210，鞘流氣通過輸入埠118而進 儿和碩，此鞘流氣選擇性地被導向為垂直霧質管1〇2，並於 ^官102的底部與霧質氣混合。霧質管102 4部分地或整體 ^延伸至鞘流氣室21G的底部，鞘流氣室2ig應具有足約的長 二以確保在兩者混合之前，鞘流氣的流動為實質上平行於霧質 礼之流動，因此產生料圓雜對稱的概氣散佈。接 16 200830984 著’於鞘流氣室210的底部附近，鞘流氣便與載體氣混合，而 混合的氣體便藉由聚合噴嘴220被引導至擴張喷嘴230。 第2圖為架設在可移動構台126上之單一小型沉積頭124 的示意圖。系統較佳地包括對準相機128與雷射加工機13〇。 雷射加工機可具有光纖形式的雷射。在此架構中，依序地執行 辨識、對準、沉積與操作雷射加工機。此架構大幅地降低M3d® 系統之沉積與處理模組的重量，也因此提供對於中尺度結構的 ® 幾遮罩、無接觸印刷所存在問題的解決之道。 第3圖繪不小型沉積頭124與標準M3D⑧沉積頭132兩 者的示意圖。小型沉積頭124的直徑約為標準沉積頭132的 直徑之五分之一。 沉積頭的小型化將有助於多路傳輸（multiplexed)頭端設 計，此種沉積頭的示意圖緣示在第4a圖中，在此架構中，沉 _ $碩具有單石化結構’且霧質氣通過霧質管撤而進入霧質充 貫室103，且其後便進入十個沉積頭所構成的陣列中，然而在 魏實施例中亦可任意數目的沉積頭。鞘流氣經由至少一輸入 埠m而進入外鞘充實室1〇5。在此單石化結構中，多個沉積 頭同時以陣列的方式沉積一種材料。單石化結構可與固定目標 物同t被木《又於兩軸構台上，或者沉積頭可架設於單一轴的構 台上’目標物架設在與構台之移動方向正交的方向中。 200830984

a之間標準霧 第4b圖繪示多路傳輸頭端設計之第二種刼掩 中綠示十個線性化排列的喷嘴(其中任意數目 一維或兩維的圖案），每一噴嘴可個別地配置| 構有助於每一喷嘴皆具有標準整體流的形成。 化源，傳送至每一喷嘴之霧質量係依據一流動控制器戋夕*務 動才工制斋的整體流速而定，並與陣列化的噴嘴 ☆ 1 置^ 腿。隹 4b圖的架構亦使得單一沉積頭能夠進行多於一種材料的冗 製程’不同材料可依據所欲的圖案或順序而選擇性地被同時沉 積或依序地沉積。在此應用中，不同的材料可被傳送至每一， 嘴，每一種材料皆先進行過霧化反應且藉由相同的霧化器單元 與控制器傳送，或可藉由個別的霧化器與控制器傳送材料。 第5a圖為小型霧質噴射器結構的示意圖，此結構可使得 >儿積頭傾斜於約兩個正交軸。第5b圖為多個壓動式小型霧質 贺射器構成的陣列之示意圖。可沿著一軸而傳送式地移動此陣 列，多個霧質喷射器較佳地藉由多個撓曲固定裝置(f]exure mounting)而設置於支架上。可藉由採用壓電致動器以提供侧 向力而傾斜多個沉積頭，或選擇性地致動一或多個(較佳地為 兩個)檢流計。霧質充實室可用一束管狀物替代，每一管狀物 可用以充填霧質化的材料至個別沉積頭。在此架構中，霧質噴 射器不受沉積製程的影響。 18 200830984 •置魏s之霧質㈣轉顺使關準m 3d 中之霧化器有很大的人 m^ ’偎大的不R。弟6圖繪示可產生足夠 至陣列化或非陣列化之喑喈的^ 務化材科 p州化之貝嘴的務化$之截面圖。此霧化器組件 = 室136 ’此霧化器室136較佳地為玻璃圓柱體，在 此務化益、室136的底部較佳地配置聚合體薄膜，此聚合體薄膜 地可為聚亞胺朦帶(κ_η@)。霧化器組件較佳地設置在 超音速霧化器槽中，超音速能量可透過此薄膜而向上傳送。薄 膜傳送超音速能量至功能性墨水，且此墨水隨後將被霧生 成霧質。 容置漏斗138較佳地設置於霧化器室136内部，並連接至 载體氣埠H0，載體氣埠M〇較佳地包括延伸至霧化器室⑽ 頂部的中空管。載體氣埠14〇較佳地包括設置在容置漏斗⑽ •上之一或多個狹缝與缺口 200，狹縫與缺口細可讓載帶霧質 的载體氣進入霧化器室136中。容置漏斗138包括在霧化期間 所形成的許多微滴並使此些微滴沿著中空管向下至超音速槽 而再循環。較小的微滴留置於載體氣中，且以相同於^或^ ^自霧化器組件之霧質的方式經由—或多個採集槽142而傳 迗，一或多個採集槽142較佳地架設於容置漏斗138的周圍。 霧化器組件之霧質喷出口的數目較佳地依據多重噴嘴陣 列的尺相改變。讎材料較佳地設置在霧化器冑136的頂 19 200830984 22化器室136的頂部處於密封狀態，域佳地襯墊材料 夾於兩片金制。襯姆_封住採集槽142盘載體氣 :二::在霧化器組件中可整批地進行所欲材料量的霧化 、=可騎地充填人#化驗件，較佳地材料可藉由例 如注射幫浦钱置而充填人霧化器組件，且材料通過較佳地穿 ，襯墊材料之—或多個孔的—或多個材料插人物。充填速率較

佳地相同於自霧化器組件移除材料的速率，故 中的墨錢其他材料_定體積。 轉務化^ 霧質喰出平衡 +小型噴射器或小型喷射器陣列的遮擋可藉由使用設置在 霧質―槽之壓緊咖達成。當壓緊致動時，壓緊閥 便會對霧質槽的㈣σ加壓，喊停滯住將流動至沉積 頭的務貝氣。當壓緊閥被打開時，流動至沉積頭的霧質器的流 量將回復縣前的流量。使賴«進行遮财用的方式的喷 嘴可配置於凹處’使得沉積可依據此形式進行，啊維持遮播 作用。 ' 此外，在多重噴嘴陣列的操作中，需要考慮自個別喷嘴所 喷射出的霧質的平衡，射喷出平衡可藉由限繼接至個別喷 嘴之霧質輸人管而達成’可因此修正此些喷侧之相對霧質喷 出置，而使得自每一噴嘴喷出的霧質量皆為標準整體流量。 20 200830984 接下來的實施例中提及的小型霧質噴射器或霧質喷射器 陣列包括採用4/5轴動作(axis motion)於三維物體上進行之大 區域印刷、陣列化沉積、多重材料沉積與共形印刷，然本發明 並不侷限於此。 gMI柵狀摭蘇鹿用 在一些應用中，規則傳導栅狀圖案通常作為EMI遮蔽之 用。對於一些新技術來說，例如軍事設備，能夠產生出具有複 雜且緊密構造的規則傳導栅狀圖案的能力是必須的。故，一般 的作法是將規則傳導柵狀圖案印刷在例如軍事設備上。此些設 備通常具有複雜的雜，舉例來說，目前僅有極少的方式能夠 在半球狀圓頂上印刷出規則傳導柵狀圖案。 本發明使用上述之單- M3D⑧沉積頭或多重喷射器陣 歹】因此可在平面上或三維表面上產生低電阻的柵狀結構。第 7圖與第8圖為此種低電阻柵狀結構之—例，載玻璃基質上沉 積〇.5mm間距的柵狀圖案，所量測的線厚度為約μ流麵， 此^大圖案亦具有纟微米的線寬且溢塗(_spray)可延伸 3 32微米。本發明可沉積出厚度與寬度低於〗微米的線。 上=用]VBD /儿知碩以將在上述架構之任一沉積在三維表面 ' 頭可正a入標準機械定位系統或與其他多軸動作控 制系統中，以正確且重複地完成三維沉積。 21 200830984 材料相容性對於M3D製程來說是相當重要的議題，多種 >儿積材料與霧質的組合是彼此相容的，特定組合需要加入其他 材料，例如表面處理(亦即溶劑、電浆等)或沉積材料的硬化(亦 即熱、燈光、雷射等）。 土承柵狀圖銮 魯 EMI遮罩通常是用以保護對外界電磁輕射敏感的電路，使

此電路免於受到非所欲輻射頻率與微波輕射的影響。簡易且低 成本的EMI遮罩是由連續金屬膜所組成，此連續金屬膜可設 置在鄰近於電路處或者包圍電路。由於外界輕射使得遮罩内部 出對應的電流，故遮罩可衰減_射。相對地，感應出 2電流產生賴外界__射場，此遮罩的作削目似於法拉 弟罩的作用(Fa吻eage)，在法拉第罩中，不論是靜電場、靜 ·=場或RF場所產生的輕射都無法穿透法拉第罩所遮蔽的區 φ。右金屬膜具有足夠的厚度與傳導性，則幾乎所有外界RF :不論其頻率為何，皆可被阻擋。然而，假使金屬膜太薄 或傳導性太差的話，則將有一定量的輕射會穿透金屬膜。 士在金屬片或金屬膜可有效地阻播非所欲的RF輕射的同 雜擔可絲。在許多情況下，我崎望全屬片或全 可阻擔RF輻射但允許可見光輕射透過 可 ^ 、 料所組成的薄膜而產生透明麵遮 :為種材 ^ 此蹲膜包括透明導體 22 200830984 氧化物(例如ITO)、薄金屬膜(例如銀與金)、透明導體聚合物(例 如PEDOT)或金屬與介電狀乡層堆疊。由此彡成的遮罩通 系用以阻擋RF輻射同時允許可見光穿透。然而，特定頻率的 紅外光亦可穿透一些多層遮罩。用以製造透明遮罩的方法主要 包括真空沉積技術，例如濺鍍與氣相沉積，採用此些方法的成 本較金屬膜昂貴，特別是對於低容積的遮罩來說。 相較於連續的導體膜來說，製造ΕΜΙ遮罩的一選擇性方 法是採料體柵或導體網。—般而言，導體柵對於遮蔽具有大 於柵開口（grid opening)之波長的RF輻射是很有效的，但無法 有效地遮蔽波長小於栅開口 2RF輻射。因此，導體柵對於可 見光(短波長)而言是為可穿透的，但同時也能有效地阻擋外界 RF輻射(長波長）。在降低導體組件的尺寸量級的同時，導體柵 的透明度增加。50微米尺寸量級的導體可被視為透明的，但 較常採用10微米寬或更窄的導體。咖EMI遮罩通常應用於 電漿顯示器或微波爐中。 相較於連續膜遮罩來說，由於需要形成圖案，故製造EMI 柵狀遮罩通常更為複雜。用⑽成此種圖⑽方法包括蔽隱遮 罩(shadow masking)、微影(photolithography)與各種直接印刷 法。然而，蔽陰遮罩技術不但費時且成本過高，相對地，本發 月之JVOD ‘私具有低成本的優點且以新穎的方式印刷出舰! 遮罩。較佳地藉的卿導墨水質以形朗欲圖案且隨後使墨 23 200830984

水硬化以形成傳導性的圖案而完成直接圖案化。墨水噴射與屏 幕印刷(screen printing)可形成50微米尺寸量級的導體圖案， 而M3D製程可印刷出1微米尺寸量級的導體圖案。除此之外， M3D製程無須遮罩(masks)便可產生栅狀圖案，因而降低材料 耗損畺。相較於墨水喷射法而言，本發明之多重喷嘴的M3D 印刷頭由於具有較高的材料承載能力，故可同時形成具有較小 尺寸的圖案以及較高的產量。 狀圖案 雖然金屬薄膜或透明導體膜可包圍三維物件以提供ΕΜΙ 保護，此種方式並非總是實用的。此些膜需要能有效地附著在 三維物件的表面上，然而此些膜通常將視操作狀況或環境狀況 而自二維物件的表面脫落，此些膜亦可能起皺或彎曲或產生其 他的問4。然而，直接印刷方法，例如本發明之製程， 使侍EMI栅狀圖案可直接地被印刷在三維物件的表面上。第$ 圖為在非平面基直上金墨(g〇ld _共形沉積4蘭栅狀圖案 之-例。在沉積_，選擇沉積頭在z軸方向的高度與定向可 提高沉積的品質。 /冗積頭在Z轴方向的高度與定向可在沉積期間選擇性地 改變以提高沉積的品f，在必要的情況下，可灑怖或區域性地 配置黏結促賴明加印刷柵狀圖案的耐紐伽abi卿)。同 24 200830984 樣地例如聚氨酯(P〇iyure也ane)的外遮罩材料可灑佈在柵狀圖 案上以提供進一步的保護，避免柵狀圖案受到操作環境的干擾 或破壞。 率選擇性摭i 連續金屬膜可衰減所有頻率的RF輻射且栅狀圖案將衰減 Φ 部分頻率的RP輕射，但並非所有的可見光之輕射皆可穿透桃 狀圖案。在-些情況中僅需特定的頻率的可見光輕射通過，但 須衰減其他的可見光姉。此種鮮着性料制適用於保 護對外界電磁輕射敏感的電路不受到非所欲即輕射的干擾， 但可允許特定醉的歸穿透，如驗解便可穿透此頻率 選擇性遮罩。舉說，整合聰料錢車擋風遮罩以阻 擋非所欲的職射，但允料機峨料，故汽車⑽乘客 可使用手機進行通信。同樣地，在使用者網路中，可傳播· «的設祕可制此解選顧鮮叫蓋此觀，使呈能 確保不受外建環境料擾。由於考翻划者可能需要使角手 機，故此頻率選擇性遮罩可阻撞特 手機訊鮮透。 ^的細職’但亦可讓 頻率選擇性遮罩是由圖案化的導體所組成，圖宰化的導體 可用來吸收大多數非必要的頻率 木化的V體 通過。此㈣罩可藉由宰許特定離散的頻率 ^方去產生，例如微影法或 25 200830984 祕遮罩’但此些方法的成本的過於昂貴。亦可藉由墨水喷射 或屏奉印刷而印刷出此些遮罩，但此些方法具有面積大且透明 度不角的缺點。M3D的優點在於其能則、於〗微米量級而印 刷出任意形狀的導體圖案 率選擇性摭罩 相對於採用直接印刷技術以印刷頻率選擇性圖案在物 件表面，本發明之非平面辭選祕鮮具有她非平面拇狀 圖案的優點。相對於藉錄著劑而貼_膜來說，此種遮罩將 更為強固且節省成本。商業應用包括在航空器的擋風遮罩上印 刷頻率選擇性遮罩，此遮罩將阻擔非所欲的rf輕射，使航空 器不受到外界環境的非所欲的RF輻射的安擾，且此頻率選擇 性遮罩可讓航空器内部所發出的通信訊號穿透。

盖動式遮罩 上述的多種遮罩皆為被動式遮罩，因上述遮罩係藉由感應 出相對於外界轄射的電流而衰減RF輕射。然而，在本實施例 中提供-種可主動地傳播特定頻率的RF以消除外界輕射。此 種主動式遮罩與應用於助聽器㈣音抑制電路相似。主動式遮 罩可整合天線結構以及健轉電路㈣應於外界訊號而發 出RF輕射。主動式遮罩的優點在於可更有效且完整地阻擒处 26 200830984 輪射舉例“，被動式遮罩可依 RF 豕¥體膜的厚度與傳導性而 哀減RF輪射至4寸定程度，特定 罩，铁而^ 幻RF輻射可穿透被動式遮 罩…、而主動式遮罩可完全地消除妳輕射。 式遮罩元件與主動元件而設計出-種主動式遮罩:广二， 的遮罩可用以傳觸定通賴率，同時可^解丨種此口至 信頻率的姉。 ▲、有所有其他通

复換與其它i車轉 習知的銲線技術需要使用線 敕髀古 …、而此線圈將增加裝置的 正體同度。另一方面，此線圈 , 應線圈時，將導致降低高 V員效此且增加噪音的缺點。M3D製 衣杠不抓用此感應線圈，因 種零變位(zero proflle)連線在機械性能上具有更為強固與可靠 的優點。相對於在銲線線圈所導致的問題中，例如磁場感應器 此降低此裝置的整體高度，本發由在晶粒上自多個接觸塾 直接印刷至基質❹個基質墊，故可完全地省略線圈迴路。此 禹要縮小的黏著高度(standoff height) ’ M3D製程即為取代銲線 技術的另一種選擇。此外，在高頻應用中，線圈區域將對頻寬 造成限制，而]V[3D製程將可藉由消除由線圈所導致之寄生電 感值而實質地擴大此種裝置的頻寬，因而降低或消除天線效 應0 27 200830984 M3D製程在目前不但取代銲線技術且亦可解決—般連接 問題。咖製程可用以在不使轉料的情況下，直接連接表 面架設元件與例如PCB的基質。M3D製程亦可用以製造高密 度、習知或共形連接器與其連線。M3D製程亦可印刷於三維 表面以及各财習知基㈣料上，例如可_歸（福她

Pl-O。因此’M3D製程可提供架設在三維表面的晶片與各 種基質的連線。舉例來說’表面架設裝置可被貼附至成形塑膠 ♦外殼的表面且M3D製程可於後被用以印刷電導體，此電導體 將連接表面架設裝置與外殼之其他架設裝置或整合裝置。 在繪示於第10圖與第11圖之一例示中，連接於基質（墊 片）銀的晶片包括150為微米寬的帶狀導體，此帶狀導體具有1 歐姆的電阻值，且此帶狀導體設置在基質（聚亞胺膠帶(κ叩切η) Η型所構成的薄膜基質）上之銀膠凸塊(叩〇xy 處。然而， 具有任意電阻值之任何尺寸的連線可製造於所欲基質上。M3D _ 製程亦可被用以直接地印刷一裝置在非習知的基質上，例如天 線或感應為，且而後印刷連線，使此印刷之裝置可連接至表面 架設的控制晶片，特定例示為在塑膠外殼上印刷RF標籤。]^31) 製程可用以印刷天線並連接此天線與RF標籤晶片組。其後， 可藉由例如覆蓋或覆疊(overlay)的技術而將整體標籤整合至 塑膠外殼中。 28 200830984 明本㈣=太 或選擇性實施例而詳細地說 明本發明之精神，本發明之相關領 不脫離_申料概圍 ⑴以纟識者將了在 飾、增添，並實施可達成相同效果況下’進行各種修

=用例與選擇性實施例係用以闡述本發明 _以限制本發明或申_地圍之精神。本發明 之各種變形與修飾對於熟f本技藝者而言為顯而易知的，並蓋 括所有此種修飾與制物。上述所提及之所有專利與公開文件 之整體内容將參考性地整合於此。 【圖式簡單說明】 整合入本說明書的附圖緣示本發明之數個實施例，且附圖 將與本說明書_容共同作為參考’關釋本發明之精神。此 些附圖僅用轉示本發明之較佳實關且並非用以限制本發 明，在此些附圖中： 第la圖為本發明之小型沉積頭的剖面圖。 第lb圖為替代性的小型沉積頭之等尺寸剖面圖，此小型 沉積頭引導來自等間隔的六條通道之鞘流氣。 第1c圖為第lb圖中之沉積頭的等尺寸剖面圖，此沉積 頭具有附設外鞘充實室(external sheath plenum chamber)。 第Id圖為沉積頭架構之等尺寸剖面圖，此沉積頭引導由 管狀物流出之霧質與鞘流氣並使其沿著沉積頭的轴傳播。 29 200830984 第le圖為"u考貝碩架構之等尺寸剖面圖，此沉積頭採用内 部充實室，並料概„骑接崎賴輕架設組件。 第If圖為沉積頭之等尺寸剖面圖，此沉積頭不具有充實 室，因此能大幅地降低尺寸。 第2圖為架設在可移動構台(movable gantry)上之單一小 型沉積頭的示意圖。 第3圖為比較小型沉積頭與標準m3d⑧沉積頭兩者的示 意圖。 第如圖為多路傳輸（multiPlexed)頭端設計的示意圖。 $ 4b圖個別充填入噴嘴之多路傳輸頭端設計的示意圖。 第5a圖為小型霧質噴射器結構的示意圖，此結構可使得 沉積頭傾斜於約兩個正交軸。 第5b圖為多個壓動式小型霧質喷射器構成的陣列之示意 圖。 第6圖為與小型霧質嘴射器陣列共同作用之霧化器組件 的侧視與截面圖 第7圖為玻璃上之規則柵狀圖案的光學影像，此規則栅狀 回木係藉& M3D製程所沉積，此些柵狀®案的條狀物之間距 〇·5 mm 〇 第8圖為第7圖之栅狀圖案之近觀影像。 30 200830984 第9圖為EMI型態柵之金墨(gold ink)的共形沉積之顯微 影像。 第10圖為依據本發明所沉積的共形連線的影像。 第11圖為第10圖之連線的近觀影像。 【主要元件符號說明】 102霧質管 103 霧質充實室

104 上部充實室 105 外鞘充實室 106 下部充實室 108 混合室 Π0擴張喷嘴 112 喷嘴孔口 114 鞘流氣通道 116 外部充實室 118 輸入琿 120 等間距孔 122 碟型物 124 沉積頭 128 對準相機 130 雷射加工機 132 標準M3D®沉積頭 134霧質埠 136 霧化器室 138 容置漏斗 140載體氣埠 142 採集槽 31 200830984 200 缺口 210鞘流氣室 220 聚合喷嘴 230擴張喷嘴

Claims (1)

1. 200830984 十、申請專利範圍： 1.一種用以遮蔽輻射的結構，包括：一目標物；及多條傳 導線’直接地沉積在該目標物上，該些傳導線排列為一桃狀圖 案；其中該些傳導線之每一的寬度小於約5〇微米。 2·如申請專利範圍第！項所述的結構，其中該寬度係小於 約12微米。 ' 3·如申請專利範圍第2項所述的結構，其中該寬度係小 • 於約1〇微米。 4.如申睛專利範圍第1項所述的結構，其中該些傳導線 對可見光而言為實質上透明。 5·如申睛專利範圍第1項所述的結構，其中在一所欲波 長範圍内的輻射係傳送至該目標物，並遮蔽在該所欲波長範圍 外的fe射’使得在該所欲波長範圍外的輻射無法傳送至該目標 物。 % 6·如申請專利範圍第1項所述的結構，其中該目標物為 平面狀或非平面狀。 7·如申請專利範圍第1項所述的結構進一步包括一黏結 促進劑或一外遮罩(overcoat)。 8·如申請專利範圍第1項所述的結構，其中包括一主動 遮罩。 9·如申請專利範圍第8項所述的結構，其中該主動遮罩 傳播在一或多個所欲頻率的輻射。 33 200830984 广·如申請專利範圍第!項所述的結構係用以遮蔽 擾咖_g論晰f⑽ce，emi)，使得 送至該目標物。 相引一沄傅 11. 一種用以遮蔽輕射沾古、、Α 蚊如射的方法，包括下列步驟· 提供一目標物；在該目標物上，直接地沉積多條傳導線， =線圖案，該些傳導線之每-具有小於約 =。線見;及遮蔽非所欲的，—一 a如申請專利範圍第u項所述的方法，兮 小於約12微米。 ，、T I、果見係 小於1 約請專利_第12項所述的方法，其巾該線寬係 -::二Γ_11項所述的方法，進-步包括在 波長範2:内的輻射係傳送至該目標物，並遮蔽在該所欲 波長辄ϋ㈣鋪，錄找崎波 至該目標物的步驟。 ㈤卜叫射揲法傳达 如申請專利範圍第u項所述 驟包括共形地沉積該些傳導線於-非平面P上、士儿積步 一沉16頭Γ料利範圍第15項所述的=進-步包括改變 、員的一鬲度及/或一方向的步驟。 34 200830984 17·如申請專利範圍第Π項所述的方法，其中該沉積步 驟包括同時地沉積多條線或多條線段。 18. 如申請專利範圍第11項所述的方法，進一步包括提 供一黏結促進劑或一外遮罩的步驟。 19. 如申請專利範圍第11項所述的方法，進一步包括傳 播在一或多個所欲頻率的輻射的步驟。 20. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中該不必要 • 的輻射包括電磁干擾。 35