TW201527013A - 用於連續閃光燈燒結的系統和方法 - Google Patents
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Abstract
一種閃光燈系統,用於提供用於燒結的至少一個連續的閃光燈脈衝。脈衝可包含持續第一時間週期以達到第一峰值能階的第一部分以及持續第二時間週期以達到第二峰值能階的第二部分。一或多個脈衝具有足以對一層奈米粒子進行燒結以使得印刷電子電路導電的能量。
Description
本申請案主張2013年12月20日申請的名為「雙模式閃光燈燒結(Dual Mode Flash Lamp Sintering)」的美國臨時申請案第61/919,143號的優先權,所述美國臨時申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本申請案與以下申請案相關,所述申請案的全部內容以引用的方式併入本文中:2011年7月21日申請且公開為美國公開案第2012/0017829號的名為「燒結期間的雜散光的減少(Reduction of Stray Light During Sintering)」的美國專利申請案第13/188,172號;以及2011年8月15日申請且公開為美國公開案第2013/0043221號的名為「燒結方法及裝置(Sintering Process and Apparatus)」的美國專利申請案第13/586,125號。
本揭露是關於用於燒結的系統及方法。
習知燒結系統及方法可需要高溫。當對基板上的金屬進行燒結時,高溫可能損壞基板。奈米技術可在較低溫度下實現形成於基板上的金屬墨水的燒結。使用脈衝光及/或高強度連續光的燒結系統可使用比用於習知燒結系統的溫度低的溫度而將奈米金屬彼此黏合且黏合至基板上。
燒結具有廣泛應用,諸如,用於印刷電子裝置的新興領域中。印刷電子裝置包含印刷電功能元件,包含(但不限於)發光元件、電池、超級電容器以及太陽電池。印刷電子元件可比用於產生此等元件的習知方法低廉且高效。
揭露用於燒結的系統及方法。在一些態樣中,系統及方法包含使包含一層奈米粒子的印刷電子電路暴露於包括至少兩個階段的至少一個連續的閃光燈脈衝。在一些態樣中,針對每一脈衝,所述暴露可包含將所述脈衝的第一部分提供至所述印刷電子電路持續第一時間週期以達到第一峰值能階,且將所述脈衝的第二部分提供至所述印刷電子電路持續第二時間週期以達到第二峰值能階,其中所述第一峰值能階不同於所述第二峰值能階。在一些態樣中,一或多個所述脈衝具有足以對所述一層奈米粒子進行燒結以使得所述印刷電子電路導電的能量。
在一些態樣中,所述第一峰值能階高於連續的所述脈衝
的所述第二峰值能階。在一些態樣中,連續的所述脈衝的所述第一部分足以對一層奈米粒子的上方部分進行燒結,且連續的所述脈衝的所述第二部分足以對所述一層奈米粒子的下方部分進行燒結且足以維持低燒結溫度。在一些態樣中,所述低燒結溫度為200℃至400℃。在一些態樣中,所述第一部分的所述第一峰值能階1.5倍至10倍於連續的所述脈衝的所述第二部分的所述第二峰值能階。在一些態樣中,所述第一時間週期為約0.1毫秒至10毫秒,且所述第二時間週期為約0.1毫秒至20毫秒。在一些態樣中,所述第一峰值能階低於連續的所述脈衝的所述第二峰值能階。在一些態樣中,系統及方法更包含當對應於連續的所述脈衝的所述第一峰值能階的能量脈衝包括低於閃光燈的起動電壓的電壓時,在連續的所述脈衝的所述第一階段之前,提供相對短的高峰值能量起動器脈衝以起動所述閃光燈。在一些態樣中,所述起動器脈衝的峰值能階2倍至10倍於連續的所述脈衝的所述第一峰值能階。在一些態樣中,系統及方法更包括第三階段,所述第三階段包含將連續的所述脈衝的第三部分提供至所述印刷電子電路持續第三時間週期以達到第三峰值能階。
在一些態樣中,揭露一種閃光燈燒結系統,其用於具有包含至少一層奈米粒子的印刷電子電路的工件。在一些態樣中,所述閃光燈燒結系統包括:閃光燈;以及脈衝產生模組,所述脈衝產生模組耦接至所述閃光燈,所述脈衝產生模組經組態以使所述閃光燈將一或多個連續且可組態的脈衝提供至包含一層奈米粒
子的所述印刷電子電路,連續且可組態的所述脈衝包括至少兩個階段,所述第一階段包含在第一峰值能階下持續第一時間週期的第一部分,且所述第二階段包含在第二峰值能階下持續第二時間週期的第二部分,其中所述第一峰值能階不同於所述第二峰值能階。在一些態樣中,一或多個所述脈衝對所述一層奈米粒子進行燒結,以使得所述印刷電子電路導電。
110‧‧‧峰值能量
120‧‧‧脈衝寬度
310‧‧‧連續脈衝的第一部分
320‧‧‧連續脈衝的第二部分
410‧‧‧脈衝寬度
420‧‧‧溫度上升速率
430‧‧‧對應於PFN1的脈衝部分
440‧‧‧對應於PFN2的脈衝部分
450‧‧‧燒結溫度
601‧‧‧初始低峰值能量脈衝
602‧‧‧較高峰值能量脈衝
603‧‧‧短持續時間的脈衝
604‧‧‧較長持續時間的脈衝
701‧‧‧觸發電路
702‧‧‧具有高峰值能量以及短脈衝持續時間的脈衝
703‧‧‧具有低峰值能量以及長持續時間的脈衝
704‧‧‧連續脈衝的高峰值能量部分與此後的連續脈衝的低峰值能量部分
801‧‧‧控制單元/微控制器驅動器電路
802‧‧‧第一絕緣閘極雙極電晶體(IGBT1)
803‧‧‧第二絕緣閘極雙極電晶體(IGBT2)
804‧‧‧起動脈衝產生器
805‧‧‧連續脈衝的低峰值能量部分與此後的連續脈衝的高峰值能量部分
806‧‧‧連續脈衝的低峰值能量部分與此後的連續脈衝的高峰值能量部分以及連續脈衝的低峰值能量
C1、C3、C4、C5‧‧‧電容器
C2‧‧‧緩衝器電容器
D、D1、D2‧‧‧二極體
L1、L2、La‧‧‧電感器
R1、R3‧‧‧電阻器
R2‧‧‧緩衝器電阻器
V1、V2‧‧‧電壓
某些實施例的特徵及優點說明於附圖中。
圖1為由所揭露的系統及方法的實施例控制的兩個閃光燈參數(即,峰值能量以及脈衝寬度)的示意性說明。
圖2為根據本揭露的一些實施例藉由控制峰值能量以及脈衝寬度來對厚膜進行燒結的說明。
圖3為根據一些實施例的系統及方法的示意性說明,其導致具有初始高峰值能階的連續脈衝,所述連續脈衝接著在浸漬週期期間調整為較低峰值能階。
圖4A至圖4B說明所揭露的方法及系統的實施例的某些優點。
圖5說明如圖4B所述的所揭露的方法及系統中的脈衝及溫度輪廓。
圖6A為根據一些實施例的系統及方法的示意性說明,其導致具有初始低峰值能量的連續脈衝,所述連續脈衝接著在燒結期
間調整為較高峰值能量脈衝。
圖6B為不使用連續脈衝的根據一些先前技術方法的系統及方法的示意性說明。
圖7為根據所揭露的方法及系統的一些實施例的包含起動脈衝產生器的連續雙脈衝形成網路的示意性說明。
圖8為根據所揭露的方法及系統的一些實施例的包含起動脈衝產生器的連續雙脈衝形成網路的示意性說明。
圖9為描繪根據所揭露的方法及系統的一些實施例的包含具有低峰值能量與此後的高峰值能量的部分的連續脈衝的所量測的電流與時間的例示性螢幕擷取畫面。
圖10為描繪根據所揭露的方法及系統的一些實施例的包含具有高峰值能量的部分與此後的具有較長低峰值能量脈衝的部分的連續閃光燈脈衝的例示性螢幕擷取畫面。
圖11為描繪根據所揭露的方法及系統的一些實施例的連續脈衝的三個部分或階段的例示性螢幕擷取畫面。
圖12為描繪根據所揭露的方法及系統的一些實施例的用於對厚層銅墨水進行燒結的電阻率與低脈衝能量的曲線圖的實例。
圖13為描繪根據所揭露的方法及系統的一些實施例的具有各種峰值能階的三個連續脈衝的示意性說明。
可使用包含(但不限於)噴墨印刷、絲網印刷以及凹版印刷的習知印刷製程來印刷電子電路。具有小金屬粒子的導電墨水可藉由輻射能量來燒結,其中輻射能量可包含脈衝光、高強度連續光、紫外光、輻射以及熱能的組合。舉例而言,可使用閃光燈。在光子燒結期間,光的高能量脈衝用於將材料的小粒子熔融在一起。藉由具有小粒子的導電墨水來執行印刷,所述導電墨水可在低溫下燒結,藉此將所印刷的線轉變為固態導電跡線。在厚導電層(諸如,使用絲網印刷技術而印刷的導電層)的情況下,對所述層的整個厚度進行燒結可具有挑戰性。在此等情況下,達到燒結溫度可能並不充分。實際上,應維持燒結溫度以允許燒結熱穿透整個所述層。若未維持溫度,則未燒結的墨水可保留在頂層下方。此導致墨水被浪費,導致電阻率高於所要電阻率且因此導致較低導電率,且導致材料的黏著力較弱。
在印刷電子裝置的領域中,功能參數包含電阻率/導電率、黏著力、透明度以及可撓性。此等參數在燒結製程期間互相關聯。此意謂一者的改良可能導致另一者的降級。舉例而言,若藉由一個製程而改良電阻率,則可降低黏著力或透明度。在一些態樣中,此等參數可不適用作對燒結系統的輸入(例如,在觸碰面板螢幕上的使用者輸入)。在一些態樣中,目標為同時改良所有此等參數的整體品質。在本揭露的一些態樣中,對燒結的功能參數的較佳控制實現較有效或完全的燒結。在所揭露的方法及系統中,在一些實施例中,可調整燒結參數(包含峰值能量、脈衝持
續時間以及脈衝輪廓或頻率)以提供有效且完全的燒結。
在一些實施例中,在燒結期間,峰值能量足以將墨水或奈米墨水的表面加熱至其熔融或燒結溫度。當對粒子進行燒結時,粒子形成連續導電路徑,所述連續導電路徑的導電率高於燒結之前的粒子的導電率。因為導電墨水在本質上是複雜的,所以可難以建立無缺陷的燒結製程。舉例而言,某些金屬墨水(包含銅墨水)可需要減少氧化或減少墨水中的溶劑、載體以及其他雜質的技術。不同類型的墨水可需要許多不同方法來有效地對墨水進行燒結。本揭露相關於用於藉由使用至少一個連續脈衝來較有效地進行燒結的系統及方法,所述至少一個連續脈衝實現對導致有效燒結的峰值能量以及脈衝持續時間參數的控制。本揭露亦相關於提供用於燒結的連續脈衝的系統及方法。
可藉由閃光燈系統來執行燒結,所述閃光燈系統使用輻射的高強度閃光以對金屬奈米粒子進行熔融或燒結,以顯著提高材料的導電率。關於導電材料、用途、基板以及施加能量的方法(例如,連續的或脈衝的雷射或燈)的範圍的實例,參見(例如)美國專利公開案第2003/0108664號及第2004/0178391號,所述美國專利公開案的全部內容以引用的方式併入本文中。可結合此項技術中已知的燒結方法來使用所揭露的方法及系統。
圖1說明由所揭露的系統及方法的實施例控制的兩個閃光燈參數(即,峰值能量110以及脈衝寬度120)。若峰值能量過低,則墨水可未燒結。然而,若峰值能量過高,則燈可能損壞基
板材料及/或導致金屬墨水蒸發。在一些實施例中,方法及系統使用在單一脈衝內具有各階段的連續脈衝,以控制脈衝的寬度或持續時間,從而提供足以使金屬墨水的主體燒結的浸漬時間。若脈衝寬度或持續時間過短,則表面之下的墨水可未熔融。若脈衝寬度過長,則熱可能損壞基板及/或導致金屬墨水的表面過熱且蒸發。
在本揭露中,在一些實施例中,調整此兩個閃光燈參數(即,峰值能量以及脈衝持續時間)以提高燒結製程的效率。在燒結製程期間,將電子材料(諸如,金屬墨水)提供在基板上。可使用此項技術中已知的一或多種技術來提供材料,所述技術包含(但不限於)絲網印刷、噴墨印刷、凹版印刷、雷射印刷、噴墨印刷、靜電印刷、移印、塗刷、沾筆印刷、注射器印刷、噴刷、膠版印刷、蒸鍍、濺鍍等。各種基板可用於所揭露的系統及方法。此等基板材料中的每一者可具有不同的較佳處理溫度。基板包含(但不限於):低溫、低成本基板,諸如,紙張;以及聚合物基板,諸如,聚(二烯丙基二甲基氯化銨)(PDAA)、聚丙烯酸(PAA)、聚(丙烯胺鹽酸鹽)(PAH)、聚(4-苯乙烯磺酸)、聚(乙烯硫酸)鉀鹽、4-苯乙烯磺酸鈉鹽水合物、聚苯乙烯磺酸酯(PSS)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯等。待燒結的不同材料(包含銅、銀以及金)在不同溫度下熔融且蒸發。其他材料包含(但不限於)鈀、錫、鎢、鈦、鉻、釩、鋁及其合金。奈米粒子的熔融溫度可因粒子的大小而變化。可按照不同寬度及厚度來印刷所燒結的線。
圖2及圖3說明根據本揭露的一些實施例的金屬墨水的厚膜的燒結,所述燒結是使用用於在高峰值能量下對膜進行燒結持續第一時間週期的連續脈衝的第一部分310(圖3)以及用於在較低峰值能量下對膜進行燒結持續第二較長時間週期的連續脈衝的第二部分320(圖3)來進行的。如上所述,在一些實施例中,方法及系統實現對許多應用(包含對厚膜進行燒結)的峰值能量以及脈衝寬度或時間週期的控制。在一些實施例中,厚膜包括包含20微米或20微米以上的墨水厚度的膜。厚導電層(諸如,使用絲網印刷技術而印刷的導電層)可對實現固化的深度提出挑戰。對於厚膜,僅達到燒結溫度可能並不充分,可亦必須維持或保持溫度以允許熱穿透至厚墨水層中且較深地對材料進行燒結。若未維持燒結溫度,則未燒結的墨水可保留在頂表面之下,此可導致較高電阻率以及較弱黏著力。對於厚膜,在一些實施例中,包含具有較高峰值能量的階段310的連續閃光燈脈衝可用於起始頂表面的燒結。連續閃光燈脈衝接著使用在較高峰值能量之後的較長持續時間的相對較低的峰值能量來進行燒結,以在適當燒結溫度下遍及材料而維持燒結。在一些實施例中,以較長持續時間施加較低峰值能量可被稱為保持區域。圖12為描繪根據一些實施例的用於對厚層銅墨水進行燒結的電阻率與低脈衝能量的曲線圖的實例。在相對高的能量下施加連續脈衝的第一部分,此後為相對低的能量下的連續脈衝的第二部分。橫坐標展示除連續脈衝的第一部分之外來自連續脈衝的第二部分的添加的能量。來自脈衝
的第一部分的能量為約2200焦耳。連續脈衝的第二部分的能量為零至700焦耳。與主要脈衝上的3千伏特相比,次要脈衝上的最大電壓為約1000伏特。次要脈衝的持續時間為0到2毫秒。通過在保持區域中不具有能量的峰值脈衝的調整來改良燒結製程,如標記為「1210」的點所表示。如圖12所示,隨著在保持區域中施加較多能量,展示了電阻率的50%的改良。
在本揭露中,在一些實施例中,揭露了藉由調整至少一個連續閃光燈脈衝的多個階段的光強度及持續時間來提高閃光燈燒結的效率的方法及系統。更具體來說,在一些實施例中,藉由在保持週期期間減小閃光的強度來實現此燒結效率提高,如圖3所示。
在一個實施例中,單一光脈衝按兩個不同的獨立設定的能階輻射。在一個實施例中,單一光脈衝可按多個不同的獨立設定的能階輻射。在其他實施例中,亦可獨立地設定連續閃光燈脈衝的兩個或兩個以上部分的持續時間。
在脈衝的第一部分具有高峰值能量且閃光的第二部分為低峰值能量的實施例中,調整脈衝的第一部分以將金屬奈米墨水的表面溫度提高至其燒結溫度或燒結溫度附近。在一些實施例中,為了判定是否已達到燒結溫度,可使用光學高溫計以隨著光照射金屬墨水且在光照射金屬墨水之後量測墨水的表面溫度。在其他實施例中,為了判定是否已達到燒結溫度,在脈衝的第一部分之後,將在墨水的表面開始熔融時注意到導電率的改變,藉此
指示已達到燒結溫度。基於此偵測,控制器可導致燈脈衝的峰值能階或脈衝持續時間的改變以供未來使用或在操作期間在運轉中導致此類改變。脈衝的第二部分提供足以對墨水的主體進行燒結而不會使基板或金屬墨水過熱的能量,且脈衝的此第二部分提供低於脈衝的第一部分的光強度。可較容易在墨水條紋的內部中實現所要溫度,而不會使墨水條紋或基板的表面過熱。
圖4A至圖4B說明如本揭露中所揭露的系統及方法的優點,所述系統及方法使用具有多個階段的至少一個連續的脈衝。在圖4A中,當使用一個脈衝形成網路(pulse-forming network,PFN)配置時,增大脈衝寬度410提高溫度上升速率420。然而,在說明根據某些實施例的系統的圖4B中,藉由對應於PFN1的脈衝部分430,迅速達到了燒結溫度,且接著,使用對應於PFN2的脈衝部分440以按PFN2上的電壓設定所設定的受控制的級別而維持燒結溫度450。此種經改良的溫度控制可實現較寬的無缺陷的製程窗。圖5說明具有兩個部分的連續脈衝中的脈衝及溫度輪廓的特定部分的其他實施例。圖5亦說明可如何獨立地控制脈衝的峰值、保持、振幅以及持續時間。
圖6A為根據一些實施例的系統及方法的示意性說明,所述系統及方法導致接著在燒結期間調整為較高峰值能量脈衝602的初始低峰值能量脈衝601。在一些實施例中,本文所揭露的連續脈衝可包含用於在燒結之前對材料進行預熱的第一部分601。舉例而言,連續脈衝的較低強度部分可用於在以脈衝的較高強度部分
進行燒結之前移除溶劑。較低強度脈衝亦可用於將基板加熱至恰好低於燒結溫度,以在以較高強度脈衝進行燒結之前改良黏著力。本文所論述的方法可結合其他方法來使用。用於使用包含低脈衝與此後的獨立的非連續高脈衝的獨立的非連續脈衝的方法及系統更詳細地論述於2011年8月15日申請且公開為美國公開案第2013/0043221號的名為「燒結方法及裝置(Sintering Process and Apparatus)」的美國專利申請案第13/586,125號中,所述美國專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
圖6B為相比而言不使用具有多個階段或部分的連續脈衝的系統及方法的示意性說明。圖6B展示一能階下的短持續時間的脈衝603與此後的相同能階下的較長持續時間的脈衝604。本文所論述的方法及系統可結合用於燒結的其他方法來使用。在一些態樣中,所揭露的方法及系統包含多個連續脈衝,所述連續脈衝可包含較高峰值能量下的多個緻密階段與此後的較長持續時間的脈衝。在一些實施例中,可由單一燈遞送不同強度的多個分離且連續的脈衝。存在需要多個脈衝以進行有效燒結的許多光燒結墨水。舉例而言,某些銀墨水良好地對多個脈衝上的整合能量作出回應,其中使用單一高能量脈衝可能損壞基板。產生具有不同電壓峰值的任意數目的脈衝可在燒結之前實現緻密的任務。
在一些實施例中,所揭露的方法及系統使用連續雙脈衝形成網路(PFN)配置。連續脈衝的第一部分產生高峰值能量以在金屬墨水的表面處起始燒結。連續脈衝的第二部分加熱材料的主
體。圖7展示兩個高電壓電力供應器(high-voltage power supply,HVPS),每一者具有對高電壓設定點的獨立控制。閃光經由觸發電路701而起始。若獨立地運轉,則PFN1(第一脈衝形成網路)提供具有高峰值能量以及短脈衝持續時間的脈衝,如圖式702所示,且PFN2(第二脈衝形成網路)提供具有低峰值能量以及長持續時間的脈衝,如圖式703所示。一旦燈被觸發,設定為較高電壓的PFN1開始經由燈而放電。一旦PFN1的電壓降低至HVPS2(第二高電壓電力供應器)所設定的電壓以下,PFN2將開始運作,從而產生長持續時間的脈衝,如圖式703所示。脈衝的第一部分的峰值能量以及脈衝寬度是結合PFN1藉由HVPS1(第一高電壓電力供應器)所設定的電壓來判定。HVPS2用作脈衝的第二部分的所要強度的設定點。脈衝的第二部分的持續時間可藉由PFN2網路的修改或藉由打開與燈串聯的開關(開關未被展示)來控制。圖式704展示根據一些實施例的連續雙模式閃光燈燒結的結果。
在一些實施例中,連續閃光燈脈衝的第一部分的持續時間為約50微秒至約500微秒,更具體言之,約50微秒至約100微秒。在一些實施例中,連續閃光燈脈衝的第二部分的持續時間為約1,000微秒至約10,000微秒。在一些實施例中,連續閃光燈脈衝的第二部分的持續時間約2倍至20倍、約4倍至約15倍或約5倍至約10倍於連續閃光燈脈衝的第一部分的持續時間。在一些實施例中,在第二部分期間的能量為:連續脈衝的第一部分的
能量的約25%至約75%;連續脈衝的第一部分的能量的約30%至約70%;連續脈衝的第一部分的能量的約35%至約65%;連續脈衝的第一部分的能量的約40%至約60%;連續脈衝的第一部分的能量的約45%至約55%;或連續脈衝的第一部分的能量的約50%。
圖8為根據所揭露的方法及系統的一些實施例的包含起動脈衝產生器的連續雙脈衝形成網路的示意性說明。圖8展示觸發器701、具有高峰值能量以及短脈衝持續時間的脈衝702、具有低峰值能量以及長持續時間的脈衝703、連續脈衝的高峰值能量部分與此後的連續脈衝的低峰值能量部分704、控制單元801、諸如第一絕緣閘極雙極電晶體(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)(first IGBT,IGBT1)802的第一開關、諸如第二絕緣閘極雙極電晶體(second IGBT,IGBT2)803的第二開關、起動脈衝產生器804、連續脈衝的低峰值能量部分與此後的連續脈衝的高峰值能量部分805,以及連續脈衝的低峰值能量部分與此後的連續脈衝的高峰值能量部分以及連續脈衝的低峰值能量806。
如圖7所描述,連續雙脈衝形成網路產生兩個脈衝部分,所述兩個脈衝部分經由二極體連接而序連為單一複合脈衝。兩個IGBT閘極(即,IGBT1 802及IGBT2 803)充當開關,且由微控制器驅動器電路801控制,從而在需要時允許電流自兩個不同HVPS分支流動。亦可使用其他開關,諸如,MOSFET。結果,可控制淨燈電流以實現若干不同種類的脈衝形狀。取決於時序,脈衝形狀可在電流上為加成性的,且在時間上為序連的。舉例而言,
704展示對應於相對高電壓產生器的脈衝的高峰值能量部分與此後的對應於相對低電壓產生器的脈衝的較低峰值能量尾部。如上文所論述,此類型的波形可適用於在固定溫度下進行燒結製程持續較長時間,以允許深穿透至較厚膜中。在805中,低位準電流脈衝之後為較高電流放電脈衝。亦如上所述,此類型的波形可用於在燒結脈衝之前對材料進行乾燥或預熱。在806中,脈衝的低峰值能量部分之後為脈衝的高峰值能量部分,且接著之後為脈衝的低峰值能量部分。此波形可用於預熱、燒結以及加熱後退火。
在一些實施例中,所揭露的方法及系統解決在能量脈衝的第一部分低於燈的起動能量時起動燈的問題。在第一脈衝部分為低電壓類型且此後為第二較高電壓的放電脈衝的狀況下(諸如,在805及806中),若初始低電壓低於燈所需的起動電壓,則燈可並不起動。起動脈衝產生器804可用於起動燈,從而在低脈衝之前遞送短的高脈衝,如805及806所示。起動脈衝產生器804可充當雙用途電路,即,充當起動器電路與高電壓(HVPS1)IGBT1 802上的緩衝器電路兩者。組合緩衝器電路與起動器脈衝產生器可消除複雜的預燃(起動)電路。典型預燃電路使用第二電力供應器(方法為注入預燃電壓,諸如,大型電感器及/或二極體或閘流電晶體)與起動開關。如本文根據一些實施例所述的起動脈衝產生器使用R-C網路。不需要起動開關,此是因為當燈觸發器啟動時,電路自動起動。緩衝器電路防止在存在電流流動的突然中斷時跨越電流開關元件(在此狀況下,IGBT1)出現電流的急劇上升。
如圖8所示,緩衝器電路提供替代電流路徑,以使得電感性組件可安全地放電。在圖8中,緩衝器電阻器R2允許高電壓以涓流(trickle)通過直至放電燈管陽極。緩衝器電容器C2允許電流瞬時湧入持續極短時間,從而允許放電管開始傳導,此時,其電阻急劇降低。此時,允許低電壓第一脈衝驅動燈。
在一些實施例中,圖8所示的連續雙脈衝形成網路可用於產生具有各種脈衝峰值及頻率的多個脈衝部分,如圖13所示。因為微控制器控制IGBT1 802與IGBT2 803兩者,所以可添加脈衝部分以產生兩個不同電壓的三個、四個或多個序連脈衝組合。在一些實施例中,連續脈衝可具有多個部分,包含2至40個部分。
在一些實施例中,方法及系統使用多個類型的PFN。圖8展示純電容性分支(即,PFN2)以及標準PI類型的網路PFN(即,PFN1)。可使用其他類型的PFN(諸如,電容性、電感性或PI)以形成產生不同形狀的波形的分支。
在一些實施例中,可使用兩個以上分支。舉例而言,一些實施例可需要兩個以上電壓。可添加更多分支以產生不同電壓及寬度的多脈衝部分的波形。
在一些實施例中,可在以連續方式或以停走(stop-and-go)方式操作的輸送機或其他傳送機上提供本文所揭露的連續閃光燈脈衝。感測器及反饋可用於修改方法,包含在操作期間在運轉中進行修改。在說明性實施方案中,在輸送機系統中及/或使用光阻擋器來執行燒結以減少雜散燒結,如(例如)2011
年7月21日申請且公開為美國公開案第2012/0017829號的名為「燒結期間的雜散光的減少(Reduction of Stray Light During Sintering)」的美國專利申請案第13/188,172號所述,所述美國專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。本文所揭露的系統及方法可用於此項技術中已知的其他方法,包含用於在工件處於接收能量以進行燒結的所要位置之前阻擋能量達足以避免工件中的奈米粒子或工件的區域的部分燒結的程度的系統及方法。在一或多個實施例中,光阻擋器可用於防止「中間相」,其中奈米粒子在第一次暴露於光能之後僅部分燒結(或未燒結)但在第二次暴露於光能之後不具有改良的導電率。所揭露的方法及系統可用於輸送機系統(包含輸送機機架)中。輸送機機架可包含鼓風機、配電櫃、一或多個緊急停止按鈕。
在額外實施方案中,兩階段燒結系統及方法可結合2011年8月15日申請且公開為美國公開案第2013/0043221號的名為「燒結方法及裝置(Sintering Process and Apparatus)」的美國專利申請案第13/586,125號中所揭露的方法及系統來使用,所述美國專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。如本申請案中所揭露,可藉由首先使用一系列相對低能量光脈衝以緊接在燒結之前對目標進行預處理來進行燒結。此步驟的一個優點在於,低能量脈衝可自奈米粒子有效地移除有機塗層,且有機塗層可充當導致低劣的基板對金屬的黏著力以及低導電率的區域的阻障或污染物。接著,可隨後藉由光的一或多個脈衝來對奈米粒子進行燒
結。因此,在藉由低能量光脈衝進行預處理之後,可接著使用本文所揭露的兩階段燒結製程及方法來執行燒結。
其他脈衝燈操作參數的例示性範圍包含以下各者:
1.每脈衝的能量:50焦耳至5,000焦耳。
2.脈衝模式:單一連續脈衝;連續脈衝的叢發;多個連續脈衝;以及包含具有各種峰值能階及持續時間的多個部分的連續脈衝。
3.燈組態(形狀):線狀的、螺旋狀的或u形的。
4.光譜輸出:180奈米至1,000奈米。
5.燈冷卻:自然冷卻、強制空氣冷卻或水冷卻。
6.波長選擇(在燈外部):不進行選擇或使用IR濾光片進行選擇。
7.均一性範圍:中央至邊緣±0.1%至±25%。
8.燈外殼窗口:無窗口、派熱克司玻璃(pyrex)、石英、透明石英或藍寶石。
9.頂部與底部排序:0%至100%頂部燈與0%至100%底部燈的任何組合。
具有多個階段的連續脈操作參數的例示性範圍包含以下各者:
1.第一階段能量輸出:100至2000焦耳,可按5毫焦耳的步級來組態。
2.第一階段持續時間:0.1至2毫秒,可按0.05毫秒的步級
來組態。
3.第二階段能量輸出:100至5000焦耳,可按15毫焦耳的步級來組態。
4.第二階段持續時間:0.1至10毫秒,可按0.05毫秒的步級來組態。
5.第一階段燈電壓:至多3000伏特,可按1伏特的步級來組態。
6.第二階段燈電壓:至多2400伏特,可按1伏特的步級來組態。
7.依序的脈衝的數目:1至40個。
8.脈衝之間的間距:100毫秒或100毫秒以上,可按0.01毫秒的步級來組態。
9.脈衝序列模式:單一的、重複的、連續的。
10.第一階段燈電壓:至多3000伏特。
11.第二階段燈電壓:至多2400伏特。
12.輸出至燈的功率:至多1500瓦特。
本文所揭露的用於連續燒結的方法及系統可使用可購自
氙氣公司(Xenon Corporation)的S-2300高能量脈衝光系統。以
下實例說明所揭露的方法及系統的實施例。
圖9為描繪低位準脈衝與此後的高位準脈衝的所量測的電流與時間的例示性螢幕擷取畫面。低位準脈衝具有由起動器電
路提供的初始突跳,其開始燈中的傳導。低位準脈衝具有400伏特的電壓。起動類似放電燈通常所需的電壓為1600伏特。低位準脈衝在此放電中延伸持續1.5毫秒。高位準脈衝使用在1600伏特至3000伏特的範圍中的電容器電壓。高電壓脈衝使用IGBT電路而在約0.5秒後截止。
圖10為描繪包含具有高峰值能量的部分與此後的具有較長低峰值能量脈衝的部分的連續閃光燈脈衝的例示性螢幕擷取畫面。如上所述,此波形進行燒結熔融製程直至較深層,而不損壞膜或基板或使其過熱。高峰值能量的部分的形狀具有平滑峰值。在一些實施例中,高脈衝的形狀可取決於網路的彼分支中的電感器及電容器的組合而更改。電容器用於產生低位準脈衝。
圖11為描繪連續脈衝的三個部分的例示性螢幕擷取畫面。第一部分對應於低位準脈衝。如上所述,在中央的高位準燒結脈衝得以施加之前,低位準脈衝可用於使溶劑蒸發。脈衝的第三部分保持能量以降低的速率流動以便維持平衡溫度,從而較深地對材料進行燒結製程而未過熱。
在描述本發明的實施例之後,應顯而易見的是,可進行修改,而不偏離本文所述的本發明的範疇。
110‧‧‧峰值能量
120‧‧‧脈衝寬度
Claims (21)
- 一種燒結的方法,包括:使包含一層奈米粒子的印刷電子電路暴露於包括至少兩個階段的至少一個連續的閃光燈脈衝,針對每一脈衝,所述暴露包含:將所述脈衝的第一部分提供至所述印刷電子電路持續第一時間週期以達到第一峰值能階,以及將所述脈衝的第二部分提供至所述印刷電子電路持續第二時間週期以達到第二峰值能階,其中所述第一峰值能階不同於所述第二峰值能階,其中一或多個所述脈衝具有足以對所述一層奈米粒子進行燒結以使得所述印刷電子電路導電的能量。
- 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中所述第一峰值能階高於連續的所述脈衝的所述第二峰值能階。
- 如申請專利範圍第2項所述的方法,其中連續的所述脈衝的所述第一部分足以對一層奈米粒子的上方部分進行燒結,且連續的所述脈衝的所述第二部分足以對所述一層奈米粒子的下方部分進行燒結且足以維持低燒結溫度。
- 如申請專利範圍第3項所述的方法,其中所述低燒結溫度為200℃至400℃。
- 如申請專利範圍第2項所述的方法,其中所述第一部分的所述第一峰值能階1.5倍至10倍於連續的所述脈衝的所述第二部分的所述第二峰值能階。
- 如申請專利範圍第2項所述的方法,其中所述第一時間週期為約0.1毫秒至10毫秒,且所述第二時間週期為約0.1毫秒至20毫秒。
- 如申請專利範圍第1項所述的方法,其中所述第一峰值能階低於連續的所述脈衝的所述第二峰值能階。
- 如申請專利範圍第7項所述的方法,更包括:當對應於連續的所述脈衝的所述第一峰值能階的能量脈衝包括低於閃光燈的起動電壓的電壓時,在連續的所述脈衝的所述第一階段之前,提供相對短的高峰值能量起動器脈衝以起動所述閃光燈。
- 如申請專利範圍第8項所述的方法,其中所述起動器脈衝的峰值能階2倍至10倍於連續的所述脈衝的所述第一峰值能階。
- 如申請專利範圍第1項所述的方法,更包括第三階段,所述第三階段包含將連續的所述脈衝的第三部分提供至所述印刷電子電路持續第三時間週期以達到第三峰值能階。
- 一種閃光燈燒結系統,其用於具有包含至少一層奈米粒子的印刷電子電路的工件,所述閃光燈燒結系統包括:閃光燈;以及脈衝產生模組,所述脈衝產生模組耦接至所述閃光燈,所述脈衝產生模組經組態以使所述閃光燈將一或多個連續且可組態的脈衝提供至包含一層奈米粒子的所述印刷電子電路,連續且可組態的所述脈衝包括至少兩個階段,所述第一階段包含在第一峰值 能階下持續第一時間週期的第一部分,且所述第二階段包含在第二峰值能階下持續第二時間週期的第二部分,其中所述第一峰值能階不同於所述第二峰值能階,其中,一或多個所述脈衝對所述一層奈米粒子進行燒結,以使得所述印刷電子電路導電。
- 如申請專利範圍第11項所述的閃光燈燒結系統,與具有包含一層奈米粒子的印刷電子電路的工件相結合。
- 如申請專利範圍第11項所述的閃光燈燒結系統,其中所述脈衝產生模組更包括:第一脈衝產生器,所述第一脈衝產生器藉由第一開關而耦接至所述閃光燈,所述第一脈衝產生器經組態以在所述第一開關閉合時,以第一峰值能階將連續且可組態的所述脈衝的所述第一部分提供至包含所述至少一層奈米粒子的所述印刷電子電路持續所述第一時間週期;以及第二脈衝產生器,所述第二脈衝產生器藉由第二開關而耦接至所述閃光燈,所述第二脈衝產生器經組態以在所述第二開關閉合時,以第二峰值能階將連續且可組態的所述脈衝的所述第二部分提供至具有所述至少一層奈米粒子的所述印刷電子電路持續所述第二時間週期,其中所述第一峰值能階不同於所述第二峰值能階。
- 如申請專利範圍第13項所述的閃光燈燒結系統,其中所述第一脈衝產生器為相對高峰值能量脈衝產生器,且所述第二脈 衝產生器為相對低峰值能量脈衝產生器。
- 如申請專利範圍第14項所述的閃光燈燒結系統,其中連續的所述脈衝的所述第一部分足以對所述一層奈米粒子的上方部分進行燒結,且連續的所述脈衝的所述第二部分足以對所述一層奈米粒子的下方部分進行燒結且足以維持低燒結溫度。
- 如申請專利範圍第15項所述的閃光燈燒結系統,其中所述低燒結溫度為200℃至400℃。
- 如申請專利範圍第14項所述的閃光燈燒結系統,其中所述第一部分的所述第一峰值能階1.5倍至10倍於連續的所述脈衝的所述第二部分的所述第二峰值能階。
- 如申請專利範圍第13項所述的閃光燈燒結系統,其中所述第一脈衝產生器為相對低峰值能量脈衝產生器,且所述第二脈衝產生器為相對高峰值能量脈衝產生器。
- 如申請專利範圍第18項所述的閃光燈燒結系統,更包括起動脈衝模組,所述起動脈衝模組在一個末端耦接至所述高峰值能量脈衝產生器,且在第二末端耦接至所述閃光燈,所述起動脈衝模組經組態以當對應於所述第一脈衝產生器的能量脈衝包含低於所述閃光燈的起動電壓的電壓時,產生相對短的高峰值能量脈衝以起動所述燈。
- 如申請專利範圍第19項所述的閃光燈燒結系統,其中所述起動脈衝模組包括緩衝器電路。
- 如申請專利範圍第13項所述的閃光燈燒結系統,更包括: 至少一個額外脈衝產生器,所述至少一個額外脈衝產生器藉由至少一個額外開關而耦接至所述閃光燈,所述至少一個額外脈衝產生器經組態以使所述閃光燈將連續且可組態的所述脈衝的第三部分提供至所述印刷電子電路持續第三時間週期以達到第三峰值能階。
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|---|---|---|---|---|
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| WO2018165497A1 (en) * | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Snp, Inc. | High energy drying method to form a continuous plastic film on a substrate |
| EP3684592A4 (en) | 2017-10-30 | 2021-04-21 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | THREE-DIMENSIONAL PRINTING |
| WO2019212481A1 (en) | 2018-04-30 | 2019-11-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Additive manufacturing of metals |
| WO2021016354A1 (en) * | 2019-07-23 | 2021-01-28 | University Of Massachusetts | Thermal imprinting of nanostructure materials |
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Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5841099A (en) * | 1994-07-18 | 1998-11-24 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method employing UV laser pulses of varied energy density to form depthwise self-limiting blind vias in multilayered targets |
| US6849831B2 (en) * | 2002-03-29 | 2005-02-01 | Mattson Technology, Inc. | Pulsed processing semiconductor heating methods using combinations of heating sources |
| US7270528B2 (en) * | 2002-05-07 | 2007-09-18 | 3D Systems, Inc. | Flash curing in selective deposition modeling |
| US20070200436A1 (en) * | 2003-09-24 | 2007-08-30 | Menashe Barak | Pulse Forming Network And Pulse Generator |
| GB2414872B (en) * | 2004-06-03 | 2006-07-05 | Cyden Ltd | Flashlamp drive circuit |
| US20080157695A1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Lantis Robert M | Method and apparatus for pulsing high power lamps |
| JP5214153B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2013-06-19 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 熱処理装置 |
| WO2008131513A1 (en) * | 2007-05-01 | 2008-11-06 | Mattson Technology Canada, Inc. | Irradiance pulse heat-treating methods and apparatus |
| US9498845B2 (en) * | 2007-11-08 | 2016-11-22 | Applied Materials, Inc. | Pulse train annealing method and apparatus |
| JP4816634B2 (ja) * | 2007-12-28 | 2011-11-16 | ウシオ電機株式会社 | 基板加熱装置及び基板加熱方法 |
| US8410712B2 (en) * | 2008-07-09 | 2013-04-02 | Ncc Nano, Llc | Method and apparatus for curing thin films on low-temperature substrates at high speeds |
| KR101600559B1 (ko) * | 2008-10-17 | 2016-03-08 | 엔씨씨 나노, 엘엘씨 | 저온 기판상에서의 박막 환원 방법 |
| WO2011095560A2 (de) * | 2010-02-03 | 2011-08-11 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur wärmebehandlung des scheibenförmigen grundmaterials einer solarzelle, insbesondere einer kristallinen oder polykristallinen silizium-solarzelle |
| US8907258B2 (en) * | 2010-04-08 | 2014-12-09 | Ncc Nano, Llc | Apparatus for providing transient thermal profile processing on a moving substrate |
| EP2556594B1 (en) * | 2010-04-08 | 2020-08-12 | NCC Nano, LLC | Apparatus for curing thin films on a moving substrate |
| JP2012174819A (ja) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Sokudo Co Ltd | 熱処理装置および熱処理方法 |
| US10150230B2 (en) * | 2011-04-08 | 2018-12-11 | Ncc Nano, Llc | Method for drying thin films in an energy efficient manner |
| JP5819633B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-11-24 | 株式会社Screenホールディングス | 熱処理装置および熱処理方法 |
| EP2744614A4 (en) * | 2011-08-16 | 2015-05-06 | Xenon Corp | SINKING METHOD AND APPARATUS THEREFOR |
| WO2013058963A1 (en) * | 2011-10-20 | 2013-04-25 | Xenon Corporation | Circuit for flash lamp |
| WO2014026187A2 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Karim Rezaoul | Flash lamps in a continuous motion process |
| CN105009695B (zh) * | 2013-02-18 | 2018-09-18 | 奥博泰克有限公司 | 两步直接刻写激光金属化 |
| CN103407296A (zh) * | 2013-07-29 | 2013-11-27 | 南京鼎科纳米技术研究所有限公司 | 一种激光熔融辅助纳米墨水实现高熔点材料3d打印的方法 |
-
2014
- 2014-12-19 TW TW103144505A patent/TW201527013A/zh unknown
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109417014A (zh) * | 2016-06-14 | 2019-03-01 | L·K·格罗斯 | 用于热处理基板的方法和装置 |
| CN109417014B (zh) * | 2016-06-14 | 2021-06-29 | L·K·格罗斯 | 用于热处理基板的方法和装置 |
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