CN104704930A - 电气部件和制造电气部件的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种制造电器部件(100)的方法包括：提供具有外表面(108)的电绝缘衬底(104)，将涂层施加在所述外表面上并且用电子束(110)照射涂层(106)，以在所述衬底上形成电导体(102)。所述照射可以包括加热涂层以熔融所述涂层，以形成电导体。所述涂层可具有低的粘和剂浓度和高的金属浓度。所述照射可以包括蒸发基本上全部的粘和剂而留下基本上纯的金属层，以形成电导体。所述涂层可以被照射直至完全地除去涂层的非金属材料。

Description

电气部件和制造电气部件的方法和系统
技术领域
本文的主题总体涉及电气部件和制造电气部件的方法和系统。
背景技术
电气部件，诸如电路板，典型地具有施加到衬底的涂层。对于电路板，所述涂层可以限定电路板上的导电迹线或电路和/或可以用来提高电气部件的电性能。所述涂层可以诸如通过提高电器部件的导电性并且提供组装在电路板上的部件之间的电连接来提高电性能。
所述涂层是施加到衬底的导电金属结构。这种层的施加典型地通过导电金属结构用掩模的沉积(例如，真空蒸镀、溅射、化学蒸气沉积、镀层)或者通过将金属糊剂或者墨印刷在衬底上且然后进行后续热后处理来完成。这些常规施加过程存在问题。例如，所用掩模的结构大小(通常为毫米或更大的量级)限制了从气相沉积的导体金属结构的最小可生产特征尺寸，并且所用材料中的大部分将不会用于实际的涂层，因此必需被高昂地回收。另外，印刷且常规地热处理的结构(例如，在烘箱中)与纯金属相比具有电性能不良的特征，因为印刷要求添加非金属附加物，诸如胶、粘和剂或者调节印刷所需流动性的附加物。在热后处理中，这些附加物仅被从层中部分地去除，导致涂层与具有更高金属含量的涂层(诸如，接近纯金属的那些)相比具有不良电性能。另外，沉积期间或热处理期间的热应力是有问题的。一些方法，诸如MID(模制互连设备,molded interconnect device)和LDS(激光直接构形，laser direct structuring)，使用包含金属催化剂的专用聚合物。在这种过程中使用专用材料是昂贵的，并且所述化学涂覆处理会花费非常长的时间。
发明内容
解决方案通过本文所述的制造电气部件的方法提供。该方法包括提供具有外表面的电绝缘衬底，将涂布结构施加在外表面上并且用电子束照射涂布结构以在衬底上形成电导体。所述照射可以包括加热所述涂层以熔融所述涂层，从而形成电导体。所述涂层可具有低的粘合剂浓度和高的金属浓度。所述照射可以包括蒸发基本上全部的粘和剂，留下基本上纯的金属层，以形成电导体。所述涂层可以被照射直至完全地除去涂层的非金属材料。
附图说明
现在将参考附图举例描述本发明，在图中：
图1示出了处理电气部件以在衬底上形成电导体。
图2示出了使用电子束照射特性沉积的涂层以形成限定电路的导电迹线形式的电导体所制成的电路板。
图3示出了形成根据示例性实施例的系统的电气部件。
图4示出了电子束与涂层的相互作用。
图5示出了制造电气部件的方法。
具体实施方式
本文所述实施例包括制造电气部件的方法，该方法包括用电子束照射涂层以在衬底上形成电导体。本文所述实施例包括使用电子束照射衬底上的涂层以转换涂层而提高涂层的一种或者多种电性能的系统。本文所述实施例包括一种具有涂层的电气部件，所述涂层通过来自电子束的能量被转换，以提高涂层的电性能从而形成电导体。
本文所述实施例可以包括具有电路板形式的电气部件，其中电导体在电路板上形成电路，电导体通过电子束处理。其它类型电气部件也可使用本文所述系统和方法制成。
本文所述实施例可以通过使用非绝热电子束处理工艺实现高质量的电导体。例如，热可以在涂层内迅速地产生(例如，在微秒内)，这可以转换涂层以提高涂层特性。所述热可用以熔融或者再熔涂层的化合物或者材料中的一些或全部。在其它实施例中，电子束中的电子可以与涂层材料反应，以将涂层转换为导电结构。涂层材料中的一些材料可以在处理期间被离析和/或蒸发，以转换涂层组成。用于涂层的材料可选择为良好地用于电子束处理。
本文所述实施例可以提供涂层和电导体，其中来自糊剂或者墨(用以将涂层施加到衬底上)的全部残余非金属(例如，有机物)材料在涂层的电子束处理期间被除去。处理后的电导体可以是紧密的、无孔金属涂层。所述涂层可具有非金属材料(例如，粘和剂)的初始浓度，该初始浓度低于、甚至远低于常规的糊剂(paste)(例如，在热烘箱中处理的糊剂)。所述涂层可具有非金属材料的最终浓度，该最终浓度低于、甚至远低于用常规糊剂(例如，在热烘箱中的处理)制成的部件。
本文所述实施例可以提高或者选择控制参数，以实现高质量的电导体。电子束与施加的涂层和衬底的相互作用可以加以考虑。例如，可考虑和平衡包括金属油墨成分、印刷技术(例如，微分配、丝网印刷、移印印刷、喷墨印刷、气雾射流印刷等等)和/或电子束水平的参数的相互作用。
本文所述实施例产生了的电导体可具有在电气部件的整个使用期提供稳定机电性能所需的特性。例如，电导体可具有低且稳定的接触电阻和对于环境退化因素诸如腐蚀性气体或者高温暴露的良好耐受性。电子束可以被准确控制，从而允许电导体的高空间分辨率。电导体的表面光洁度可通过电子束处理和涂层材料来控制，以实现所需特性。例如，电导体可具有适当的涂层品质，诸如层组成、膜厚度、粗糙度、形貌、结构等等。
图1示出了被处理以在衬底104上形成电导体102的电气部件100。在处理期间，涂层106被施加在衬底104的外表面108上。涂层106通过从辐照源112产生的电子束110处理。图1示出了在处理的不同阶段或者状态的电气部件100。例如，在120处，电气部件100的涂层106示出为处于处理前状态。在122处，电气部件100的涂层106示出为处于处理状态，其中电子束110至少部分地穿过涂层106。涂层106被照射以转换涂层106的材料的一个或者更多个特性。涂层106可以转换成导电结构，诸如电气部件100的电路。在124处，电气部件100的涂层106显示为处于在电子束110的照射之后的处理后状态。
在示例性实施例中，衬底104可以是非金属衬底。例如，衬底104可以是塑性材料、FR-4材料、陶瓷材料、玻璃环氧树脂材料、箔片、半导体或者作为基底材料的另一类型的介电材料。衬底104可以用以形成电路板或者天线结构。另外参考图2，图2示出了电路板130，根据示例性实施例，电路板130限定电气部件100，该电气部件100使用电子束110照射选择性沉积的涂层106以形成限定电路的导电迹线形式的电导体102来制成。可选地，涂层106的不同部分可以不同地照射，以在一个或多个电导体102中形成电阻器131或者电阻器网络。电阻器131可以通过处理电导体102和/或沉淀具有高电阻的涂层106来形成。电阻器131可以通过在照射期间变化电子束110的参数而被整合在电导体102路径或电路中。由此，不需要将电阻器组装或安装到电路板130。
再参考图1，在处理前状态120时或之前，涂层106可以通过将导电或金属墨或糊剂印刷在外表面108上来实施。可选地，涂层106可以直接施加到外表面108上。替代地，一个或者更多个层可以提供在衬底104和涂层之间。衬底104可以在将涂层106印刷到外表面108上之前被清洁、去氧化和/或化学活化，以提高涂层106到外表面108的附着。
在示例性实施例中，涂层106包括各种形状和大小的金属粒子。涂层106可以包括粘和剂以促进印刷附着和/或包括表面活性剂以防止金属粒子粘结(例如，1-2wt％)。涂层106可以包括印刷方法需要的溶剂和/或操作助剂。可选地，涂层106可以包含额外的焊剂添加剂(例如，市售的钎焊剂、硼砂和钾-四硼酸盐)，诸如为1-10wt％之间的水平。在采用电子束110的后处理期间，所述焊剂可以被添加以调节涂层106的润湿行为。在示例性实施例中，涂层106可具有高的金属浓度(例如，大于50wt％)。在示例性实施例中，金属粒子可以为100％的银颗粒。在替代实施例中，可以使用其它类型的金属，诸如金、铜、镍、锡、锌、钛、钯、铂等等和/或它们的合金。涂层106材料可以包括能够化学还原成金属的金属前体物。例如，可以使用金属盐、金属氧化物和其它金属化合物，诸如氯化银、氯化锡和硝酸银。所述前体物可以包括具有低熔点的金属，诸如锡、锌、铜、银等等。当使用金属混合物或者合金时，在电子束处理期间可以形成金属间化合结构，以实现期望的涂层106的特性或者性能。
在示例性实施例中，涂层106可以是微米颗粒和/或纳米颗粒的微观结构。可选地，涂层106可以包括固体金属颗粒(诸如Sn和Ag颗粒)与粘和剂、溶剂和/或焊剂混合物的混合粉末。金属粒子用电子束110熔融以产生其中以原子等级混合的溶液。可选地，涂层106可以快速冷却以迅速将溶剂固化，从而防止相的分离和颗粒生长。使材料良好混合且快速凝固，导致微细的材料微观结构。可选地，可以使用不同大小和形状的金属粒子。可以使用在照射和熔化过程期间还原成金属颗粒的前体物(例如，金属盐、金属氧化物)，可选地，扩散阻挡层可以设置在衬底104和涂层106之间，以减少衬底104材料和涂层106材料之间的漫射。
粘和剂浓度可以较低(例如，小于5wt％)，诸如与金属粒子的浓度相比是较低的。粘和剂浓度可以与常规热烘箱后续处理应用中使用的常规糊剂相比是较低的。粘和剂浓度可以在近似25wt％和5wt％之间。替代地，粘和剂浓度可以非常低(例如，小于1wt％)。粘和剂的示例包括糊精、聚乙烯醇缩丁醛树脂(例如，布特伐尔)、羟丙纤维素(例如，)，但是在替代实施例中，可以使用其它类型的粘和剂。粘和剂可以包括胶或者其它添加剂，以改变涂料粘度从而便于施加到衬底104。
涂层106可以通过各种不同印刷技术之一来施加，诸如丝网印刷、移印印刷、喷墨印刷、气雾射流印刷、微分配、旋涂、擦拭施加等等。在替代实施例中，可使用印刷之外的其它施加技术来将涂层106施加到衬底104。例如，涂层106可以通过粉末涂敷、喷洒、蘸涂浸渍或者其它处理来施加。所述施加技术可特性地将涂层106施加到衬底104，诸如沿着预定的电路迹线路径。所述印刷技术可以允许在衬底104上印刷标准化图案，并且所述印刷可以以批次印刷施加或者连续卷盘印刷施加来完成。所述印刷技术可以根据糊剂或者墨的最小结构尺寸、施加的层厚度、涂层材料组成等等来选择。
再参考图3，图3示出了根据示例性实施例的用以将电子束110照射在电气部件100上的电气部件形成系统140。系统140可以是能够产生的电子束的电子束微型焊机。所述处理可以在真空室142中执行。辐照源112的功率可以在处理期间受控。电子束110的能量密度在处理期间受控。电子的偏转速度在处理期间受控。最大加速电压可以在处理期间受控。最大电子束电流可以在处理期间受控。作用在目标上的射束焦点尺寸和深度可在处理期间受控。电子束110可以基于沉积层的性能(例如，层厚度、层组成)和涂层106的材料性质(例如，密度、导热性、化学组成)受控。涂层106和/或衬底104可以被加热到熔点以下的温度，以通过使材料反应和/或烧结所述层来改变层特性。
系统140可以配备有反向散射电子和次级电子检测器，与扫描电子显微镜(SEM)类似，所述检测器可用以产生工件的电子束图像。所述图像能够在屏幕上实时观看，或者用计算机存储。系统140可以包括软件以控制辐照源112的功能，诸如对电子束110编程以扫描过样品上的限定路径，或者照射限定图案。电子束路径可以是清扫路径、扫描路径、螺旋路径或者其它不规则路径。所述软件可以允许电子束110与照射样品的同步移动，诸如连续移动的卷盘。由此，连续的重熔法是可能的。可选地，系统140可以包括散热器，诸如具有高的热质(thermal mass)并且定位成与目标良好热接触的厚铝板散热器。
图4示出了电子束110与涂层106的相互作用。电子束110聚焦在涂层106的内部。电子束110至少部分地穿过涂层106。在示例性实施例中，射束焦点150在涂层106中，而非在衬底104中。对于衬底104的照射或者加热由于使电子束110聚焦在涂层106上而受限。电子束110被用以照射涂层106的材料，以实现涂层内的导电性。随着电子束110的碰撞电子被涂层106的材料散射，电子的动能被转换为热能，所述散射概率可以取决于电子的能量、被照射的涂层106材料的密度、射束焦点深度等等。可选地，电子束的穿透深度可以在0.5μm和20μm之间。在示例性实施例中，散射概率的能量依赖性的特征在于，所产生的热能密度的最大值不在材料表面处，而在穿透深度的大约1/3处。热不仅在涂层106的表面上产生，而且在涂层106的材料内部产生。电子的一部分被从涂层106反射或者再发射。这种电子可用以在照射期间产生原位SEM图像，以经由反馈控制系统控制照射处理。
所产生的热的功率依赖于用于固定加速电压的电子流。加速电压和射束电流的乘积产生射束功率。该功率可通过控制电子流和/或加速电压来调节。可以调节以控制所述照射处理的另一参数是在涂层106的点处或附近的照射持续时间。如果产生的热超过将材料加热到其熔点需要的热能和材料的熔化潜热，则印刷的涂层106的材料熔融。与衬底104相反地，使热能聚焦在涂层106上产生热，并且使涂层106快速熔融。可选地，衬底104可以作用为散热器，以迅速地消散在照射之后来自涂层106的热，从而允许高的熔膜冷却速率。快速的加热和冷却速率可以影响涂层106形成的电导体的性能。例如，电导体的硬度可以通过快速加热和冷却而更高，这与涂层106的缓慢加热和冷却相反，如在典型的其中除糊剂之外衬底104也受热的热烘箱中的热固化那样。另外，加热热烘箱中的糊剂需要更多热能，因为在糊剂之外衬底也被加热。可选地，因为主要地或者仅仅在涂层106中产生热，则使用热敏的衬底104会是可能的。对于涂层106的快速加热和冷却可以通过热传导而避免对衬底104的加热。
因为粘和剂典型地具有的质量密度的大小低于涂层106中的金属粒子，粘和剂在涂层106中的体积百分数甚至更高。例如，用在其中在热烘箱中固化的施加中的典型的常规糊剂是具有23wt％的布特伐尔粘和剂的90Ag/10Mo材料，这是高的粘和剂浓度并且是临界的非常高的粘和剂浓度。该常规糊剂具有近似75％的粘和剂体积分数。常规糊剂的高或者非常高的粘和剂浓度是必需的，以将印刷结构牢固地固定到衬底上，并且粘和剂使用常规热烘箱继续后热处理。
在示例性实施例中，对于利用电子束110的处理，涂层106不需要这种高的粘合剂含量，因为粘和剂仅需要用以将印刷的涂层106保持为足够长地粘合到衬底104，以传送衬底104104至电子束110用于照射。例如，粘合剂含量可以是近似1wt％，从而也明显降低体积百分数。在熔融之后，涂层106是致密的，且良好粘着到衬底。在示例性实施例中，粘和剂旨在在照射处理期间被从涂层106基本上完全地除去，诸如通过蒸发或者通过分解实现。在涂层106中使用低的粘和剂浓度允许在照射期间更快速且更彻底地蒸发或者移除粘和剂。在选择粘和剂材料时，考虑具有这样特性的粘和剂，诸如在照射之后涂层106的高糊剂质量、高印刷膜层附着力、膜质量(例如，在照射之后低的碳残留物(烧焦物)浓度)。粘和剂的示例包括糊精、聚乙烯醇缩丁醛(例如，布特伐尔)、羟丙纤维素(例如，)，但在替代实施例中，可以使用其它类型的粘和剂。在示例性实施例中，全部或者基本上全部的粘和剂由电子束110照射，并且保持低的碳残留物量，这可以通过刮削或者另一处理工艺除去。
在处理期间，电子束110的操作可以基于涂层106的材料类型而变化。例如，所述操作可以在使用纯金属材料时不同于使用金属前体物时的操作。在示例性实施例中，在纯金属成份的情况下，涂层106的后处理和照射可以通过调节能量密度和曝光时间来控制，以便金属粒子烧结物或者至少一种金属成份成为熔融相，并且涂层106熔化为均质金属层。在一些实施例中，具有烧结且随后的熔融的双阶处理是可能的。非金属成分(例如，粘和剂)被离析或者蒸发，从而留下纯金属层。在示例性实施例中，在金属前体物的情况下，涂层106的后处理和照射通过能量密度和曝光时间控制，以便金属前体物被化学还原为金属，这通过热输入到涂层106中间接地实现，或者通过金属前体物与电子束110中的电子的相互作用直接地实现。非金属成分(例如，粘和剂)被离析或者蒸发，从而留下金属层。当前体物由电子束110化学改变时，涂层106可以转变成为均质金属层。
电子束110在涂层106内部产生的热能能够通过调节电子束110的参数来控制。在低的热能并且长的照射时间的情况下，涂层106可以仅仅部分地熔融并且可以不结合到衬底104。在低的热能和长的照射时间的情况下，涂层106的颗粒可以仅仅烧结，而不完全熔融。在这种情况下，涂层106可能不良好粘结到衬底104，并且可以易于随时间过去而移位。在低的热能但是短时间照射的情况下，部分涂层106可以由电子束除去，诸如通过在照射时溅射材料实现。在高能量的情况下，大的去湿滴和三维岛状物可维持，这是不希望的。在更高能量的情况下，诸如当能量过高时，除涂层106之外，衬底104可能熔融，这提供了差的电气接口。电子束110的能级应该受控以实现涂层106的熔融同时良好覆盖衬底104，且不过过多损及衬底104。
在使用期间，涂层106的粒子喷发(blowing)或者溅射(spattering)可能在任意能级下发生。多种物理效应解释了金属粒子喷发的效应：a)转移动量，b)静电效应，c)电动力效应，和d)热力学效应。为减少粒子喷发，可以减少或者最小化非金属成分的量，因为颗粒之间的装填物越少，则将会有更多数目的颗粒之间的导电通路“放出”过多电荷至地。为降低粒子喷发，涂层106可以预热以便在实际熔融之前要求的射束功率较低。例如，涂层106可以预热到涂层106的熔点以下的温度，诸如在热烘箱中预热，使用电子束预热，或以其它方式预热。在照射处理期间，涂层106则被进一步加热至涂层106的熔点以上的温度。为减少粒子喷发，可以使涂层106材料的粒子尺寸更大或者可能会使用不规则(非球形)形状的颗粒，以降低粒子喷发的效应，因为颗粒之间的更多机械接触能够提高使颗粒相对彼此移动的力，而且可能形成更多的导电通路。为减少粒子喷发，扫描或者照射图案可以选择成经由热传导间接地加热涂层106的材料，诸如通过衬底104的热传导。为降低粒子喷发，涂层的材料组成可具有高的金属粒子密度和/或低孔隙率，以增强导电性和导热性。
为避免在电子束110照射期间对衬底104的可能的充电，涂层106可以接地。为避免在电子束110照射期间对衬底104的可能充电，电子束110可以以低的加速电压来工作，以增大电子发射。为避免在电子束110照射期间对衬底104的可能充电，可以使用光(例如，UV或者激光)来增强涂层106的光电导率(photoconductivity)。为避免在电子束110照射期间对衬底104的可能的充电，涂层106可在增大的压力(例如，具有氩气分压力)下处理。
在示例性实施例中，对于电子束110的控制，例如对电子束110产生的热能的量的控制，可以沿着涂层106变化。例如，通过使电子束110沿着涂层106的一部分与沿着涂层106的另一部分相比变化，可以改变涂层106的特性。例如，通过改变电子束110的参数，电阻器可以被整合到电导体路径或电路中。由此，不需要组装或者安装电阻器。在示例性实施例中，辐照源112可以以近似2kW的功率产生电子束110；但是，在其它实施例中，其可以更小或更大。电子束110可具有近似60kV的加速电压；但是在其它实施例中，其可以更小或者更大。电子束110可具有在近似0.15mA和15mA之间的电子束电流；但是在其它实施例中，其可以更小或更大，诸如近似40mA。在涂层106上的射束焦点尺寸可以是近似100μm；但是在其它实施例中，其可以更小或更大，诸如在近似30-50μm之间。电子束110可具有在近似12μs/点和1000μs/点之间的照射持续时间；但在其它实施例中，其可以更大或更小。
图5示出了制造诸如电路板、天线等等的电气部件的方法200。所述方法200包括提供具有外表面的电绝缘衬底。所述衬底可以包括绝缘的基部诸如塑料、玻璃、陶瓷等等，例如用以制造电路板。
所述方法200包括将涂层施加204在衬底的外表面上。所述涂层可以是糊剂或者墨水。涂层可以是粉末或者可具有其它的形式。所述涂层包括高的金属颗粒浓度以形成高质量的电导体，诸如衬底上的电路迹线或者涂层。可选地，所述涂层可以包括粘和剂以将涂层固定到衬底。粘和剂浓度可以较低，以在处理期间去除基本上全部的粘和剂。涂层可以包括前体物，诸如要在随后步骤中处理的金属氧化物或者金属盐。
所述涂层可以通过将涂层印刷在衬底上来施加。例如，涂层可以被丝网印刷、移印印刷、喷墨印刷、气雾射流印刷。所述涂层可以通过微分配、旋涂、擦拭施加、粉末涂敷、喷洒、蘸涂浸渍或者其它处理来施加。所述涂层可以直接施加到衬底外表面。替代地，在它们之间可以设置其它的层。
方法200包括在其它处理步骤之前，诸如在用电子束处理涂层之前，预加热206所述涂层。涂层可以预热到涂层熔点以下的温度，在之后的其它处理步骤中，温度可以增大到涂层熔点以上的温度。
方法200包括在其它处理步骤之前，诸如在用电子束处理涂层之前，将涂层电接地208。所述接地208可以减少用电子束处理期间的涂层溅射。
所述方法200包括用电子束照射210涂层，以在衬底上形成电导体。电子束可以点聚焦在涂层内，诸如在涂层深度的大约1/3至2/3处，使得可以不仅在材料表面产生热，而且可以在材料内部产生热。用电子束照射可以加热涂层以熔融所述涂层，从而形成电导体。可选地，诸如当金属前体物用在涂层中时，金属前体物可以在照射期间与电子束的电子相互作用，以将涂层转换为导电结构。电子束可以将金属前体物化学还原为金属，以形成电导体。
照射210可以蒸发涂层中的基本上全部的粘和剂或者非金属材料，而留下基本上完全的金属层，以形成电导体。涂层可以被照射，直至涂层的非金属材料被完全地除去。所述照射处理可以基于涂层性能(诸如，厚度、组成、粘和剂浓度等等)而受控，诸如通过控制电子束的工作参数来控制。可选地，涂层的不同部分可以不同地照射，以在电导体中形成电阻器。电气部件可以是结构化电气部件。例如，电气部件的层可以通过结构化方式印刷且经由电子束照射，以在一个或多个层中获得预定特性。电气部件可以被层压或印刷，或者以某种方式限定平面结构。电子束可以照射分层构造的全部或者选定的部分，然后可以除去多余的层压/印刷材料。
本文所述的用电子束110处理涂层106的方法和系统实现了用于电子元器件的高质量电导体。所述处理可以在不采用湿法化学的情况下执行并且减少了环境影响。与其它制造工艺相比，可以减少制造电气部件的金属消耗。所述处理实现了涂层106的高选择性和精确布置。涂层106和电子元器件可以被快速处理，并且可以作为连续卷盘-到-卷盘系统或者分批式系统的一部分来处理。通过处理涂层106限定的电导体与标准工艺相比提供了改进的性能。例如，导体可具有提高的导电性、提高的导热性、更好的耐腐蚀性、提高的硬度等等。
应理解，以上说明旨在是例示性的，而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其方面)可用以彼此组合。另外，可进行许多修改以使特别情形或者材料适于本发明的教导，而不偏离本发明范围。本文所述各部件的尺寸、材料类型、定向以及各部件的数目和位置旨在限定一些实施例的参数，但决不是限制性的，且仅是示例性实施例。通过阅读以上说明书，在权利要求书精神和范围内的许多其它实施例和修改对于本领域普通技术人员将是明显的。

Claims (17)

1.一种制造电器部件(100)的方法(200)，所述方法包括：
提供(202)具有外表面(108)的电绝缘衬底(104)；
在所述外表面上施加(204)涂层(106)；并且
用电子束(110)照射(210)所述涂层，以在所述衬底上形成电导体(102)。
2.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述照射(210)所述涂层(106)包括加热所述涂层以熔融所述涂层，从而形成所述电导体(102)。
3.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述涂层(106)包括金属前体物，所述照射(210)所述涂层包括照射所述涂层以化学还原所述金属前体物成金属，以形成所述电导体。
4.根据权利要求1所述的方法(200)，进一步包括在照射所述涂层之前，将所述涂层(106)预加热(206)至所述涂层的熔点以下的温度，所述照射(210)所述涂层包括将所述涂层加热到所述涂层的熔点以上的温度。
5.根据权利要求1所述的方法(200，其中所述施加(204)涂层(106)包括施加具有粘和剂浓度和金属浓度的组合的涂层，所述照射(210)所述涂层包括蒸发基本上全部所述粘和剂而基本上留下金属层，以形成所述电导体(102)。
6.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述施加(204)涂层(106)包括施加具有金属前体物的涂层，所述照射(210)所述涂层包括使所述金属前体物与所述电子束的电子反应以将所述涂层转换为导电结构。
7.根据权利要求1所述的方法(200)，其中所述照射(210)所述涂层(106)包括不同地照射所述涂层的不同部分，以在所述电导体(102)中形成电阻器(131)。
8.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述照射(210)所述涂层(106)包括基于所述涂层的特性控制所述电子束(110)的工作参数
9.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述照射(210)所述涂层(106)包括照射所述涂层，直至完全地除去所述涂层的非金属材料。
10.根据权利要求1所述的方法(200)，其中，所述施加(204)涂层(106)包括将所述涂层直接印刷在所述衬底的外表面上。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述照射处理期间，将所述涂层电接地。
12.一种电器部件(100)，包括：
具有外表面(108)的电绝缘衬底(104)；
特性地施加到所述外表面的涂层(106)，所述涂层构造为处于处理前状态并且在用电子束(110)照射之后处于处理后状态，所述涂层从所述处理前状态转换到所述处理后状态，其中在电子束在照射处理期间至少部分地穿透所述涂层以转换所述涂层。
13.根据权利要求12所述的电器部件，其中，所述涂层的非金属材料的含量在所述处理前状态比在所述处理后状态高，在由所述电子束照射的处理期间除去非金属材料中的至少一些非金属材料。
14.根据权利要求12所述的电器部件，其中，所述涂层具有在施加到所述衬底时具有低的粘和剂浓度，基本上全部的所述粘和剂在由所述电子束照射的处理期间被除去。
15.根据权利要求12所述的电器部件，其中，在由所述电子束照射的处理期间，所述涂层的材料以纳米等级混合。
16.根据权利要求12所述的电器部件，其中，所述衬底是非金属的，所述涂层被印刷在所述衬底上，并且在所述衬底上用所述电子束处理。
17.根据权利要求12所述的电器部件，其中，所述电子束用以照射所述涂层的材料，以在所述层中实现导电性。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165551A (zh) * 2013-12-04 2016-11-23 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于在塑料衬底上形成导电结构的方法
CN110233170A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置
CN114080737A (zh) * 2019-07-03 2022-02-22 格鲍尔格里勒电缆有限公司 电导体与接触元件之间的电连接
CN114905734A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 施乐公司 用于增材制造的包含金属前体的聚合物长丝及其相关方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015210460B4 (de) * 2015-06-08 2021-10-07 Te Connectivity Germany Gmbh Verfahren zur Veränderung mechanischer und/oder elektrischer Eigenschaften zumindest eines Bereichs eines elektrischen Kontaktelements
US20170105287A1 (en) 2015-10-12 2017-04-13 Tyco Electronics Corporation Process of Producing Electronic Component and an Electronic Component
US20170100916A1 (en) 2015-10-12 2017-04-13 Tyco Electronics Corporation Electronic Component and Process of Producing Electronic Component
TWI608639B (zh) * 2016-12-06 2017-12-11 財團法人工業技術研究院 可撓熱電結構與其形成方法
JP6699827B2 (ja) * 2016-12-27 2020-05-27 Ｎｅｘｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ合同会社 ダイヤモンド系通電構造の製造方法
US20190059158A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Avery Dennison Retail Information Services, Llc Use of rf driven coherence between conductive particles for rfid antennas
TWI662872B (zh) * 2018-01-26 2019-06-11 謝孟修 陶瓷電路板及其製法
US20230268682A1 (en) * 2022-02-23 2023-08-24 TE Connectivity Services Gmbh Metal polymer composite films as contact finish for low normal load sockets

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04247681A (ja) * 1991-02-04 1992-09-03 Fujitsu Ltd 導体パターンの形成方法
US5825123A (en) * 1996-03-28 1998-10-20 Retsky; Michael W. Method and apparatus for deflecting a charged particle stream
US5855755A (en) * 1995-06-19 1999-01-05 Lynntech, Inc. Method of manufacturing passive elements using conductive polypyrrole formulations
JP2006026602A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Harima Chem Inc 金属微粒子焼結体型の薄膜導電体層の形成方法、該方法を応用した金属配線ならびに金属薄膜の形成方法
US20060275705A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Hewlett-Packard Development Company Lp Conductive patterning
US20060278853A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Yung-Shu Yang Radiation curable conductive ink and manufacturing method for using the same
US20090011143A1 (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern forming apparatus and pattern forming method
WO2011090103A1 (ja) * 2010-01-21 2011-07-28 株式会社フジクラ 電子線硬化用導電性ペースト及びこれを用いた回路基板の製造方法
CN102326460A (zh) * 2009-02-20 2012-01-18 大日本印刷株式会社 导电性基板
JP2012178486A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd 抵抗器化回路付きプリント配線板、該配線板の作製装置及び該配線板の作製方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081485A (en) * 1958-11-20 1963-03-19 Steigerwald Karl Heinz Process and apparatus for treating synthetic plastic materials
US3294951A (en) * 1963-04-30 1966-12-27 United Aircraft Corp Micro-soldering
US3968056A (en) * 1974-09-27 1976-07-06 General Electric Company Radiation curable inks
JPS59204036A (ja) * 1983-05-06 1984-11-19 Dainippon Ink & Chem Inc レジストパタ−ンの形成法
JPS60167491A (ja) * 1984-02-10 1985-08-30 株式会社東芝 導体路形成方法
US4942110A (en) * 1988-08-29 1990-07-17 Xerox Corporation High resolution conductor patterning
US5141602A (en) * 1991-06-18 1992-08-25 International Business Machines Corporation High-productivity method and apparatus for making customized interconnections
US5599468A (en) 1994-10-03 1997-02-04 Frederick M. Mako Pulsed electron beam joining of materials
JPH09110534A (ja) * 1995-10-13 1997-04-28 Dainippon Printing Co Ltd 焼結体膜の形成方法
US5780970A (en) * 1996-10-28 1998-07-14 University Of Maryland Multi-stage depressed collector for small orbit gyrotrons
US5897794A (en) 1997-01-30 1999-04-27 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method and apparatus for ablative bonding using a pulsed electron
JP3422233B2 (ja) 1997-09-26 2003-06-30 株式会社村田製作所 バイアホール用導電性ペースト、およびそれを用いた積層セラミック基板の製造方法
US6235353B1 (en) 1998-02-24 2001-05-22 Alliedsignal Inc. Low dielectric constant films with high glass transition temperatures made by electron beam curing
JP3232051B2 (ja) * 1998-09-28 2001-11-26 京セラ株式会社 電子装置の製造方法
US6187418B1 (en) 1999-07-19 2001-02-13 International Business Machines Corporation Multilayer ceramic substrate with anchored pad
CN1211807C (zh) * 2000-02-21 2005-07-20 东洋油墨制造株式会社 活化高能射线束硬化型导电糊、导体电路基片的制造方法及装置以及非接触式id及其制造方法
TW554405B (en) * 2000-12-22 2003-09-21 Seiko Epson Corp Pattern generation method and apparatus
EP1223615A1 (en) * 2001-01-10 2002-07-17 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich A method for producing a structure using nanoparticles
US7069645B2 (en) 2001-03-29 2006-07-04 Ngk Insulators, Ltd. Method for producing a circuit board
WO2003103953A1 (ja) * 2002-06-05 2003-12-18 東洋インキ製造株式会社 シュリンクフィルムおよびその製造方法、ならびに印刷インキおよびそれを用いた印刷物および印刷物の製造方法
JP4378476B2 (ja) * 2004-03-10 2009-12-09 独立行政法人産業技術総合研究所 新規な金属クラスター集合体、ポリメチルメタクリレート−金属クラスター複合体及びその新規な製造方法
US7321098B2 (en) 2004-04-21 2008-01-22 Delphi Technologies, Inc. Laminate ceramic circuit board and process therefor
JP4536601B2 (ja) 2004-06-14 2010-09-01 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
US7494923B2 (en) * 2004-06-14 2009-02-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of wiring substrate and semiconductor device
JP4378334B2 (ja) 2005-09-09 2009-12-02 日本碍子株式会社 ヒートスプレッダモジュール及びその製造方法
US7427765B2 (en) * 2005-10-03 2008-09-23 Jeol, Ltd. Electron beam column for writing shaped electron beams
US7833427B2 (en) * 2006-08-14 2010-11-16 Micron Technology, Inc. Electron beam etching device and method
JP2009283547A (ja) * 2008-05-20 2009-12-03 Dainippon Printing Co Ltd 導電性パターンの形成方法とその形成装置並びに導電性基板
JP2009290112A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Fujifilm Corp 導電性無機膜とその製造方法、配線基板、半導体装置
KR20100137216A (ko) 2009-06-22 2010-12-30 주식회사 이그잭스 엘이디 어레이 기판 및 이의 제조방법
KR101310479B1 (ko) 2011-02-28 2013-09-24 삼성전기주식회사 도전성 금속 페이스트 조성물 및 이의 제조방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04247681A (ja) * 1991-02-04 1992-09-03 Fujitsu Ltd 導体パターンの形成方法
US5855755A (en) * 1995-06-19 1999-01-05 Lynntech, Inc. Method of manufacturing passive elements using conductive polypyrrole formulations
US5825123A (en) * 1996-03-28 1998-10-20 Retsky; Michael W. Method and apparatus for deflecting a charged particle stream
JP2006026602A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Harima Chem Inc 金属微粒子焼結体型の薄膜導電体層の形成方法、該方法を応用した金属配線ならびに金属薄膜の形成方法
US20060275705A1 (en) * 2005-06-01 2006-12-07 Hewlett-Packard Development Company Lp Conductive patterning
US20060278853A1 (en) * 2005-06-08 2006-12-14 Yung-Shu Yang Radiation curable conductive ink and manufacturing method for using the same
US20090011143A1 (en) * 2007-06-22 2009-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Pattern forming apparatus and pattern forming method
CN102326460A (zh) * 2009-02-20 2012-01-18 大日本印刷株式会社 导电性基板
WO2011090103A1 (ja) * 2010-01-21 2011-07-28 株式会社フジクラ 電子線硬化用導電性ペースト及びこれを用いた回路基板の製造方法
JP2012178486A (ja) * 2011-02-28 2012-09-13 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd 抵抗器化回路付きプリント配線板、該配線板の作製装置及び該配線板の作製方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165551A (zh) * 2013-12-04 2016-11-23 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于在塑料衬底上形成导电结构的方法
CN110233170A (zh) * 2019-06-21 2019-09-13 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置
CN110233170B (zh) * 2019-06-21 2021-10-12 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置
US11856834B2 (en) 2019-06-21 2023-12-26 Boe Technology Group Co., Ltd. Display substrate and method for preparing the same, and display device
CN114080737A (zh) * 2019-07-03 2022-02-22 格鲍尔格里勒电缆有限公司 电导体与接触元件之间的电连接
CN114905734A (zh) * 2021-02-09 2022-08-16 施乐公司 用于增材制造的包含金属前体的聚合物长丝及其相关方法

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