CN115610127A - 图案转印片、监测图案转印的方法和图案转印系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了图案转印片、监测图案转印的方法和图案转印系统，用于监测和调节用于将浆料图案从转印片上的沟槽转移到衬底(例如电路和/或太阳能电池衬底)上的激光照射。图案转印片在图案的外部包括(i)迹线标记，其配置为接收印刷浆料，与沟槽对准并且比照射激光束的宽度宽，以检测从迹线标记内释放的浆料的未对准，和/或(ii)工作窗口标记，其配置为接收印刷浆料，相对于指定沟槽以指定偏移量设置，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，以通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口。
Description
技术领域
本发明涉及转印领域，更具体地，涉及照射对准的控制和转印的过程控制。
背景技术
美国专利No.9,616,524整体结合于此以供参考，该专利教导了一种在接收衬底上沉积材料的方法，该方法包括：提供具有后表面和前表面的源衬底，后表面承载至少一片涂覆材料；提供接收衬底，该接收衬底与源衬底相邻设置并面向涂覆材料；以及朝向源衬底的前表面照射光，以从源衬底去除至少一片涂覆材料，并且将所述去除的至少一片作为整体沉积到接收衬底上。
Lossen等人(2015)在用于晶体硅太阳能电池金属化的第5个研讨会中提出了用于c-Si太阳能电池金属化的图案转印(PTPTM)，Energy Procedia67:156-162，其整体通过引用结合于此，教导了作为用于c-Si PV太阳能电池的先进正面金属化的非接触印刷技术的图案转印，其基于来自聚合物衬底的激光诱导沉积。
发明内容
以下是提供对本发明的初步理解的简化概述。本概述不是必须标识关键元素，也不限制本发明的范围，而仅仅用作对以下描述的介绍。
本发明的一个方面提供了一种图案转印片，包括：多个沟槽，这些沟槽以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料(printing paste)并在由激光束照射到接收衬底上时从沟槽释放印刷浆料；以及至少一个迹线标记(trace mark)，该至少一个迹线标记位于该指定图案的外部，并且配置为接收印刷浆料，其中，该至少一个迹线标记相对于至少一个沟槽对准，并且比激光束的宽度宽。
本发明的一个方面提供了一种图案转印片，包括：多个沟槽，这些沟槽以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射到接收衬底上时从沟槽释放印刷浆料；以及多个工作窗口标记(working window marks)，这些多个工作窗口标记位于该指定图案的外部，并且配置为接收印刷浆料，其中，工作窗口标记相对于指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置。
本发明的一个方面提供了一种图案转印片，对于激光束照射是透明的，且含有以指定图案布置的多个沟槽，并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收衬底上；图案转印片为至少一层聚合物层，在至少一层聚合物层上设置至少一个迹线标记。
本发明的一个方面提供了一种使用图案转印片监测图案转印的方法，该图案转印片包括多个沟槽，这些沟槽以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将印刷浆料从沟槽释放到接收衬底上，该方法包括：(i)向图案转印片添加至少一个迹线标记，该迹线标记位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料，其中，该至少一个迹线标记相对于至少一个沟槽对准并且比激光束的宽度宽，以及在图案转印之后根据该至少一个迹线标记中的至少一个迹线计算激光束的未对准，并且通过调节激光束的定位来校正激光束的所计算的未对准；和/或(ii)向图案转印片添加多个工作窗口标记，这些工作窗口标记位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料，其中，工作窗口标记相对于指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，并且根据图案转印之后转印的工作窗口标记计算激光束的有效工作窗口，并且通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口。
本发明的一个方面提供了一种图案转印系统，包括：至少一个激光扫描器，该至少一个激光扫描器配置为用至少一个激光束照射图案转印片，该图案转印片包括以指定图案布置并容纳印刷浆料的多个沟槽，其中，图案转印片配置为在由激光束照射时将印刷浆料从沟槽释放到接收衬底上；至少一个成像单元，其配置为在印刷浆料的释放期间和/或之后监测图案转印片的至少一部分；以及控制器，其配置为根据由该至少一个成像单元进行的监测来调节激光束照射，其中：图案转印片包括以下中的至少一个：(i)至少一个迹线标记，其位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料，其中，该至少一个迹线标记相对于至少一个沟槽对准并且比激光束的宽度宽，以及(ii)多个工作窗口标记，其位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料，其中，工作窗口标记相对于指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置；并且控制器配置为能分别执行以下中的至少一个：(i)根据在图案转移之后该至少一个迹线标记中的至少一个迹线来计算激光束的未对准，并且通过调节激光束的定位来校正激光束的所计算的未对准，以及(ii)根据在图案转移之后转移的工作窗口标记来计算激光束的有效工作窗口，并且通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口。
本发明的这些、附加和/或其他方面和/或优点在下面的详细描述中阐述；可能可从详细描述中推断；和/或可通过本发明的实践而学习。
附图说明
为了更好地理解本发明的实施方式，并且示出如何实现本发明的实施方式，现在将仅通过实例参考附图，在附图中，相同的附图标记始终表示相应的元件或部分。
在附图中：
图1A和图1B是根据本发明的一些实施方式的图案转印片的部分的高度示意性的视图。
图2A和图2B是根据本发明的一些实施方式的具有用于激光束位置测量的迹线标记的图案转印片的高度示意性的视图。
图3和图4是根据本发明的一些实施方式的具有分别用于监测激光束照射的位置和功率的迹线标记和工作窗口标记的图案转印片的高度示意性的视图。
图5A是根据本发明的一些实施方式的PTP系统的高度示意性的视图。
图5B是根据本发明的一些实施方式的图案转印片的高度示意性的横截面视图。
图6是示出了根据本发明的一些实施方式的监测图案转印的方法的高级流程图。
具体实施方式
在以下描述中，描述了本发明的各个方面。为了解释的目的，阐述了具体的配置和细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说也将显而易见的是，可以在没有这里给出的指定细节的情况下实践本发明。此外，为了不使本发明模糊，可能已经省略或简化了公知的特征。具体参考附图，要强调的是，所示出的细节是作为实例，仅用于本发明的说明性讨论的目的，并且为了提供被认为是本发明的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述而呈现。在这方面，除了基本理解本发明所必需的细节之外，没有试图更详细地示出本发明的结构细节，结合附图所作的描述使得本领域技术人员清楚如何在实践中实施本发明的几种形式。
在详细解释本发明的至少一个实施方式之前，应理解，本发明在其应用方面不限于在以下描述中阐述的或在附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明可应用于可以各种方式实践或执行的其他实施方式以及所公开的实施方式的组合。而且，应理解，本文使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应被认为是限制性的。
本发明的实施方式提供了用于控制转印过程的有效且经济的方法和机构，从而提供了对生产电路的技术领域的改进。在用作图案转印片的专用供体衬底上设置诊断图案。诊断图案配置为辅助评估图案转印(PTP)的系统和方法，并且用于PTP过程控制，以监测和改进转印图案品质。供体衬底(例如，带或片)上的图案包括转移到(例如，沉积或印刷到)接收结构或图案(例如，光伏电池或其他电路板上的金属线)的特征。例如，特征的转移可以使用激光照射来执行，该激光照射将特征材料(例如，金属高粘度浆料)与供体衬底分离并促进分离的材料沉积到接收结构上。供体衬底上的图案还包括附加特征和/或标记，这些特征和/或标记位于转印图案的外部，并且用于印刷过程的实时控制，特别是照射激光束的位置和功率的实时控制，以便最大化或优化印刷图案的品质。
图案转印过程通常通过PTP系统和方法来进行，该PTP系统和方法利用成像来监测和控制图案沉积，例如通过监测基本激光扫描器与转印图案片(也称为供体衬底图案)的对准。附加特征和/或标记的检测可以由相同的成像装置(例如照相机(或者可能是辅助成像装置))以及在系统计算机上运行的相应算法和软件来执行。通常，残留在图案转印片上的浆料被光学地检测并用于评估可能的激光未对准。
提供了图案转印片以及相关系统和方法，用于监测和调节用于将浆料图案从片上的沟槽转移到衬底(诸如电路和/或太阳能电池衬底)上的激光照射。图案转印片在图案的外部包括：(i)迹线标记，其配置为接收印刷浆料，与沟槽对准并且比照射激光束的宽度宽，以检测浆料从迹线标记内释放的未对准，和/或(ii)工作窗口标记，其配置为接收印刷浆料，相对于指定沟槽以指定偏移量设置，其中不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，以通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口。
图1A和图1B是根据本发明的一些实施方式的图案转印片100的部分的高度示意性的视图。由虚线描绘的部分示出了图案化原理，并且相对于所示元件的布置、相对位置和尺寸不是限制性的。
图案转印片100包括多个沟槽110，这些沟槽以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料并在由激光(参见例如图5A中的PTP系统150的示意图)照射时将印刷浆料从沟槽110释放到接收衬底(参见例如图5A中的衬底90)上。图1A示意性地示出了用浆料填充空的图案转印片100A上的沟槽110以产生填充的图案转印片100B，如在图案转印片100的放大部分中示意性地示出的。在图1B中，在浆料填充的步骤之前，所有沟槽110示出为空的。
图案转印片100还可以包括至少一个迹线标记120，该至少一个迹线标记位于沟槽110的指定图案的外部并配置为接收印刷浆料。如图1A中示意性地示出的，迹线标记120相对于相应的沟槽110A对准，并且比激光束的宽度宽(例如参见图2A和图2B)。在由激光束照射时，仅印刷(沉积、从图案转印片100释放)迹线标记120中的浆料的一部分，因为迹线标记120的宽度大于激光束的宽度，产生可以用于检测激光束位置的间隙，如下面解释的。
图案转印片100还可以包括多个工作窗口标记130，这些工作窗口标记位于沟槽110的指定图案的外部并配置为接收印刷浆料。工作窗口标记130相对于指定图案的指定沟槽110B以指定偏移量(由δ示意性地指示)设置，其中不同的工作窗口标记130以不同的偏移量δ设置，如图3和图4中进一步说明的。工作窗口标记130可以用于监测激光束的功率，如下面解释的。
在某些实施方式中，图案转印片100可以包括迹线标记120和工作窗口标记130两者。迹线标记120和工作窗口标记130配置为使得能够通过图像处理(例如，通过在图5A中示意性地示出的一个或多个成像单元170)进行明确的检测。
图案转印片100还可以包括多个对准标记124，这些对准标记位于沟槽110的指定图案的外部，并且配置为接收印刷浆料。对准标记124可以与相应的沟槽110C对准，并且用于提供相对于沟槽110的指定图案的初始激光扫描器对准。对准标记124可以以非对称图案布置，以使得能够从图案转印片100的部分图像识别指定沟槽110C。在某些实施方式中，对准标记124可以定位成邻近一个或多个迹线标记120，以形成复合标记125，该复合标记可以用于初始扫描器对准(经由对准标记124)以及用于印刷期间的激光对准(经由迹线标记120)。复合标记125可以非对称地配置(例如，在迹线标记120的一侧上具有一个对准标记124，而在迹线标记120的另一侧上具有两个对准标记124(如示意性地示出的)，以提高对准精度。在各种实施方式中，一个或多个迹线标记120可以被设置为与各种配置的对准标记124相邻，以形成复合标记125。在某些实施方式中，一个或多个复合标记125可以相邻地设置，可能具有镜像非对称布置的对准标记124，例如，如图1B中示意性地示出为复合标记126。
图2A和图2B是根据本发明的一些实施方式的图案转印片100的高度示意性的视图，该图案转印片具有用于激光束位置测量的迹线标记120。由于迹线标记120与指定沟槽110A对准并且比指定沟槽宽，所以精确的激光束位置从迹线标记120的中心去除浆料，留下剩余浆料的对称迹线；而不精确的激光束位置将浆料从迹线标记120的中心去除，留下剩余浆料的非对称迹线。
图2A示意性地示出了激光束140与沟槽110A的精确对准以及激光束140相对于填充的迹线标记120B的相应中心位置。具体地，剩余的迹线包括在间隙121A的两侧的任一侧上的浆料123A，其对应于通过激光束140从标记120B去除的浆料。剩余的浆料迹线120C是对称的，并且指示激光束140的精确对准。
图2B示意地表示激光束140与沟槽110A的不准确对准，以及激光束140相对于填充的迹线标记120B的偏心位置。具体地，剩余的迹线包括在间隙121B的两侧的任一侧上的浆料123B，其对应于通过激光束140从标记120B去除的浆料。剩余的浆料迹线120C是非对称的，并且指示激光束140的未对准。
在浆料沉积之后，浆料迹线120C可以通过相应的PTP系统150(例如参见图5A)来测量，该PTP系统用于在下一个浆料转移周期中，例如在印刷下一个晶片时，例如通过应用所计算的偏移量(与浆料迹线120C相对于激光束位置的非对称性有关)重新调节激光束位置。
图案转印片100可以包括多个迹线标记120，并且PTP系统150中的控制器180(例如参见图5A)可以配置为导出相对于多个相应迹线标记120的激光未对准，例如应用统计方法以增强所计算的未对准的精度。
图3和图4是根据本发明的一些实施方式的图案转印片100的高度示意性的视图，该图案转印片具有分别用于监测激光束照射的位置和功率的迹线标记120和工作窗口标记130。在图3中，用放大的细节示出了满的和空的工作窗口标记130，以说明在图案转印过程期间填充有浆料的标记130A、130B与已经通过激光束140从浆料中清空的标记130C之间的差异。
工作窗口标记130设计成具有指定的偏移量，其中标记130相对于图案转印片100上的指定沟槽110移位。例如，在示意性的非限制性实例中，位移(偏移量δ)的范围为从-30μm到-60μm，以及从+30μm到+60μm，步长为10μm。
图3和图4示意性地示出了具有填充的浆料的图案转印片100B(在激光照射和浆料沉积之前)和图案转印之后的图案转印片100C(由激光照射从填充的浆料中清空沟槽110)。相应地，在图案转印之前，所有工作窗口标记130A都填充有浆料，而在图案转印之后，一些工作窗口标记130C可以被清空，而其他工作窗口标记130B在印刷过程期间激光束不照射它们的情况下，可以保持填充有浆料。
如图3的非限制性实例中所示，在印刷过程之后，以-30μm到-50μm之间以及+30μm到+50μm之间的偏移量δ移位的工作窗口标记130由激光照射被清空并变成空标记130C，而以+60μm和-60μm偏移量移位的工作窗口标记130未由激光照射被清空并保持满标记130B。可以应用图像分析来检测满的工作窗口标记130B(在图案转印过程之后，其保持由浆料填充)和空的工作窗口标记130C(在图案转印过程期间，将浆料从其去除)，并且根据激光功率从中推导出有效工作窗口，因为在指定的偏移量处，激光束不能有效地从相应的工作窗口标记130B去除浆料(例如，由于较低的有效功率或其他原因)。因此，实际有效激光束宽度(称为工作窗口)可能小于所需的并且不足以补偿激光器到沟槽的对准公差，从而导致部分或没有浆料沉积。例如，在图3所示的情况下，激光功率仅在100μm＝50μm+50μm的有效工作窗口上有效。PTP系统150的一个或多个控制器180(下面描述)可以配置为通过修改所施加的激光功率来至少在某种程度上控制工作窗口：激光功率越高，激光束越宽，因此工作窗口越大。
图5A是根据本发明的一些实施方式的PTP系统150的高度示意性的视图。高度示意性的图5A示出了使用一个或多个激光扫描器160的激光束140将图案化的浆料从图案转印片100转移到衬底90。一个或多个成像单元170可以配置为光学地监测图案转印过程，例如，监测将印刷浆料通过清空沟槽110和迹线标记120、工作窗口130而转移到衬底上的过程，如本文所解释的。一个或多个控制器180可以与一个或多个激光扫描器160和一个或多个成像单元170通信，并且配置为通过根据对成像单元170拍摄的图像的分析修改激光扫描器160的功率和位置的设置来调节激光束140的光学参数。例如，控制器180可以配置为根据图案转印片100上的浆料迹线120C(图2A、图2B和图3中所示)来计算激光束140的对准。控制器180还可以配置为在检测到非对称浆料轨迹120C时检测激光扫描器160的未对准(例如参见图2B)。控制器180还可以配置为使用图案转印片100上的剩余工作窗口标记130来计算激光束140的有效工作窗口，并且相应地调节激光扫描器160的激光功率。例如在美国专利No.9,616,524中提供了PTP系统的附加的非限制性细节。
公开的系统150和图案转印片100可以用于印刷厚金属浆料的细线165以产生电路，例如在用于PCB或其他印刷电路板的层压板上或在例如用于光伏(PV)电池的硅晶片上产生导线或焊盘或其他特征。其他应用可以包括在移动电话天线、装饰性和功能性汽车玻璃、半导体集成电路(IC)、半导体IC封装连接、印刷电路板(PCB)、PCB部件组装、光学生物、化学和环境传感器和检测器、射频识别(RFID)天线、有机发光二极管(OLED)显示器(无源或有源矩阵)、OLED照射片、印刷电池和其他应用的制造过程中产生导电特征。例如，在非限制性太阳能应用中，金属浆料可以包括一种或多种金属粉末、可选的玻璃料和一种或多种改性剂、一种或多种挥发性溶剂和一种或多种非挥发性聚合物和/或一种或多种树脂。浆料的非限制性实例包括来自HeraeusTM的SOL9651BTM。
将浆料填充到沟槽110、迹线标记120和工作窗口标记130中可以通过在任何类型的PTP系统内操作的任何类型的浆料填充头来执行。可以控制填充过程以确保用浆料连续且均匀地填充沟槽和标记。
图5B是根据本发明一些实施方式的图案转印片100的高度示意性的横截面视图。
在某些实施方式中，图案转印片100对于激光束140可以是透明的，并且至少包括顶部聚合物层114，该顶部聚合物层包括通过压印成型、气动成型或激光成型在该顶部聚合物层上的沟槽110和标记120、130(在图1A至图5A中示出)。在所示的非限制性实例中，沟槽110示出为横截面为梯形。
应注意，虽然示意图5B示出了周期性沟槽110，但是标记120和/或130(图1A至图5A中示出)可以包括以类似方式压印成型、气动成型或激光成型到顶部聚合物层114中的沟槽、凹部和/或压痕，并且可以具有类似或不同的轮廓。例如，沟槽110、迹线标记120和/或工作窗口标记130以及对准标记124可以具有各种轮廓(横截面形状)，例如梯形、圆形、正方形、矩形和/或三角形轮廓。在各种实施方式中，图案转印片100上的沟槽110的图案可以包括连续沟槽110和/或分离的凹痕的阵列。应注意，术语“沟槽”不应被解释为将沟槽110的形状限制为线性元件，而是在广义上理解为包括任何形状的沟槽110。
图案转印片100还可以包括具有比顶部聚合物层114的压印温度高的熔融温度的底部聚合物层112。在非限制性实例中，顶部聚合物层114在其由半结晶聚合物制成的情况下可以具有低于170℃的熔融温度(Tm)，更优选的低于150℃，130℃或110℃或其他的中间值，或在其由非晶态聚合物制成的情况下可以具有低于160℃的玻璃化温度，更优选的低于140℃，120℃或100℃或其他的中间值。底部聚合物层112的熔融温度或玻璃化温度可以高于顶部聚合物层114的熔融温度或玻璃化温度，例如高于100℃(例如，如果顶部聚合物层114由聚已内酯制成并且具有约70℃的Tm/Tg)、高于120℃、高于150℃，高于160℃(例如，双轴取向的聚丙烯)并且高达400℃(例如，某些聚酰亚胺)，或中间值。
在某些实施方式中，顶部聚合物层114和底部聚合物层112可以由以下各种材料中的至少一种制成：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳香族聚酯、其他的共聚聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯、其他的共聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、乙酸纤维素、硝酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯酚、聚芳酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯乙烯。只要顶部聚合物层114的熔融温度或玻璃化温度(Tm/Tg)低于底部聚合物层112的熔融温度或玻璃化温度(Tm/Tg)和/或只要底部聚合物层112是不受顶部聚合物层114的加工条件的影响。
在某些实施方式中，底部聚合物层112和顶部聚合物层114的厚度可以各自是在10μm至100μm的范围内，优选地在15μm厚与80μm厚之间、20μm厚与60μm厚之间、25μm厚与45μm厚之间、25μm厚与40μm厚之间，其中底部聚合物层112的厚度至少与顶部聚合物层114的厚度相同。聚合物层可以通过粘合剂层113附接，粘合剂层113比10μm薄并且同样对激光照射是可透过的，更优选地比8μm、6μm、4μm或2μm更薄。例如，在某些实施方式中，顶部聚合物层114可以比沟槽110(和/或标记120和/或130)的深度厚几微米，例如，厚5μm、厚3μm至7μm、厚1至9μm或高达厚10μm。例如，沟槽110可以是20μm深，顶部聚合物层114可以是20μm至30μm厚，并且底部聚合物层112的厚度可以在25μm至45μm的范围内(应注意，更厚的底部聚合物层112提供更好的机械性能)。
顶部聚合物层和底部聚合物层的温度和厚度的设计使顶部聚合物层具有良好的成型性、延展性和一定的机械强度，底部聚合物层具有良好的机械强度，两层之间具有良好的粘合性能。
图1A、图1B、图2A、图2B、图3、图4、图5A和图5B中的元件可以以任何可操作的组合方式进行组合，并且在某些图中而不是其他图中对某些元件的说明仅用于解释性目的而非限制性的。应注意，所公开的值可以被修改相应值的至少±10％。
图6是示出了根据本发明的一些实施方式的监测图案转印的方法200的高级流程图。可以使用一个或多个图案转印片100和/或关于上述PTP系统150来执行该方法阶段，其可以可选地配置为实施方法200。方法200可以至少部分地由例如PTP系统中的至少一个计算机处理器来实施。某些实施方式包括计算机程序产品，其包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有随其体现的计算机可读程序并且配置为执行方法200的相关阶段。方法200可以包括以下阶段，而不管其顺序如何。
方法200可以包括使用具有添加的一个或多个迹线标记和/或一个或多个工作窗口标记的图案转印片来监测图案转印(阶段235)。在一些实施方式中，方法200可以包括例如在片材压印工艺中设计和/或生产一个或多个图案转印片(由201表示的阶段)，和/或使用一个或多个图案转印片来监测图案转印235(由202表示的阶段)。图案转印片可以包括多个沟槽，这些沟槽以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将印刷浆料从沟槽释放到接收衬底上。
方法200可以包括向图案转印片添加至少一个迹线标记，该迹线标记位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料(阶段210)，其中，该至少一个迹线标记相对于至少一个沟槽对准并且比激光束的宽度宽，并且在图案转印之后根据该至少一个迹线标记中的至少一个迹线来计算激光束的未对准(阶段250)，并且通过由激光扫描器调节激光束的定位来校正激光束的所计算的未对准(阶段255)，例如以达到正确的对准。
方法200可以包括向图案转印片添加多个工作窗口标记，该多个工作窗口标记位于指定图案的外部并配置为接收印刷浆料(阶段220)，其中，工作窗口标记相对于指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，并且根据图案转印之后转印的工作窗口标记来计算激光束的实际有效工作窗口(阶段260)，并且通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口(阶段265)，例如以保持预定义的工作窗口。
在某些实施方式中，方法200还包括将一个或多个对准标记添加到图案转印片，这些对准标记与相应沟槽对准(阶段230)，并且使用对准标记来检测图案转印片上的指定沟槽(阶段240)。
由于激光束与沟槽图案对准的公差预算非常严格，并且用于定性印刷的工艺工作窗口(主要取决于浆料条件)相对较小，所以模块中的环境或内部条件的任何变化可能导致印刷品质的劣化。有利地，使用一个或多个图案转印片100的所公开的系统150和方法200克服了监测和校正(如果需要)激光照射的位置和功率以从聚合物衬底适当地释放金属浆料的挑战。具体地，在各种实施方式中，一个或多个迹线标记用于光学地监测和计算激光束的未对准，并且使得能够通过调节激光束的定位来校正所计算的激光束的未对准；和/或在各种实施方式中，工作窗口标记用于光学地监测和计算印刷过程的实际有效工作窗口，并且通过调节激光束的功率来校正有效工作窗口。
在以上描述中，实施方式是本发明的实例或实现方式。“一个实施方式”、“一实施方式”、“某些实施方式”或“一些实施方式”的各种表现并非必须都是指相同的实施方式。虽然本发明的各种特征可以在单个实施方式的上下文中描述，但是该特征也可以单独地或以任何合适组合地提供。相反，虽然为了清楚起见，本发明可以在单独实施方式的上下文中描述，但是本发明也可以在单个实施方式中实施。本发明的某些实施方式可以包括来自上面公开的不同实施方式的特征，并且某些实施方式可以结合来自上面公开的其他实施方式的元件。特定实施方式的上下文中的本发明的元件的公开不是要将其用途仅限制在特定实施方式中。此外，应理解，本发明可以各种方式执行或实践，并且本发明可以在除了以上描述中概述的实施方式以外的某些实施方式中实施。
本发明不限于那些图或相应的描述。例如，流程不需要移动通过每个所示的框或状态，或者以与所示和所述的完全相同的顺序。除非另有定义，否则本文使用的技术术语和科学术语的含义通常被本发明所属领域的普通技术人员所理解。虽然已经关于有限数量的实施方式描述了本发明，但是这些实施方式不应被解释为对本发明的范围的限制，而是作为一些优选实施方式的范例。其他可能的变化、修改和应用也落入本发明的范围内。因此，本发明的范围不应由迄今为止所描述的内容来限制，而是由所附权利要求书及其合法等效物来限制。
Claims (20)
1.一种图案转印片，包括：
多个沟槽，以指定图案布置，并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收衬底上，
其特征在于，所述图案转印片包括以下中的至少一者：
(i)至少一个迹线标记，位于所述指定图案的外部并且配置为接收所述印刷浆料，其中，所述至少一个迹线标记相对于所述沟槽中的至少一个对准，并且比所述激光束的宽度宽；以及
(ii)多个工作窗口标记，所述工作窗口标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述工作窗口标记相对于所述指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置。
2.根据权利要求1所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片还包括多个对准标记，所述对准标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述对准标记与相应的沟槽对准。
3.根据权利要求2所述的图案转印片，其特征在于，所述对准标记以非对称图案布置。
4.根据权利要求1所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片对于所述激光束照射是透明的，所述沟槽通过压印成型、气动成型或激光成型的方式形成在图案转印片内。
5.根据权利要求1至4中任一所述的图案转印片，其特征在于，所述沟槽的横截面为梯形、矩形、圆形或三角形。
6.根据权利要求1所述的图案转印片，其特征在于，所述图案转印片为至少一层聚合物层，所述至少一层聚合物层由以下各种材料中的至少一种制成：聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、全芳香族聚酯、脂肪族-芳香族共聚聚酯、共聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚砜、聚醚砜、聚醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、芳香族聚酰亚胺、脂环族聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、乙酸纤维素、硝酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯酚、聚芳酯、聚苯硫醚、聚苯醚、聚苯乙烯。
7.一种图案转印片，对于激光束照射是透明的，且含有以指定图案布置的多个沟槽，并且所述沟槽配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收衬底上，其特征在于，
所述图案转印片为至少一层聚合物层，在至少一层聚合物层上设置至少一个迹线标记。
8.根据权利要求7所述的图案转印片，其特征在于，
所述图案转印片至少包括：
顶部聚合物层，所述沟槽和所述至少一个迹线标记设置在所述顶部聚合物层上；以及底部聚合物层，具有比所述顶部聚合物层的压印温度高的熔融温度。
9.根据权利要求8所述的图案转印片，其特征在于，在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下，所述顶部聚合物层具有低于170℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下，所述顶部聚合物层具有低于160℃的玻璃化温度。
10.根据权利要求8所述的图案转印片，其特征在于，在所述顶部聚合物层由半结晶聚合物制成的情况下，所述顶部聚合物层具有低于110℃的熔融温度，或者在所述顶部聚合物层由非晶态聚合物制成的情况下，所述顶部聚合物层具有低于100℃的玻璃化温度。
11.根据权利要求8所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度各自是在10μm至100μm的范围内，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层通过对所述激光照射透明的薄于10μm的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层至少与所述顶部聚合物层一样厚。
12.根据权利要求8所述的图案转印片，其特征在于，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层的厚度各自是在25μm至40μm的范围内，所述顶部聚合物层和所述底部聚合物层通过对所述激光照射透明的薄于2μm的粘合剂层附接，并且其中，所述底部聚合物层至少与所述顶部聚合物层一样厚。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的图案转印片，其特征在于，所述沟槽的横截面为梯形、圆形、正方形、矩形或三角形。
14.一种使用图案转印片监测图案转印的方法，所述图案转印片包括多个沟槽，所述沟槽以指定图案布置并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收衬底上，其特征在于，所述方法包括：
向所述图案转印片添加至少一个迹线标记，所述至少一个迹线标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述至少一个迹线标记相对于所述沟槽中的至少一个对准并且比所述激光束的宽度宽，以及
根据图案转移之后的所述至少一个迹线标记中的至少一个迹线来计算所述激光束的未对准，以及通过调节所述激光束的定位来校正所述激光束的所计算的未对准。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
向所述图案转印片添加多个工作窗口标记，所述工作窗口标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述工作窗口标记相对于所述指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，以及
根据图案转移之后已转移的工作窗口标记来计算所述激光束的有效工作窗口，并且通过调节所述激光束的功率来校正所述有效工作窗口。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用多个对准标记来检测所述图案转印片上的指定沟槽。
17.一种使用图案转印片监测图案转印的方法，所述图案转印片包括多个沟槽，所述沟槽以指定图案布置并且配置为接收印刷浆料并在由激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放到接收衬底上，其特征在于，所述方法包括：
向所述图案转印片添加多个工作窗口标记，所述工作窗口标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述工作窗口标记相对于所述指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，以及
根据图案转移之后已转移的工作窗口标记来计算所述激光束的有效工作窗口，并且通过调节所述激光束的功率来校正所述有效工作窗口。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使用多个对准标记来检测所述图案转印片上的指定沟槽。
19.一种图案转印系统，包括：
至少一个激光扫描器，配置为用至少一个激光束照射图案转印片，所述图案转印片包括以指定图案布置并容纳印刷浆料的多个沟槽，其中，所述图案转印片配置为在由所述激光束照射时将所述印刷浆料从所述沟槽释放并释放到接收衬底上，
至少一个成像单元，配置为在释放所述印刷浆料期间和/或之后监测所述图案转印片的至少一部分，以及
控制器，配置为根据由所述至少一个成像单元进行的监测来调节所述激光束照射，其特征在于：
所述图案转印片包括以下中的至少一者：
(i)至少一个迹线标记，位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述至少一个迹线标记相对于所述沟槽中的至少一个对准并且比所述激光束的宽度宽，以及
(ii)多个工作窗口标记，位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述工作窗口标记相对于所述指定图案的指定沟槽以指定偏移量设置，并且其中，不同的工作窗口标记以不同的偏移量设置，以及
所述控制器配置为能分别执行以下中的至少一者：
(i)根据图案转移之后的所述至少一个迹线标记中的至少一个迹线来计算所述激光束的未对准，并且通过调节所述激光束的定位来校正所述激光束的所计算的未对准，以及
(ii)根据图案转移之后已转移的工作窗口标记来计算所述激光束的有效工作窗口，并且通过调节所述激光束的功率来校正所述有效工作窗口。
20.根据权利要求19所述的图案转印系统，其特征在于：
所述图案转印片还包括多个对准标记，所述对准标记位于所述指定图案的外部并配置为接收所述印刷浆料，其中，所述对准标记与相应的沟槽对准，以及
所述至少一个成像单元还配置为使用所述对准标记来检测所述图案转印片上的指定沟槽。
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2021
- 2021-09-03 CN CN202111034191.XA patent/CN115610127A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11910537B2 (en) | 2021-11-09 | 2024-02-20 | Wuhan Dr Laser Technology Corp,. Ltd | Pattern transfer printing systems and methods |
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