CN1313409A

CN1313409A - 通过离子注入形成导电区的方法

Info

Publication number: CN1313409A
Application number: CN 00124374
Authority: CN
Inventors: 金镇喆
Original assignee: EPON Co Ltd
Current assignee: EPON Co Ltd
Priority date: 2000-03-14
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2001-09-19
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: KR20010091935A; JP3351779B2; JP2001274233A; TW463243B; SG98406A1; KR20000036440A; KR100415013B1; CN1232676C

Abstract

本发明提供一种通过三维离子注入法形成导电区的方法。本发明涉及一由聚合物制成的目标器件,在该器件表面上通过注射加速离子形成导电区。该方法的进行如下:引入一器件,提供离子,第一次注射离子,旋转该器件,第二次注射离子,以及卸出该器件。由于重量降低,因此该离子注入方法使运输费用降低,并且保持了透明性,形成均匀导电区,以及免去使用昂贵材料。

Description

通过离子注入形成导电区的方法

本发明涉及一种通过离子注入形成导电区的方法。更具体地说，本发明涉及一种通过离子注入法在由聚合物制成的器件上形成导电区的方法。

一般来说，例如电子器件、半导体器件等的电路器件是根据设计图通过连续进行特殊的制造工艺生产的，在将其移到打算移到的地方之前，将所得电路器件作为产品装载在作为运输工具的载体盒中。

当运输这些电路器件时，由于电路器件和载体盒之间接触产生的静电，该电路器件可能受到致命的损坏。

因此，运输电路器件的工具通常是由聚合物制成的。作为运输工具，有CSP(芯片级包装)型半导体载体带、半导体晶片输送载体、印刷电路板载体盒、电子模块产品载体盒、LCD(液晶显示器)载体盒、LCD薄膜载体盒、LCD模块载体盒、电路器件包装容器和盘等。

此外，为了防止电子波以保持其内在功能的膜、薄片、板、真空模压物品和塑料模等是由具有导电性的聚合物制成的。例如，在防止电子波的膜的情况下，导电材料在其上部经沉积形成导电膜。传统的膜、薄片、板、真空模压物品和塑料模等是向聚合物中添加例如昂贵的碳和碳纤维的添加剂制成的。所述聚合物为重量轻、透明和易模制的树脂基材料，从而容易运输和进行压膜。

因为当添加添加剂之后聚合物变重，因此运输电路器件的传统的工具、薄片、板、真空模和塑料模等变重。由于所添加的添加剂使聚合物变得不透明，因此电路器件的运输工具、薄片、板、真空模和塑料模等变得不透明。

然而，由于添加的添加剂使由聚合物制成的运输工具、薄片、板、真空模和塑料注模变重，因此花费在运输工具上的运输费用也增加。

而且，由于所添加的添加剂使聚合物材料不透明，而且由聚合物制成的运输工具也不透明，因此不能容易地识别产品的形状、大小、性能等。因此，运输工具的下面部分是由不透明导电材料制成，其上面部分是由不导电的常规透明材料制成的。但是，所运输的产品与不导电的上面部分接触时易受静电损坏。

同样，由于运输工具是通过在聚合物上添加添加剂制成的，运输工具不同部分的导电性的差异常常使运输工具中的产品受到致命的损坏。

而且，使用例如昂贵的碳和碳纤维的添加剂以形成导电性将增加运输工具的生产费用。

同样，由于在制造运输工具、薄片、板、真空模和塑料注模的聚合物中混合有添加剂，并且所运输的产品存在受从运输工具分离出来的添加剂粒子产生的静电致命损坏的高度危险性，因此上面生产的这些运输工具不能再次使用。此外，所运输的产品受到从运输工具中分离出来的添加剂粒子的污染。

此外，通过在如导电膜的产物上沉积导电材料以使产物具有导电性，当该膜和导电膜之间界面的粘度降低时，经常造成导电膜剥离，并且沉积材料的化学反应造成膜表面上的化学变化。

本发明旨在提供一种在由聚合物制成的例如运输工具的器件和膜等上通过进行三维离子注入法形成导电区的方法，以便该器件的重量比传统的轻。

本发明的另一目的是提供一种在由聚合物制成的例如运输工具的器件和膜等上通过进行三维离子注入法形成导电区的方法，以便该器件保持其内在透明性。

本发明的又一目的是提供一种在由聚合物制成的例如运输工具的器件和膜等上通过进行三维离子注入法形成导电区的方法，以便在该器件的整个表面上均匀地形成导电区。

本发明的再一目的是提供一种在由聚合物制成的例如运输工具的器件和膜等上通过进行三维离子注入法形成导电区的方法，以便解决在该器件表面上沉积的导电膜脱离且该器件性能变化的传统问题。

本发明的再一目的是提供一种在由聚合物制成的例如运输工具的器件和膜等上通过进行仅仅一个步骤--三维离子注入形成导电区的方法。

图1为显示通过本发明的三维等离子体离子注入形成导电区的方法的离子注入装置的简图；

图2为显示图1中的内室和外室的透视图；

图3为通过本发明的三维等离子体离子注入在LCD模块载体盒表面上形成导电区的方法的加工流程图；和

图4为通过三维等离子体离子注入在LCD模块载体盒的表面上的分子链变化图。

图1为显示通过本发明的三维等离子体离子注入形成导电区的方法的离子注入装置的简图，图2为显示图1内室和外室的透视图。图中的各标号的说明如下：

2：装载部件；4：LCD模块载体盒；6：第一前置室；8：第一低真空泵；10,32：闸阀；11：加工室；12：外室；14：内室；15：通孔；16：高真空泵；20：气体供应源；22：离子枪；26：夹持器；28：电源；30：第二前置室；34：第二低真空泵。

将通过本发明的等离子体离子注入在例如LCD(液晶显示器)模块载体盒的器件上形成导电区的装置安装在一要求严格限制粒子数的清洁室内。图1显示了包括依次装填聚合物LCD模块载体盒(4)的装载部件(2)。

广泛使用的标准透明聚合物包括如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等的透明聚合物，工程塑料例如聚碳酸酯(PC)、尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、改性聚苯醚(MPPO)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚-醚酮(PEEK)等，以及通过将填料等作为添加剂添加到标准聚合物或工程塑料等中以另外提供某些功能特性的功能特性复合塑料。

提供第一前置室(6)，在以该方法的运输工具装载之后，使LCD模块载体盒(4)在装载部件(2)中一定时间。通过第一真空泵(8)的泵送，第一前置室(6)保持其内压为10^-4Torr。

第一前置室(6)和其中以冷等离子体状态进行离子注入法的加工室(11)彼此通过闸阀(10)相连。如图2所示，加工室(11)包括圆筒形外室(12)和放入其中的内室(14)。在内室(14)的表面上形成许多通孔(15)，并且在其内有一夹持器(26)，它可以夹持从第一前置室(6)引入的LCD模块载体盒(4)两端旋转90度。

此外，一高真空泵(16)与加工室(11)的外室(12)相连，以便将外室(12)和内室(14)之间空间的内压保持在10^-6Torr。

此外，气体供应源(20)与加工室(11)的外室(12)的一端相连，以便将例如氮气(N)、氩气(Ar)、氦气(He)、氢气(H)等的加工气供应到外室(12)和内室(14)之间的空间中，并且离子枪(22)与加工室(11)的外室(12)的另一端相连，以便将由氮气(N)、氩气(Ar)、氦气(He)、氢气(H)等产生的离子也供应到外室(12)和内室(14)之间的空间中。

此外，电源(28)与加工室(11)的内室(14)相连，从而提供由脉冲产生器(未显示)控制的高频电源，并且该电源(28)、外室(12)和内室(14)放置在相同地方。

此外，加工室(11)和第二前置室(30)彼此通过其间的闸阀(32)相连。第二前置室(30)通过第二低真空泵(34)的泵送保持其内压为10^-4Torr。

现在，参照图3详细说明使用如上所述的离子注入装置在LCD模块载体盒上形成导电区的方法。图3中的各步骤说明如下：

S2：装载器件；S4：形成冷等离子体；S6：供应离子；S8：第一次注射离子；S10：旋转器件；S12：第二次注射离子；S14：卸出器件。

如图3的S2所示，通过本发明的三维等离子体离子注入法形成导电区的方法是从将作为在其上待形成导电区的目标器件的LCD模块载体盒(4)引入加工室(11)的内室(14)开始的。通过运输工具从装载部件(2)将LCD模块载体盒(4)移入第一前置室(6)之后，通过运输工具将该载体盒经过闸阀(10)引入内室(14)，第一前置室(6)通过第一低真空泵(8)保持其内压为10^-4Torr左右。

然后，在S4中，气体供应源(20)将加工气供应到外室(12)和内室(14)之间的空间，通过在外室(12)和内室(14)之间空间由供应到内室(14)的高频电源产生的磁场将该加工气转变成冷等离子体状态。由电源(28)的脉冲产生器控制，该高频电源具有特定的电流、电压和频率。

然后，在S6中，离子枪(22)将氮气、氩气、氦气和氢气等产生的离子供应到外室(12)和内室(14)之间的空间。

接下来，在S8中，在外室(12)和内室(14)之间空间的冷等离子体状态的离子通过其上的孔(15)供应到内室(14)中，将第一种离子三维地供应到LCD模块载体盒(4)的整个表面上。第一次离子注入法中离子能量的范围为30KeV-2GeV，在其中离子进入LCD模块载体盒(4)中的注射被精确控制，例如，注射的离子厚度可以为几百A至几μm，表面电阻为10E8 Ω/Square-10E9 Ω/Square，导电区中的电阻为10E4 Ω/Square-10E13 Ω/Square。离子剂量的范围为1×10²离子/cm²-5×10²⁰离子/cm²或更多。

接下来，在S10中，LCD模块载体盒(4)旋转90°或以某一角度来回连续移动。

然后，在S12中，通过将离子不只一次地三维地注射到LCD模块载体盒(4)的整个表面上进行第二次离子注入过程，以便将第一次离子注入形成的导电区得到再加强。上面的S12可以省去，但是由于所注射的离子数量在LCD模块载体盒(4)的某些表面上不太均匀，因此必需通过将LCD模块盒(4)旋转90°或以某一角度将其连续来回移动使所注射的离子剂量在LCD模块盒的整个表面上均匀。这时，如图4a所示，通过在LCD模块载体盒(4)的整个表面上的第一次和第二次离子注入可以使化学键饱和，或者如图4b所示，可以使化学键断裂，或者如图4c所示，可以使化学键产生交联，以便形成所需的导电区，此外表面硬度进一步增加。同样，可以选择离子类型，可以控制离子能量，以便LCD模块载体盒(4)的表面具有亲水性能或亲油性能。通过离子注入提供的抗盐处理也可以得到改善。同样，由于通过离子注入载体盒(4)保持了在导电区形成的透明性，因此可以容易地识别装在LCD模块载体盒(4)内的LCD模块。此外，由于本发明的LCD模块载体盒(4)保持了其重量，因此其重量低于传统LCD模块载体盒。最后，在S14步骤中，具有在加工室(11)的内室(14)内形成的导电区的LCD模块载体盒(4)从该室卸出。通过运输工具将LCD模块载体盒(4)经过闸阀(32)移动到由第二低真空泵(34)保持其内压为10^-4Torr的第二前置室(30)，进行LCD模块载体盒(4)的卸出。

本发明并不只是限制在上面所述的LCD模块载体盒，很明显，可以将本发明用于各种类型的目标器件如芯片盘、半导体载体带、半导体晶片运输载体、印刷电路板载体盒、电子模块产品载体盒、LCD(液晶显示器)载体盒、LCD薄膜载体盒、LCD模块载体盒、薄片、半导体载体槽和载体部件，从而抗电子波和防止静电损坏，它是通过使用以下聚合物制成的：广泛使用的标准聚合物如透明聚合物、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、尼龙6(N6)、尼龙66(N66)、改性聚苯醚(MPPO)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚-醚酮(PEEK)等，以及通过将填料等作为添加剂添加到标准聚合物或工程塑料等中制成的功能特性复合塑料。

根据本发明，在由聚合物制成的目标器件的表面上通过在表面上三维地以冷等离子体注射加速离子形成导电区。因此，由于均匀地形成导电区，该器件比通过添加例如碳和碳纤维的添加剂的过程制成的传统器件轻，从而节约其运输费用，保持其内在透明性，并且在整个表面形成均匀的导电区。

同样，在该器件为膜片的情况下，防止了在膜片上沉积的层脱离，以及化学性能发生改变。

此外，由于不使用高价的碳和碳纤维，因此可以增加器件的表面硬度，并节省加工费用。

此外，当使用碳、碳纤维和其混合物等时发生的不透明、重复使用低、加工性能低等的问题得到了解决。同样，防止了碳粒子在器件的表面上充当污染源。

在该公开中，仅仅显示和描述了本发明的优选实施方式，如上所述，应理解为本发明能够用于各种其它组合和环境中，并且能够在本文表述的本发明概念的范围内改变或改进。

Claims

1．通过离子注入形成导电区的方法，其中导电区是通过将加速离子注入到由聚合物制成的器件的表面上形成的。

2．根据权利要求1的通过离子注入形成导电区的方法，其中离子是以等离子体状态注射的。

3．根据权利要求1的通过离子注入形成导电区的方法，其中离子是三维地注射的。

4．根据权利要求1的通过离子注入形成导电区的方法，其中所述聚合物为透明聚合物、标准聚合物、工程塑料和具有添加例如填料等的添加剂所致的特定性能的复合塑料之一。

5．根据权利要求1的通过离子注入形成导电区的方法，其中所述器件为LCD模块载体盒、芯片盘、半导体载体带、运输半导体晶片的载体、印刷电路板的运输设备、电子模块的运输设备、LCD、LCD薄膜、薄片、运输半导体器件的槽、和用来防止电子波和静电损坏的载体组件之一。