TW201146112A - Apparatus and method for treating a substance at a substrate - Google Patents

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TW201146112A TW100101321A TW100101321A TW201146112A TW 201146112 A TW201146112 A TW 201146112A TW 100101321 A TW100101321 A TW 100101321A TW 100101321 A TW100101321 A TW 100101321A TW 201146112 A TW201146112 A TW 201146112A
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Description

201146112 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種於一基板處理一物質之設備。本發明更關 於一種於一基板處理一物質之方法。 【先前技術】 採用金屬粒子、金屬形成的前驅物或其組合而以印刷方式沉 積在可撓性基板像是聚2,6_萘二酸乙二醇酯(PEN)和聚乙烯對笨 二甲酸酯(PET)等的高導電墨,通常因為具有相當高的固化溫度而 很難固化/燒結(cure/sinter),因此通常無法與聚合物基板相容。 所以,很難找到一個方法可有效地將導電墨線固化為高導電執(也 就是如金屬般的高導電性),而不會讓聚合物基板變形。 一種燒結導電墨的方法是將印刷的墨線放在一加溫(通常為 數百度)的爐子内一段時間。儘管是在高溫下進行,但是要固化 /燒結墨縣的時間仍然相當長(通常三十分鐘或更長)。更重要的 是所施加的溫度通常與-般具有低於肅c的轉移(融化)溫度
守电墨的万法。其中導電軌係 戸二生百萬焦爾高功率的氣氣燈照射而形成。所宣稱 間係於數毫㈣數量級,是所施加的功率而定。
程中,固 如果有較細和較厚的線的組合, 由於高散射效應的影響,越 達到南導電程度。在實際實 ’會對固化造成影響。 4 201146112 【發明内容】 本發明的一個目的是提供至少部分解決上述缺失的設備。 本發明的另一個目的是提供至少部分解決上述缺失的方法。 根據本發明的一第一型態,本發明係提供一種於一基板處理 一物質的設備,該物質具有一電阻,該設備包含一第一照射設施, 其被設置為利用可被該物質吸收的紅外線、可見光,以及/或者 紫外線輻射來加熱該物質,以及一第二照射設施,其被設置用以 後續電阻加熱該被照射物質,讓該被照射物質暴露在微波輻射以 進步以一大於一的第一減縮因數減縮該物質的該電阻,其特徵 在於該第一照射設施係於沒有一反應氣體的情形下照射該物質, 並因此造成該物質的該電阻以一大於一的第一減縮因數減縮。 利用第照射5又把照射於該基板的物質可以讓物質部份乾燥 以及匕或者固化。物質吸收了第—照射設施的輕射後,液體會從 物質蒸發,以及/或者物質内的粒子會燒結,以及/或者物質内 的前驅物會分解。結果會形成導制樣,用以進—步進行微波處 理。 ,要注意的是’ US2G_91356揭露了 -種在—基板上形成一 微粒的騎的方法。财法包含喊應加_成可_的微粒連 之步驟。在感應加熱的步驟後岐以帶電氣體處理薄層以移除 If媒,步驟。此一處理步驟可由經紫外線輻射(υν —Π) 、來達成。在US2_191356並沒有提到用以照射物質 而加…物質的紫外線糾源可為物質所吸收。在引證案 ^20:191356中料_射制來將臭氧分解為氧分子和氧原 4^激發和分離在沉積物㈣的有機分子。此顧紫外線 ㈣方式實際上會造成物質的電阻增加,因為氧原子也 201146112 會氧化沉積在基板上的微粒。 在根據本發明的設備中,微波輻射合 源照射後產生導電性之物㈣合,因。且。㈣第一照射 知如此造成對沉積物質的選紐加 生大多數的_是來自㈣所形摘導電_,產 融化’以及/或者燒結,而達到了想要的特性,像Ξ導機 =要33導=樣會與微_起反應,也就是嶋 i/f ί 1ΧΓ 極化原理’是因為在材料表面累積 電何’加上電祕導’以及料流的義。 、 内部電場’而當熱材料進人材料時,電荷會散失。〃 5 χ’ 微波處爾錢_相化料轉/,鱗徵尺寸益關。 射提升導電性後,後續暴露於微 ϋΓ 果,要比沒有預先用第—照射設施照射過的 微波輕射的達到的效果要㈣好很多。如果物質只有㈣一照射 ,施照射處理,實質上會獲料_結果,其與印_物質所形 成的特徵的尺寸有關。第—照射設施照射後翻第二照射設 施照射後,物質的電阻會相當快地下降,其與㈣所形成的特徵 的尺寸無關。 根據本發明的第-型態’用於設備的褒置可選自習知的裝 置。像是f知且可取得的物纽積裝置、紅外線/料線/可見 光輻射產生裝置,以及微波產生器等。 WO20G7㈣奶揭示了- _ n 輻射加熱已塗佈基板、而在基板上產生導絲賴樣的方法。不 在W02G(m)39227 -針並沒有如要在照射财前,以波長 在400 to 900 nm之間的光子輻射照射物質。 根據本發明,要利用微波輻射處理前會先以波長在4〇〇 t〇 9〇〇 6 201146112 ,《及只用先 低。而Μ 乂 朗效岐讓處辦間大幅降 效果。如果在奸輻射處理前先财姚處理,並不會達到有利的 子、ίίίίΓ^ΓΓ的物7包含麵粒子、金屬前驅物板 體内科ίΙμΪ 子金屬前驅物、導電有機化合物、在液 體内懸㈣金耻子、在㈣_浮的 = =:r合物粒子、在溶液中溶解的分子金丄= 解的導電有機化合物,或者上述的組合。 ,適用的基板可具能當多樣化的雜。舉例來說,它們 透,或非翻’可為結晶或非晶體,或者可包含佐劑(adj_t), 像是染料、抗靜電劑、填充劑、強化材料、潤滑劑、加工助劑 (processingaid) ’和熱,以及/或者光穩定劑。 基板的性質也可有相當大的差異,非限制性的範例像是聚合 物(熱塑性和包括彈性體的硬質塑料聚合物);無機材料,像是陶 宪材料,或半傳導的基板。 較佳的基板為熱塑性聚合物’像是聚酯(p〇lyester),舉例來說 像是聚對苯二甲二乙酯(polyethyleneterephthalate)或聚鄰苯二酸二 烯丙酯(polyethylenenaphtalate)、聚醯胺(p〇lyamide)、聚醯亞胺 (polyimide)、聚鍵醯亞胺(polyether-imide—,以及聚碳酸醋 (polycarbonate);或聚烯(polyolefin),像是聚乙烯(polyethylene)或 聚丙稀(polypropylene)。 較佳地,本發明係採用由聚合物製成的薄板材料,其範例像 是薄板形式的熱塑性材料,其中包括含有該薄板材料的複合物。 較佳地,聚合物薄片在400至900 nm的範圍是透明的。在此透明 指的是薄片吸收不到5%照射於其上的輻射。 201146112 本發明除了塊狀材料像是聚合物鑄膜 纖維基板。其中可包含天細及人用 例像ff織布,料也包括非編織而成種基板的範 第減縮因數一般是在5至10000的範圍。如 ,上小於5 ’比如說小於2,那麼物質的::=咸= 第二照射設施的處理沒有效率。如果減縮因數實^传 =說=。〇,那麼第一照射設施所需照射的會相 田長:而,㈣紅照射設施騎處理的效率也不會提升 相 第-減縮因數-般是在1〇至1〇〇〇〇的範圍。 的波ί。貫關中’第—騎設施提供的触具有_至900⑽ 實質上^的波長的光子輕射—般上會由基板傳送, =上由物質吸收。對於特定的物質與基板的組合,光子輕射的 波長可被限制於一較窄的波長範圍内。 大多數的基板對於在可見光範圍的光子和微波是部分透明 的,以便對基板上的墨選擇性地加熱,科會對基板造成傷空。 光子骑也可包含不在至_nm的波錄_的其域 射。然而,為了讓基板的光作射吸收率保持在適度的等級,也 就疋至少5G%,較佳為光子輕射的照射功率至少有⑽是在· ⑽至_膽的波長範圍。各種基板在_ run錢〇 nm的波長 範圍内至少要部分透明,而大多數沉積在基板上的物質-般在這 個波長範_具有良好的魏率,或者可輻射吸收添加 修改吸收率。 物質在基板表耐皮照射的功率密度一般是i至1〇〇〇 w/cm2, 特別是1至lOOW/cm2,例如大約1〇 w/cm2的範圍。 在-實施例中’第-照射設施以脈衝方式提供光子輻射,因 8 201146112 此’吸收了光子H射的物質可以在基板將大量的熱傳導出去之前 就會冷卻。減-來更可選擇性地加熱要處理的物f。而物質可 被加熱至更而的溫度而不會增加基板的熱負擔。對於具有相當低 承受溫度的基板來說是有利的。 在-實把例中,光子輕射的脈衝頻率是在每秒1〇個至5〇〇個 脈衝的範圍。如果脈衝解實際上低於每㈣個脈衝,例如低於 每秒5個’在捲對捲⑽1 tG _)製財就無法以足夠高的直線速度 ,理基板。如果脈衝辭實際上高於每秒,個脈衝,例如大於 每秒1_個’㈣每健朗能量可驗會太低,而無法達到充 分地燒結金屬種子(metameseed),除非湘高度複雜的高能量與 高頻率神產生料能達酬需效果。在—實_巾脈衝頻率是 在每秒10至50脈衝,例如大約每秒2〇個。 物質在基板表面被照射的密度—般是在Q丨至· JW 的範圍,基本上是在0.1至’例如lJ/cm2的範圍。 微波輕射是在自由空間内波長i醜至lm的電磁輕射,其 頻率在大約300GHz至300MHz之間。 根據本發明的第-鶴之設備更包含—第三照射設施,在該 物質被第一照射設施照射前先以紫外線製備該物質。此一實施例 特別適用來處理包含金屬錯合物前驅物(metal c〇mplex 口職赚) 的物質。已知利用紫外線照射物質可於金屬錯合物前驅物内形成 金屬種子,而這些金屬種子有助於後續以脈衝光子輻射源照射時 的吸收率。 用以於一基板沉積物質的沉積設施可整合在設備中。在實施 例中可使用基板處理設施來自動地將基板從沉積設施,選擇性地 經由第三照射設施,傳送至第一照射設施以及第二照射設施。 根據本發明的第一型態係提供一種於一基板處理一物質的方 201146112 法,該方法包含以下的步驟: -藉由可被該物質吸收的紅外線、可見光,以及/或者紫外線 輻射來照射該物質以加熱該物質; -後續將邊被照射物質暴露在微波轄射直到該物質的該電阻 進-步以-大於1㈣二減_數減縮,其特徵在於以紅外線、 可見光,以及/或者紫外線轴照機物質以加熱該物質的步驟 係於沒有-反應氣體的情形下照射該物f,並因此造成該物質的 該電阻的一減縮。 在實把例中’係提供一為一導電或一鐵磁性板、線、或桿 的形式之天線’該天_與卿騎f (紐)_基板之該表 3觸或位於其上。當暴露她錄财,錢姐基板上的物 =更能有效地捕捉波购。微波細的能量可從天線以相當 有效率的方式傳送至物質。 JR據本發明的第_料二鶴顺顺綠可 樣,舉例來說,时製造印刷線路板、積體 == = =,、印刷板、射頻龍 埶开杜^ 先裝(h薄膜電晶體(TFT)、像是加 Ϊ撓气電路阻=圈或天線的電氣裝置、顯示器、智慧型封裝、 镜式電路、感絲’或献打裝置。 【實施方式】 助完舰财财提衫個較的轉,以協 定細節也可實rH、、、而,熟悉此技藝者應可了解,不需這些特 方法、步。在其他的情形下,並沒有詳細描述習知 肩以及轉mt本發明的型態。 能會誇^式十$了清楚呈現,各層與區_尺寸和相對大小可 201146112 應可了解的是,儘管在此會用第一、第二、第 各種元件、組件、區域、相及/妓區段,獨·^件田= 件區域、層以及/或者區段並不在此限。而這些用語只是用來 區別-航件、組件、區域、層以及/或者區段,以及另一個區 域、層或者區段。所以,在此所述的第一元件、組件、區域、層 或區段可以稱為第二元件、組件、區域、看或區段,而不會違二 本發明的原意。 @ 在此所述的實施例是以戴面圖示做說明,這些圖示是理神化 的實施例(中間結構)的概要圖示。所以,因為製造技術以 或者容忍度所造成的圖示形狀的變化,是可以預期的。因此。本 發明的實施例不應視為將本發明限制在所適的特定形狀,應包括 製造所產生的形狀變化。 “ 除非另有定義,在此所有的用語(包括技術或科學上的術語) 對熟悉此技藝者來說都屬一般已知的意義。在此應可了解的是, 這些,4又在子典中已有疋義的術語,應視為具有與相關技術—致 的意義,而不應解譯為一理想化或過度正式的意義。在此提到的 所有出版品、專利申請案、專利、或其他參考文件係完整引用其 内容。若有衝突,則以本發明所揭示的方式,包括定義,作為優 先。此外,材料、方法和範例皆為舉例,並非用以限制本發明。 類似的元件會具有類似的標號。 第一圖概要地顯示用以在一基板2處理物質2a、2b、2c (見 第一 A圖與第一 B圖)(See HG1A,1B)的設備1。該物質具有一 電阻。設備1包含一第一照射設施,其被設置為利用可被物質2a、 2b、2c吸收的紅外線、可見光,以及/或者紫外線輻射來加熱物 質2a、2b、2c。物質2a、2b、2c吸收熱後會使得物質2的電阻以 大於一的第一減縮因數減細。没備1包含一第二照射設施8,其被 201146112 設置為後續以微波輻射對被照射物質2a、2b、2c電阻加熱。電阻 加熱是因為微波輻射在物質2a、2b、2c内引發的渦電流所致,而 因此使得物質的電阻以大於一的第二減縮因數進一步減縮。 在第一圖的實施例中,設備1更包含一基板處理設施61、62、 63、64以及一沉積設施5。基板處理設施包含一供應滾筒(suppiy roll)6卜用以供應基板2 '引導滾筒63、64,以及一儲存滾筒62。 來自供應滚筒61的基板2會被引導滚筒63導向沉積設施5。沉積 設施5將要被處理的物質2a、2b、2c沉積為想要的圖樣。接著基 板會沿著第一照射設施4和第二照射設施8前進。基板2可被持 續地或間斷地引導。在所示的實施例中,設備1更包含一被設置 在沉積設施5與第一第一照射設施4之間的第三照射設施3,該設 備具有一控制器7,以控制訊號Crolll、Croll2控制基板處理設施 61-64 ’以及以控制訊號Cpmt控制沉積設施5。控制設施7分別 以控制訊號Crad、CuW與Cuv控制第一、第二與第三照射設施4、 3、8。另外,控制設施7以一控制訊號event控制一通風設施(圖 中未顯示)。 在本實施例中沉積設施5為一喷墨印表機。其他的列印設施 像疋平板印刷(offset printing)、凹板印花(gravure printing)、柔版印 刷(flexoprinting),或(轉輪)網版印刷裝置等也可用來沉積物質。 物質也不一疋要用列印方式沉積。而其他習知的分配方法像是簾 塗佈(curtain coating)、旋轉塗佈、喷灑塗佈、浸塗、氣霧塗佈(aer〇s〇1 coating),以及利用刮刀方式塗佈。 第一照射設施4包含一具有Martin Professionals A/S的 ATOMIC 3000控制單元之χ〇Ρ·15 &氣閃光燈。第一照射設施4 將會在第-Α圖、第二β圖,以及第二c圖中詳細說明。在第三 圖中將會說明一替代的第一照射設施。 12 201146112 第二照射設施8為-微波系統。微波系統可為商用微波系統。 選擇性納人設備的第三照射設施3可為,舉例來說
Electro-lite的型號UCL 300產品,豆採用呈古 2 座口糾木用具有l〇〇mW/cm2的輸出 功率以及峰值為365 nm的光譜之ECL_4〇〇燈。 第二A圖為第-照射設施4的詳細透視圖。第—照射設施4 包含-_柱型具有内表面的管41。管狀光子糾源化係被設置 與管W的第-焦線(f㈣Uine)同心。管㈣具有第—與第二狹縫 狀開口 43a ' 43b,彼此介於—第一與第二反射表面他、她向相 反的方向於長軸上延伸。介於第一與第二狹縫開口物、伙之間 的虛擬平㈣標示為物件平面。在裝置操作巾,第-圖的引導滾 筒63、64係作為引導設施,將基板2從第一狹縫開口 43a經由管 41的第二焦線引導至第二狹縫開口 4北。 了 41係具有由訊號Cvem控制的通風系統斗^、4外。 …第一與第圖分卿示從絲[穿過的紐面和沿著 第-’、錄3施4的截關。第二戴面在第1圖中係以c_c表示。 在所=的實施财,管狀光子_㈣42為Philips出品型號 XOP-15的ft氣燈(Xe_iamp) ’範圍是長度刃5⑽,直徑約丨咖。 f。基本操作模式中,光子輻射源42係以最大功率⑴⑻w的乃 %驅,’ $率為每秒1Q次閃爍,每次持續1G ms。如果燈的效率 ,65/6每次脈衝的功率約為49J。在實施例中,燈照射的範圍 疋長。度39.5 cm’寬度約Um。不完全反射所造成的能量流失估計 j 2/6。§燈以其大多數的功率,此例為以高於2/3的功率照射時, 田波長範圍是在4〇〇至7〇〇 nm,基板吸收的功率可忽略。此時在 土板表面的i源強度約每次閃潍1.2 j/cm2。功率密度約為η W/cm2 〇 第二圖所示為第一照射設施4在另一替代配置中的截面圖。 201146112 對應第二A圖、第二b圖與第二c圖的元件係具有相同的桿號。 在第三圖中,第一照射設施4具有一對凹面反射表面私、 44a,兩者皆由個別的橢圓柱的區段所組成,其内側係塗佈了反射 率卿的銘薄片。區段係沿著圓桂的長軸截斷而形成。圓柱被截 斷的部分係以虛線表示。每—細面反射表面44、_具有個別 的焦線’其令係分別配置個別的管狀光子輕射源42、必。凹面反 射表面44、44a額外地具有相同的焦線46。在此特定配置中,一 具有10mm高度的間隙47,係位於截斷的橢圓柱44、咏之間。 間隙47讓基板2可經由共用焦線46穿過物件平面〇。在此特定 配置中’完整的橢圓形的較絲2aJb 14Qmm,而短軸处為⑽ mm。第一與第二焦線之間的距離c為80 mm。第二焦線實質上重 叠,,為它們之間的距離(32mm)小於第一焦線間的距離的W。 特別是其距離(16 _小於焦線間的距離的·。在此例中第二焦 線以1 mm的公差重疊。 “、' 沉積在薄片表面的物質2a、2b、2c可為包含金屬奈米粒子的 墨個範例疋Cabot (美國的Cabot印刷電子與顯示)所提供之 散佈在乙二醇/乙醇混合物_銀絲粒子。該銀墨包含如赠 %的銀奈米粒子’粒子直徑3〇至5〇 nm。黏度與表面張力分別為 14.4mPa.s 和 31 mNm·1。 替代地’溶於錢溶劑或水⑽金屬錯合物也可作為物質, 舉例來說’包含溶倾胺化銀触合物之銀錯合物墨⑽ver complex ink),像是由InkTec所製造的墨。胺化銀在介於m至 的溫度會分解為銀原子,揮發性胺類,以及二氧化碳。—旦 〜1和胺類揮發掉後’銀原子會留在基板上。其他紋銅、錄、 ,钻、纪、金、飢、纽等金屬可替代銀,或與銀組合成金屬錯 201146112 其他像是銅、鎳、鋅、鋁、鈷、鈀、金、釩、鉍等金屬可替 代銀,或與銀組合成金屬錯合物。然而比較適合者為銀錯合物、 銅錯合物、鎳錯合物、鋁錯合物,以及上述的組合。銀、銅、鋁, 以及鎳為良好的導體。 表1顯示一些以銅錯合物為主的物質的範例。 表1 :包含銅錯合物的物質之範例_ _gj^9〇decanoate)2 (6-12% Cu;由 Strem Chemicals 所提供、
Cu(醋酸鹽(acetate))2.H20 (由 Sigma Aldrich 所提供) j乙醇胺的錯合物,可溶於水(濃度未知)__ fu(甲酸鹽(formate)) 2.4 H20 (由 Gelest 所提供) 由物質所形成的導電結構可利用導電聚合物結構取代。此種 結構可由,舉例來說懸浮在液體中包含導電聚合物的物質形成。 導電聚合物的範例像是聚_(3,4_乙浠二氧售吩) (poty-(3,4-ethylenedi〇xythi〇phene, PED0T)或聚笨胺(p〇lyaniUne, PANI)等。另外,也可翻包含用於導躲合物的前驅㈣浮粒子。 在又另一實施例中,可採用具有金屬分子前驅物,以及/或 者導電有機化合物’以及/或者具有祕導财機化合物的前驅 物之溶液。 此外,所使用的物質可為膏狀而非液體,例如包含金屬奈米 粒子或金屬錯合物粒子的膏。根據沉積方式,物質可沉積為一膏 狀或液狀的形式。 典型的平均粒子直徑是在1 nm至之間,較佳為1 nm 至1 μπι之間,更佳者為i nm至1〇〇 nm,以及尤佳者為i nm至 15 201146112 50 nm。典型的平均粒子直徑可利用穿透式電子顯微鏡 (Transmission Electron Micr〇sc〇pe TEM)決定。金屬奈米粒子非常 適用於本㈣’因為它們只需最減度的電魏即可形成導電表 面圖樣。 根據本發明的第-廳之設備與根據第二型態的方法將以實 驗驗證如下。 ' 實驗中採用Cabot(美國的Cabot印刷電子與顯示)所提供之 散佈在乙二醇/乙醇混合物内的銀奈米粒子。該銀墨包含2〇加 %的銀奈綠子’粒子直彳f 30至50 nm。黏度與表面張力分別為 14.4 mPa.s 矛口 31 mN m-1。 基板2則採用透明無色的聚2,6-萘二酸乙二醇醋 (polyethylene naphthalate,PEN)(荷蘭的杜邦帝人(DuP〇nt Teijin)所 提供,125μιη厚)薄膜,玻璃轉移溫度12〇。(>薄片係以乙醇清潔 過。 7 散佈的銀奈米粒子係以配備10PL噴墨頭(DMC-11610)的壓 電喷墨機DimatixDMP2800 (美國的Dimatix-Fujifihn所提供)以 喷墨方式塗佈在乾淨的基板2上。噴墨頭包含16個平行正方噴 嘴’直徑為30 μπχ。所用來印刷的自定波形為平均噴嘴電壓28v、 頻率 20 kHz、水膜設定點為 4 叶(meniscus set point 4 inches H20)、 厚度700 μιη、印刷高度0.5 mm、墨滴間隔2〇 μιη。線寬係設為ι〇〇 μηι ° 第四Α圖所示為進行實驗的範本。探針21係印刷在灰色區 域’並於爐中以135°C燒結30分鐘以達到最大導電性,然後再印 上墨線22 (黑線),如第四b圖所示。探針21係設計為可以四點 電阻測量的方式測量墨線22。墨線22的總長為1.6cm。墨線22 在中間一對探針的長度為5 mm。探針也另外具有天線的作用。 16 201146112 如上述,根據第四B圖的圖樣之個樣本係以第一照射設 施4製備,並直接由控制器7控制,以便控制照射設施4的設定。 用於光固化的特定設定係最大強度的5Q%、間隔時間(脈衝間的 時間)一秒,而每脈衝10次閃爍。十一個樣本係以彼此不同的時 間照射,以達到不同的電阻。在此例中,十一個樣本的電阻係介 於465Ω和57ΜΩ.之間。第十二個樣本並非以照射製備。該樣本具 有410 ΜΩ的初始電阻。所有十二個樣本係於加蓋的反應瓶使用 Biotage lnitiat0r單峰微波系統8處理一秒鐘。為此,微波系統8 係以2.45 GHz的頻率操作,其波長為12.2cm。功率係設定在其 最低限度的1W。 、 在樣本上塗布了一層薄的碳之後,利用法國F〇galeZ〇〇msurf 的光學輪廓儀測量印刷後的銀轨的表面形狀、厚度,以及戴面面 積,並以Philips的FEG E-SEM XL30拍攝掃描電子顯微鏡(SEM) 影像。 為了測量光子燒結的墨線,係採用以微處理器為主的Dektak 表面輪廓儀(Surface Profiler),以及/或者Wyk〇光學輪廓儀 (Optical Profiler)。
Keithley出品型號為2400的電源電表(s〇urce meter)25係用來 測量在微波燒結前後的四點電阻,如第四c圖所示。來自泰科電 子(Tyco Electronics)的1.0 mm FFC連接器係用來連接範本上的探 針與電源電表25。電源電表25係輕接至通用的電腦27,以處理 測量資料。 表2所示為十二個樣本的每一個的經過第一照射設施4處理 後的初始電阻R4,和經過第二照射設施8 (垂直軸)以微波處理 後的電阻R8之間的關係。此外,在表中並列出第一減縮因數 和第二減縮因數RED2的數值。 17 201146112 表2 編號 R4 (Ω) R8(Q) RED1 RED2 1 4.65Ε+02 8.05E+01 8.78E+05 5.78E+00 2 4.75Ε+02 3.00E+01 8.60E+05 1.58E+01 3 1.30Ε+03 4.80E+01 3.14E+05 2.71E+01 4 5.20Ε+03 3.40E+01 7.86E+04 1.53E+02 5 6.00Ε+03 3.50E+01 6.81E+04 1.71E+02 6 6.30Ε+03 3.20E+02 6.48E+04 1.97E+01 7 1.15Ε+04 4.90E+01 3.55E+04 2.35E+02 8 1.25Ε+04 2.88E+02 3.27E+04 4.34E+01 9 1.87Ε+04 1.25E+02 2.18E+04 1.50E+02 10 3.10Ε+05 1.40E+02 1.32E+03 2.21E+03 11 5.72Ε+07 2.10E+03 7.14E+00 2.72E+04 12 4.09Ε+08 4.00E+08 1.00E+00 1.02E+00 初始電阻R4和最終電阻R8並顯示於第五圖。在此水平軸代 表初始電阻R4,而垂直軸代表最終電阻尺8。圖表顯示所有以第一 照射設施4預先處理並且以第二照射設施8後處理的樣本具有相 當低的最終電阻,約削至刪Q。沒有先以第一照射設施4預 先處理的樣本大約轉在410ΜΩ的高電阻。 與樣本12相較’樣本4至^的電阻R4係以714至%咖 =減縮因數RE01減縮。此一範圍在2至1〇〇,〇〇〇之間。舉例 '〇兒樣本10和11的減縮因數RED1分別為714和1320,其係 位於5至1〇,_的範圍之間。可看出來的是即使樣本川和u 18 201146112 可第減縮口 |^RED1並不大,但是利用微波處理一秒鐘就已經 到數嫩千kQ的等級,所以,樣本u在經過微波輻射 =後的相對改進程度最大。當第—減_數是在麵至聊〇 的如同樣本U)所示,則只要略加第—與第二輻射處理,就 可以達到非常低的最終電阻。 在處理包含金祕合物_料,如私—料線光源3照 射的話,可進一步提升效率。 舉例來說,紫外線光源可為PhiHps的υν(光源,具有以下 可用於基板表面之轄射強度規格。 表3 :典型的紫外線光源賴槐 波長(nm) 強度(pW/cm2) 250 - 260 5306 360-370 129 310-390 (UVA) 281 250 - 585 6239
在其他的實施例中,紫外線光源可為mectr〇_丨如的型號UCL 300產品’其採用具有1〇〇 mW/cm2的輸出功率以及峰值為365啦 的光譜之ECL-400燈。 在-進-步的實驗中,樣本上的線係以Su咖nicU56〇3的銀 奈米粒子墨(Agnanopartic丨eink)製備。印刷的線具有7mm的長度 與500μΐη的寬度,以及至少10〇ΜΩ的初始電阻。 人 所有的樣本是在-般大氣環境下以二階段的製麵化。第二 階段係於Biotage Initiator單峰微波系統下曝光。微波系統係以 19 201146112 GHz的頻率操作,功率為⑽。曝光時間為—秒鐘。 分鐘對於第—罐本錢,第—階段是在靴下加熱20秒至5 對於第—組樣本來說,第—階段是以光子鋪 源疋Philips的X0P_15a氣閃光 斤用先 次數為。崎枝橢鼠Γ^:Γ;Γ:Γ閃燦 2010036116Α1 —案的第一圖所示。 第-組樣本在⑽至14G〇c溫度(τ)加熱15秒至五分鐘後, 電阻值在9.6Ω至10·5*1〇6ΜΩ不等。 第二組樣本係於45秒内以3〇次閃爍處 ⑸少。藉由在12至21次之_閃爍次H為 34.6 Ω變化至17.6*106ΜΩ不等。 )I阻係由
因此,以每脈衝12次閃爍所得的樣本,具有在500 Ω到約20 廳之間的電阻。如果將閃爍次數提高到20次以上,會達到較低 約10至50Ω之間的電阻。 3運以权低 20 201146112 第六A圖所示為當樣本預先加熱後,在第一階段結束後的電 阻(Rbefore)和第二階段結束後的電阻(Rafter)之間的關係。 第六B圖所示為當樣本預先以光子輻射照射後,在第一階段 結束後的電阻(Rbefore)和第二階段結束後的電阻(Rafter)之間的關係。 在第六A圖中,可看到如果第一次處理後的電阻小於1ΜΩ, 可以得到相當低的最終電阻Rafter (低於約1〇〇Ω)。如果第一次處 理後的電阻大於1ΜΩ,那麼最終電阻Rafter會根據電阻Rbefcre線 性變化。 在第/、B圖中,第二組樣本的每一個樣本之最終電阻皆小於 100 Ω,與接受第一次的光子輻射處理後所得的電阻無關。然而, 如果第一次處理後的電阻低於丨00kQ,可以穩固地取得約數個Ω 的最終電阻。 儘盲本發明已輕透過圖表與先前的敛述加以說明,此些圖示 和敘述僅為糊而非關本發明,本發明並不限於上述的實施例。 熟悉此技藝者在利用圖示、實施方式以及所附的申請專利範 圍實%本發明4 ’應可了解各種實施例的變化。在巾請專利範圍 中’「包含(comprising)」一詞並不排除其他元件或步驟,而冠詞“a” 或、,,並不騎複數的彳能。單一處理器或其他單元可能可完成在 申π專利⑽巾所提到的各種項目,而在不_巾料利範圍中 所提到的某些度量單位也可組合使㈣增進效用。在巾請專利範 圍中所提到的任何參考符號不應視為關本發明的範脅。 【圖式簡單說明】 以下將配合圖表說明本發明的各種型態,其中: 5 一圖概要地顯報據本發_第1狀設備的實施例; 一 Α圖顯示在第—具有物f的基板由該設備處理 21 201146112 的細部圖; 第一 B圖所示為第〆A圖中沿著B-B線段的戴面圖; 第二A圖所示為第一圖的設備的一部分的細部圖; 第二B圖所示為該部分的戴面圖; 第二C圖所示為第二 B圖中沿著C-C線段的第二戴面圖; 第三圖所示為該部分的一替代實施例; 第四A圖所示為根據本發明的第一與第二型態之用以測試該 設備與方法的樣本; 第四B圖所示為經過一第一處理步驟後的樣本; 第四C圖所示為測量應用於該樣本的一結構的電阻之配置; 第五圖所示為測量結果; 第六A圖所示為當樣本預先加熱後,接受微波輻射照射前的電 阻(Rbefore)和微波輻射照射後的電阻(Rafter)之間的關係;以及 第六B圖所示為當樣本預先以光子輻射照射後,接受微波輻 射照射前的電阻(Rbefore)和微波輻射照射後的電阻(Rafter)之間的 關係。 【主要元件符號說明】 1設備 2基板 2a物質 2b物質 2c物質 3第三照射設施 4第一照射設施 5》儿積設施 7控制器 22 201146112 8第二照射設施 21探針 22墨線 25電源電表 27電腦 40光子輻射源 41管 42光子輻射源 42a光子輻射源 43a第一狹縫開口 43b第二狹縫開口 44反射表面 44a第一反射表面 44a反射表面 44b第二反射表面 4 5 a通風系統 45b通風系統 46焦線 47間隙 61供應滚筒 62儲存滾筒 63引導滚筒 64引導滾筒 L長軸 Ο平面 2a長軸 23 201146112 2b短軸 24

Claims (1)

  1. 201146112 七、申請專利範圍: 1. 一種於一基板(2)處理一物質(2a,2b,2c)的設備,該物質具有一 電阻’該設備包含一第一照射設施(4),其被設置為利用可被該 物貝吸收的紅外線、可見光,以及/或者紫外線輻射來加熱該 物質’以及一第二照射設施(8),其被設置用以後續電阻加熱該 被照射物質,讓該被照射物質暴露在微波輻射以進一步以一大 於一的第二減縮因數減縮該物質的該電阻,其特徵在於該第一 照射没施係於沒有一反應氣體的情形下照射該物質,並因此造 成δ亥物質的該電阻以一大於一的第一減縮因數減縮。 2. 如申請專利範圍第!項所述之設備,更包含—用以在該基板⑺ 沉積該物質(2a, 2b, 2c)的沉積設施(5)。 3. 如申請專利範圍第t項或第2項所述之設備,其中該第一照射 設施的該輕射實質上係於4〇〇至9〇〇11111的波長範圍内。 4. 如申請專利範圍第丨項所述之設備,其中該第—照射設施⑷係 被設置為將該物質加熱至該電阻以一具有在2至膽細的一 範圍内的一數值之第一減縮因數減縮為止。 5. 如申請專利範圍第!項所述之設備,其中該第1縮因數 在1000至1〇 〇〇〇的一範圍内的一數值。 6. 如申請專利範圍第2項所述之設備,更包含1三照射設 該物質被該第一照射設施⑷照射前以紫外線轄射製備 如申請專利範圍第1項所述之設備 包含一為-~ 導電或一鐵磁 25 201146112 性板、線、或桿的形式之天線,其係與攜帶該物質之該基板的 該表面接觸或位於其上。 8. -種於-基板處理-物質的方法,該方法包含以下的步驟: -藉由可被-物質吸收的紅外線、可見光,以及/或者紫外線輕 射來照射該物質以加熱該物質; -後續將該被照射物質暴露在微波㈣直到該物f的電阻進一 步以-大於-的第二減縮因數減縮,其舰在於以紅外線、可見 光’以及/或者料線_簡該物_加熱騎f的步驟係於 沒有-反應氣體的情形下照射該物f,並因此造成該物質的該電 阻的一減縮。 X 9. 如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該物質係被紅外線、 可見光X及/或者备、外線輕射照射而力口熱至該電阻以一具有 在2至100._的一範圍内的一數值之第一減縮因數減縮為止。 10. 如申請專利範圍第8項所述之方法,其中該物質包含一用於一 導電物質之前驅物。 ' 11. 如申請專利範圍第H)項所述之方法,其中該前驅物係—金屬 ,其中該物質包含一具有金 ’其中該物質包含導電聚合 其中該物質包含用於一導 12. 如申請專利範圍第8項所述之方法 屬粒子之成分。 13. 如申請專利範圍第8項所述之方法 物粒子。 14.如申請專利範圍第8項所述之方法 26 201146112 電聚合物的一前驅物的粒子。 15.如申請專利範圍第8項所述之方法,包含提供一為一導電或一 鐵磁性板、線、或桿的形式之天線的步驟,該天線係與攜帶該 物質的該基板之該表面接觸或位於其上。 27
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