TWI757575B

TWI757575B - 準分子燈及準分子燈的製造方法

Info

Publication number: TWI757575B
Application number: TW108102572A
Authority: TW
Inventors: 孫立峰
Original assignee: 崇翌科技股份有限公司
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2022-03-11
Also published as: TW202029273A

Abstract

本發明提供一種準分子燈及準分子燈的製造方法。準分子燈包括放電容器、一對電極、一對連接部、一對引線以及一對非經轉化的保護膜。放電容器具有相對的第一外表面及第二外表面。一對電極分別設置於放電容器的第一外表面及第二外表面。一對連接部分別設置於一對電極上，並且一對連接部各自包括焊料。一對引線經由一對連接部分別電性連接至一對電極。一對非經轉化的保護膜分別覆蓋在一對連接部的表面上。

Description

準分子燈及準分子燈的製造方法

本發明是有關於一種準分子燈及準分子燈的製造方法，且特別是有關於一種應用於半導體或液晶顯示元件的製程的準分子燈及準分子燈的製造方法。

在半導體或液晶顯示元件的製程中，利用紫外線的乾式洗淨方法被廣泛地應用於分解並去除附著於半導體基板的矽晶圓或液晶基板的玻璃基板的表面的有機化合物。特別是，使用準分子燈來進行的紫外線的乾式洗淨方法能夠有效率地在短時間加以洗淨。

然而，準分子燈於使用時或使用後，由於位於準分子燈中的焊接部（焊料）因接觸清潔液（乙醇、異丙醇）、酸氣（硫酸、硝酸、醋酸等）、紫外線或是準分子燈本身冷卻不足時，會導致焊接部氧化或溫度過高而軟化的情形，產生焊接部剝離或異常放電、電極燒毀、準分子燈損壞的問題。

有鑒於此，本發明提供一種耐久性佳的準分子燈及製程簡單的準分子燈的製造方法。

本發明提供一種準分子燈，包括：放電容器、一對電極、一對連接部、一對引線以及一對非經轉化的保護膜。放電容器由透光介質所構成。放電容器的內部存在密封空間，其中密封空間存在放電用氣體。放電容器具有相對的第一外表面及第二外表面。一對電極分別設置於放電容器的第一外表面及第二外表面。一對連接部分別設置於一對電極上，並且一對連接部各自包括焊料。一對引線經由一對連接部分別電性連接至一對電極。一對非經轉化的保護膜分別覆蓋在一對連接部的表面上。

本發明還提供一種準分子燈的製造方法，包括：首先，提供具有相對的第一外表面及第二外表面的放電容器。接著，於一對電極上分別設置一對連接部，並且一對連接部各自包括焊料。然後，於一對連接部上分別設置一對引線，以使一對引線經由一對連接部分別電性連接至一對電極。於一對連接部的表面上分別形成一對非經轉化的保護膜。其中，放電容器由透光介質所構成，並且放電容器的內部存在密封空間，密封空間存在放電用氣體。

基於上述，本發明提供一種耐久性佳的準分子燈及製程簡單的準分子燈的製造方法。具體而言，本發明的準分子燈經由在連接部上形成非經轉化的保護膜，該非經轉化的保護膜可保護連接部中的焊料，防止焊料因接觸清潔液、酸氣、紫外線或是準分子燈本身冷卻不足時，導致焊接部氧化或溫度過高而軟化，造成準分子燈損壞的情形，藉此可有效提升準分子燈的耐久性。另外，經由本發明的準分子燈的製造方法，非經轉化的保護膜的形成方法中無需經過額外加熱等轉化步驟，因此可以大幅簡化準分子燈的製程，提升生產效率。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

＜準分子燈＞

圖1（a）~圖1（c）分別是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈100的上視圖、側視圖以及下視圖。圖2是沿著圖1（b）中的A-A'剖面的示意圖。特別說明的是，為求清楚表示與便於說明，對圖1（a）~圖1（c）及圖2中的各元件的厚度或比例被適度地放大或縮小，並不代表各元件的實際厚度或比例。請同時參照圖1（a）~圖1（c）及圖2，準分子燈100包括放電容器120、第一電極130、第二電極140（第一電極130及第二電極140亦稱為「一對電極」）、第一連接部170、第二連接部180（第一連接部170及第二連接部180亦稱為「一對連接部」）、第一引線150、第二引線160（第一引線150及第二引線160亦稱為「一對引線」）、第一非經轉化的保護膜176以及第二非經轉化的保護膜186（第一非經轉化的保護膜176及第二非經轉化的保護膜186亦稱為「一對保護膜」）。

具體來說，放電容器120具有相對的第一外表面S1及第二外表面S2。第一電極130設置於放電容器120的第一外表面S1。第二電極140設置於放電容器120的第二外表面S2。又，第一連接部170及第二連接部180分別設置於第一電極130及第二電極140上。第一引線150及第二引線160分別電性連接至第一電極130及第二電極140。第一非經轉化的保護膜176及第二非經轉化的保護膜186分別覆蓋在第一連接部170及第二連接部180上。

具體而言，放電容器120是由透光介質所構成。透光介質可列舉合成石英玻璃。放電容器120的外觀大致上為呈現扁平狀的長方體。放電容器120的內部存在密封空間122。密封空間122存在放電用氣體。放電用氣體例如是氙氣、氯氣或者XeCl。不同的放電用氣體可以產生不同波長的準分子光，並且應用在不同的半導體製程。具體來說，若選用氙氣作為放電用氣體，則可放出波長為172nm的紫外線，藉此可將準分子燈應用於臭氧洗淨製程。另外，若選用XeCl作為放電用氣體，則可放出波長為308nm的紫外線，藉此可將準分子燈應用於墨水硬化製程。

第一電極130是由金屬膜所構成，其中金屬膜形成於放電容器120的第一外表面S1的整個平面的成膜區域內。第二電極140是由金屬膜所構成，其中金屬膜是以網狀的圖案（格子狀）形成於放電容器120的第二外表面S2的成膜區域內。

透過對第一電極130與第二電極140施加高頻高壓，而於由透光介質體構成的放電容器120的內部的密封空間122內產生介電體阻障放電（dielectric barrier discharge）並且放射真空紫外線，故而可穿過下平坦面的第二電極140的網眼的間隙而向下方放出真空紫外線。

第一連接部170及第二連接部180設置於放電容器120的同一端部，以便於電性連接至提供電源的插座。需注意的是，另外，第一連接部170與第二連接部180在X-Y平面、X-Z平面以及Y-Z平面的投影不重疊。

第一連接部170設置於第一電極130上。更進一步來說，第一連接部170較佳為與第一電極130互相接觸。第一連接部170具有不與第一電極130接觸的第一表面170a以及與第一電極130接觸的第三表面170b。具體來說，以第一連接部170為具有前表面、後表面、上表面、下表面、左側表面以及右側表面的六個面的長方體為例，在長方體的下表面與第一電極130互相接觸的情況下，前表面、後表面、上表面、左側表面以及右側表面屬於第一表面170a，下表面屬於第三表面170b。

第二連接部180設置於第二電極140上。更進一步來說，第二連接部180較佳為與第二電極140互相接觸，其中第二連接部180具有不與第二電極140接觸的第二表面180a以及與第二電極140接觸的第四表面180b。具體來說，以第二連接部180為具有前表面、後表面、上表面、下表面、左側表面以及右側表面的六個面的長方體為例，在長方體的上表面與第二電極140互相接觸的情況下，前表面、後表面、下表面、左側表面以及右側表面屬於第二表面180a，上表面屬於第四表面180b。

第一引線150的一端經由第一連接部170電性連接至第一電極130，並且另一端連接至電源（圖未示）。

第二引線160的一端經由第二連接部180電性連接至第二電極140，並且另一端連接至電源（圖未示）。

第一非經轉化的保護膜176覆蓋在第一連接部170的表面上。進一步而言，第一非經轉化的保護膜176覆蓋在經由第一電極130而露出的第一表面170a上。具體來說，如圖2所示，第一非經轉化的保護膜176覆蓋在第一連接部170的與第一電極130接觸的第三表面170b以外的第一表面170a上。第一非經轉化的保護膜176可以防止第一連接部170因接觸清潔液、酸氣、紫外線而劣化，並提升準分子燈的耐久性。

在另一實施例中，第一非經轉化的保護膜176較佳為進一步延伸而覆蓋第一引線150的後述第一芯線露出部150a上。如此一來，可確保第一引線150的第一芯線露出部150a因接觸清潔液、酸氣、紫外線而劣化，並且更進一步提升準分子燈的耐久性。

第二非經轉化的保護膜186覆蓋在第二連接部180的表面上。進一步而言，第二非經轉化的保護膜186覆蓋在經由第二電極140而露出的第二表面180a上。具體來說，如圖2所示，第二非經轉化的保護膜186覆蓋在第二連接部180的與第二電極140接觸的第四表面180b以外的第二表面180a上。藉此，可防止第二連接部180因接觸清潔液、酸氣、紫外線而劣化，並提升準分子燈的耐久性。

在另一實施例中，第二非經轉化的保護膜186較佳為進一步延伸而覆蓋第二引線160的後述第二芯線露出部160a上。如此一來，可確保第二引線160的後述第二芯線露出部160a因接觸清潔液、酸氣、紫外線而劣化，並且更進一步提升準分子燈的耐久性。

第一非經轉化的保護膜176及第二非經轉化的保護膜186是由黏著劑組成物C所形成。黏著劑組成物C為一種陶瓷膠，其包括氧化鋁、二氧化矽、金屬矽酸鹽以及水的黏著劑。

在一實施例中，黏著劑組成物C包括1質量%~3質量%的氧化鋁、63質量%~73質量%的二氧化矽、4質量%~8質量%的金屬矽酸鹽以及21質量%~29質量%的水。金屬矽酸鹽包括矽酸鉬、矽酸鋰、矽酸鈣、矽酸鈉、矽酸鉀、或其組合。

需注意的是，在使用黏著劑組成物C的情況下，只要在常溫下進行乾燥，無須經過加熱、照光或加濕處理等轉化步驟，即可在焊料的表面上形成保護膜，因此可有效簡化製程，達到提升準分子燈的耐久性的功效。另外，非經轉化的保護膜可確保焊接部（焊料）的絕緣效果及提升耐腐蝕性，避免焊接部異常放電、電極燒毀、準分子燈損壞等情形。又，由黏著劑組成物C所形成的非經轉化的保護膜，透過使用狀態下的準分子燈的加熱，無需透過額外熱處理，即可進一步提升保護膜的硬化效果，藉此提升絕緣效果及耐腐蝕性。

在本文中，所謂的「非經轉化」是指黏著劑組成物在形成保護膜的過程中，不會進行由單體、寡聚物或聚合物進行化學反應轉化成另一種單體、寡聚物或聚合物的步驟。因此，在本實施例中，第一非經轉化的保護膜176及第二非經轉化的保護膜186在黏著劑組成物C中的水分揮發乾燥而形成，沒有經過額外的熱處理來進行轉化步驟。

反之，「經轉化」是指組成物在形成硬化膜的過程中，單體、寡聚物或聚合物會經由化學反應轉化成另一種聚合物。具體來說，「經轉化」的具體例可列舉將聚矽胺烷加熱形成二氧化矽的步驟；或者是將丙烯酸系單體、丙烯酸系改性環氧樹脂或環氧樹脂與硬化劑或催化劑於室溫下混合硬化的步驟。將聚矽胺烷加熱形成二氧化矽的過程中，需要額外的加熱製程，因此會使製程複雜化，且耗能耗時。另外，丙烯酸系改性環氧樹脂、丙烯酸系改性環氧樹脂以及環氧樹脂由於照射紫外線後有劣化的風險，因此不適合作為焊料表面上的保護膜。

接著，請同時參照圖2及圖3（d）。需注意的是，圖3（d）為準分子燈的局部放大示意圖，事實上，第一連接部170與第二連接部180在X-Y平面、X-Z平面以及Y-Z平面的投影皆不重疊。

如圖2及圖3（d）所示，自放電容器120的第一外表面S1起往+Y方向依序為第一電極130、第一連接部170以及第一引線150，並且第一非經轉化的保護膜176覆蓋在第一連接部170的第一表面170a以及一部分的第一引線150。此處，箭頭所指的方向為+Y方向，箭頭所指的方向的反方向為-Y方向。

第一連接部170包括第一焊料172及第一金屬片174。第一焊料172及第一金屬片174形成堆疊於第一電極130上的結構。第一焊料172位於第一電極130與第一金屬片174之間，並且第一金屬片174經由第一焊料172連接至第一電極130。第一金屬片174作為電性連接至第一電極130的接觸片。

第一焊料172沒有特別的限制，例如是錫合金等錫膏。

第一金屬片174的材質可列舉表面形成金的鎳片、鎳片、銅片、銀片、鋁片、或其他金屬片。就耐腐蝕性及耐高溫的觀點而言，第一金屬片174較佳為表面形成金的鎳片。表面形成金的鎳片例如是以濺鍍或蒸鍍的方式在鎳片上形成金來製作。

值得注意的是，第一非經轉化的保護膜176覆蓋在第一焊料172的表面上。藉此，可確保第一焊料172不會因接觸清潔液（乙醇、異丙醇）、酸氣、紫外線或準分子燈100的管體冷卻不足時，導致焊接部氧化或溫度過高而軟化，造成準分子燈損壞的情形，藉此提升準分子燈100的耐久性。

第一引線150經由第一連接部170電性連接至第一電極130。詳細來說，第一引線150是由第一芯線露出部150a及覆蓋於第一芯線周圍的第一被覆層150b所構成。第一被覆層150b是由絕緣材料所構成。第一芯線露出部150a是由芯線經去除一部分的第一被覆層150b而露出。第一引線150的第一芯線露出部150a連接於第一連接部170的第一金屬片174。第一引線150的第一芯線露出部150a連接於第一金屬片174的方式沒有特別的限制，例如是在第一金屬片174形成環，再將第一芯線露出部150a扣接於第一金屬片174上；或者將第一芯線露出部150a直接焊接於第一金屬片174。

類似地，自放電容器120的第二外表面S2起往-Y方向依序為第二電極140、第二連接部180以及第二引線160，並且第二非經轉化的保護膜186覆蓋在第二連接部180的第二表面180a以及一部分的第二引線160。

第二連接部180包括第二焊料182及第二金屬片184。第二焊料182及第二金屬片184形成堆疊於第二電極140上的結構。第二焊料182位於第二電極140與第二金屬片184之間，並且第二金屬片184經由第二焊料182連接至第二電極140。第二金屬片184作為電性連接至第二電極140的接觸片。

第二焊料182沒有特別的限制，例如是錫合金等錫膏。

第二金屬片184的材質的具體例與第一金屬片174的材質的具體例相同，在此不另行贅述。第一金屬片174與第二金屬片184可為相同材質，亦可為不同材質。

值得注意的是，第二非經轉化的保護膜186覆蓋在第二焊料182的表面上。藉此，可確保第二焊料182不會因接觸清潔液（乙醇、異丙醇）、酸氣、紫外線或準分子燈100的管體冷卻不足時，導致焊接部氧化或溫度過高而軟化，造成準分子燈損壞的情形，藉此提升準分子燈100的耐久性。

第二引線160經由第二連接部180電性連接至第二電極140。詳細來說，第二引線160是由第二芯線露出部160a及覆蓋於第二芯線周圍的第二被覆層160b所構成。第二被覆層160b是由絕緣材料所構成。第二芯線露出部160a是由芯線經去除一部分的第二被覆層160b而露出。第二引線160的第二芯線露出部160a連接於第二連接部180的第二金屬片184。第二引線160的第二芯線露出部160a連接於第二金屬片184的方式沒有特別的限制，例如是在第二金屬片184形成環，再將第二芯線露出部160a扣接於第二金屬片184上；或者將第二芯線露出部160a直接焊接於第二金屬片184。＜準分子燈100的製造方法＞

圖3（a）~圖3（d）是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈100的製造方法的示意圖。特別說明的是，為求清楚表示與便於說明，對圖3（a）~圖3（d）中的各元件的厚度或比例被適度地放大或縮小，並不代表各分層的實際厚度或比例。

請參照圖3（a）。首先，提供放電容器120，其具有相對的第一外表面S1及第二外表面S2。接著，以印刷、濺鍍或蒸鍍的方式在放電容器120的第一外表面S1及第二外表面S2分別設置第一電極130及第二電極140。第一電極130及第二電極140例如是金、銀、銅、鎳、鉻等具有耐蝕性的金屬所構成。就導電性及耐久性而言，第一電極130及第二電極140較佳為金。

然後，請參照圖3（b）。在第一電極130上放置焊料的塊體後，將焊料的塊體加熱熔融，以形成熔融狀態的第一焊料172。加熱熔融的溫度與錫合金的熔點有關，具體來說，加熱熔融的溫度約為300℃。接著，再將第一金屬片174放置於第一電極130上的第一焊料172上，以將第一金屬片174黏著於第一電極130上的第一焊料172上。亦即第一金屬片174經由第一焊料172連接至第一電極130。如此一來，可於第一電極130上設置第一連接部170。接著，將第一引線150的第一芯線露出部150a設置於第一金屬片174上，以使第一引線150經由第一連接部170電性連接至第一電極130。將第一引線150的第一芯線露出部150a設置於第一金屬片174的方式沒有特別的限制，例如是在第一金屬片174形成環，再將第一芯線露出部150a扣接於第一金屬片174上；或者將第一芯線露出部150a直接焊接於第一金屬片174。

又，於第二電極140上設置第二連接部180的方法及於第二連接部180上設置第二引線160的方法分別與於第一電極130上設置第一連接部170的方法及於第一連接部170上設置第一引線150的方法相同，在此不另行贅述。

接著，請同時參照圖3（c）及圖3（d）。在第一連接部170經由第一電極130而露出的第一表面170a上以及在第二連接部180經由第二電極140而露出的第二表面180a上塗佈黏著劑組成物C，並且在常溫下進行乾燥，藉此分別在第一表面170a及第二表面180a上形成第一非經轉化的保護膜176及第二非經轉化的保護膜186。黏著劑組成物C的組成如前文所述，在此不另行贅述。

綜上所述，本發明提供一種耐久性佳的準分子燈及製程簡單的準分子燈的製造方法。具體而言，本發明的準分子燈經由在焊料上形成非經轉化的保護膜，該非經轉化的保護膜可保護焊料，防止焊料因接觸清潔液、酸氣、紫外線或是準分子燈本身冷卻不足時，導致焊接部氧化或溫度過高而軟化，造成準分子燈損壞的情形，藉此可有效提升準分子燈的耐久性。又，非經轉化的保護膜的形成方法無需經過加熱等轉化步驟，因此可以大幅簡化準分子燈的製程，有效提升生產效率。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:準分子燈 120:放電容器 122:密封空間 130:第一電極 140:第二電極 150:第一引線 150a:第一芯線露出部 150b:第一被覆層 160:第二引線 160a:第二芯線露出部 160b:第二被覆層 170:第一連接部 170a:第一表面 170b:第三表面 172:第一焊料 174:第一金屬片 176:第一非經轉化的保護膜 180:第二連接部 180a:第二表面 180b:第四表面 182:第二焊料 184:第二金屬片 186:第二非經轉化的保護膜 C:黏著劑組成物 S1:第一外表面 S2:第二外表面 X、Y、Z:方向

圖1（a）是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈的上視圖。圖1（b）是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈的側視圖。圖1（c）是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈的下視圖。圖2是沿著圖1（b）中的A-A'剖面的示意圖。圖3（a）~圖3（d）是依照本發明的第一實施例的一種準分子燈的製造方法的示意圖。

100:準分子燈

120:放電容器

130:第一電極

140:第二電極

150:第一引線

150a:第一芯線露出部

150b:第一被覆層

160:第二引線

160a:第二芯線露出部

160b:第二被覆層

170:第一連接部

170a:第一表面

170b:第三表面

172:第一焊料

174:第一金屬片

176:第一非經轉化的保護膜

180:第二連接部

180a:第二表面

180b:第四表面

182:第二焊料

184:第二金屬片

186:第二非經轉化的保護膜

Claims

一種準分子燈，包括：放電容器，由透光介質所構成，所述放電容器的內部存在密封空間，所述密封空間存在放電用氣體，所述放電容器具有相對的第一外表面及第二外表面；一對電極，分別設置於所述放電容器的所述第一外表面及所述第二外表面；一對連接部，分別設置於所述一對電極上且分別與所述一對電極互相接觸，所述一對連接部各自包括焊料；一對引線，經由所述一對連接部分別電性連接至所述一對電極；一對非經轉化的保護膜，分別覆蓋在所述一對連接部的表面上且分別與所述一對連接部互相接觸。
如申請專利範圍第1項所述的準分子燈，其中所述一對非經轉化的保護膜是由黏著劑組成物所形成，所述黏著劑組成物包括氧化鋁、二氧化矽、金屬矽酸鹽以及水。
如申請專利範圍第2項所述的準分子燈，其中所述黏著劑組成物包括1質量%~3質量%的氧化鋁、63質量%~73質量%的二氧化矽、4質量%~8質量%的金屬矽酸鹽以及21質量%~29質量%的水。
如申請專利範圍第1項所述的準分子燈，其中所述一對連接部各自更包括金屬片，所述金屬片經由所述焊料連接至對應的電極。
如申請專利範圍第4項所述的準分子燈，其中所述金屬片為表面形成金的鎳片。
一種準分子燈的製造方法，包括：提供放電容器，其中放電容器由透光介質所構成，並且所述放電容器的內部存在密封空間，所述密封空間存在放電用氣體，所述放電容器具有相對的第一外表面及第二外表面；於所述放電容器的所述第一外表面及所述第二外表面分別設置一對電極；於所述一對電極上分別設置一對連接部，所述一對連接部分別與所述一對電極互相接觸，並且所述一對連接部各自包括焊料；於所述一對連接部上分別設置一對引線，以使所述一對引線經由所述一對連接部分別電性連接至所述一對電極；於所述一對連接部的表面上分別形成一對非經轉化的保護膜，所述一對非經轉化的保護膜分別覆蓋在所述一對連接部的表面上且分別與所述一對連接部互相接觸。
如申請專利範圍第6項所述的準分子燈的製造方法，其中形成所述一對非經轉化的保護膜的步驟包括將黏著劑組成物塗佈於所述一對連接部的表面上，並經乾燥而形成。
如申請專利範圍第6項所述的準分子燈的製造方法，其中所述一對非經轉化的保護膜是分別由黏著劑組成物所形成，所述黏著劑組成物包括氧化鋁、二氧化矽、金屬矽酸鹽以及水。
如申請專利範圍第7項或第8項所述的準分子燈的製造方法，其中所述黏著劑組成物包括1質量%~3質量%的氧化鋁、63質量%~73質量%的二氧化矽、4質量%~8質量%的金屬矽酸鹽以及21質量%~29質量%的水。
如申請專利範圍第6項所述的準分子燈的製造方法，其中所述一對連接部各自更包括金屬片，所述金屬片經由所述焊料連接至對應的電極。