TW200520964A

TW200520964A - System for delivering material onto a substrate

Info

Publication number: TW200520964A
Application number: TW093121297A
Authority: TW
Inventors: Chung C Yang; Gary Gibson
Original assignee: Hewlett Packard Development Co
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2005-07-01
Also published as: EP1527877A1; JP2005131639A; TWI340090B; TW200619034A; US20050093938A1; US7185973B2; US20050093957A1; EP1527877B1; CN100539809C; CN1612674A; US7080897B2; TWI281441B

Description

200520964 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明係有關於用以遞送材料到基體上之系統。 5發明背景在列印影像至紙上所使用之相當習知的喷墨技術亦已在製作印刷電路板中被運用。更明確地說，運用熱喷墨（TIJ) 或壓電（PZT)換能器其中之一的噴墨印頭已被運用以在電路基體上直接印刷電路元件。流體由印頭被喷射有兩種普遍方式。一方法被習知為隨選滴落(drop-on-demand，DOD)而另一種被習知為連續噴墨（CIJ)。顧名思義之下，DOD系統包括系統被設計成在液滴被需要時透過施用電壓通過一PZT元件或一薄膜貯筒元件而排出流體。另一方面，CIj包括系統被設計成噴射流體 15 流，其因Rayleigh不穩定性而分裂為小滴。比較此二型式之系統下，DOD系統典型比CIJ系統較不複雜，但DOD印頭具有較複雜的流體設計考量，且DOD系統典型上比CIJ系統需要三階以上的較大能量，原因在於流體流動在液滴形成之際會逆轉方向而停止。此外，CIJ系統典型上比DOD系統較 2〇不會遭到喷嘴不完美之可疑性。所以在DOD系統所施作的製造容差典型上比CIJ系統所施作者低。其一結果為生產 CIJ系統喷嘴的相關成本經常比生產DOD系統噴嘴的相關成本低。 TIJ式的印頭典型上包括薄膜貯筒用於施用熱以使靠 200520964 近加熱器元件之小却發後材料之水泡被創:的列印材料超熱。在超熱之際，蒸 ^ 且该水泡之爆炸性成長在孔後的印嘴附近且列印材料2 薄膜貯筒因而被定位於該喷 t τ '貝送至該薄膜貯筒與喷嘴開口間之位。切頭的使用實質受到可的頭被排出的材料之限 n ™式印碩可能無法供應充分的熱功率以使高溶 10 15 V皿紅熱式料材料超熱。使”刷電路元件的ΤΠ式印另才目關缺點在於其液滴次數受到其流體電路因其運用隨選《式作業Μ到相__抗之限制。 _ ΡΖΤ或酸根·鈦酸鹽式印頭典型上包括一換能器 70件二其容積在其接收一電壓脈衝時改變。此容積變化產壓力波(聲波），其捲動該印刷材料通過該印頭之喷嘴。式Ρ頭不剌於典型上施用至如金屬、無機半導體與陶竞之電氣傳導性材料所需的高溫環境，原因在於普遍使用作為致動器之ΡΖΤ元件為了其鐵電性被解除極化溫度限制。【發明内容3 發明概要依據-實施例，本發明係屬用於遞送材料至一基體上的系統。該祕包括-噴射總成，—種祕遞送材料至一基體上之系統。該系統包括—噴射系統，具有包含該材料之-貯筒，且該貯筒包括—噴嘴，材料透過此由該貯筒被排出。-弧形段被定位於該貯筒與該喷嘴間。該材料被组配由該貯筒透過職形段錢_噴嘴而運彳卜該系統亦包括設施麟對包含於贿筒内之材料施用壓力，其中該 20 200520964 材料利用施用壓力而透過壓力施用由該貯筒被排出以因而創立來自5亥喷嘴之材料柱。用於產生壓力調變之設施位於 4喷紫p，近且被組配以實質調節小滴由材料柱之形成。此外，該系統包括1形段被組配以在被選擇的小滴通過該 5充電被時對其感應~電氣電荷。一片以上的偏向板亦被包括用於變更被充電之小滴的執道。圖式簡單說明本發明之特徵對熟習該技藝者由下列描述參照附圖將變得明白的，其中： 1〇第1 A圖顯示依據本發明-實施例用於遞送材料至_基體上之糸統的不意圖；第1B圖顯示另依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之系統的示意圖；第1C圖顯示再依據本發明一實施例用於遞送材料至一 15 基體上之系統的示意圖；第2圖顯不依據本發明一實施例用於操作遞送材料至一基體上的控制計晝之一釋例性方塊圖；第3圖顯示依據本發明一實施例用於操作遞送材料至一基體上的一方法之作業模式的一釋例性流程圖；以及 20 第4圖顯示依據本發明一實施例之一釋例性電腦系統。【實施方式】較佳實施例之詳細說明為了簡單與說明之目的，本發明以主要參照其一釋例性實施例被描述。在下面的描述中，很多特定細節被設立 200520964 以提供對本發明之透徹的了解。然而對一般習知本技藝者明白的是，本發明可不受限於這些特定細節地被實作。在其他實例中，相當習知的方法與結構未詳細地被描述而不致於非必要地模糊本發明。 5 依據本發明一實施例，一系統被組配以精確且有效率地遞送用於製作電子電路之材料至一基體。該系統一般實施一連續喷墨印刷(CIJ)技術，即材料以實質連續的方式由一貯筒被喷射而不致在喷射噴嘴中有逆流。該材料係透過施用靜電壓力至該材料的相當大表面而由該貯筒被排出， 10且該材料一般如流體柱地由該貯筒之喷嘴被排出，其因 Rayleigh不穩定性而分裂為小滴。關於此點，運用ρζτ換能器或薄膜電阻器以由貯筒排出材料為非必要的。換能器戋其他電機裝置可被納入該貯筒且可操作已調節小滴之成形。該等小滴一但成行贿運行通過一充電環，且一些或所 15 有小滴會接收電氣充電。依據本發明一實施例，一片或數片偏向板可導向被充電之小滴至被設計來接收不想要的小滴之一收集板。被該收集板接收之被棄置的小滴可被回收至該貯筒或其可被送至一廢棄區。在此實施例中，未被充電之小滴運行至該基 20體之相對位置可改變小滴附著之位置。該喷射貯筒可被安裝於一支撐板上，其被組配以在一個以上的維度運動。以此方式下，該等小滴可在基體之各種位置附著於其上。依據另一實施例，實質上所有運行通過充電環之所有小滴可接收充電。該等偏向板可被操作以控制該等小滴之 200520964 飛行路徑。-般而t，該等偏向板可致使―些或全部小滴被導向至該收餘或該絲。此外，該等偏向板亦^變被組配以附著至該基體的小滴之飛行路徑而控制小滴在美體上之附著位置。 ’ 土透過依據本發明一實施例施作該系統，電子電路可以相當簡單且有效率的方式被製造。此外，用於由貯筒喷射材料之設施不會遭受用於印刷電路材料至基體上的習知機 10 15 第1A圖顯示依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之-系統1GG的示意圖。該系統包括—喷射總成，具有 -貯筒U)2含有將被遞送至基賴6之材⑽4。依據本發明 -實施例，貯筒1〇2包含對材料刚不具化學作用之材料。或者，貯筒1G2可包括對材料刚不具化學作用之内槪。材料1〇4可包含任何適用的材料被組配服製作f子電路，如、…一金屬；|貝、鈍化材料、#刻劑、摻雜劑、作用劑與保4塗層等。貯筒1G2包括喷嘴⑽，材料1〇4透過此被女弧狀、拱形荨之弧形段110被定位於材料在貯筒102 ”喷嘴1G8@之流祕徑。就如在下錢詳細肋述者，孤形段110在防止噴嘴丨隊塞是有用的。如箭頭112所示之壓力可被施用於包含在貯筒102内之材料104的相當大之表面114以致使材料刚透過喷嘴⑽被 ::出材料104透過壓力之施用以實質上連續的方式由喷嘴、、噴出被施用至材料104之壓力可用合理適當的設施被施用以便對材料1G4之相當大表面114上施用實質均勻的 20 200520964 壓力。適當的設施可包括被供應至材料表面U4與貯筒102 間之開放空間116的如空氣、氮、氬或其他適合的氣體。該適當的設施亦可包括透過導入添增的材料104至貯筒102而被施用至該材料的壓力。用於施用壓力之設施亦可包括機 5 械裝置，如活動插棒、隔膜或板被定位以施用壓力至表面 114。在任何方面，材料104被喷射成為來自喷嘴108之一流體柱118。流體柱118之長度及流體柱118由喷嘴108被排出之速度實質上用變化被施用至材料104之壓力而被控制。在 10 流體柱118到逹一關鍵長度時，依被施用至材料104的壓力而定，流體柱118之連續性因毛細流分裂而崩潰，且小滴120 被形成由如流體柱U8之液體流形成小滴120之現象以 Rayleigh不穩定性被表示。部分地言之，Rayleigh發現在壓力下由一小孔發出之流體被液體流内所引發之毛細波的放 15 大而分裂為均勻的液滴。一種鉛-锆酸根-鈦酸鹽(PZT)換能器122靠近喷嘴108被定位且一般會操作以產生壓力振盪或調變以透過流體柱118而傳播。PZT換能器122可以任何合理適當的方式被定位於喷嘴108外面以實質防止材料104有害地影響PZT換能器122的操作。就某一方面而言，熱絕緣材 20 料(未畫出）可被提供作為PZT換能器或喷嘴108間之介面。雖然第1A圖被揭示成運用PZT換能器122來產生壓力調變。能產生適當壓力調變之任何合理適當的電機裝置可被運用而不致偏離本發明之領域。一加熱元件124可被定位以供應熱至材料104。加熱元 10 200520964 件124可包含任何加熱元件被組配以供應充足的熱功率至材料104而維持材料⑽為實質之液態形式。就此點而言，加熱兀件124可依據如貯筒1〇2中所包含的材料之合成被選擇。加熱το件124在第1 a圖中所揭示之位置僅為說明之目的 5而非以任何層面限制本發明❶此和加熱元件⑶可針對貯筒1〇2被定位於任何合理的適當位置，包括被定位於貯筒 102内，而不致偏離本發明之領域。充電環126沿著小滴12〇之飛行路徑被定位，使得小滴120被組配通過該充電環126。依據本發明一實施例，充電％ 126可被定位實質靠近小滴12()由流體柱ιι8形成之位置。充電環126-般包含一傳導裝置被組配以電容式或感應式地引發對材料12〇之充電。就電容式柄合而言，電壓極性二、透過貝丁商1 〇2電氣式接地的流體柱118被施用至充電環 I26而决疋被充電小滴之充電極性。就此點而言，充電環126 15被組配以接收一靜電電位及感應-電荷至小滴120。小滴在其由流體柱118分裂時可保留其由充電環126之充電若在刀裂瓷際於充電環126沒有靜電電位，該等小滴12〇維持為中性的。亦位於小滴120之飛行路徑者為一對偏向板128。該等 20偏向板128亦為電氣傳導性之裝置被組配以接收及發射靜電電位。一靜電電位可被施用於偏向板128以變更小滴12〇之運行方向。例如，一實質上固定的電位可被施用至偏向板128，使得接收來自充電環126之充電的不想要之小滴 12〇被轉向至一收集板130。在此例中，中性的小滴12〇運 11 200520964 行通過偏向板128並被沈積於基體106上。在另一替選做法中，一些或全部小滴120可接收來自充電環126之充電且偏向板128之操作方式為導向不想要的小滴丨2〇,至收集板 130 ° 5 依據本發明一實施例，偏向板128之操作方式可為變更被充電小滴120之執道。更明確地說，偏向板128可被操作以導向具有充電/質量比落在預設充電/質量比範圍外之小滴120。例如，小滴120可依其質量而獲得充電，而如具有某充電對質量比之較小的小滴120可被視為不想要的小滴 10 120’且可被導向至收集板130。或者，具有某種充電之較小的小滴120可通過偏向板128且變成被沈積於基體1〇6上。就一方面而言，偏向板128可被操作以放射具有充分強度之靜電電位而致使具有某種充電之小滴12〇的執道導向。收集板130可包含設施用於收集不想要的小滴12〇,。在 15此方面，該收集板13〇可包含一加熱元件（未畫出）被組配以維持該等不想要的小滴120,於液態形成。此外，收集板13〇可包括一設施用於輸送未使用的材料1〇4回到貯筒1〇2以便再使用。該用於輸送之設施可包括一泵或用於操縱流體之習知的其他裝置。 20 未被導向至收集板130之小滴120實質上可自由運行及衝擊基體106。在第1A圖顯示之實施例中，基體1〇6被安裝於一活動的支撐板132上。箭頭134被顯示以表示支撐板132 可平行於第1A圖的平面之垂直動作而運動。依據某些實施例，支撐板132亦可以進出第ιΑ圖的平面被移動。 12 200520964 透過支撐板132與小滴120間之相對運動，小滴120在基體106上之定置可實質地被控制。在上面的例子中，小滴120 定置的位置可二維地被控制。依據另一實施例，貯筒102、充電環126、偏向板128與收集板130之總成可被安裝於支撐 5 板132上以針對基體106提供相對運動。在此情形中，支撐板132不須位於基體106後。依據還有之另一實施例，支撐板132可被組配以僅在箭頭134顯示的一維運動。在任何方面，小滴120至少以二自由度被沈積於基體106上。第三自由度可透過彼此堆疊小滴120而可得，以例如形成層狀的構 10 造。依據本發明一實施例，數個貯筒1〇2可例如沿著伸展進入第1A圖之軸或平行於第1A圖之平面的方向被定位。此外，該等數個貯筒102可包含相同或不同的材料1〇4。因此，依據本發明一實施例，小滴120可被施用於基體1〇6上之各 15 種位置，以透過支撐板132沿著一維度之運動而形成一電子電路。此外，該電子電路可以實質同步的方式透過施用各種材料被形成。支撐板132可被組配以接收一靜電電位。被支樓板132 接收之靜電電位可被施用以減緩或加速小滴丨2 〇之滴落速 20度。例如，若小滴12〇被充負電，其滴落速度可藉由施用負靜電電位至支撐板132可被減緩。相反地，小滴12〇之速度可藉由施用正靜電電位至支撐板132而被加速。所以，小滴 120之速度變異為另一控制參數，其在操縱小滴在基體 106上之沈積為有幫助的。 13 200520964 就如上面先前描述者，弧形段110在防止喷嘴108之阻塞為有用的。第1A圖之貯筒1()2的組配需要材料1〇4在透過喷嘴108被喷射前流動通過弧形段11〇。此外，喷嘴1〇8比起材料表面114具有相當高的位置。因而，當壓力施用設施⑴ 5停止施用壓力至材料104時，包含於弧形段ιι〇中之材料刚被致使流回貯筒102之主坑或流出喷嘴1〇8。就此點而言，充電環110實質防止材料104安置於靠近喷嘴1〇8之位置。所以就此點而言，材料104實質上被防止乾掉而黏住噴嘴108。雖然第1A圖中未顯示，貯筒1〇2可包括第⑴圖中顯示 1〇之再填充裝置，其在此後針對第_被描述。具有相同或不同合成之額外的材料1()何因而被插人貯筒1〇2。另依據本發明-實施例，貯筒1〇2包含在系統1〇〇中之 -可更換的元件。此即例如貯筒1()2可活動式地被附掛於弧形段U〇，使當包含於其中之材料104用完或包含不同材料 15之不同的貝了筒1G2將在系統刚中被運用時可被更換。作為另「例，貯筒1〇2、充電環11〇、喷嘴1〇8與ρζτ換能器122 可被t體被製造之一元件，其可例如在上面描述的情況中被更換。第1B圖顯示另依據本發明一實施例用於遞送材料至一 20基^之系統⑼的示意圖。系統⑼包括針對上面第μ圖所成疋的所有元件。所以，下列請圖係根據了解第副之兀^未特別被提纽具有針對第1Α®所描述者而被設立…、而如下面所描述者，某些元件可與針對第认圖所描述的不同方式被操作。更明確地說，充電環126可施用電氣 14 200520964 充電至每一通過此間之小滴120。此外，偏向板128亦可被操作以如箭頭152與152’指示地控制每一小滴12〇的軌道。在一方面，收集板128可藉由被施用至上層或下層偏向板來改變靜電電位之位置而操作以控制小滴120之軌道。例 5如，若小滴120被充負電，小滴120之執道可被變更使得小滴120著陸或在基體106的較高位置衝擊。在此例中，上偏向板可用正電位被充電及下偏向板可用負電位被充電，使得小滴120被吸引至上偏向板及由下偏向板被排出。如第1B圖顯示者，一些不想要的小滴12〇(即小滴12〇，) 10可如箭頭152’顯示者地藉由變更朝向收集板13〇之執道而被丟棄。此外，其餘小滴120之執道可被控制，使得其在沿著第1B圖之垂直平面，利用與偏向板128正交的另一對偏向板（未晝出）以達成材料104在基體1〇6上沈積的二自由度之二維位置撞擊基體106。依據另一實施例，支樓板132可分 15別沿著延伸進入及平行第1B圖之軸移動。支撐板132之額外的二維度移動將以逐一區塊的方式伸展偏向板128，的二維度偏向範圍以涵蓋整個基體106。依據另一實施例，支撐板 134可相當固定的且數個貯筒1〇2可在第汨圖上或延伸進入之一軸被疋位。在任何方面，小滴12〇可以至少二自由度被 20沈積於基體106上。一第三自由度可透過彼此堆疊小滴120 以例如形成層狀構造而可取得。第1B圖亦顯示一再填充裝置154，在貯筒1〇2中由閥ye 與開口 158組成。再填充裝置154促成材料1〇5被插入貯筒 102内。再填充裝置159可包括一介面159以促成再填充裝置 15 200520964 154連接至例如添加材料之供應罐。雖然再填充裝置154已被顯示為包含一閥156透過開口 158被定位於貯筒1〇2中，其應被了解適於促成插入材料1〇4 至貯筒102之其他裝置亦可被運用而不致偏離本發明之領 5域。這些裝置例如可包括一蓋以蓋住開口 158、一密封與一隔膜之類。此外，一注射器狀之裝置可被運用以將材料1〇4 射入貯筒102而不致偏離本發明之領域。另依據本發明一實施例，貯筒102包含在系統15〇中之一可更換的元件。此即例如貯筒102可活動式地被附掛於弧 10形段110，使當包含於其中之材料104用完或包含不同材料之不同的貯筒102將在系統1〇〇中被運用時可被更換。作為另一例，貯筒102、充電環no、喷嘴1〇8與Ρζτ換能器122 可為整體被製造之一元件，其可例如在上面描述的情況中被更換。 15 第I®圖顯示另依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之系統160的示意圖。系統160包括針對上面第丨八圖所設定的所有元件。所以，下列第⑺圖係根據了解第丨八圖之元件未特別被提出且具有針對第1Α圖所描述者而被設立。比較第1C圖與第1Β圖，很明顯的是二系統間之主要區 20別在於材料1〇4由喷嘴108被排出之方向。更明確地說，喷嘴108針對第1C圖被顯示為向下方向之開口。此外，孤形段110’被顯示成比第1Α圖與第1Β圖顯示之弧形段110具有相當大的高度。根據弧形段110,之組配，當被施用至材料104之壓力降低超過預設的水準時，位於弧形 16 200520964 段110,之-第—側的弧形段11〇，内之材料刚被致使流回貯筒似或时弧形則職。位於弧形段⑽第二側之柯料刚被致使因弧形段11〇’之組配的性質流出喷嘴⑽。就此點而言’弧形段110’實質上防止枋料104在噴嘴108内之累 5積與乾掉。所以，系統可在一段相當長之期間維持無源的而不須憂心噴嘴1〇8阻塞。雖然在第1C圖中未顯示，貯筒1〇2可包括㈣圖顯示之再填充裝置154且針對第_被描述。具有相同或不同合成物之額外材料因而可被插入貯筒1〇2内。 · 10 減據本發明一實施例，貯筒102包含在系統160中之 -可更換的元件。此即例如貯筒1G2可活動式地被附掛於弧形段110，使當包含於其中之材料104用完或包含不同材料之不同的貯筒102將在系統100中被運用時可被更換。作為另-例，貯筒102、充電環11〇、喷嘴刚與ρζτ換能器122 15可為整體被製造之-元件，其可例如在上面描述的情況中被更換。第1A-1C圖大致顯示各種實施例，其中材料1〇4被添加 _ 至基體106。依據本發明一實施例，在系統丨⑽，15〇與16〇中被運用之材料104亦可包含蝕刻劑被設計以去除在所選 20擇之區域中的材料。例如，該蝕刻劑可被施用至包含不想要之材料的區域。該蝕刻劑可接觸該不想要之材料以便例如配合熱與/或光使之揮發。或者，一第一材料可被施用至一第二材料上，其中該第一材料使該第二材料氧化而使該第二材料絕緣。 17 200520964 依據進一步的實施例，系統100，150與160可用各種其他方式被運用以協助電子電路之製作。例如，該等系統 100，150與160可被操作以在該基體上施用遮蔽層或阻抗。然後該等遮蔽層或阻抗可在慣常的蝕刻處理中被使用。 5 第2圖為依據本發明一實施例用於操作遞送材料至基體上之系統200的一控制計畫202之釋例性方塊圖。其應被了解方塊圖200之描述僅為各種不同方式之一，其中此種控制計畫202可被組配。例如，該控制計畫2〇2可包括任何數目之控制恭與纟己憶體被組配以依據本發明一實施例操作包 10 含於該材料遞送系統中之各種元件。此外，其應被了解，該方塊圖200可包括額外的元件且此處所描述的某些元件可被去除與/或修改而不致偏離本發明之領域。該控制計畫202包括一控制器204用於控制如系統 100, 150與160之材料遞送系統的操作。就此點而言，控制 15計畫202之下列討論係參照系統100，150與160所包含之元件。其應被了解系統100, 150與160之參照係為了清楚了解本發明各種實施例的目的且不意味要限制本發明。因而，其亦應被了解，控制計畫202可在具有針對系統1〇〇，15〇與 160所描述不同的組配之系統中被施作。 20 控制器204可控制包含微處理器、微控制器、與依用途而定的積體電路(ASIC)之類。控制器204可與電源2〇6成介面，且可操作以改變被供應至該材料遞送系統的一個以上之元件。例如，控制器204可藉由改變被供應至壓力施用設施之電壓量而控制壓力施用設施2〇8透過至如材料1〇4上的 18 200520964 壓力量。控制器204亦可與一記憶體210成介面，其提供電腦軟體之儲存，該電腦軟體提供控制器在操作材料遞送系統的功能。記憶體210可被施作成如DRAM，EEPROM、快閃記 5憶體之類的依電性與非依電性記憶體的組合。該裝置記情體210亦可被組配以提供包含有資料/資訊的儲存，其係有關各種材料遞送系統元件可被操作以形成各種電子電路的方式。根據記憶體210中儲存之法則，控制器2〇4可操作材料 10遞送系統之某些或全部元件。如上述者，控制器204可控制被如壓力施用設施112之壓力施用設施2〇8施用至材料的壓力ϊ。就此點而言，流體柱長度與其由喷嘴之離開速度可實質地被控制。此外，控制器204可操作如加熱元件124之加熱元件212以控制如貯筒1〇2之貯筒所包含的材料溫度。 15控制器204可藉由改變被供應至加熱元件212的電壓而操作加熱元件212。此外，屬於將被材料遞送系統使用的各種材料之所欲的溫度資訊可被儲存於記憶體21〇内。控制器2〇4 可存取此資訊且可操作加熱元件212以依包含於貯筒内之材料產生變化的熱位準。

20 控制器204亦可被組配以控制如PZT換能器122之PZT 換能器214的操作。PZT換能器可電氣式地被連接至控制器 204且控制器204可藉由改變被供應至ρζτ換能器之電壓與頻率而改變ΡΖΤ換能器的操作。控制器204亦可為例如一檢查表（未畫出）存取儲存在記憶體21〇之資訊，其將創立所欲 19 200520964 的振盪之電壓與頻率配上相關。該資訊亦可包含屬於各種材料之各種電壓與頻率位準的相關資訊。控制器204亦可電氣式地被連接至如充電環126之一充電環216與如偏向板128之偏向板218。控制器2〇4可操作以 5控制被供應至充電環126與偏向板218之靜電充電。在一方面，控制器2〇何控制被供應至充電環以與偏向板加之靜電充電的極性與/或位準。控制器2〇4因而可控制如小滴12〇之小滴通過充電環126時的充電。此外及上面描述者，控制器2〇4可藉由改變被供應至偏向板⑽的靜電電位而控術皮 · 10 充電之小滴的執道。在控制計畫202中，控制器204可控制如支撐板132之一支撐板220的各種操作。例如，在第2圖顯示者，支撐板22() 可包括一個以上的致動器222被組配以針對例如偏向板218 來操縱支撐板220之位置。如上面描述者，支撐板22〇可沿 15著一個以上的維度之軸被操縱以促成小滴在如基體1〇6之基體上各種位置的定位。控制器2〇4可控制致動器222以操 · 縱支撐板220的非常精準之動作以控制小滴在基體上之定位。控制器204亦可控制被供應至支撐板22〇的靜電充電裝 20置224之電壓。亦如上面描述者，靜電充電可被供應至支撐板220以在小滴趨近基體時控制其之加速或減速。控制器 204可控制靜電充電之極性以及其相對強度以改變小滴之加速或減速。控制器204已被描述為透過被供應至材料遞送系統元 20 200520964 件的電壓變異來控制一些元件的操作。另依據本發明一實施例’控制器204可透過發射控制信號至材料遞送系統元件而操作一些或全部該等元件。就此點而言，一些或全部該等元件可包括機構被設計以根據由控制器204所接收之指 5令來操作該等元件。例如，這些機構可包括分離的控制器被組配以接收及處理由控制器204被接收之指令。第3圖顯示依據本發明一實施例用於操作一材料遞送系統之方法的操作模式3〇〇之一釋例性流程圖。其將了解操作模式300之下列描述僅為本發明之一實施例可被實作的 1〇各種不同方法之一。其對一般習知本技藝著亦應明白的是操作模式呈現一般化的說明，且其他的步驟可被添加，或現存的步驟可被去除、修改或重組，而不致偏離本發明之領域。該操作模式300之描述為參照第2圖之方塊圖200及第 15 1A-1C圖顯示之系統1〇〇，150與160，且因而參照其中所述之元件。然而，其應被了解，操作模式300不受限於方塊圖 200或系統1〇〇，150與160中所設立的元件。反而是其應被了解操作模式300可用具有非在方塊圖200或系統1〇〇，15〇與160所呈現之不同組配的系統被實作。 20 該操作模式300可在步驟302於對各種刺激下被啟動。例如，操作模式300可在對操作員之手動指令、預設的時間經過與接收被發射之一信號等被啟動。一旦被啟動，在步驟304,壓力可被施用至包含於貯筒1〇2中之材料1〇4。壓力可如上面詳細描述地被壓力施用設施112，2〇8施用。此外， 21 200520964 壓力施用設施112，208可對材料1〇4施用實質均勻量之壓力。一般而言，被施用至材料104之壓力量會與流體柱長度與由喷嘴108之離開速度為調和的。此外，透過壓力施用設施112，208之壓力施用，材料1〇4在到達喷嘴1〇8前透過弧 5形段110，110’被槽化。亦如上面所描述者，弧形段110, 110, 在實質防止喷嘴108之阻塞可為有用的。對材料104之壓力施用一般亦會致使材料1〇4已通過弧形段110，110’後如在步驟306所示地由喷嘴108喷射。此外，聲波在步驟308透過由噴嘴1〇8所喷射的材料所形成之 10流體柱被產生。該聲波可用位於喷嘴1〇8附近之一PZT換能器122 ’ 214產生。小滴120如Rayleigh不穩定性所述地由流體柱118分裂。來自流體柱118之一個以上的小滴12〇在步驟31〇被一充電環126，216電氣式地充電。小滴12〇接收電氣充電之方 15式在上面详細地被描述。在運行通過充電環12ό，216後，小滴120運行通過一對偏向板128，218。該等偏向板128， 218大致操作以變更被充電小滴12〇之執道。在步驟312,控制器204可決定是否一些或全部小滴12〇將被丟棄。例如，若其被決定一些小滴12〇不須被施用至基 20體108 ’這些小滴120可被丟棄。若控制器204決定一些小滴 120要被丟棄，控制器2〇4會控制偏向板128，218以發射靜電充電而在步驟314致使所決定的一些小滴12〇被導向至收集板130。此外，若控制器2〇4決定沒有小滴12〇要被丟棄，或就欲到達基體之小滴120而言，控制器204會在步驟316決 22 200520964 定接收充電之小滴120的執道是否要被變更。右控制器204決定一個以上的小滴12〇之執道要被變更，控制器204會在步驟318操作偏向板128，218以發射靜電充電以變更所欲的小滴120之執道。此例如可藉由^變被 5偏向板128, 218所施用之電氣充電的量與極性被完成。在步驟320,控制器2〇4可決定一個以上的小滴12〇之迷度是否應被變更。更明確地說，控制器2〇4可決定在—個以上的小滴120衝擊基體108前加速或減速是否為有利的。若一個以上的小滴120之速度要被變更，控制器2〇4會控制支 10撐板132，220之靜電充電裝置224在步驟322發射靜電充電。為了使小滴120加速，控制器2〇4會操作靜電充電裝置 224以發射具有相反極性之靜電充電至小滴12〇之電荷。相反地，為了使小滴120減速，控制器2〇4會操作靜電充電裝置224以發射具有相同極性之靜電充電至小滴丨默電荷。 15 在步驟324，控制器204可決定基體108是否要被移動。例如，控制器204可決定基體1〇8必須在一系統中被移動，此時基體108被要求移動以促進小滴12〇在基體1〇8之各種位置的疋位。在此型式之組配中，控制器2〇4可決定基體1⑽ 要被移動以允許小滴12()在基體剛之各種位置較位以便 20例如創立電子電路元件。若控制器204決定基體1〇8要被移動，控制器204可操作支撐板132, 22〇之一個以上的致動器 222以在步驟326將基體1〇8重新定位。否則，控制器2〇4可決定操作模式300是否在步驟328繼續。若其被決疋操作模式3〇〇要繼續，步驟3〇4_328可在任 23 200520964 何曰理適§的期間（如無限地)被重複至電子電路之製作完成為止。另一方面，若其被決定操作模式300不要繼續，如期間到、電子電路完成等，操作模式3〇〇可如在步驟33〇所不地結束。如上面描述地，貯筒1〇2之弧形段11〇，ιι〇，一 5般會操作以防止材料104在噴嘴108内停滯。所以，操作模式300可被停止相當長的期間而不須憂心喷嘴1⑽阻塞。操作模式300(第3圖）所設立的作業可包含於任何所欲的電腦可存取媒體中之公用程式、程式、副程式。此外， #作模式300可用電腦程式被實施，其以有源及無源的各種 1〇形式存在。例如，其可存在為包含原始碼、目標碼、可執行碼或其他格式的程式指令之軟體程式。上面任一者可在電腦可讀取的媒體被實施，其包括壓縮或未壓縮形式的儲存裝置與信號。釋例性的電腦可讀取裝置的包括慣常的電腦系統 15 RAM，ROM ’ EPROM ’ EEPROM與磁碟、光碟或磁帶。釋例性之電腦可讀取的信號（不論是用載波調變與否系統主機或執行電腦程式之信號，包括透過網際網路或其他網路被下載組配以便存取的信號。前述之確實的例子包括在CD ROM或網際網路下載程式之配銷。就某種意義而 20言，網際網路本身作為一抽象的個體，其為一種電腦可讀取之媒體。此點一般對電腦網路而言為成立的。其因而^ 被了解，此執行上面描述之功能的任何電子襄置均可實施上面列出之功能。第4圖具有依據本發明-實施例之一釋例性的電腦系 24 200520964 統400。該電腦系統4〇〇例如可包括該控制器2〇4。就此而言’電腦系統400可被使用作為一平台用於執行上述針對控制器204之一個以上的功能。電腦糸統400包括如處理器402之一個以上的控制器。 5處理器402可被用以執行上述操作模式300的一些或全部步驟。來自處理器4〇2之命令與資料在通訊匯流排4〇4上被通訊。電腦系統400亦包括記憶體210之主記憶體4〇6(如隨機存取記憶體，RAM)，此處控制計畫202用之程式碼在執行時間之際可被執行。電腦系統400亦包括一輔助記憶體 10 408，其例如包括一個以上的硬碟驅動器41〇與/或一活動儲存驅動器412，代表磁碟片、磁帶、CD、快閃或記憶體卡/ 棒等，其中控制計畫202用之程式碼的複製可被上傳與/或儲存。該活動儲存驅動器410以相當習知之方式讀取與/或寫 15入活動儲存單元414。使用者輸入與輸出裝置可包括鍵盤 416、滑鼠418、觸摸螢幕或尖筆(未畫出）、與顯示器42〇。一顯不器轉接器422包括與通訊匯流排404與顯示器420成介面，且可由處理器4〇2接收顯示資料，並為顯示器42〇變換顯不資料為顯示命令。此外，處理器4〇2透過一網路轉接 20器424在如網際網路與LAN等之網路上通訊。該一般熟習本技藝者明白的是，其他習知的電子元件可在電腦系統400中被添加或取代。此外，電腦系統4〇〇可包括系統板或葉在資料中心、慣常的「白盒」伺服器或計算裝置等之機架中被使用。同時，第4圖中之_個以上的 200520964 凡件可為選_(如使用者輸μ置、伽記憶體等）。透過依據本發明-實施例之系統與方法的施作，電子電路可以相當簡單與有效率的方式被製造。此外，用 5 10 貯筒噴射㈣之設料㈣”料卿路㈣至基體上之習知機構的相關缺點。因而’依據本發明—實施例之方法與系統促成透過使用例如涵括半導體、金屬、介化材料、姓刻劑、摻雜劑、作用劑與保護塗層等之二㈣圍的㈣來製作電子電路。此外’施用材料至^體^

所需的時間料起透過本發明所呈現之施作連續材料流做法的習知系統可相當地被減少。此處所描述及顯示者為本發明之一較佳實施例盘盆— 些變形。因此這裏所設立的用詞、描述與圖僅為說明^方式’不意為限制。熟習本技藝者將了解很多變形可能發明之精神與領域内，其欲被下列的如申請專利範圍與盆 15等值事項被定義，其中除非有特別指出，其所有用詞均意為其最廣泛的合理意義。 ^ 【圖式簡單說明】第1Α圖顯示依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之系統的示意圖； 20 第1Β圖顯示另依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之系統的示意圖；第1C圖顯示再依據本發明一實施例用於遞送材料至一基體上之系統的示意圖；第2圖顯示依據本發明一實施例用於操作遞送材料至 26 200520964 一基體上的控制計畫之一釋例性方塊圖；第3圖顯示依據本發明一實施例用於操作遞送材料至一基體上的一方法之作業模式的一釋例性流程圖；以及第4圖顯示依據本發明一實施例之一釋例性電腦系統。 5 【主要元件符號說明】 100...遞送系統 132...支撐板 102…貯筒 134…箭頭 104…材料 150…遞送系統 106...基體 152…箭頭 108…喷嘴 152’…箭頭 110...弧形段 154…再填充裝置 110’…弧形段 156···閥 112…箭頭 158···開口 114…表面 159...介面 116...開放空間 160...遞送系統 118...流體柱 200...方塊圖 120...小滴 202…控制計畫 120’…小滴 204...控制器 122...PZT換能器 206...電源 124...加熱元件 208·.·壓力施用設施 126...充電環 210...記憶體 128…偏向板 212…加熱元件 128’...偏向板 214…PZT換能器 130...收集板 216...充電環

27 200520964 218.. .偏向板 220.. .支撐板 222.. .致動器 224.. .靜電充電裝置 300.. .操作模式 302…步驟 304…步驟 306···步驟 308…步驟 310…步驟 312…步驟 314·.·步驟 316.. .步驟 318.. .步驟 320…步驟 322…步驟 324.. .步驟 326.. .步驟 328.. .步驟 330…步驟 400.. .電腦系統 402.. .處理器 404.. .通訊滙流排 406.. .主記憶體 408.. .輔助記憶體 410.. .硬碟驅動器 412.. .活動儲存驅動器 414.. .活動儲存單元 416.. .鍵盤 418.. .滑鼠 420.. .顯示器 422.. .顯示器轉接器 424.. .網路轉接器

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Claims

200520964 十、申請專利範圍： 1. 一種用於遞送材料至一基體上之系統，該系統包含：一喷射總成，包含：一貯筒包含有材料，該貯筒具有一喷嘴，材料 5 透過其由該貯筒被排出；一弧形段被定位於該貯筒與該噴嘴間，其中該材料被組配以透過該弧形段與透過該喷嘴而運行；一設施用於對包含於貯筒之材料施用壓力，其中該材料透過利用施用壓力之設施的施用壓力由 10 該貯筒被排出以因而創立來自該喷嘴之材料柱；以及一設施位於該喷嘴附近用於產生壓力調變，該用於產生壓力調變之設施被組配以實質地調節來自該材料柱之小滴的形成， 15 一充電環，其中該等小滴被組配以通過該充電環，及其中該充電環被組配以對被選擇的小滴感應一電氣充電；以及一片以上的偏向板用於變更被充電之小滴的軌道。 2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，進一步包含： 20 一支撐板被組配以支撐該基體與該喷射總成的其中之一或二者，其中該支撐板被組配以在二維以上移動而移動該基體；以及一靜電電位遞送裝置用於遞送靜電電位至該支撐板，其中對該支撐板之遞送靜電電位會操作以改變該等 29 200520964 基體衝擊該基體之速度。 3. 如申請專利範圍第1或2項所述之系統，進一步包含：一收集板被定位於該等一片以上的偏向板與該基體間，該收集板被組配以接收不想要的小滴，及其中該 5 收集板被組配以導向被接收之小滴到至少一廢棄區與該貯筒。 4. 如申請專利範圍第1，2或3項所述之系統，其中該材料包含一個以上的半導體、金屬、介質、鈍化材料、蝕刻劑、摻雜劑、作用劑與保護塗層等。 10 5. —種用於沈積一材料至一基體上之方法，該方法包含：施用一壓力至位於一貯筒内之材料上，其中該壓力致使該材料流動通過一弧形段並以流體柱流出一喷嘴；透過該流體柱創立壓力調變以控制來自該流體柱之小滴的形成，其中該等小滴沿著由該流體柱來之一飛 15 行路徑而運行；將一個以上的小滴電氣式地充電；以及改變至少一個以上的被充電小滴之飛行路徑。 6.如申請專利範圍第5項所述之方法，進一步包含：決定該等至少一個以上的被充電小滴是否要被丟 20 棄；以及其中改變至少一個以上的被充電小滴之步驟包含改變將被丟棄之一個以上的被充電小滴之飛行路徑以導向將被丟棄之一個以上的被充電小滴至一收集板。 7.如申請專利範圍第5或6項所述之方法，進一步包含： 200520964 決定該等一個度是否在沈積該等被變更；以及以上的小滴被沈積於該小滴上之速一個以上的小滴於該基體的步驟前在口應於決定該等一個以上的小滴於該基體上、、少積的速度將被變更下變更該等—似上的小滴之速声匕 8.如申請專利範圍第7項所述之方法，進-步包含：又。施用具有與該等—個以上的小滴之電氣充電相同 •、見電以降低該等-個以上的小滴之迷度，以及 10

15 20 施用:、有與该等一個以上的小滴之電氣充電相反極性之-靜電充電以提高該等—個以上的小滴之速声 9· 一種用於遞送材料至-基體上之系統，該系統包含設施用於罩住該材料；設施用於對該材料施用壓力； «又施用於由用於罩住該材料之設施排出該材料； a 又把用於將該材料由用於罩住之設施至用於排出該材料之設絲以槽化，其巾詩將料槽化之該設施包含一弧形；，又她用於由该用於排出該材料之設施被排出的一材料柱創立實質地均勻的小滴；以及設施用於選擇性地將該等小滴充電。队如申請專利範圍第9項所述之系統，進一步包含·· 設施用於沿著至少—維平面移動該基體，其中用於移動該基體之設施包含設施用於施用一靜電充電至該

31 200520964 用於移動之設施以改Μ近該基體之該等被充電之滴的速度。

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