掃描式薄膜圖形雷射轉移方法

2023-07-05 18:51:21 1

專利名稱：掃描式薄膜圖形雷射轉移方法
技術領域：
本發明涉及一種薄膜圖形的雷射轉移方法，具體涉及一種掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，屬於薄膜器件及電路製造技術領域。
背景技術：
薄膜材料可以用於製作電子封裝領域中的薄膜器件、電路等。其特點是要求製作精度高，薄膜圖形的線寬和間距需達到微米級，甚至更高的精度。由薄膜圖形所構成的薄膜器件、電路可以包括導體、電阻、電容、電感和光電子器件等，在一些特定的應用中，薄膜圖形或器件還需被製成多層薄膜結構。薄膜器件、電路由於具有高互連密度、高集成度、體積小、重量輕等特點，尤其符合電子器件及組件向高密度化、輕量化發展的趨勢，使薄膜器件及電路在高端民用電子產品、 機載、星載或航天領域電子產品中有廣闊的應用前景。目前，常用的薄膜製備方法包括化學氣相沉積、真空蒸發、濺射和電鍍等。然後利用溼法蝕刻和幹法蝕刻(反應離子蝕刻、等離子蝕刻和雷射蝕刻是幹法蝕刻的三種形式)等圖形技術形成所需形狀的薄膜器件或電路。 在製備過程中大多需要預先加工多層掩模版，通過曝光、蝕刻等工序進行圖形控制，成本高昂，工序複雜。

發明內容
本發明的目的是為了解決現有的薄膜器件或電路製備過程中需要預先加工多層掩模版，成本高昂且工序複雜的問題，進而提供一種掃描式薄膜圖形雷射轉移方法。本發明的技術方案是掃描式薄膜圖形雷射轉移方法的具體步驟為步驟一，將過渡層薄膜通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到透明源基板的下表面上；步驟二，將源薄膜通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到過渡層薄膜的下表面上，過渡層薄膜和源薄膜構成薄膜材料層；步驟三，將透明源基板設置在目標基板的上方，且透明源基板與目標基板平行設置，透明源基板與目標基板之間的垂直距離為0毫米 5毫米；步驟四，採用光斑直徑為5微米 500微米的雷射束穿透透明源基板，照射在過渡層薄膜上，薄膜材料層受熱蒸發，薄膜材料層從透明源基板上脫離；在進行步驟四的過程中，①透明源基板沿X軸正方向移動；②當雷射束到達透明源基板的邊緣時，透明源基板沿Y軸正方向移動一倍到兩倍的雷射束的光斑直徑，然後沿X 軸反向方向移動；③當雷射束再次到達透明源基板的邊緣時透明源基板沿Y軸正方向移動一倍到兩倍的雷射束的光斑直徑，然後沿X軸正向方向移動，然後透明源基板依次重複步驟②和③，設定透明源基板的長度方向為X軸，寬度方向為Y軸；步驟五，脫離的薄膜材料層向目標基板撞擊，並在目標基板的表面形成目標薄膜；
在進行步驟四和步驟五的過程中，目標基板依照目標薄膜的圖形在A-B平面內的移動，設定目標基板的上平面為A-B平面，A軸為目標基板的長度方向，B軸為目標基板的寬度方向。本發明與現有技術相比具有以下效果本發明直接將薄膜材料層從透明源基板向目標基板轉移，無需掩膜便實現了精細圖形製作，同時實現了薄膜材料層的精確控制，而且本發明工序簡單、成本低廉；製備帶有同類薄膜材料層的相同的透明源基板，通過換裝相同的透明源基板，一次實現大面積薄膜圖形的製作；製備帶有異類薄膜材料層的不同透明源基板，通過換裝不同透明源基板，一次實現異類材料薄膜線條的連接，或一次實現異類材料的疊層薄膜圖形的製備。


圖1是本發明的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法的原理示意圖，圖2是透明源基板的運動示意圖，圖3是目標基板的運動示意圖，圖4是圖1的A處放大圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1、圖2、圖3和圖4說明本實施方式，本實施方式的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法的具體步驟為步驟一，將過渡層薄膜1通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到透明源基板2的下表面上；步驟二，將源薄膜3通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到過渡層薄膜ι的下表面上，過渡層薄膜1和源薄膜3構成薄膜材料層7 ；步驟三，將透明源基板2設置在目標基板4的上方，且透明源基板2與目標基板4 平行設置，透明源基板2與目標基板4之間的垂直距離K為0毫米 5毫米；步驟四，採用光斑直徑為5微米 500微米的雷射束5穿透透明源基板2，照射在過渡層薄膜1上，薄膜材料層7受熱蒸發，薄膜材料層7從透明源基板2上脫離；在進行步驟四的過程中，①透明源基板2沿X軸正方向移動；②當雷射束5到達透明源基板2的邊緣時，透明源基板2沿Y軸正方向移動一倍到兩倍的雷射束5的光斑直徑， 然後沿X軸反向方向移動；③當雷射束5再次到達透明源基板2的邊緣時透明源基板2沿 Y軸正方向移動一倍到兩倍的雷射束5的光斑直徑，然後沿X軸正向方向移動，然後透明源基板2依次重複步驟②和③；步驟五，脫離的薄膜材料層7向目標基板4撞擊，並在目標基板4的表面形成目標薄膜6 ；在進行步驟四和步驟五的過程中，目標基板4依照目標薄膜6的圖形在A-B平面內的移動。本實施方式中設定透明源基板2的長度方向為X軸，寬度方向為Y軸，設定目標基板4的上平面為A-B平面，A軸為目標基板4的長度方向，B軸為目標基板4的寬度方向。
具體實施方式
二 結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟一中過渡層薄膜1 的厚度為0. 05微米 10微米，以便其快速受熱蒸發，並保護源薄膜3。其它步驟與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟一中過渡層薄膜1 為金屬薄膜或低溫蒸發薄膜，以便實現透明源基板2與源薄膜3的過渡連接，或在源薄膜3 為熱敏感材料時，保護源薄膜3不被雷射燒傷。其它步驟與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟一中透明源基板2 的厚度為20微米 5毫米。便於雷射束5穿透透明源基板2，並保證透明源基板2具備一定強度。其它步驟與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
五結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟一中透明源基板2 由雷射透過性材料製成。以便雷射能夠穿透透明源基板2，加熱過渡層薄膜1。其它步驟與具體實施方式
一、二、三或四相同。
具體實施方式
六結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟二中源薄膜3的厚度為0.05微米 20微米。以便薄膜的蒸發轉移。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實施方式
七結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟二中源薄膜3的厚度為10微米。更快的受熱蒸發。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四或五相同。
具體實施方式
八結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟二中源薄膜3為金屬薄膜或功能陶瓷薄膜。以便實現薄膜電路或器件的製備。其它步驟與具體實施方式
一、 二、三、四、五、六或七相同。
具體實施方式
九結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟三中透明源基板2 與目標基板4之間的垂直距離K為0毫米 2毫米。便於成形目標薄膜。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具體實施方式
十結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟三中透明源基板2 與目標基板4之間的垂直距離K為2毫米 3毫米。便於成形目標薄膜。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具體實施方式
十一結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟三中透明源基板2與目標基板4之間的垂直距離K為3毫米 5毫米。便於成形目標薄膜。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具體實施方式
十二結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟四中雷射束5的光斑直徑為5微米 150微米。便於成形不同寬度的目標薄膜圖形。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或i^一相同。
具體實施方式
十三結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟四中雷射束5的光斑直徑為150微米 300微米。便於成形目標薄膜圖形。其它步驟與具體實施方式
一、 二、三、四、五、六、七、八、九、十或i^一相同。
具體實施方式
十四結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟四中雷射束5的光斑直徑為300微米 400微米。便於成形不同寬度的目標薄膜圖形。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或i^一相同。
具體實施方式
十五結合圖1說明本實施方式，本實施方式的步驟四中雷射束5的光斑直徑為400微米 500微米。便於成形不同寬度的目標薄膜圖形。其它步驟與具體實施方式
一、二、三、四、五、六、七、八、九、十或i^一相同。
權利要求
1.一種掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於掃描式薄膜圖形雷射轉移方法的具體步驟為步驟一，將過渡層薄膜(1)通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到透明源基板O)的下表面上；步驟二，將源薄膜C3)通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到過渡層薄膜(1)的下表面上，過渡層薄膜(1)和源薄膜C3)構成薄膜材料層(7)；步驟三，將透明源基板⑵設置在目標基板⑷的上方，且透明源基板⑵與目標基板 (4)平行設置，透明源基板( 與目標基板(4)之間的垂直距離(K)為0毫米 5毫米；步驟四，採用光斑直徑為5微米 500微米的雷射束( 穿透透明源基板0)，照射在過渡層薄膜⑴上，薄膜材料層(7)受熱蒸發，薄膜材料層(7)從透明源基板(2)上脫離；在進行步驟四的過程中，①透明源基板( 沿X軸正方向移動；②當雷射束( 到達透明源基板O)的邊緣時，透明源基板( 沿Y軸正方向移動一倍至兩倍的雷射束(5)的光斑直徑，然後沿X軸反向方向移動；③當雷射束( 再次到達透明源基板( 的邊緣時透明源基板( 沿Y軸正方向移動一倍至兩倍的雷射束(5)的光斑直徑，然後沿X軸正向方向移動，然後透明源基板( 依次重複步驟②和③，設定透明源基板O)的長度方向為X軸， 寬度方向為Y軸；步驟五，脫離的薄膜材料層(7)向目標基板⑷撞擊，並在目標基板⑷的表面形成目標薄膜(6)；在進行步驟四和步驟五的過程中，目標基板(4)依照目標薄膜(6)的圖形在A-B平面內的移動，設定目標基板(4)的上平面為A-B平面，A軸為目標基板(4)的長度方向，B軸為目標基板的寬度方向。
2.根據權利要求1所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟一中，過渡層薄膜(1)的厚度為0. 05微米 10微米。
3.根據權利要求2所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟一中，過渡層薄膜(1)為金屬薄膜或低溫蒸發薄膜。
4.根據權利要求1、2或3所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟一中，透明源基板O)的厚度為20微米 5毫米。
5.根據權利要求4所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟一中，透明源基板O)由雷射透過性材料製成。
6.根據權利要求1、2、3或5所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟二中，源薄膜(3)的厚度為0.05微米 20微米。
7.根據權利要求6所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟二中，源薄膜(3)為金屬薄膜或功能陶瓷薄膜。
8.根據權利要求1、2、3、5或7所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟三中，透明源基板( 與目標基板(4)之間的垂直距離(K)為2毫米 3毫米。
9.根據權利要求1、2、3、5或7所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟三中，透明源基板( 與目標基板(4)之間的垂直距離(K)為3毫米 5毫米。
10.根據權利要求1、2、3、5或7所述的掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，其特徵在於步驟四中，雷射束(5)的光斑直徑為300微米 400微米。
全文摘要
掃描式薄膜圖形雷射轉移方法，它涉及一種薄膜圖形的雷射轉移方法。本發明解決了薄膜器件或電路製備過程中需要預先加工多層掩模版，成本高昂且工序複雜的問題。本發明的步驟將過渡層薄膜和源薄膜先後通過濺射、蒸鍍、電鍍、刷鍍、旋塗、化學氣相沉積、等離子體鍍或分子束外延的方法製作到透明源基板上，過渡層薄膜和源薄膜構成薄膜材料層；將透明源基板設置在目標基板的上方，透明源基板與目標基板之間的垂直距離為0毫米～5毫米；雷射束穿透透明源基板，照射在過渡層薄膜上，薄膜材料層受熱蒸發，薄膜材料層從透明源基板上脫離；脫離的薄膜材料層向目標基板撞擊，並在目標基板的表面形成目標薄膜及圖形。本發明適用於薄膜器件或電路製備。
文檔編號H01L21/70GK102231367SQ20111010394
公開日2011年11月2日 申請日期2011年4月26日 優先權日2011年4月26日
發明者劉威, 孔令超, 王春青, 田豔紅 申請人:哈爾濱工業大學