JP2008537350A - 電子部品を製造するための方法と装置 - Google Patents

Abstract

真空内での電子部品の製造方法によって、一方において柔軟であり、他方において最適な作用を示す電子部品を一つの作業工程で安価かつ簡単に製造することができるようにする。そのために、キャリア箔（１２）は、封止液を部分的及び／又は選択的に印刷されて、次に金属蒸気に曝され、キャリア箔（１２）上の封止液層の無いゾーンに金属層を積層させて、蒸着プロセスの間に封止液を蒸発させ、次に更なる蒸着プロセスによって、被覆したキャリア箔（１２）上に半導体材料を蒸着させ、それに続いて、アクリラートの塗布を行い、次に再度封止液を部分的及び／又は選択的にアクリラートの層の上に印刷し、次に金属の蒸着を行い、場合によっては、これまでに述べてきた被覆プロセスを繰り返し、そして個々の金属被覆層間の接続部を製作することができる方法を提案する。

Description

この発明は、電子部品の製造方法とその方法を実施するための装置に関する。

特許文献１と２により、真空中でキャリア箔上に金属層を部分的に蒸着させる、箔への金属被覆方法が知られている。しかし、その場合封止液として洗い落とせる染料を塗布し、それを後で真空外で洗浄しなければならないというのが不利であることが分かっている。更に、これらの引用文献は、電界効果トランジスタなどの能動部品を製造する手段を開示していない。

特許文献３により、電界効果トランジスタの製造方法も既に知られている。しかし、その場合基板に被覆するために印刷技術を使用している。基板への印刷は、通常の大気圧で行われており、その結果印刷された層が極めて簡単に酸化してしまい、それによって低品質の電子部品が出来上がている。
国際特許公開第０２／３１２１４号明細書 欧州特許公開第１２９１４６３号明細書 ドイツ特許公開第１００３３１１２号明細書

本発明の課題は、一方において柔軟であり、他方において最適な作用を示す電子部品を一つの作業工程で安価かつ簡単に製造することが可能な方法を提示することである。

この課題を解決するために、真空内での電子部品の製造方法であって、キャリア箔は、封止液を部分的に印刷されて、次に金属蒸気に曝され、キャリア箔上の封止液層の無いゾーンに金属層を積層させて、蒸着プロセスの間に封止液を蒸発させ、次に更なる蒸着プロセスによって、被覆したキャリア箔上に半導体材料を蒸着させ、それに続いて、液体のアクリラートの塗布を行い、次に再度封止液を部分的にアクリラートの層の上に印刷し、次に金属の蒸着を行い、場合によっては、これまでに述べてきた被覆プロセスを繰り返し、そして個々の金属被覆層間の接続部を製作することができる方法を提案する。

この方法は、全て真空内で行われ、その結果被覆した層の如何なる領域も酸化する可能性が無くなる。そのため、金属蒸着による被覆時に純粋な金属が箔上に析出することとなる。金属粒子用のキャリア媒体を用いた印刷方法と比べて、被覆領域内において著しく高い濃度の金属が得られる。これらの層は、極めて薄く積層させることが可能である。更に、半導体材料を使用することによって、電界効果トランジスタなどの能動部品も製造することができる。

真空内で箔をフィードロールから巻き戻して、相応の被覆プロセス後にロールに巻き取れることが実証されている。この方法全体を真空室内でロールツーロール法で行うことによって、汚染の害を出来る限り小さくすることが保証される。

制御した形で巻き戻しプロセス及び／又は巻き取りプロセスを行うのが有利である。そうすることによって、場合によっては相異なる時間間隔を必要とする、この方法の個々の工程を最適な順番に適合させることができる。

有利な手法では、隣接する金属被覆ゾーンにおいて、蒸発源の輻射熱と発生する凝縮熱によって、キャリア箔から封止液が蒸発するように、蒸気圧と封止液の量を選定する。事前に封止液を塗っておいた領域における蒸発した封止液の蒸気層によって、その領域に金属蒸気が凝縮することが防止される。

この措置によって、金属被覆プロセスに続いて、洗浄プロセスを行う必要がないか、或いはほとんど行う必要がないようにすることができる。

キャリア箔の約９５％までの金属を蒸着させる領域において、シール層を蒸発させた場合、プラズマを用いて、シール層の残りをキャリア箔から洗浄するのが有効である。しかし、それによって、ほんの僅かな量の取り去るべき物質が生じてしまう。その量は、従来技術の方法による洗い落とせる染料を浄化、洗浄する場合と比較にならない程少ない。

蒸着技術によって、隣接する金属被覆領域間の極めて小さい間隔をようやく実現することができる。しかし、二つの隣接する金属被覆領域間の特に小さい間隔を実現する場合、例えば、３０μｍ以内の切れ目を作り、その後半導体材料によって、その切れ目を埋めることができるように、マイクロクラック技術を用いたクラックによって、金属被覆領域を切り分けることを提案する。この場合、切り分けられた金属被覆領域間の半導体材料の幅は、そこで出来上がった能動部品の速度に関して重要な役割を果たすこととなる。

半導体材料として、有機半導体材料、例えば、ペンタセンを使用できることが実証されている。

個々の被覆領域を互いに切り分けるとともに、被覆時に相異なる時間的な順番も保証することが可能であるためには、第二の冷却ロールの領域においてアクリラートを塗布し、電子銃を用いて、そのアクリラートを励起して、ポリマー化するのが有利であることが分かっている。そうすることによって、個々の被覆フェーズに関して、最適な時間に調節することができる。

第一の金属被覆の蒸着された導体通路を電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のドレイン及びソースとして使用し、第二の金属被膜層の蒸着された導体通路をゲートとして使用できることが実証されている。そうすることによって、出来る限り小さい負担で非常に安価に電界効果トランジスタを製造することができる。

しかし、更なる被覆プロセスで誘電材料を被覆する手段も有る。そうすることによって、例えば、コンデンサを製作することができる。

しかし、第一又は第二の蒸着させた金属層を作る際に、同じ被覆工程で導体通路、抵抗、コイル又はアンテナを一緒に製造できることも実証されている。個々の部品を相応に接続することによって、ＩＣ全体又はトランスポンダなどの完全な構造ユニットを製造することが可能である。

この場合、穴あけロールを用いて、個々の金属被覆層間の接続部を接続通路として作れることが実証されている。これらの接続通路は、その後の蒸着プロセスによって金属で埋めて、導電性とする。

最終的に、相応に被覆した箔をプラズマ洗浄し、機能を検査して、同じ真空内でそのまま再び巻き取るのも有利である。そうすることによって、一つの真空室内で相応の電子部品を製造して、そのままその機能性を検査することもできる。

この方法を実施するための有利な装置は、請求項１５〜１７に記載されている。

図面にもとづき、本発明を詳しく説明する。この場合、図面は、巻き戻しユニット２を備えた真空室１を図示している。キャリア箔１２は、張力測定ロール、エキスパンダロール、リターンロールなどのロール３を介して、冷却ロール６に案内される。冷却ロール６の領域には、キャリア箔１２の後で被覆する表面を洗浄するプラズマ洗浄器が有る。それに続いて、キャリア箔１２の上に封止液を部分的及び選択的に塗布するための印刷機５が配備されている。その次に、キャリア箔１２は、金属を蒸発させて、封止液を塗られていないキャリア箔１２上に定着させるための被覆ゾーン７を通過する。蒸発源の輻射熱と発生する凝縮熱によって、封止液は、キャリア箔１２からほぼ完全に蒸発する。キャリア箔１２の上に依然として残っている残留物は、プラズマ洗浄器４．１を用いて、キャリア箔１２から取り除かれる。

真空内でキャリア箔に金属を蒸着させることによって、隣接する蒸着領域間の極めて小さい間隔をようやく実現することができる。ここで、特に小さい間隔を実現する場合には、マイクロクラック機器８によって、それを作ることができる。マイクロクラックプロセスに続いて、キャリア箔１２は、冷却ロール６から第二の冷却ロール６．１に移動する。そこでは、キャリア箔１２は、キャリア箔１２の部分的及び選択的に被覆され、場合によっては切れ目を入れられた表面上に半導体材料を被覆するための気化管１３に達する。キャリア箔１２の通過方向に対して、半導体の被覆後には、ノズル９を用いたアクリラートの塗布が行われる。アクリラートは、電子銃１０から電子を打ち込まれ、それによって、アクリラートはポリマー化する。それに続いて、更なる印刷プロセスにおいて、印刷機５．１を用いて、キャリア箔１２のアクリラートの表面上に部分的及び選択的に封止液を印刷することができる。穴あけロール１４によって、アクリラート層を通した、その下の金属被覆層までの接続通路を作ることができる。穴あけロールは、これらの通路を所定の位置に作る。それに続いて、キャリア箔の表面を被覆する。この場合、再び封止液を蒸発させて、封止液が付いていない領域及び穴あけロールによって作られた通路の上に金属を析出させる。残った封止液は、プラズマ洗浄器４．２によって取り除くことができる。

これらの冷却ロールに、例えば、６．２〜６．ｎまでの更に別の冷却ロールを繋げることができ、それらの領域において、場合によっては順番を変更して、印刷と被覆プロセスを実行することができる。同じく真空室１内に有る巻き取りユニット１１にキャリア箔１２を巻き取る前に、キャリア箔１２を機能検査器１５に通して、そこで、出来上がった個々の電子部品の機能を検査することができる。

真空室の図

符号の説明

１ 真空室
２ 巻き戻しユニット
３ ロール
４ プラズマ洗浄器
５ 印刷機
６ 冷却ロール
７ 被覆ゾーン
８ マイクロクラック機器
９ ノズル
１０ 電子銃
１１ 巻き取りユニット
１２ キャリア箔
１３ 気化管
１４ 穴あけロール
１５ 機能検査器

Claims (17)

1. 真空内での電子部品の製造方法であって、キャリア箔（１２）は、封止液を部分的及び／又は選択的に印刷されて、次に金属蒸気に曝され、キャリア箔（１２）上の封止液層の無いゾーンに金属層を積層させて、蒸着プロセスの間に封止液を蒸発させ、次に更なる蒸着プロセスによって、被覆したキャリア箔（１２）上に半導体材料を蒸着させ、それに続いて、アクリラートの塗布を行い、次に再度キャリア液を部分的及び／又は選択的にアクリラートの層の上に印刷し、次に金属の蒸着を行い、場合によっては、これまでに述べてきた被覆プロセスを繰り返し、そして個々の金属被覆層間の接続部を製作することができる方法。
2. 真空内でキャリア箔（１２）をフィードローラーから巻き戻して、被覆プロセス後にロールに巻き取ることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 制御した形で巻き戻しプロセス及び／又は巻き取りプロセスを行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. キャリア箔（１２）は、張力測定ロール、エキスパンダロール、リターンロールなどのロール（３）を介して、冷却ロール（６，６．１）に案内されることと、金属の蒸着が、冷却ロール（６，６．１）の領域において行われることとを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 蒸気圧と封止液の量は、それに続く金属被覆ゾーン（７）において、蒸発源の輻射熱と発生する凝縮熱によって、キャリア箔（１２）から封止液が蒸発して、事前に封止液を塗った領域における蒸発した封止液の蒸発層によって、それらの領域に金属蒸気が凝縮するのが防止されるように選定することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
6. 約９５％までの金属被覆ゾーン（１０）において、封止液をキャリア箔（１２）から蒸発させることと、プラズマを用いて、その封止液の残りをキャリア箔（１２）から洗浄することとを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
7. マイクロクラック技術を用いて、蒸着させた金属層に切れ目を入れることによって、二つの隣接する金属被覆領域間の特に小さい間隔を作り出すことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の方法。
8. 半導体材料として、有機半導体材料、例えば、ペンタセンを使用することを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
9. 第二の冷却ロール（６．１）の領域において、液体のアクリラートの塗布を行うことと、電子銃（１０）を用いて、アクリラートを励起して、ポリマー化することとを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
10. 第一の金属被覆層の蒸着された導体通路が、電界効果トランジスタのドレイン及びソースとして使用され、第二の金属被覆層の蒸着された導体通路が、ゲートとして使用されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
11. 更なる被覆プロセスにおいて、誘電材料を蒸着させることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
12. 当該の導体通路が、電界効果トランジスタの機能以外に、抵抗、コイル、コンデンサ又はアンテナとして構成されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
13. 個々の金属被覆層間の接続部が、穴あけロール（１４）を用いて、接続通路として作られることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
14. 最終的に、被覆したキャリア箔（１２）は、プラズマ洗浄されて、機能検査を受け、真空内で巻き取られること。
15. 請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法を実施するための装置において、
    真空室（１）と、巻き戻し機器（２）と、冷却ロール（６）と、キャリア箔（１２）に封止液を印刷するための印刷機（５）と、金属被覆機器（７）と、隣接する金属被覆層間に最小限の間隔を作るためのマイクロクラック機器と、別の冷却ロール（６．１）の領域における半導体媒体用気化管（１３）と、キャリア箔（１２）にアクリラートを塗るための塗布用ノズル（９）と、アクリラートをポリマー化するための電子銃（１０）と、アクリラートに部分的及び／又は選択的に印刷するための別の印刷機（５．１）と、個々の金属被覆層間の接続通路を製造するための穴あけロール（１４）と、更なる金属被覆ゾーン（７．１）とを特徴とする装置。
16. プラズマ洗浄器（４，４．１，４．２）を特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 巻き取りユニット（１１）の前に、機能を検査するためのユニット（１５）が配備されていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の装置。

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