专利名称：输送材料到基片上的系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及印刷电路的制造，更具体地说，涉及用于把电路元件直接印刷到电路基片上的系统。
背景技术：
众所周知的应用于纸面打印图像的喷墨技术也被应用于印刷电路的制造。更具体地说，采用热喷墨(TIJ)或者压电(PZT)换能器的喷墨打印头已经用于直接在电路基片上印刷电路元件。
流体从打印头喷射出有两种普通的方式。一种方式称为请求式滴落(DOD)，另一种称为连续喷墨。正如名字所暗示的，DOD系统包括设计成可以在需要液滴时候通过在PZT元件或者薄膜电阻元件上施加电压来喷出液体的系统。另一方面CIJ系统包括设计成喷射流体细流的系统，所述流体细流因为瑞利不稳定性而被分解为液滴。对于这些不同类型的系统而言，DOD系统比CIJ系统复杂程度低，但由于液体的流向在液滴形成和断开时候相反，DOD打印头比起CIJ系统的射流设计更复杂并且需要比CIJ系统大三个数量级或者更多数量级的能量来产生液滴。另外，CIJ系统比起DOD系统对喷嘴不完美更不敏感些。因此，DOD系统使用的喷嘴的制造允差比起CIJ系统要小。导致的结果就是制造CIJ系统喷嘴的成本多数时候要比生产DOD系统的喷嘴成本低。
典型的TIJ类型的打印头包括用于把加热元件附近打印材料的一小部分加热至过热的薄膜电阻，在过热期间被气化的材料产生气泡且气泡的爆炸性增长把液体从打印头的开口处排出形成液滴。因此薄膜电阻位于喷嘴附近并且打印材料被输送到薄膜电阻和喷嘴开口之间的位置。TIJ型的打印头应用完全受能从打印头中喷出的材料类型的限制。例如，TIJ型打印头可能不能够给高熔点、导热性材料提供足够的过热能量。TIJ型打印头的与在打印电路元件中的应用相关联的另一个缺点是由于采用请求式滴落型交流操作，所以液滴的频率受到和射流控制电路相关的交流阻抗的限制。
典型的PZT，或者铅-锆酸盐-钛酸盐类型的打印头包括一个在接收到电压脉冲时体积会发生变化的换能器部件。这个体积变化产生的压力波(声波)把打印材料从打印头的喷嘴里推挤出来。PZT型打印头不适合应用于需要在高温环境下使用导电性材料的情况，例如，金属、无机物半导体和陶瓷，这是因为通常用作执行器的PZT元件受限于铁电特性的去极化温度。
发明内容
根据实施例，本发明涉及输送材料到基片上的系统。此系统包括喷射组件，所述喷射组件具有盛放材料的容器，而所述容器包括其盛放的材料可以从中喷出的喷嘴。容器和喷嘴之间有个拱形部分。材料从容器穿过拱形部分和喷嘴。系统同时还包括用于在容器中的材料上施加静态压力的装置，其中，借助于所述用于施加压力的装置通过施加压力而使材料从容器中喷出从而形成来自喷嘴的材料柱。一种用于产生声波调制的部件被结合到容器所述并配置成对瑞利不稳定性提供声波扰动及帮助调节从材料柱形成液滴。另外，系统包括充电环，所述充电环配置成在液滴通过其中时对所述液滴中选中的液滴施加电荷。还包含一个或多个用于改变带电液滴的轨迹的偏转板
对本专业的技术人员来说通过参照以下附图的描述本发明的特征是显而易见的，附图中
图1A基于本发明的实施例示意性解释了一个输送材料到基片上的系统；图1B基于本发明的另外一个实施例示意性解释了一个输送材料到基片上的系统；图1C基于本发明的另一个实施例示意性解释了一个输送材料到基片上的系统；图2是基于本发明实施例的用于操作输送材料到基片上的系统的控制方案的示例性框图；图3是基于本发明实施例的用于操作输送材料到基片上的系统的方法的操作模式的示例性流程图；以及图4基于本发明的实施例解释一个示例性计算机系统。
具体实施例方式
为了简化和说明的目的，主要通过参考示范实施例来描述本发明，在下面的描述里罗列了大量的特定细节用于帮助对本发明有一个深入的理解。但显见的是本专业的技术人员可以不受这些特定细节的限制而进行实际应用。另一方面，对众所周知的方法和结构没有做细节描述以避免使本发明不必要地变得模糊。
根据本发明的实施例，系统配置成精确有效地把用于电路制造的材料输送到基片上。这个系统一般实施连续喷墨打印技术(CIJ)，即，材料以完全连续的方式从容器中喷出并且在喷嘴里没有逆流。通过在材料相对比较大的表面施加静压力使材料从容器中喷出，一般以流体柱形态从容器喷嘴里喷出的材料由于瑞利不稳定性断裂成液滴。在这方面，不必采用压电换能器或者薄膜电阻使材料从容器中喷出。换能器或者机电器件可以与容器结合并且可能用于调制液滴的形成。一旦液滴形成，从充电环穿过的部分或者全部的液滴就被充电。
根据本发明，单个或者多个偏转板可以改变带电液滴的方向到用作收集不需要的液滴的收集板。收集板接收的废弃液滴可以循环回到容器里或者送到废物区。在这个实施例里未充电的液滴行进到基片并在那里淀积。另外偏转板可以配置成转移所有的带电液滴到收集板，改变喷嘴和基片的相对位置即可以改变液滴帖附的位置。例如喷射容器或者基片可以固定在能在一个或多个方向移动的支撑板上。液滴可以以这种方式帖附到基片的不同位置。
根据另一个实施例，所有穿过充电环的液滴可能都可以被充电。偏转板可以用于控制液滴的飞行路径。一般来说，偏转板可以使部分或者所有液滴转移到收集板或者基片上。另外，偏转板也可以改变将要帖附在基片上的液滴的飞行路径来控制液滴在基片上帖附的位置。
通过实施基于本发明实施例的系统，可以采用相对简单和有效的方式来制造电路。另外用于从容器中喷射材料的装置不会受与用于在基片上印刷电路材料的已知机制有关的缺点的影响。
图1A给出了基于本发明的输送材料到基片上的系统100的图示性解释。系统包括喷射组件，所述喷射组件具有用于盛放待输送到基片106上的材料104的容器102。根据本发明的实施例，容器102包括不与材料104发生化学反应的材料。或者，容器102可以包括不与材料104发生化学反应的内衬。材料104可以包括任何合理的可用于制造电路的材料，例如半导体、金属、介质、钝化材料、蚀刻剂、掺杂剂、反应物、保护性涂层等等。容器102包括喷射材料104的喷嘴108。如曲线形、弓形的拱形部分110位于容器102和喷嘴108之间材料流体的路径上。如下面的详细描述的，拱形部分110对于防止喷嘴108堵塞很有用。
如箭头112所示的压力施加到容器102中的材料104的相当大部分表面114上使材料104从喷嘴108中喷出。压力也可以以一种完全固定并且均匀的方式施加。从喷嘴108中喷出的材料104由于施加压力是完全连续的。可以采用任何合理可用的介质来实现在材料104上的大部分面积114上施加完全均匀的压力。这些合适的介质可以是气体例如空气、氮气、氩气或者其他适合的气体供给到材料表面114和容器102的之间的空间116。适合的介质也可能包括施加在容器102里引入额外材料在材料104上的施加的压力。压力施加装置可以包括机械元件如可动活塞、振动膜或者板之类可以施加压力到面114的元件。
无论什么方式，材料104以流体柱形式从喷嘴108中射出。流体柱118的长度及流体柱118从喷嘴108中射出的速度基本上通过改变材料104上的压力来控制。取决于材料104上的压力的不同，当流体柱118达到关键长度，流体柱118的连续性由于毛细流断开及液滴120形成而崩溃。液滴120从例如流体柱118之类的液体流中形成的现象称作瑞利不稳定性。瑞利发现压力下从孔中流出的流体由于流体细流中引入的毛细波的放大而断裂成均匀的液滴。铅-锆酸盐-钛酸盐型换能器(PZT)122位于接近喷嘴108的位置并用于产生通过流体柱118传播的压力震荡或者调制。压电换能器122可以以任何合理的方式配置在喷嘴118的外面来完全防止材料104的热量对压电换能器122的不利影响。从某个角度而言，在压电换能器和喷嘴108之间的界面可以设置热绝缘材料(未显示)。
尽管以采用压电换能器122产生压力调制的方式公开了图1A，但是可以采用任何合适的可以产生合适压力调制的机电器件而不偏离本发明的范围。
可以设置加热元件124以便给材料104供热。加热元件124可以包括任何可以给材料104提供足够热量以维持104的完整的液体形式的加热元件。在这方面，加热元件124可以根据容器102中材料的成分来选择。图1A中对加热元件124的位置的描述仅仅是解释目的而不对发明在任何方面作出限制，因此加热元件124可能置于相应于容器102的任何合适位置包括容器102的内部而不偏离本发明范围。
沿着液滴120的飞行路径设置充电环126，使得液滴120穿过充电环126。根据本发明的实施例，充电环126可以大致置于接近流体柱118形成液滴120的位置。充电环一般包括以电容性或电感性方式在液滴120上感生电荷的导电装置。对于容性耦合，在流体柱118经容器102接地的情况下施加在充电环126的电压极性决定了带电液滴的电荷极性。在这点上，充电环126配置成接受静电势并在液滴120上感生电荷。液滴120在从流体柱118中断裂出来时也可能保持充电环126上得到的电荷。如果充电环126的静电势在流体柱断裂时候消失，则液滴120将保持中性。
位于液滴120飞行路径上的是一对偏转板128。偏转板128是可以接受和输送静电电势的电导装置。静电势可以加在偏转板128上用以改变液滴120的运行方向。例如，可以把基本上恒定的电势加到偏转板128上，使得从充电环126接受电荷的所有液滴120、例如不需要的液滴120’，被转移到收集板130。这个例子里，中性的液滴120从偏转板飞过去被淀积在基片106上。作为可供选择的方法，某些或者所有的液滴120可以从充电环126接受电荷，偏转板128可以用于转移特定或者所有的液滴120，例如不需要的液滴120’到收集板130。
根据本发明的实施例，偏转板128可以用于改变特定部分的带电液滴的轨迹。更具体地说，偏转板128可用于偏转那些具有不落在预定的电质比范围内的特定电质比的液滴120。例如，液滴120可以根据他们的质量来获得电荷因此这些液滴120具有一定的电质比，例如，小的液滴120可以认为是不需要的液滴120’并被送到收集板130。或者，具有一定电荷的液滴120，例如小液滴可以穿过偏转板128并淀积在基片106上。从某个方面而言，偏转板128用于产生具有足够强度的静电电势来改变具有一定电荷的液滴120的轨迹。
收集板130可以包括用于收集不需要的液滴120’的装置和用于循环使用不用的或者不需要的液滴120’的装置。在此点上，收集板130可以包括加热元件(未显示)用于维持不需要的液滴120’的液态形式。另外收集板也可以包括用于把未使用的材料104送回到容器102以便再利用的装置。所述输送装置可以包括泵或者其他已知的可以用于操纵流体的设备。
那些没有被转移到收集板130的液滴120可以完全自由地运行并冲击基片。在图1A的实施例中。基片106固定在可动的承载板132上。箭头134表示承载板132可以以与图1A的平面平行的垂直运动的方式移动。根据某些实施例，承载板132也可以在进入图1A的平面或从图1A的平面中出来的方向上，或者在这两个方向上移动。
可以通过液滴120轨迹和承载板132之间的相对移动来大体上控制液滴120在基片106上的位置。在上面的例子中，可以以二维形式控制液滴120位置的定位。根据另一个实施例，可以把容器102的组件、充电环126、偏转板128和收集板130安装在承载板132上以提供相对于基片106的相对运动。在这个例子里，承载板132不需要置于基片106的后面。基于另外一个实施例，承载板132也可以仅作一维移动，例如沿箭头134的方向。从任何一点而言，液滴120可以以至少两个自由度淀积在基片106上。通过将液滴120彼此堆积在一起形成多层结构也可以得到第三个自由度。
根据本发明的实施例，可以例如在沿进入图1A的平面或者平行于图1A的平面的轴的方向上设置多个容器102。另外，多个容器102可以含有相同或者不同的材料104。因此，基于本发明的实施例，液滴120可以通过承载板沿着一个方向的移动施加到基片106的不同位置上从而形成电路。此外，也可以通过以基本上同步的方式施加不同的材料来形成电子电路。
承载板132可以用于接收静电电势。承载板132接受的静电电势可以用于延迟或者加速液滴120的速度。例如如果液滴120以负极性被充电，通过施加负的静电势到承载板132可以将液滴的速度减缓。相反的液滴120可以通过在承载板132上施加正的静电势而被加速。因此液滴120在速度上的差异是可以用于控制液滴120在基片106上的淀积的另外一个控制参数。
如前面所阐释的，拱形部分110可以用于防止喷嘴108的阻塞。图1A中给出的容器102的配置要求材料104通过喷嘴108喷出之前从拱形部分110流过。因此当压力施加装置112停止对材料104施加压力时，拱形部分内的材料104或者流回容器102的主腔或者流出喷嘴108。在这一点上，拱形部分110本质上避免材料104沉淀在喷嘴108附近的位置。因此，在某种意义上，可以基本上避免材料104干涸并堵塞喷嘴108。
尽管图1中未显示，但容器102可以包括图1B所示并描述的再充装设备154。因此，可以将成分相同或者不同的其他材料104加入容器102。
根据本发明另一实施例，容器102可以包括位于系统100内的可更换部件。即，例如，可以把容器102可拆卸地安装在拱形部分110上，以便可以在盛装的材料104耗尽或者准备在系统100应用盛装不同材料的不同容器102时更换容器102。另一个例子是容器102、拱形部分110和喷嘴108及压电换能器122可以包括可以在上述情况下更换的整体地制造的部件。
图1B示出了用于输送材料到基片上的系统150。系统150包括图1A中提到的所有元件。因此后面对图1B讨论是为了帮助理解那些在图1A中提到但是没有特别说明的部件。尽管如此，如下面所述，一些部件可能会以与图1A中描述不同的方式工作。更具体地说，充电环126可能给通过的每个液滴120充电。另外，偏转板128可以用于控制如箭头152和152’所示的每个液滴120的轨迹。
从某个方面来说，偏转板128可以通过改变加在上下偏转板上的静电电荷电平来控制液滴120的轨迹。例如如果给液滴120充以负电荷，则可以这样改变液滴120的轨迹，使得液滴120落在或者冲击基片上较高的位置。在这个例子里，上偏转板充以正电位而下偏转板充以负电位，使得液滴120将被上偏转板吸引而被下偏转板排斥。
如图1B所示，部分液滴120如那些不需要的液滴120’可以通过改变它们的如箭头所示的轨迹到收集板130以废弃掉。另外，可以这样控制剩余的液滴120的轨迹，以便利用另外一对正交于偏转板128的偏转板(未显示)使它们沿图1B的垂直面打在基片106的不同的2维位置上，从而实现材料104在基片106的的2个自由度淀积。根据实施例，可以分别沿着进入或平行于图1B的轴移动承载板132。承载板132的额外的二维运动可以一块一块地扩展偏转板128’的二维偏转区域，以便覆盖整个基片106。根据另一个实施例。承载板134可能相对固定并且可以沿着或者在图1B平面内或者进入图1B平面的轴设置多个容器102。从任何意义上说，可以以至少2个自由度在基片106上淀积液滴120。可以通过把液滴120堆积在一起形成多层结构来实现第三个自由度。
图1B也阐释了包括阀门156和容器102的开口158的再充装设备154。再充装设备154可以给容器102加入额外的材料104。再充装设备154包括用于把再充装设备154连接到例如额外材料的供应盒的接口159。
尽管已经解释了包含阀门156和容器102的开口158的再充装设备154，但是，显然，可以使用任何合适的可以把材料104加入容器102的设备而不偏离本发明的范围。这些设备包括诸如盖住开口158的帽、封条、隔膜和类似的物体。另外，也可以使用注射器型设备把材料104注入容器102中而不偏离本发明的范围。
根据本发明的一个实施例，容器102可以包括系统150中的可更换部件。即，例如，可以把容器102可拆卸地安装在拱形部分110上，以便可以在盛装的材料104耗尽或者系统150采用盛装不同材料的不同的容器102时更换容器102。另外一个例子是容器102、拱形部分110和喷嘴108及压电换能器122可以包括可以在上述情况下更换的整体制造的部件。
图1C图示出了用于输送材料到基片上的系统160。系统160包括图1A中提到的所有元件。因此后面对图1C讨论是为了帮助理解那些在图1A中提到但是没有特别说明的部件。图1C相对于图1B而言，两个系统的明显区别是材料104从喷嘴108中喷出的方向。更具体地说，图1C示出开口向下的喷嘴108。
另外，拱形部分110’比起图1A和图1B中的拱形部分110相对高些，根据拱形部分110’的设置，加到材料110’上的压力下降到预设水平以下时，位于拱形部分110’第一边的拱形部分110’的材料104或者流回容器102或者保留在拱形部分110’，位于拱形部分110’第二边的拱形部分110’的材料104通过拱形部分110’的设置而流出喷嘴108。在这方面，拱形部分110’可以完全防止喷嘴108中的材料104干涸或者积累。
尽管图1C中未显示，但容器102可以包括图1B所示并描述的再充装设备154，因此成分相同或者不同的额外的材料104可以加入到容器102。
根据本发明的一个实施例，容器102可以包括系统160中的可更换部件。即，例如可以把容器102可拆卸地安装到拱形部分110’上，以便可以在盛装的材料104耗尽或者系统160采用盛装不同材料的不同容器102时更换容器102。另外一个例子是容器102、拱形部分110’和喷嘴108及压电换能器122可以包括可以在上述情况下更换的整体地制造的部件。
图1A-1C一般性阐释了把材料104加载到基片106上的几个实施例。根据本发明的这些实施例。系统100、150、160使用的材料104可能包括蚀刻剂用于消除选择区域的材料。例如，可以把蚀刻剂涂敷到覆盖有不需要材料的区域。蚀刻剂接触不需要的材料然后通过热或者光把它蒸发掉。或者，在第二种材料上加上第一种材料，此时第一种材料将第二种材料氧化，使第二种材料绝缘。
根据本发明的其他实施例，系统100、150、160可以以不同的方式参与电子电路的制造。例如系统100、150和160可以用于在基片上涂敷掩模层或者抗蚀剂。掩模层或者抗蚀剂可以用于传统的光刻工艺。
图2是基于本发明一个实施例的用于输送材料到基片上的控制方案202的示意性框图200。应当理解的是下面的描述是控制方案202的一种配置方案但只是控制方案202多种可能配置方案中的一种。根据本发明的实施例，控制方案202可以包括任何数量的控制器和存储器，它们配置成操作材料传送系统内的不同部件。另外，应当理解的是框图200可以包括额外的部件且这儿提到的部分部件可以在不偏离本发明范围的前提下进行更换或者去除。
控制方案202包括用于控制材料输送系统如系统100、150、160的操作的控制器204。在这方面，下面对控制方案202的讨论涉及系统100、150、160中的部件。应当理解的是以系统100、150、160的部件为参考是为了阐明和理解本发明的不同的实施例并不是为了限制本发明。因此也应当理解的是控制方案202可能用于那些具有与系统100、150、160不同的配置的系统。
控制器204可以控制包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)及类似的部件。控制器204可以与电源206连接并提供给材料输送系统中一个或多个部件提供不同的电压。例如、控制器204可以通过改变供给压力施加装置的电压大小控制压力施加装置208施加到材料上即材料104的压力大小。
控制器204可以与存储器210连接以提供赋予控制器204操作材料系统功能的计算机软件的存储空间。存储器210可以是易失性和非易失性存储器如DRAM、EEPROM、闪存及类似器件的组合。存储器210也可以设置成用于存储数据/信息以适用于那些用不同材料输送系统形成不同电路的方式。
基于存储在存储器210的算法或者软件，控制器204可以操作材料输送系统的部分或者所有的部件。如上所述，控制器204可以通过控制压力施加装置208(例如压力施加装置112)来控制施加到材料上的压力量。在这方面，可以本质上控制来自喷嘴的出来的流体柱长度和喷出速度。另外，控制器204可以操作加热元件212诸如加热器124来控制诸如容器102内材料的温度。控制器204可以通过改变供给加热器212的电压来控制加热元件212。另外，在材料输送系统使用不同材料所需要的温度信息可以存储在存储器210。控制器204可以存取这些信息并控制加热元件212根据容器内所盛装的材料产生不同的热量。
控制器204可以用于控制压电换能器214例如压电换能器122的工作。压电换能器可以与控制器204有电气连接且控制器204可以通过改变供给压电换能器的电压和频率来改变压电换能器的工作。控制器204可以存取存储器210中的信息例如查询表(未显示)来得到为获得需要的振荡而必需的电压和频率之间的关系。这种信息也可以包括适用于不同材料所需要的电压和频率的相关数据。
控制器204可以与充电环216如充电环126、偏转板218如偏转板128进行电气连接。控制器204可以用于控制供给充电环126和偏转板218的静电电荷。从某个方面来说控制器可以控制供给充电环126和偏转板218静电电荷的极性和电平。控制器204因此可以在液滴穿过充电环时候控制供给液滴如液滴120电荷。另外如上所述控制器204可以通过改变供给偏转板218的静电电势来控制带电液滴的轨迹。
在控制方案202中。控制器204可以控制承载板220如承载板132的不同的操作。例如图2所示，承载板220可以包括用于控制承载板220相对于偏转板218的位置的一个或多个执行器。如上所述。可以沿一维或多维的轴控制承载板220以便使液滴可以定位在基片如基片106上不同的位置。控制器204可以控制执行器222以便控制承载板220以非常精确的移动来控制液滴在基片上的定位。
控制器204可以控制供给承载板220的静电充电设备的电压。如上所述，可以向承载板220提供静电电荷以便当液滴接近基片时或者控制其加速或者控制其减速。因此，控制器204可以控制静电电荷的极性和相对强度来改变液滴的加速或者减速。
已经阐述的控制器204通过改变供给这些部件的电压控制某些材料输送系统的部件。根据本发明的一个实施例，控制器204可以通过发送控制信号给这些部件控制某些或者所有的材料输送系统的此类部件。在这方面，某些或者所有的材料输送系统的部件可能含有可以根据来自控制器的指令操作部件的机制。例如此类机制可以包括配置成接收或者处理来自控制器204的指令的各个单独的控制器。
图3解释了基于本发明实施例的一种操作材料输送系统的方法的操作模式300的示范性流程图。应当理解的是下面对操作模式300的描述是本发明实施例应用于实践的一种方案但却是众多不同方案中的一种。对于本专业的技术人员而言操作模式300代表着一般化的解释并且其他的步骤或者现存的步骤可以进行去除、更改或者重新安排而不偏离本发明的范围。
对操作模式300的描述将引用图2中的框图200和相应的图1A-1C中的系统100、150、160的提到的元件。应当理解的是操作模式300既不局限于框图200也不局限于系统100、150和160。应当理解为操作模式300可以以不同于这儿提到的框图200和系统100、150、160的配置而用于实践。
可以在步骤302中响应不同的激励源而启动操作模式300。例如可以通过响应操作员的手动指令、预定的倒计时、对发射信号的接收响应而启动操作模式300。一旦启动，在步骤304，把压力加到容器102中的材料104上。压力的施加可以通过前面详述过的压力施加装置112、228等进行。另外压力施加装置112、208可以在材料104上施加完全一致的压力。一般而言，施加到材料104上的压力大小可能和喷嘴中喷出的流体柱的长度和喷出速度一致。此外，通过借助于压力施加装置112和208施加压力，材料104可以在到达喷嘴108之前引入拱形部分110、110’。同时，如上所述，拱形部分110、110’可能对于防止喷嘴108的阻塞很有用。
在材料104上施加压力一般可以使材料104在通过拱形部分100、110’后如步骤306所示从喷嘴108中喷出。此外，在步骤308，通过由从喷嘴108喷出的材料104形成的流体柱118产生声波。可以由设置在喷嘴108附近的压电换能器122、214产生声波。流体柱118由于前述的瑞利不稳定性断裂成液滴120。
在步骤310，来自流体柱118的一个或多个液滴120由充电环126、216充电。液滴120接受电荷的方式在前面已经详细描述。液滴120穿过充电环126、216后穿过一对偏转板128、218。偏转板128、218一般用于改变带电液滴120的轨迹。
在步骤312，控制器204可以确定是否应当废弃某些或者所有液滴。例如那些被确定为不需要淀积到基片108上的某些或者全部液滴120可能被废弃掉。如果控制器204确定了某些液滴120要被废弃，那么，在步骤314，控制器120可以控制偏转板128、218发射静电电荷使得所述被确定的液滴120被偏转到收集板130。如果控制器204确定没有液滴120需要废弃或者这些液滴是要送达基片的，那么，在步骤316，控制器204可以确定接受了电荷的液滴120的轨迹是否需要改变。控制器204可以确定，要改变所述各液滴120中某些液滴的轨迹以便改变它们在基片108上的位置。
如果控制器204确定要改变液滴120中一个或多个液滴的轨迹，那么，在步骤318，控制器204可以操作偏转板128、218发射静电电荷改变所需的液滴120的轨迹。例如可以通过改变偏转板128、218上的静电电荷的极性和数量来实现。
在步骤320中，控制器204可以确定应当改变液滴120中一个或多个液滴的速度。更具体地说，控制器204可以确定在到达基片108之前对所述液滴120中一个或多个液滴是加速还是减速有利。如果要改变所述液滴120中一个或多个液滴的速度，那么，在步骤322，控制器204可以控制承载板132、220上的静电充电设备224发射静电电荷。为了加速液滴120，控制器204可以控制静电充电设备224产生和液滴120上的所带电荷相反的静电电荷。相反，为了使液滴120减速，控制器204可以控制静电充电设备224产生和液滴120上的所带电荷相同的静电电荷。
在步骤324，控制器204可以确定是否要移动基片108。例如，控制器204可以确定将在系统内移动基片108，在该系统中要求移动基片108以便于液滴120定位在基片108上的不同位置。这种类型的配置中，控制器204可以确定基片108的移动以允许液滴120可以定位在基片108上的不同位置例如产生电子电路元件。在步骤326，如果控制器204确定基片108需要移动，那么，控制器204可以操作承载板132、220上一个或多个激励源222来对基片108重新定位。否则控制器204可以确定操作模式300是否继续到步骤328。
如果确定操作模式300要继续，那么，可以在任何合适的时段(例如不确定地直到电路制造完成为止等等)重复步骤304-328。另一方面，如果确定要在一段时间过后、电路完成等情况下不中止操作模式300，那么，可以在步骤330结束操作模式300。如上所述，容器102中的拱形部分110、110’可以用于防止材料在喷嘴108中滞留。因此操作模式300可以中断相当长的时间而不必考虑喷嘴108的阻塞问题。
图3中的操作模式300的这些操作可以以实用程序、程序或子程序的形式被包含在任何所需的计算机可存取介质中。此外，可以通过活动的和非活动的各种计算机程序来实施操作模式300。例如它们可以以软件程序的形式存在，所述软件程序包括源代码、可执行代码或者其他格式的程序指令。上述任何一种程序指令都可以在计算机可读介质上实施，所述计算机可读介质包括压缩或者非压缩形式的存储设备和信号。
示例性计算机可读存储设备包括传统的计算机系统RAM、ROM、EPROM、EEPROM和磁或者光盘或者磁带。不管是否利用载波进行了调制，示例性计算机可读存储信号是这样的信号主导或者运行所述计算机程序的计算机系统可以存取该信号，包括从互联网或者其他网络下载的信号。上述计算机可读程序的具体的例子包括CD-ROM上分发的或者通过互联网下载的程序。在某种意义上，互联网本身作为一个抽象的实体是一个计算机可读介质，同样的概念对计算机网络也是正确的。因此应当理解的是任何具备执行以上所述能力的电子设备可以执行上面列举的那些功能。
计算机系统400包括一个或多个控制器如处理器402。所述处理器可以用于执行操作模式300中所描述的部分或者所有步骤。来自处理器402的指令和数据通过通信总线404进行通信。计算机系统400还包括主储存器406例如用于控制方案202执行时所用的程序代码所在的存储器210、随机存取存储器(RAM)以及二级存储器408。二级存储器408包括一个或多个硬盘410或者可拆装存储驱动器412如软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、闪存卡/棒存储器等等，控制方案202的程序代码在这里上载或者存储。
可拆装存储驱动器410以众所周知的方式读写可拆装存储单元414。用于输入和输出设备包括键盘416、鼠标418、触摸屏或者唱针(未显示)和显示器420。显示适配器422可以和通信总线420连接并且可以接收来自处理器402的显示数据然后将显示数据转换成用于显示器420的显示指令。处理器402可以通过网络适配器424在网络、互连网、LAN等等进行通信。
对于本专业的技术人员来说计算机系统400内其他已知的电子元件也可以增加或者替换。计算机系统400包括用于数据中心的架构的系统板或架、传统的“白盒子”服务器或者计算机设备等等。此外，图4中一个或多个部件可能是可选的(例如，用户输入设备、二级存储器等等)
通过实施根据本发明实施例的系统和方法，可以以相对简单有效的方式制造电子电路。用于从容器喷射材料的装置将不会受到与用于把电路材料印刷在基片上的已知的机制相关联的缺点的影响。因此基于本发明实施例的系统和方法可以采用广泛范围的材料进行电路制造，例如半导体材料、金属、介质、钝化和保护涂层材料、蚀刻剂、反应物等等。与本发明提到的已知的通过连续材料流输送材料的系统相比，输送材料到基片上的时间相对缩短。
本文描述和阐释了本发明的实施例及一些变型。这里使用的术语、描述、图表仅仅是为了解释而不意味着限制。本专业的技术人员会认识到在本发明的范围和精神范围内可以有很多变化，本发明的范围和精神将由下面的权利要求书及其等效物限定，在本发明的范围和精神内，这里的术语有最广泛的合理的意义，除非另外指明。
权利要求
1.一种输送材料(104)到基片(106)上的系统(100、150、160、202)，所述系统(100、150、160、202)包括喷射组件，所述喷射组件包括盛装所述材料(104)的容器(102)，所述容器(102)具有所述材料(104)从所述容器(102)喷出时所经过的喷嘴(108)；位于所述容器(102)和所述喷嘴(108)之间的拱形部分(110，110’)，其中，所述材料(104)经过所述拱形部分(110，110’)和所述喷嘴(108)从所述容器(102)喷出；用于在所述容器(102)内的所述材料(104)上施加压力的压力施加装置(112，208)，其中，所述材料(104)借助于所述压力施加装置(112)施加的压力从所述容器(102)喷出，从而从所述喷嘴108产生所述材料(104)的柱(118)；以及设置在所述喷嘴108附近用于产生压力调制(122，214)的装置，所述压力调制装置(122，214)配置成对从所述材料柱(118)形成液滴(120)的过程进行调节；充电环(126，216)，所述液滴(120)穿过所述充电环(126，216)，所述充电环(126，216)配置成在选中的液滴(120)上感生电荷；以及用于改变带电液滴(120)的轨迹的一个或多个偏转板(128，218)。
2.如权利要求1所述的系统(100，150，160)，其特征在于还包括配置成承载所述基片和所述喷射组件之一或者两者的承载板(132，220)，所述承载板(132，220)配置成以二维或者二维以上的形式移动，从而移动所述基片(106)；以及用于向所述承载板(132，220)输送静电电压的静电电压输送设备(224)，其中，静电电压输送到所述承载板(132，220)以便改变所述液滴(120)冲击所述基片(106)的速度。
3.如权利要求1和2中任何一个所述的系统(100，150，160，202)，其特征在于还包括位于所述一个或多个偏转板(128，218)和所述基片(106)之间的收集板(130)，所述收集板(130)用于接收不需要的液滴(120’)，所述收集板(130)配置成把接收的液滴(120’)引导到废物区和所述容器(102)中的至少一个。
4.如权利要求1-3中任何一个所述的系统(100，150，160，202)，其特征在于所述材料(104)包括半导体材料、金属、介质、钝化材料、保护涂层材料、蚀刻剂、掺杂剂、反应剂中的一种或者多种材料。
5.一种淀积材料(104)到基片(106)上的方法(300)，所述的方法包括施加(304)压力(112)到容器(102)中的材料(104)上，所述压力(112)使所述材料(104)流过拱形部分(110，110’)并以流体柱(118)的形式流出喷嘴(108)；在整个所述流体柱(118)上产生压力调制(308)，以便对从所述流体柱(118)形成液滴(120)的过程进行控制，所述液滴(120)沿着从所述流体柱(118)开始的飞行路径行进；对一个或多个所述液滴(120)充电(310)；以及改变(314，318)所述一个或多个带电液滴(120)中的至少一个带电液滴的飞行路径。
6.如权利要求5所述的方法(300)，其特征在于还包括确定(312)是否要废弃所述一个或多个带电液滴(120)中的至少一个带电液滴；以及其中，改变(314)所述一个或多个带电液滴(120)中的至少一个带电液滴的飞行路径的所述步骤包括改变要废弃的一个或多个液滴的飞行路径以便将所述要废弃的一个或多个液滴引导到收集板(130)。
7.如权利要求5和6中任何一个所述的方法(300)，其特征在于还包括在所述一个或多个液滴(120)淀积到所述基片(106)上的步骤之前确定(320)是否要改变所述一个或多个液滴(120)淀积到所述基片(106)上的速度；以及对改变所述一个或多个液滴(120)淀积到所述基片(106)上的速度的决定作出响应而改变(322)所述一个或多个液滴(120)的速度。
8.如权利要求7所述的方法(300)，其特征在于还包括施加具有和所述一个或多个液滴上的所带电荷相同极性的静电电荷(322)以降低所述一个或多个液滴(120)的速度；以及施加具有和所述一个或多个液滴上的所带电荷相反极性的静电电荷(322)以提高所述一个或多个液滴(120)的速度。
9.一种输送材料(104)到基片(106)上的系统(100，150，160，202)，所述系统(202)包括用于盛装所述材料(104)的装置(102)；用于在所述材料(104)上施加压力的装置(208)；用于从盛装所述材料(104)的所述装置(102)中喷出所述材料(104)的装置(108)；引导装置(110，110’)，用于把所述材料(104)从盛装所述材料(104)的装置(102)引导到喷出所述材料(104)的装置(108)，其中，引导所述材料(104)的所述引导装置(110，110’)包括拱形形状；用于从由喷出所述材料(104)的所述装置(108)喷出的流体柱(118)产生基本上均匀的液滴(120)的装置(122，214)；以及用于对所述液滴(120)进行选择性充电(126，216)的装置。
10.如权利要求9所述的系统(100，150，160，202)，其特征在于还包括用于沿着至少一维的平面移动所述基片(106)的装置(132，220)，其中，用于移动所述基片(106)的所述装置(132，220)包括用于把静电电荷加到所述移动装置(132，220)以便改变带电液滴接近所述基片(106)的速度的装置(224)。
全文摘要
一种输送材料(104)到基片(106)上的系统(100，150，160，202)包括具有盛装材料的容器(102)的喷射系统，容器包括材料从容器中喷出经过的喷嘴(108)。拱形部分(110，110’)位于容器和喷嘴之间。材料经过拱形部分和喷嘴从容器喷出。系统还用于在容器(102)中的材料上施加压力的装置(112，208)，其中，材料(104)借助于压力施加装置(112，208)施加的压力从容器中喷出从而从喷嘴(108)形成流体柱(118)。产生压力调制的装置(122，214)设置在喷嘴(108)附近并用于从流体柱(118)中形成液滴(120)。系统还包括在液滴从充电环(126，216)通过时在选中的液滴(120)感生电荷的充电环(126，216)。一个或多个偏转板(128，218)用于改变带电液滴(120)的轨迹。
文档编号B05D3/00GK1612674SQ200410090538
公开日2005年5月4日 申请日期2004年11月1日 优先权日2003年10月31日
发明者C·C·杨, G·吉布森 申请人:惠普开发有限公司