[发明专利]以高的点定位精度进行印刷的方法

说明书

背景技术

印刷电路板或PCB是从普通的传呼机、或寻呼机和无线电到复杂的雷达和计算机系统中出现的将电子部件互联起来的自包含模块。该电路通常由在已知为基板的绝缘板的表面上沉积或“印刷”的导电材料的薄层形成。各个电子部件安放在该基板的表面上并焊接到该互联电路上。沿着该基板的一个或多个边缘的接触指(contact finger)用作与其它PCB或者与外部电子装置、诸如断通开关的连接器。印刷电路板可以具有执行单个功能、诸如信号放大器或执行多个功能的电路。

两种其它类型的电路组件与该印刷电路板相关。集成电路，有时候称为IC或微芯片，执行类似于印刷电路板的功能，不同的是IC包含更多的电路和部件，它们通过电化学方法“生长”在非常小的硅芯片的表面上的适当位置中。混合电路就像该名称所暗示地那样看起来类似于电路板，但是它包含一些生长到基板表面上而不是安放在该表面并焊接的部件。

电路的喷墨印刷是一种新兴技术，其试图通过使用简单的印刷操作来替代昂贵的光刻工艺从而减少与生产相关的成本。通过将图案直接印刷到基板上，而不是使用常规制造中所使用的精密并耗时的光刻工艺，印刷系统可以显著降低生产成本。该印刷图案可以包括实际电路特征(即将要包括到最终电路中的元件，诸如薄膜晶体管的栅极和源极以及漏极区域、信号线、光电装置部件等)，或者其可以是用于随后的半导体(例如蚀刻、离子注入等)的掩模。

可以使用印刷的蜡质图案作为生成PCB的铜蚀刻掩模。激光直接成像(LDI)是当前用于此用途的一种无需掩模的光刻方法。其使用激光将图案的光栅图像直接写在光致抗蚀剂上。为了使其具有成本效益，需要具有适应特别高速度的抗蚀剂。而且，没有用于使用激光直接成像的焊接掩模构图的适合方法，其在PCB制造中是最后的至关重要光刻步骤。

通常，电路印刷包括沿着越过固体衬底的单个轴(即“印刷行进轴”)以光栅位图形式沉积印刷溶液(通常为有机材料)。打印头、尤其是这些打印头中组合的喷射器排列针对沿着印刷行进轴进行印刷而优化。图案的印刷以光栅方式进行，打印头“印刷通过”穿越衬底，同时打印头内的喷射器分配印刷溶液的独立液滴到衬底上。在每次印刷通过结尾，在开始新的印刷通过之前，打印头相对于衬底的位置常常垂直于印刷行进轴调整。打印头以这种方式持续进行印刷通过穿越衬底，直到电路图案被完整印刷。

一旦从该打印头的喷射器分配之后，印刷剂微滴就通过湿润作用将它们自己附贴到该基板上，并在适当的位置凝固。通过凝固和湿润的竞争处理支配该沉积材料的尺寸和形状。在印刷相变材料的情况下，当该印刷微滴将其热能散失到该基板并回归到固态时就出现凝固。在另一种情况下，印刷诸如有机聚合物的胶体悬浮物以及溶剂或载质中的电子材料的悬浮物，并将其湿润到基板上得到印刷特征。该印刷溶剂和基板的热状态和材料属性、以及该环境空气条件共同决定所沉积的印刷溶剂从液体转换为固体的比速率。

点定位精度对于半导体制造过程时极其重要的。无法具备良好的点定位精度可能导致图形化的缺陷，这可能降低产量并且导致不一致的器件性能。

为了具有高的点定位精度，十分希望打印头具有均匀间隔的喷射器，具有希望的间距或者多个希望的间距。因此，具有一行均匀间隔喷射器的打印头是常见的。然后这个行相对于处理运动方向旋转，从而可以调整喷射器之间的间隔。然而，市场上可以获得的某些商业打印头具有高密度的非均匀间隔喷射器。虽然高密度喷射器是所希望的特征，但非均匀间隔的喷射器却不是。当前，具有非均匀间隔喷射器的打印头被用于特定的系统中，通过选择非显著偏离所希望位置的喷射器并且以低寻址能力进行印刷，以产生高的点定位精度。这限制了能够进行印刷的喷射器数量，因而降低了打印头中具有高密度喷射器的优点。

某些打印头在喷射器位置具有偏移，这可能是故意引入的或者由其它生产限制引起。例如，具有169.32μm喷射器间距(对应于150DPI)的打印头将提供150DPI倍数(600DPI、1200DPI等)的理想印刷点位置。然而，如果某些喷射器不在169.32μm的理想位置而是具有偏移，当以150DPI印刷时所印刷的点将具有由该偏移限制的点定位精度。

因此，需要一种以高的点定位精度进行印刷的方法，使用具有随机/非均匀间隔喷射器位置并且多个打印头粗略对准的打印头。

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