[0002] 本申请主张2016年9月28日提出申请的美国临时
专利申请第62/400,635 号以及2017年1月18日提出申请的美国临时专利申请第62/447,471号的权利， 所述美国临时专利申请的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本
发明大体来说涉及激光诱发材料印刷，且具体来说涉及用于印刷高粘度 材料的方法及系统。
背景技术
[0004] 激光诱发前向转移(LIFT)技术为制造及修复印刷
电路板(PCB)、集成 电路(IC)衬底、平板显示器(FPD)及其他
电子装置提供诱人的性价比。在 LIFT工艺中，使用激光
光子从源膜(被称为“供体”)朝受体衬底(被称为“受 体”或“接受体”)喷出一定体积的材料。
发明内容
[0005] 本文所述的本发明
实施例提供一种用于设置材料的方法，包括将包含供体 材料的供体膜
定位在距受体衬底预定义距离处，所述供体膜面朝所述受体衬 底。引导激光
辐射的一个或多个脉冲照射在所述供体膜上的给定
位置处，以诱 发由所述供体材料制成的突出部的形成。在所述突出部仍
接触所述供体膜时， 所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体衬底上。通过增加所 述供体膜与所述受体衬底之间的间隔以将所述突出部的所述远尖端从所述供 体膜脱离，而在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。
[0006] 在某些实施例中，将所述供体膜定位在所述预定义距离处的步骤是在引导 所述激光辐射的所述脉冲之后实施，且增加所述间隔的步骤是在所述突出部的 所述远尖端触及所述受体衬底之后实施。在其他实施例中，所述方法包括通过 控制所述供体膜与所述受体衬底之间的所述预定义距离来控制所设置的所述 供体材料的量。在又一些实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括 基于所述预定义距离来设定所述激光脉冲的至少一个参数。
[0007] 在实施例中，所述方法包括通过以下操作在所述给定位置处所设置的所述 供体材料的顶部上设置额外供体材料：(i)在不施加所述激光辐射的额外脉冲 的条件下，将所述供体膜重新定位在所述预定义距离处，以及(ii)再次增加 所述供体膜与所述受体衬底之间的所述间隔。在另一实施例中，所述方法包括 通过执行以下操作中的一个或多个在所述受体衬底上设置所述供体材料的连 续图案：对所述激光辐射的射束进行空间塑形；以及引导所述激光辐射的一个 或多个额外脉冲照射在所述供体膜上距所述给定位置预定义间距处。在又一实 施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲包括使所述激光辐射进行扫描以照射在 所述供体膜上的多个点处。
[0008] 在某些实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括将所述激光辐 射分成多个射束，所述多个射束照射在所述供体膜上彼此分离的多个相应位置 处。在其他实施例中，所述方法包括在最终将所述突出部设置在所述受体衬底 上之前，通过以下操作来形成所述突出部：(i)将辅助衬底定位在距所述供体 膜给定距离处，(ii)通过增加所述供体膜与所述辅助衬底之间的间隔来对所述 突出部进行塑形，以及(iii)移除所述辅助衬底。在又一些实施例中，所述辅 助表面包括所述受体表面的被分配区域。
[0009] 在实施例中，所述辅助表面包括与所述受体衬底不同的衬底。在另一实施 例中，所述供体材料具有在25℃的
温度下高于10,000厘泊的等效粘度等级。 在又一实施例中，引导所述激光辐射的所述脉冲的步骤包括通过将所述脉冲引 导至所述供体膜上的多个不同位置并诱发在所述多个位置处形成多个突出部， 而在所述受体衬底上形成斑点的几何图案，且包括在形成所述突出部之后，通 过增加所述供体膜与所述受体衬底之间的间隔，以将所述突出部的远尖端从所 述供体膜脱离来印刷所述几何图案。
[0010] 在某些实施例中，所述方法包括在不施加所述激光辐射的额外脉冲的条件 下重复印刷所述几何图案。在其他实施例中，所述供体材料包含粘度将于剪切 应
力的作用下减少的给定材料。在又一些实施例中，所述剪切
应力是由激光辐 射照射在所述供体膜上的一个或多个脉冲所引起。
[0011] 在一实施例中，对应
剪切应力的移除，所述给定材料的粘度等级将于介于 100微秒至100毫秒间的时间延迟之后恢复到其预应力等级。在另一实施例中， 所述给定材料包含选自一清单的类型，所述清单是由墨(ink)、糊(paste)、 胶(gel)及包含有粒子的分散物(dispersion)所组成。
[0012] 根据本发明的实施例，另外提供一种用于设置材料的设备，所述设备包括 定位总成及光学总成。所述定位总成用以将包含供体材料的供体膜定位在距受 体衬底预定义距离处，所述供体膜面朝所述受体衬底。所述光学总成用以产生 激光辐射的一个或多个脉冲并引导所述一个或多个脉冲照射在所述供体膜上 的给定位置处，以诱发由所述供体材料制成的突出部的形成。在所述突出部仍 接触所述供体膜时，所述突出部的远尖端触及所述受体衬底并设置在所述受体 衬底上。在形成所述突出部之后，所述定位总成用以通过增加所述供体膜与所 述受体衬底之间的间隔，以将所述突出部的所述远尖端从所述供体膜脱离，而 在所述受体衬底上形成所述供体材料的斑点。
[0013] 结合
附图阅读以下对本发明各实施例的详细说明，将会更充分地理解本发 明，其中：
附图说明
[0014] 图1是根据本发明实施例用于在衬底上进行印刷的激光诱发前向转移 (LIFT)系统的示意性图解；
[0015] 图2是显示根据本发明实施例用于利用LIFT技术来印刷粘性材料的工艺 的步骤的示意性剖视图；
[0016] 图3是示意性地例示根据本发明实施例用于利用LIFT技术来印刷粘性材 料的方法的
流程图；
[0017] 图4是显示根据本发明另一实施例用于利用牺牲衬底来辅助印刷粘性材料 的工艺的步骤的示意性剖视图；以及
[0018] 图5是根据本发明实施例在利用LIFT技术印刷粘性材料的矩阵时的实验 结果的示意性图解。
具体实施方式
[0019] 概述
[0020] 本文以下所述的本发明各实施例提供用于利用激光诱发前向转移(LIFT) 技术来沉积材料的经改进的方法及设备。虽然本文所述的实施例主要涉及具有 高粘度的材料，但所公开技术适用于各种各样的材料及应用。在以下说明中， 为清晰起见，用语“印刷”、“沉积”及“设置”可互换使用。
[0021] 在各种应用(例如电子装置制作中的
粘合剂)中会使用到高粘度材料，高 粘度材料常常(虽然并不一定)被定义为具有在25℃的温度下高于10,000厘 泊(CPS)的粘度等级的材料。原则上，可利用施配技术或丝网印刷将高粘度 材料印刷在衬底上。然而，此类技术通常仅限于印刷直径大于200μm的小点。 此外，视所用材料的粘度而定，此类技术通常仅限于每秒约300个小点或更小 的印刷速率。
[0022] 在某些电子装置(例如移动装置)中，小尺寸外形(form factor)及低重 量是重要的要求。在此类要求下，在印刷粘性材料(例如金属膏、导电粘合剂 (ECA)、非导电粘合剂(NCA)、或
焊料膏(SP))时，重要的是使目标小点 直径小于200μm且优选小于100μm。
[0023] 在某些实施例中，在供体衬底上形成由一种或多种类型的粘性材料(例如 ECA、NCA或SP)制成的供体膜。在实施例中，将供体膜定位在距受体衬底 (例如平板显示器(FPD)、印刷
电路板(PCB)或集成电路(IC)衬底)预 定义距离(例如，1mm)处，使得供体膜的粘性材料面向受体衬底。
[0024] 在某些实施例中，激
光源(例如
二极管激光器)用以以150瓦的功率及1 微秒至10微秒的脉冲宽度辐照出具有915nm
波长的激光脉冲。引导激光脉冲 照射在供体膜上的一个或多个预定义位置处。在激光脉冲中输送的高
能量使供 体膜的粘性材料在照射位置处及供体衬底的近处
汽化。此局部的所形成暂态压 力促成由粘性供体材料制成的突出部的形成，所述突出部从供体膜中朝受体衬 底延伸出。
[0025] 在某些实施例中，将供体膜朝受体衬底移动，直至在突出部仍然还连接至 供体膜的同时使突出部的远尖端触及受体衬底的表面为止。接着，将供体膜远 离受体衬底移动，以便使突出部从供体膜扯下，从而将粘性材料从突出部的远 尖端印刷在受体衬底上。(举例来说，以上说明涉及移动的供体及静止的受体。 作为另一选择，可通过移动受体并保持供体静止或通过移动供体及受体两者来 改变供体与受体之间的距离。)
[0026] 在某些实施例中，将被印刷在受体衬底上的供体材料的量由以下两者之差 决定：所诱发突出部的最大长度(在将受体衬底定位在距供体膜足够大的距离 处以使得突出部不能触及受体衬底时获得)、以及在供体膜与受体衬底之间设 定的最小距离。在这些实施例中，只要供体膜与受体衬底的上表面之间的距离 超过突出部的最大长度，供体材料就不会被印刷在受体衬底上。
[0027] 为在受体衬底上印刷小于100μm的斑点，在形成突出部之后，可将供体 膜定位在距受体衬底比突出部的最大长度稍小的距离处且接着缩回以印刷出 所述斑点。
[0028] 在某些实施例中，可在受体衬底上印刷粘性材料，以形成具有所需三维 (3D)形状的所印刷小点。举例来说，可在不
水平移动供体膜或受体衬底的 情况下通过多次重复上述印刷序列而在受体衬底上印刷例如柱等的3D结构。 在此实施例中，每次应用所述序列便会在已形成的柱的顶部上形成额外的一层 粘性材料，因此使得能够形成高且窄的柱，也被称为高纵横比(HAR)柱。
[0029] 在某些实施例中，所公开技术可用于印刷粘性材料的线或其他细长图案， 而并非仅印刷小点。可例如通过将激光射束塑形成具有所需空间图案及/或通 过使激光射束在供体膜之上移动以印刷一系列局部交叠的粘性材料小点来执 行图案的印刷。
[0030] 在某些实施例中，可使用牺牲衬底来对突出部的横截面进行塑形。举例来 说，在某些情况中，所形成突出部的实际横截面具有与规划尺寸不同的尺寸。 在此类情况中，可将牺牲衬底压抵突出部的远尖端并将牺牲衬底以受控方式拉 离供体膜，以将突出部塑形成所需尺寸。接着，将被塑形突出部施加至实际受 体表面，以进行印刷。
[0031] 所公开印刷技术可用于制作各种装置，例如手持式装置、
移动电话、物联 网(IoT)装置、或其他移动装置、或者具有小尺寸外形及低重量的任何适合 装置。此外，通过使用所公开技术，可因印刷速率提高至10倍而在制作此类 装置时实现显著的成本降低。
[0032] 系统说明
[0033] 图1是根据本发明实施例的激光诱发前向转移(LIFT)系统10的示意性 图解。
[0034] 在某些实施例中，系统10用以在
电子电路的衬底24(在本文中被称为受 体板12，例如平板显示器(FPD)、印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)衬 底，其被固持在安装表面14上)上印刷各种材料。在LIFT工艺中，板12在 本文中也被称为“接受体”或“受体”。本文所用用语“平板显示器”、“FPD”、 “印刷电路板”、“PCB”、“集成电路衬底”及“IC衬底”笼统地指代上面沉 积有材料的任何适合的衬底。
[0035] 在某些实施例中，系统10用以沉积具有在25℃的温度下高于10,000厘泊 (CPS)的等效粘度等级的材料，例如粘合材料、导电粘合剂(ECA)、非导 电粘合剂(NCA)、焊料膏(SP)、或者金属膏(纳米微粒金属膏或微米微粒 金属膏)、或介电膏。然而，通常，所公开技术并非仅限于任何特定材料。
[0036] 在实施例中，系统10包括定位总成18，定位总成18用以通过沿着系统 10的所选轴而线性地移动光学总成16来将光学总成16定位在衬底24的所需 部位之上。在某些实施例中，定位总成18可包括移动桥，所述移动桥用以沿 一个或多个轴(例如，水平轴X、Y及垂直轴Z)移动。在其他实施例中，定 位总成18可包括移动载台。作为另一选择，可使用其他适合的技术来使定位 总成18及板12相对于彼此移动。控制单元27控制系统10的数个功能，例如 光学总成16及定位总成18的操作。
[0037] 控制单元27通常包括通用计算机，所述通用计算机被以
软件编程以实施 本文所述的功能。所述软件可例如经由网络以电子形式被下载至计算机，或者 作为另一选择或另外，所述软件可提供及/或存储在非暂时性有形媒体(例如
磁性存储器、光学存储器或电子存储器)上。
[0038] 现在参照图1的插图38，其是拍摄了光学总成16、供体11及板12的示 意性侧视图。
[0039] 在某些实施例中，光学总成16包括激光器40，例如由北京BWT有限公 司(中国北京丰台区航丰路4A号2层100070)(BWT Beijing Ltd(2nd Fl,No.4A Hangfeng Rd.Fengtai Beijing 100070,China))制成的高功率光纤耦合二极管激 光器(HPFCDL)产品K915FG2RN-150.0W、或者由美国耐恩公司(华盛顿温 哥华98665)(nLight Corporation,Vancouver,Washington 98665)或由此类激光 器的任何其他供应商制成的类似产品。
[0040] 在实施例中，激光器40可以915nm波长及150W功率或任何其他适合 的波长及功率级发射脉冲射束52。在某些实施例中，由激光器40产生的脉冲 可具有1微秒至10微秒的脉冲宽度，从而以150μJ至1.5mJ的能量级辐照供 体11。此种能量级使得能够由供体膜62形成供体材料的突出部，如将在以下 图2中详细绘示。
[0041] 在实施例中，射束扫描总成41将射束52操纵成一个或多个射束54，射 束54经由光学器件44聚焦以形成一个或多个射束43，例如，通过将射束43 分成多个子射束。在实施例中，供体11包括通常由光学透明材料(例如玻璃 或塑料片材)制成的衬底60。光学器件44将每一射束43聚焦成穿过衬底60 的顶表面59，以照射在供体膜62的表面69的所需位置(例如位置23)处。
[0042] 在某些实施例中，射束43诱发从膜62向板12上形成将要作为突出部喷 出的粘性材料。
[0043] 在某些实施例中，射束扫描总成41进一步包括具有适合扫描机构(例如 检流镜)的
扫描仪(图中未显示)，所述扫描仪使射束43以高于3KHz的频 率或任何其他适合的速率进行扫描以诱发图2所示突出部的形成。
[0044] 在实施例中，射束扫描总成41的扫描仪用以使射束43在表面69上进行 扫描，以诱发每秒形成数千个突出部，因此以实质上类似的印刷速率在受体板 12上设置供体材料。
[0045] 在某些实施例中，射束扫描总成41的扫描仪用以将射束43以小于5μm 的典型定位精确度引导至位置23。在实施例中，供体11与板12之间的典型 距离约为1mm或大于1mm。在此距离下，定位总成18用以将光学总成16 及供体11相对于板12以小于10μm的典型定位精确度进行定位。因此，系统 10的总定位精确度支持将膜62的材料以10μm至20μm的典型精确度印刷在 板12上。可利用任何其他适合的扫描与定位总成来进一步改进印刷精确度。
[0046] 在某些实施例中，射束43可在位置23处形成球对称斑点，从而诱发对应 球对称突出部的形成。
[0047] 在其他实施例中，光学总成16用以将射束43塑形成连续横截面(例如线 性横截面)，以诱发在板12上形成连续突出部(例如线或弯曲线段)。
[0048] 在另一实施例中，光学总成16进一步用以将射束43分成多个子射束并引 导射束43的所述多个子射束的多个脉冲照射在表面69上彼此紧密靠近的多个 位置处，以诱发连续突出部的形成，从而使得能够在板12上印刷连续图案。
[0049] 在又一实施例中，在板12上的给定位置(例如，位置23)处印刷第一图 案之后，定位总成18进一步用以将光学总成16及供体11相对于板12进行重 新定位，以在位置23处的同一图案上印刷额外层或者在紧密靠近第一图案处 印刷第二图案。在以下图2至图5中绘示用于印刷的额外实施例。
[0050] 在其他实施例中，系统20可包括任何其他适合类型的激光器40，例如连 续波(CW)调制激光器、准CW光纤激光器、或脉冲宽度范围介于几纳秒与 几百纳秒之间的脉冲光纤激光器(例如，YAG系光纤激光器或镱系光纤激光 器)。此类激光器是例如由IPG光子公司(IPG photonics)或
光谱物理公司 (Spectra-Physics)生产。
[0051] 本文以举例方式绘示系统10的所公开配置及其构件，以例示其中可实施 本文所述技术的环境种类。可利用任何其他适合的装备及配置来类似地实施此 类技术。
[0052] 图2是根据本发明实施例用于使用系统10来印刷粘性材料的多步骤工艺 的示意性剖视图。将图3所示工艺分成三个步骤纯粹是为了使概念清晰起见。
[0053] 现在参照步骤1。在某些实施例中，定位总成18将供体11的膜62定位 在距受体板12被表示为H1的距离(例如，2mm或3mm)处。在实施例中， 膜62包含具有在25℃的温度下高于10,000CPS的等效粘度等级的一种或多种 材料，例如金属膏、粘合材料、ECA、NCA、及SP，如在以上图1中所述。 构成膜62的材料是利用此项技术中已知的任何适合沉积技术被预涂覆在衬底 60上。在实施例中，光学总成16引导射束43照射在膜62上的一个或多个预 定义位置(例如位置23(图1中))处。
[0054] 在某些实施例中，射束43与膜62之间的相互作用会在膜62与衬底60 的界面的照射位置处对膜62的粘性材料进行加热。在实施例中，余热会使得 在界面处形成一个或多个热的气泡(图中未显示)。泡中的气体在照射位置处 对膜62施加压力，从而形成从膜62中朝受体板12延伸出的突出部72。
[0055] 在某些实施例中，膜62包含非
牛顿粘度的材料(例如不遵守牛顿粘度定 律的
流体材料)。所述材料的粘度将于快速的所施剪切应力的作用下递减(通 常是大量地递减)，其中所述剪切应力例如为射束43及膜62之间的相互作用。 此种粘度随剪切应力的出现而降低的现象亦称做“剪切稀化(shear thinning)”。 此种材料的粘度通常会在剪切应力移除后恢复其初始值(即于施加剪切应力 前)。
[0056] 在步骤1的实例中，当射束43照射在膜62上时，膜62于照射位置的剪 切稀化将促使突出部72自膜62朝板12延伸。在射束43自照射位置移除后， 材料的粘度将增加而使突出部72的延伸过程降低至完全停止，此将决定如步 骤1中所示的突出部72的尺寸(如长度)。
[0057] 在某些实施例中，突出部72的长度取决于射束43的特性(如射束的能量 或脉冲宽度)以及包含膜62的非牛顿粘度材料的性质。举例而言，具有高初 始粘度(如高于10,000厘泊的粘度等级)的非牛顿粘度材料将于剪切应力的 出现显出微小的剪切稀化。
[0058] 在某些实施例中，某些具非牛顿粘度的材料的剪切稀化性质可为随时间变 化的(亦称“
触变性(thixotropic)”)，俾使于剪切应力移除后，其粘度将于一 时间延迟后(而非立即地)恢复其初始值。此时间延迟将称为粘度的“恢复时 间(recovery time)”。
[0059] 在某些实施例中，所选的非牛顿粘度材料的恢复时间需较突出部72达到 其特定长度的总时间短。换句话说，其恢复时间需比L/v的比率短(其中，L 为突出部72的特定长度，而v则为突出部72的的平均进展速度)。
发明人注 意到适合的非牛顿粘度材料的所需恢复时间的代表值大约为100微秒至复数 个10毫秒(例如100毫秒)，以控制突出部72的特定长度和形状如在以上图 1中所述的配置。
[0060] 在某些实施例中，非牛顿粘度材料的性质可透过以下方式被控制：利用适 合的添加剂(如有机分子和粒子)、控制这些材料的酸度等级(PH)、或选用 具有预定分子量的
聚合物。此外，包含奈米粒子(矽或其他金属)的许多分散 物/悬浮液(dispersion)均显示了增强的剪切稀化且伴随著快速的恢复。
[0061] 在某些实施例中，具有非牛顿粘度的材料可以许多适合的形式出现，例如 (但不限于)以墨(ink)、糊(paste)、胶(gel)、或包含有微粒子及/或奈米 粒子的分散物(其中所含微粒子及/或奈米粒子的体积量超过材料总体积的 20％)。这些包含膜62的材料可通过任何本领域中已知的合适沉积技术而预涂 于衬底60上。
[0062] 现在参照步骤2。在实施例中，定位总成18将供体11沿被表示为F1的 方向朝板12移动，并将供体11定位成使得膜62位于距板12小于H1的距离 H2(例如，0.1mm)处，以在突出部72的远尖端与板12的顶表面之间形成 物理接触。应注意，在步骤2处，突出部72的近端仍接触膜62，且突出部72 的远尖端触及受体板12。
[0063] 在某些实施例中，每一突出部72的近端宽于其远尖端。突出部72在膜 62的表面处的近端的直径被表示为D(在对称圆形突出部的情况中)。突出部 72的远尖端的直径通常实质上小于直径D，通常约为几十微米。
[0064] 现在参照步骤3。在某些实施例中，定位总成18将供体11沿被表示为F2 的方向远离板12移动，以将膜62重新定位在距板12距离H1(或任何其他适 合的距离)处。在实施例中，突出部72的远尖端与板12之间的粘附力使突出 部72分成设置在板12上的痕迹74以及保持附着至膜62表面的近端76。
[0065] 在某些实施例中，可以各种方式来控制印刷在板12上的材料量，此材料 量可表明印刷在板12上的痕迹74的尺寸。原则上，利用图2所示三步骤工艺 所印刷的材料量可由以下两者之比决定：突出部72的估计最大可实现长度(在 不以板12作为止挡件的条件下)、以及供体11与受体板12之间的距离。
[0066] 在实施例中，可通过控制激光器40的功率及/或通过控制射束52的脉冲 宽度来控制射束43的总能量。将高能量射束43照射在膜62上有效地增加突 出部72的最大长度，从而得到更大尺寸的痕迹74(假设距离H2相同)。在另 一实施例中，可通过在供体11与受体板12之间设定较小距离H2来获得较大 痕迹74。
[0067] 在以下图5中进一步阐述与控制所印刷痕迹(例如痕迹74)的尺寸有关 的实施例。
[0068] 在某些实施例中，重复图2所示三步骤工艺使得能够将多层痕迹74彼此 上下地印刷。在此实施例中，在每次重复此序列时，便会在先前印刷在板12 上相同位置处的痕迹的顶部上印刷额外的一层痕迹74。举例来说，五次重复 所述序列可使得印刷出由五个垂直堆叠的痕迹74制成的三维(3D)柱。此外， 由于此实施例不需要横向移动定位总成18，因而所述方法支持以每秒数千个 痕迹的印刷速率在板12上快速地印刷3D图案。
[0069] 此外，由于不需要横向移动定位总成18，因而每一痕迹74的定位精确度 仅取决于射束扫描总成41的扫描仪的定位精确度，所述扫描仪通常具有低于 5μm的定位误差。在其他实施例中，在完成痕迹74的印刷之后，突出部76 仍为可用的，且系统20用以在无需在膜62上再施加射束43的条件下通过仅 重复步骤2及步骤3来印刷3D柱。在此实施例中，扫描仪的定位误差得以消 除，且因此，所堆叠痕迹的定位精确度得以进一步改进。此定位精确度使得能 够印刷由多个彼此上下堆叠的痕迹74制成的高且窄的柱(即，高纵横比柱， 如以下所定义)。柱的高度与直径之比在本文中被称为“纵横比”。被视为高纵 横比(HAR)的纵横比实质上大于1。
[0070] 定位精确度的改进使得能够通过垂直堆叠大量小直径圆形(或具有任何其 他适合的形状)痕迹来构造HAR 3D特征。
[0071] 在替代实施例中，供体11是静态的，且在步骤2处，定位总成18将板 12向上(即，朝供体11)移动以在突出部76与板12之间形成接触，且此后， 在步骤3处，定位总成18将板12远离供体11缩回以在板12上印刷出痕迹 74。
[0072] 图3是示意性地例示根据本发明实施例用于利用LIFT技术来印刷粘性材 料的方法的流程图。所述方法以在供体定位步骤100处，定位总成18将供体 11定位成使得膜62位于距受体板12预定义距离H1处而开始。
[0073] 在突出部形成步骤102处，激光器40辐照出射束43，射束43照射在膜 62上的所需位置(例如位置23)处，以形成突出部72。在实施例中，射束扫 描总成41用以使射束43在表面69之上的数千个位置处进行扫描，以使射束 43照射在表面69上彼此分离的对应位置(例如位置23)处，以形成数千个突 出部72，而无需沿水平轴X、Y移动供体11。在供体牵拉步骤104处，定位 总成18牵拉供体11，以在供体11的膜62与板12之间设定距离H2且在突出 部72与板12之间形成物理接触。在使所述方法结束的缩回步骤106处，定位 总成18将供体11远离板12缩回，以在板12上印刷出痕迹74。
[0074] 在某些实施例中，所述方法可循环回至供体牵拉步骤104，以开始其中在 不在表面69上施加射束43的额外脉冲的条件下在痕迹74的顶部上印刷另一 层痕迹的后续印刷循环。
[0075] 在其他实施例中，所述方法可循环回至突出部形成步骤102，以开始其中 通过使射束43进行扫描以在供体上的位置23处施加脉冲而在痕迹74的顶部 上印刷另一层痕迹的后续印刷循环。在实施例中，多次重复图3所示方法(在 再施加或不再施加射束43的条件下)使得能够形成HAR 3D柱，如在以上图 2中所述。
[0076] 图4是显示根据本发明实施例用于利用牺牲衬底70来辅助印刷粘性材料 的三步骤工艺的示意性剖视图。图4绘示具有三个工艺步骤的序列纯粹是为了 使概念清晰起见。实际上，所述序列可包括多于三个骤以及子步骤或包括更少 步骤。
[0077] 现在参照步骤1。在某些实施例中，射束43照射在膜62上且诱发突出部 77的形成。在步骤1的实例中，突出部77具有被表示为L1的典型长度，且 其远尖端具有被表示为D1的典型直径。L1短于所需长度L2(显示于步骤2 中)，且D1宽于远尖端的所需直径D2(显示于步骤2)。在实施例中，突出部 77的远尖端的直径(或宽度)通常决定小点(例如痕迹74)的印刷直径。
[0078] 在本实例中，L1小于0.1mm，且D1宽于50μm，而这两个值均为在对 膜62的粘性材料实施所需印刷工艺时所需要的值。
[0079] 不适合的长度L1及/或直径D1可能是例如因以下原因所致：射束43的 能量不足、构成膜62的材料的粘度过高、在射束43的影响下膜62的材料在 快速
剪切速率下的流变行为、或任何其他原因。
[0080] 现在参照步骤2。在某些实施例中，定位总成18将辅助衬底(在本文中 被称为牺牲衬底，例如空白衬底70)定位在供体11下方。在实施例中，定位 总成18将供体11朝衬底70移动，使得突出部77的远尖端接触衬底70的上 表面。接着，定位总成18将衬底70以受控方式远离供体11缩回，使得突出 部77的远尖端与衬底70之间的粘附力能够对突出部77的长度及宽度进行塑 形。
[0081] 现在参照步骤3。在某些实施例中，衬底70的缩回以及突出部77的远尖 端与衬底70之间的粘附力使突出部77被分成设置在衬底70上的痕迹78并将 近端80塑形成长度L2及直径D2，即为重新开始印刷过程所需的形状。
[0082] 在实施例中，在对近端80进行塑形之后，通过定位总成18(或作为另一 选择，由操作者)从系统10移除并由以上图2所示受体板12来替换衬底70。 在实施例中，定位总成18将供体11朝板12移动至小于L2的距离以使得板 12的顶表面接触近端80的远尖端，且接着将供体11以可控方式远离板12缩 回，以印刷出痕迹，例如以上图2所示痕迹74。(图4中未显示这些中间步骤， 但以上在图2所示步骤2及步骤3中已阐述了实质上类似的操作。)应注意， 如在步骤2及步骤3中所示，将突出部的长度从L1塑形至L2且将突出部的 远尖端的直径从D1塑形至D2使得能够在受体板12上以小于50μm的所需直 径印刷小点，例如痕迹74。
[0083] 在替代实施例中，可在板12的
指定位置上而非使用专用的牺牲衬底70 来实施步骤2及步骤3。换句话说，可分配受体板12上的某一区域来充当牺 牲区域。此实施例消除了对使用衬底70的需要。
[0084] 在某些实施例中，在步骤3之后，可使用供体11及由突出部80形成的阵 列作为用于印刷的模板图案。在实施例中，可例如通过如上所述在板12上的 预定义位置处多次重复印刷过程来制作一个或多个HAR 3D柱。在另一实施例 中，可通过在板12上(除预定义位置之外的)多个位置中的每一个处实施印 刷过程而在这多个位置处印刷模板图案。在此实施例中，定位总成18沿水平 轴X、Y将供体11移动至所述多个位置中的一个。在将供体11定位在所需位 置处之后，定位总成18将供体11(例如，沿Z轴)朝板12移动成接触突出 部80，随后如上所述将供体11远离板12缩回。通过在所述多个位置中的每 一个处至少一次地重复此种移动(沿X轴、Y轴)与印刷序列，系统10可在 这多个位置处印刷出步骤3的模板图案。
[0085] 图5是根据本发明实施例在利用LIFT技术印刷粘性材料的矩阵90时的 实验结果的示意性图解。在某些实施例中，矩阵90包括衬底91，衬底91在 系统10中被定位成使得其顶表面面向供体膜，例如在以上图2及图4中所示 的供体膜62。在本实例性实验中，系统10用以诱发一系列突出部(图中未显 示)以在衬底91上印刷出小点矩阵。供体膜与受体衬底并不彼此平行，即， 供体膜与受体衬底之间的距离并非是恒定的，因此小点的尺寸不同。用语“痕 迹”与“小点”在本文中可互换使用。
[0086] 被印刷在衬底91上的小点具有实质上小于100μm的最小尺寸以及大于 100μm的最大尺寸。在矩阵90的实例中，供体与受体衬底之间的距离(在本 文中被表示为“H”)随着在矩阵90上从左下
角向右上角行进而增大。举例来 说，左下角处的最小距离是0.1mm，且右上角(被标记为92)处的最大距离 是约0.2mm。在图中，三个实例性小点被表示为94、96及98，其分别具有 115μm、55μm及82μm的直径。
[0087] 图5所示实验结果示范可如何通过在供体与受体表面之间设定距离来控 制所印刷小点的尺寸。如以上所提及，可在使供体膜平行于受体衬底的条件下 获得类似结果，且可通过调节射束43的能量来设定突出部的长度(在本文中 被表示为“L”)。在某些实施例中，H与L之比决定所印刷小点/痕迹的尺寸(例 如，直径)。当H的值小于L的值时，比L/H越大，所印刷小点的尺寸就越大。 当H的值大于L的值时，不会印刷出小点。
[0088] 因此，应了解，以上所述的实施例是以举例方式叙述，且本发明并非仅限于本 文以上所特别显示及描述的内容。相反，本发明的范围包括本文以上所述的各 种特征的组合及子组合以及所属领域的技术人员在阅读前述说明之后将设想 到并且
现有技术中尚未公开的其变化形式及
修改。本专利申请中以引用方式并 入的文献应被视为本申请的组成部分，而当这些所并入的文献中所定义的用语 与本
说明书中所明确或暗含的定义相冲突时，应仅考虑本说明书中的定义。
