一种印刷半导体集成制造设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是一种集成多种印刷工艺制备半导体电子和光电子器件及电路的一体化设备，即在一台设备中完成电子器件和电路的诸多工艺流程，属于半导体制造设备领域。
【背景技术】
[0002]印刷半导体技术通过印刷工艺制备各种半导体器件与电路，无需高温和真空设备，工艺步骤简单，能够显著地降低设施投入和生产维护成本，缩短生产周期；并有利于基于柔性衬底材料实现质轻、柔韧、可弯曲的电子器件产品应用；并在包括传感单元，电子纸显示背板，射频标志识别标签等方面已经取得了实际的应用。随着人们对电子产品的低价、多样性、及便携性需求的不断增长，印刷半导体将会得到更多的重视和发展。
[0003]薄膜半导体器件主要由导电层，绝缘层，半导体层和封装层构成，现阶段整个工艺流程需在不同的设备中完成，存在对准精度要求高等繁琐的问题，在生产中耗时较长。所以在一个设备中完成薄膜半导体器件的所有的工艺流程可以有集中控制，简化操作，节省时间的优点。通过在不同工艺流程中共用基座，从而不用移动器件基底，实现高精度生产并提尚良品率。
【发明内容】
[0004]本发明目的是，针对薄膜半导体器件的工艺流程的对准繁琐，耗时等问题，提出一种将所有印刷制备半导体电子和光电子器件工艺流程集成在一起的设备，实现集中控制，简化操作并通过共用基座实现快速对准。
[0005]本发明的技术方案是，印刷半导体集成制造设备，包括设备底座(11)，设备底座
(11)上设有横向位移平台(13)、移动基座及加热平台(14)、和柔性基底卷设备(18)用于印刷半导体柔性基底材料的放卷按尺寸切割并固定且能移动、加热，以及柔性基底材料基上印刷半导体集成制造的平台，设备底座上另设有打印系统及UV灯(12)，狭缝挤压式涂布系统(15)，柔性刮刀涂布系统(17)，凹版印刷系统(16)另设有电脑控制系统，用于控制移动基座及加热平台(14)在横向位移平台(13)的移动、定位、工作，打印系统及UV灯(12)，狭缝挤压式涂布系统(15)，凹版印刷系统(16)，柔性刮刀涂布系统(17)的工作。打印系统为喷墨打印系统。
[0006]本发明的有益效果:提供的印刷电子一体机，具有以下优点，
[0007]第一，将所述印刷制备半导体电子和光电子器件的设备:包括打印系统及UV灯
(12)，横向位移平台(13)，移动基座及加热平台(14)，狭缝挤压式涂布系统(15)，凹版印刷系统(16)，柔性刮刀涂布系统(17)，集成到一个设备中，可节省空间，同时降低成本。
[0008]第二，由于所有设施都集成在一起控制，也方便操作。
[0009]第三，由于在选择不同设施工作时，只需通过电脑对移动基座的位置进行控制，不需要移动器件基底，这样在不同工艺制作时，方便对准，也可提高制作精度。
[0010]第四，所述印刷电子集成设备可以根据薄膜器件需要增加或其替换其他所需涂布系统，如丝网印刷系统，凹版印刷系统等。
[0011]通过设计移动基座，将上述系统集成在一起工作，而无需移动器件基底，实现生产过程的快速对准。同时将上述系统控制集成在一个设备中，降低了成本，实现了操作的简化。
【附图说明】
[0012]图1是本发明设备结构示意图；
[0013]图2是柔性基底卷设备示意图。
【具体实施方式】
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[0014]下面结合图1更充分地描述本发明方案。
[0015]本发明结构如图1所示，通过巧妙的设计横向位移平台(13)和移动基座及加热平台(14)，将打印系统(12)，狭缝式挤压涂布系统(15)，凹版印刷系统(16)，柔性刮刀涂布系统(17)，柔性基底卷设备(18)集成在一起工作，而不需要移动器件基底(柔性基底卷设备将柔性基底切割后固定于移动基座上)，从而实现不同工艺制作当中的快速对齐。通过将打印系统(12)，狭缝式挤压涂布系统(15)，凹版印刷系统(16)，柔性刮刀涂布系统(17)，柔性基底卷设备(18)的控制集成在一起，这样可以简化操作，节省时间。
[0016]设备底座(11)上固定有打印系统及UV灯(12)、横向位移平台(13)、美国EDI公司狭缝挤压式涂布系统(Slot Die) (15)，善营自动化有限公司的凹版印刷系统(16)和柔性刮刀涂布系统(17)，柔性基底卷设备(18)。柔性基底卷设备(18)将柔性基底切割后固定于移动基座上:所述柔性基底卷设备(18)为成卷柔性基底材料的放卷或再加按尺寸切割的设备，如图2所示的框切割设备，可根据移动基座大小(或按要求)切割柔性基底卷的柔性基底，并将切割下来的柔性基底利用真空吸附固定在移动基座及加热平台(14)上面。如图2所示。按尺寸切割的设备可以是标尺框架及自动或手动切割刀或框切割。
[0017]横向位移平台(13)之上是移动基座及加热平台(14)，移动基座及加热平台具有真空吸附和加热功能(最高达200°C或更高)。移动基座及加热平台是金属基或陶瓷、玻璃平板，具有(均匀吸附细孔分布)真空吸附表面和加热功能(金属基板上设有PTC陶瓷在金属基平板，温度最高达200°C或更)。
[0018]移动基座及加热平台(14)在横向位移平台(13)上能够精确移动并定位，横向位移平台(13)上设有精密导轨和步进或伺服电机装置。
[0019]打印系统(12)，挤压式涂布狭缝挤压式涂布系统(Slot Die) (15)，凹版印刷系统
(16)和柔性刮刀涂布系统(17)可分别和移动基座及加热平台(14) 一起配合工作。所有控制都集中在一台电脑上，通过移动基座与所要工作的系统相连。还可以根据器件需要增加或替换其他所需系统如丝网印刷系统。所述印刷电子集成设备可制备:有机薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管、光伏薄膜器件等。
[0020]所述印刷电子集成设备通过将打印系统及UV灯(12)、狭缝挤压式涂布系统(SlotDie) (15)、凹版印刷系统(16)、和柔性刮刀涂布系统(17)、柔性基底卷设备(18)的控制集成在一个电脑里，简化操作。
[0021]所述印刷半导体集成制造设备可根据器件工艺需要，增加或替换其他涂布设备如丝网印刷，凹版印刷等。
[0022]本发明可以处理的薄膜器件包括:薄膜晶体管与、光伏器件、有机发光二极管器件等。
[0023]下面以顶栅底接触有机场效应晶体管为例，介绍所述设备工作流程。首先利用柔性基底卷设备(18)将柔性基底切割后固定于移动基座上，第一步打印源漏电极，然后直接在底座上完成退火步骤。打印的时候可在基底的一角打印一原点，方便后面打印栅极时对准。第二步，根据器件材料特性选择挤压式涂布狭缝挤压式涂布(Slot Die) (15)，凹版印刷系统(16)或柔性刮刀涂布(17)中的一种，依次来制作半导体层和绝缘层，每制作一层后可以根据需要使用UV灯进行UV交联，及退火步骤。第三步，打印栅电极，并退火。第四步，封装，可根据需要选择涂布方式。
【主权项】
1.印刷半导体集成制造设备，其特征是包括设备底座(11)，设备底座(11)上设有横向位移平台(13)、移动基座及加热平台(14)和柔性基底卷设备(18)用于印刷半导体柔性基底材料的放卷按尺寸切割并固定且能移动、加热，以及柔性基底材料基上印刷半导体集成制造的平台，设备底座上另设有打印系统及UV灯(12)，设有电脑控制系统，用于控制移动基座及加热平台(14)在横向位移平台(13 )的移动、定位、工作，打印系统及UV灯(12 )的工作。
2.根据权利要求1所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是设备底座(11)上设有狭缝挤压式涂布系统(15)和柔性刮刀涂布系统(17)，电脑控制系统控制狭缝挤压式涂布系统(15 )和柔性刮刀涂布系统(17 )工作。
3.根据权利要求1所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是打印系统为喷墨打印系统。
4.根据权利要求1所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是横向位移平台(13)之上是移动基座及加热平台(14)，移动基座及加热平台具有真空吸附和加热功能，移动基座及加热平台是金属基或陶瓷、玻璃平板，具有均匀吸附细孔分布真空吸附表面。
5.根据权利要求1所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是设有PTC陶瓷或电阻加热器安装于在金属基平板。
6.根据权利要求1-5之一所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是移动基座及加热平台(14)在横向位移平台(13)上能够精确移动并定位，横向位移平台(13)上设有精密导轨和步进或伺服电机装置。
7.根据权利要求1-5之一所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是所述印刷电子集成设备通过将打印系统及UV灯(12 )、狭缝挤压式涂布系统(Slot Di e )(15 )、凹版印刷系统(16)、和柔性刮刀涂布系统(17)、柔性基底卷设备(18)的控制集成在一个电脑。
8.根据权利要求1-5之一所述的印刷半导体集成制造设备，其特征是增加或替换涂布设备包括丝网印刷，凹版印刷。
9.根据权利要求1-7之一所述的印刷半导体集成制造设备用于制备的薄膜器件包括:薄膜晶体管与、光伏器件、有机发光二极管器件。
【专利摘要】印刷半导体集成制造设备，包括设备底座(11)，设备底座(11)上设有横向位移平台(13)、移动基座及加热平台(14)和柔性基底卷设备(18)用于印刷半导体柔性基底材料的放卷按尺寸切割并固定且能移动、加热，以及柔性基底材料基上印刷半导体集成制造的平台，设备底座上另设有打印系统及UV灯(12)，设有电脑控制系统，用于控制移动基座及加热平台(14)在横向位移平台(13)的移动、定位、工作，打印系统及UV灯(12)的工作。通过巧妙设计移动基座，将上述系统集成在一起工作，而无需移动器件基底，实现生产过程的快速对准。同时将上述系统控制集成在一个设备中，降低了成本，实现了操作的简化。
【IPC分类】B41J3-44, B41J3-54
【公开号】CN104608507
【申请号】CN201510035707
【发明人】武倩, 边惠, 郭小军
【申请人】南京华印半导体有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月23日