專利名稱：在小型元件載體的彈性遮罩中形成尺寸精確的狹槽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于小型元件(miniature component)的載體，特別是涉及一種在一個(gè)小型元件載體中形成尺寸精確的狹槽的基于激光的方法，其中該狹槽的形狀被制成可夾住一個(gè)小型元件并將該小型元件保持在一個(gè)受控定向中。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備的功能越來越強(qiáng)大，可以進(jìn)行更廣范圍的作業(yè)。為了防止計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備的尺寸變大，并可高速操作計(jì)算機(jī)及電子設(shè)備，電子電路使用高密度封裝配置的電子元件。此種小型電子元件(一個(gè)固態(tài)電容器)是一個(gè)極為微小的矩形“芯片”，它比一個(gè)米粒還小。圖1示出了一個(gè)具有一個(gè)固態(tài)封閉主體12的芯片電容器10，固態(tài)封閉主體12具有方形或矩形的剖面并由陶瓷或其他電介質(zhì)材料制成。芯片電容器10在封閉主體12內(nèi)具有多個(gè)分隔開的金屬板件(未示出)。每個(gè)交替(每隔一個(gè)，alternae)金屬板件的一個(gè)終點(diǎn)端部被連接到主體12的外部，并且適合于通過一個(gè)金屬化處理過程而形成一對(duì)分隔開彼此相對(duì)的電接觸表面或端部14。利用一種可焊糊狀物在芯片電容器10的一個(gè)或多個(gè)接觸表面14上形成條狀物，該糊狀物被干燥并且接著被燒制，以制造出稍后可直接焊接到電路板上的表面。美國(guó)第5,226,382號(hào)專利描述了一種機(jī)器，其用于將一個(gè)可焊糊狀物的長(zhǎng)條或跡線放置在芯片表面上并將該糊狀物加以干燥，使得該糊狀物稍后可以被點(diǎn)火。這種機(jī)器使用一種金屬載體帶(belt)或卷帶(tape)，其中制有多個(gè)具有狹槽的橡膠遮罩(masks)。該遮罩中的狹槽將芯片容置于適當(dāng)?shù)奈恢弥幸赃M(jìn)行處理，例如用可焊糊狀物覆蓋住該芯片的相對(duì)端部。
一種相當(dāng)新的電子電路芯片由安裝于一個(gè)單一陣列式芯片的多個(gè)電路元件組成，而同時(shí)該單一陣列式芯片可被焊接到多個(gè)不同電子電路中的一個(gè)。這種裝置被稱為一種集成被動(dòng)元件(IPC)或陣列式芯片，因?yàn)槠湎蛋鄠€(gè)或一組電路元件，例如在單個(gè)芯片中堆疊在一起的四個(gè)或五個(gè)獨(dú)立的電容器。
圖2A示出了一個(gè)典型的IPC或陣列式芯片20，其側(cè)壁表面覆蓋有可焊糊狀物的長(zhǎng)條20。陣列式芯片20的總體尺寸為，例如頂面和底面24長(zhǎng)3.2毫米(0.125英寸)、寬1.5毫米(0.060英寸)，相對(duì)的端面26寬1.5毫米(0.060英寸)、高1.0毫米(0.040英寸)，相對(duì)的側(cè)面28高1.0毫米(0.040英寸)、長(zhǎng)3.2毫米(0.125英寸)。圖2B說明了將陣列式芯片20安裝于一個(gè)電子電路中，必須將單獨(dú)的可焊糊狀物長(zhǎng)條22沿著相對(duì)的壁面(例如側(cè)面28(如圖所示)或端面26(未示出))放置、并將糊狀物長(zhǎng)條22焊接到形成于電路板32上的銅跡線30。每個(gè)長(zhǎng)條22的寬度通常是被設(shè)定為0.38±0.18毫米(0.015±0.007英寸)、沿著圖2A中頂面和底面24所示的相鄰壁在每個(gè)長(zhǎng)條的端部具有有一個(gè)0.3±0.18毫米(0.012±0.007英寸)的向下翻折的邊緣。同其他芯片元件一樣，在施加了糊狀物后，該芯片元件會(huì)經(jīng)受一個(gè)用以調(diào)整該糊狀物的熱干燥周期，并在其后會(huì)經(jīng)受一個(gè)燒制周期來將該糊狀物熔接在陣列式芯片20上。
芯片的小尺寸以及該芯片寬度和高度尺寸之間的微小差異增加了裝卸該芯片以及將該芯片插入一個(gè)載體帶或卷帶的遮罩中的重要性。該多個(gè)長(zhǎng)條只能被放置在適當(dāng)?shù)碾娐钒灞砻嫔希⑶以撻L(zhǎng)條的放置需要極為精確地完成。將糊狀物濺在該芯片的其他表面上會(huì)造成一個(gè)一個(gè)短路點(diǎn)，從而顯著地降低了電子設(shè)備的功能。因此，一個(gè)進(jìn)料裝置按照正確的定位和位置將芯片放置在載體卷帶上，并且該芯片被正確地處理以使適當(dāng)?shù)谋砻姹槐┞对谶m當(dāng)?shù)亩ㄏ蛑?，以在一個(gè)特定的精確度內(nèi)接收該糊狀物長(zhǎng)條。
主要有二種類型的小型元件載體用來傳送該元件并且將該元件呈現(xiàn)出來以用于處理。第一類載體是一種環(huán)形帶或卷帶，其一般是被用來傳送比陣列式芯片更大的單一元件芯片(例如電容器芯片10)。該環(huán)形卷帶具有多個(gè)橫向定向的長(zhǎng)形開孔，該長(zhǎng)形開孔被居中地布置在該卷帶的臨界邊緣(marginal edges)之間并且沿著該臨界邊緣被均勻地分隔開。每個(gè)開孔適于以共平面的固定配準(zhǔn)方式接收一個(gè)薄的彈性遮罩，該遮罩具有至少一個(gè)孔口并且優(yōu)選具有一系列孔口，該孔口的尺寸和形狀適于按特定定向接收該芯片，使得該芯片的要用來結(jié)束的端面可以從該遮罩處向外延伸。
第二類載體是一種通常用于傳送陣列式芯片(例如陣列式芯片20)的環(huán)形帶。該帶一般具有一個(gè)由不銹鋼制成的核心，其具有多個(gè)沿該帶長(zhǎng)度方向分隔開的開孔。一種薄的彈性材料(例如硅橡膠)被模塑在該不銹鋼核心上，以形成一個(gè)彈性遮罩。在該模塑過程期間，一個(gè)狹槽被形成在該彈性遮罩中，而其位置使過度模塑(over-molded)的彈性材料覆蓋住該開孔處。
將硅橡膠過度模塑在該帶上是很困難的，因?yàn)楣柘鹉z可以良好地流過模具中的小裂縫。因?yàn)檫@個(gè)原因，形成精確尺寸大小的狹槽開口是很困難的。該陣列式芯片元件是在壓力作用下通過干涉配合而保持在該狹槽之中。一個(gè)0.05毫米(0.002英寸)的所需要的干涉配合標(biāo)稱需要±0.025毫米(±0.001英寸)的狹槽開口的公差范圍。例如，一個(gè)5.1毫米(0.20英寸)厚的陣列式芯片元件通常會(huì)需要一個(gè)0.43到0.48毫米(0.017到0.019英寸)的狹槽開口。一個(gè)小于-0.025毫米(-0.001英寸)的狹槽開口的寬度公差會(huì)導(dǎo)致狹槽過緊，從而造成該狹槽開口的硅橡膠小塊產(chǎn)生偏斜(而不是壓縮)并從而使得被保持在該狹槽中的陣列式芯片元件產(chǎn)生偏斜。而一個(gè)大于0.025毫米(0.001英寸)的狹槽開孔寬度會(huì)使該元件掉落到該帶之外。
使用精確模塑，通常會(huì)在尺寸精確的狹槽開口中提供一個(gè)25％的初始產(chǎn)量，并且必須重做該帶以將產(chǎn)量增加到65％到80％的標(biāo)稱產(chǎn)量基準(zhǔn)。產(chǎn)量表示在處理期間留在它們的相關(guān)狹槽開口中的芯片元件的數(shù)目。芯片元件的厚度尺寸的差異也會(huì)促成以0.05毫米(0.002英寸)的干涉配合所達(dá)到的相當(dāng)?shù)偷漠a(chǎn)量。
因此，所需要的是一種精確形成的方法，其以高初始產(chǎn)量在一個(gè)小型元件載體帶中將狹槽形成為精確尺寸及精密公差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種用于在一個(gè)小型元件載體的彈性遮罩中切割多個(gè)可重復(fù)的、尺寸及形狀精確的狹槽，該狹槽適于夾住小型元件并且將它們保持在一個(gè)受控定向中。
本發(fā)明優(yōu)選是利用一種紫外線(UV)激光束來實(shí)施，該激光束被導(dǎo)向來切穿元件載體遮罩，以形成具有所需形狀的狹槽開口的狹槽，其中該遮罩由薄的彈性材料制成。硅橡膠是一種在小型元件載體的制造中所使用的優(yōu)選的傳統(tǒng)彈性材料。載體帶中的狹槽的形成當(dāng)前是通過注模技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例是使用一個(gè)UV激光束，通過UV燒蝕來形成一個(gè)由彈性材料制成的具有狹槽的彈性遮罩。該彈性材料(優(yōu)選為硅橡膠)的UV燒蝕系確保形成所需形狀和尺寸質(zhì)量的狹槽。在UV激光燒蝕的波長(zhǎng)區(qū)域(大約短于400納米)中傳統(tǒng)彈性材料(包括硅橡膠)的吸收作用不夠強(qiáng)大，不能按商業(yè)上可接受的生產(chǎn)率來切割狹槽。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，該方法必須將一種光線吸收率增強(qiáng)材料引入硅橡膠中，以形成一個(gè)柔性支撐坯體(supportblank)，其操作地充分地吸收激光燒蝕波長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)的光線，并且該方法必須使用一個(gè)UV激光束來切割該狹槽。氧化鐵或二氧化鈦是一種優(yōu)選的染色摻雜物，其用作一種提高光線吸收率的材料。
一個(gè)光束定位器系從一個(gè)控制器中接收指令，該控制器被編程為使該激光束可以用可重復(fù)的、精確尺寸的方式切入遮罩的多個(gè)狹槽中。每個(gè)狹槽的切口具有相對(duì)的側(cè)邊沿，該側(cè)邊沿在其間界定了一個(gè)適當(dāng)形狀的狹槽開口，用以容納一個(gè)小型元件以及用以在其上施加最佳的保持及釋放作用力。不同形狀的狹槽開口被用來容納具有不同結(jié)構(gòu)的小型元件。一個(gè)可編程控制器可以通過處理狹槽開口尺寸來改進(jìn)產(chǎn)量，其中狹槽開口尺寸被定制成接受特定的許多已知尺寸的芯片元件。將該狹槽開口修改成適合特定芯片元件尺寸，這在精密干涉配合的尺寸公差范圍的情況下增加了適應(yīng)性(compliance)的可能。
波長(zhǎng)短于550納米、且優(yōu)選是紫外線(UV)波長(zhǎng)的光線的激光發(fā)射光線，是一種用于建構(gòu)一個(gè)具有狹槽的元件載體的優(yōu)選發(fā)光源，其中該元件載體由摻雜氧化鐵或二氧化鈦的硅橡膠制成。
根據(jù)下面的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚，并且該詳細(xì)說明將會(huì)參照附圖來進(jìn)行。
根據(jù)下面的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明另外的目的以及優(yōu)點(diǎn)將會(huì)更加清楚，并且該詳細(xì)說明將會(huì)參照附圖來進(jìn)行。


圖1是一個(gè)電容器芯片的一個(gè)放大等角視圖；圖2A是一個(gè)以可焊糊狀物涂層的典型集成被動(dòng)元件或陣列式芯片的放大等角視圖；圖2B是圖2A的陣列式芯片安裝在電路板表面上的放大等角視圖；圖3是一個(gè)元件載體卷帶的片段俯視圖，在該元件載體卷帶中，一系列的開孔攜帶著保持芯片元件的遮罩；圖4是一個(gè)載體卷帶的片段平面圖，其中該載體卷帶具有各種不同的開孔；圖5是一個(gè)載體卷帶的片段等角視圖，其中該載體卷帶攜帶著被形成在該開孔上方的遮罩；圖6是沿著圖5中的直線6-6剖切的載體卷帶及遮罩的剖面圖；圖7是開孔的典型圖案的片段等角視圖，其中該開孔被形成為穿過圖6的遮罩，用于攜帶芯片元件；圖8A是圖3的載體卷帶的一個(gè)替代性類型的載體卷帶的平面視圖，圖8B是保持著開孔的元件的一個(gè)放大片段視圖，其中該開孔位于圖8A的載體卷帶的遮罩條帶中；圖9A是過度模塑或過度涂層(over-coat)類型的載體卷帶的一個(gè)平面圖，圖9B是沿著圖9A的直線9B-9B剖切的一個(gè)放大的剖面圖；圖10A是一個(gè)基于激光的系統(tǒng)的簡(jiǎn)化流程圖，所示的系統(tǒng)正在切割一個(gè)位于一個(gè)載體卷帶之中的狹槽，圖10B是一個(gè)環(huán)形載體卷帶的示意圖，該載體卷帶的路徑環(huán)繞著二組分隔開的堆疊的卷管并且該載體卷帶是根據(jù)本發(fā)明制造的；圖11及圖12分別以一個(gè)波長(zhǎng)的函數(shù)說明了對(duì)于硅橡膠以及以氧化鐵摻雜的硅橡膠的光學(xué)傳輸曲線；圖13A圖13B分別是一個(gè)載體卷帶的視圖以及部分載體卷帶及其狹槽的示意圖，在圖13A中，所切割的狹槽是狗骨頭形狀或蝴蝶結(jié)形狀；圖14A示出了一個(gè)載體卷帶，其中所切割的狹槽為鋸齒狀，圖14B是圖14A的載體卷帶中的一個(gè)狹槽的放大視圖。
具體實(shí)施例方式
圖3示出了一個(gè)環(huán)形元件載體，該載體的形式為一種不銹鋼或其他高強(qiáng)度金屬的軟金屬卷帶，該卷帶是大約0.13毫米(0.005英寸)厚以及大約6.1厘米(2.0英寸)寬。卷帶50是一種“環(huán)形(endless)”類型的卷帶，其中該卷帶沒有起始端或末端，而是可以繞著在各種處理站臺(tái)之間的一系列滑輪和鏈輪而運(yùn)動(dòng)，例如描述于美國(guó)第5,226,382號(hào)專利中所述的。卷帶50是通過分隔開的互相平行的側(cè)邊沿52和54而被界定的，并且包括一系列的導(dǎo)向器或鏈輪孔56，其充當(dāng)了驅(qū)動(dòng)穿孔以容納驅(qū)動(dòng)鏈輪(未示出)的驅(qū)動(dòng)軸端(drive stubs)。鏈輪孔56被配置成鄰接側(cè)邊沿52和54中的至少一個(gè)，并且優(yōu)選與側(cè)邊沿52和54兩者均相鄰接，并且鏈輪孔56是沿著卷帶50的長(zhǎng)度方向均勻間隔的。圖4所示的卷帶50被形成為具有各種不同形狀的開孔，而遮罩可以被插入該開孔中。形成于離散圖案中的多個(gè)第一開孔60沿著卷帶50的長(zhǎng)度被均勻間隔，優(yōu)選被定位在側(cè)邊沿52和54之間。開孔60可以是如圖3所示的一系列緊密分隔的圓形孔、如圖4的末端部分所示的一系列長(zhǎng)形的矩形開口、或如圖4的中央部分所示的一系列并排(side-by-side)配置的重復(fù)圖案中的長(zhǎng)形開口。在除了圓形孔之外的構(gòu)造中，開孔60通常是通過一對(duì)分隔的長(zhǎng)側(cè)邊緣62而被界定出來，而該長(zhǎng)側(cè)邊緣62終止于一對(duì)短端邊緣64。每個(gè)開孔60皆容納了一個(gè)遮罩66，該遮罩66的形狀及尺寸使得遮罩可以繼續(xù)被固定到卷帶50并且攜帶多個(gè)芯片元件?！罢谡?Mask)”是本領(lǐng)域中所使用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用以定義一個(gè)由硅橡膠或其他彈性材料制成的部件，該部件在芯片元件制造過程的某個(gè)階段期間圍繞并且部分地包圍一個(gè)芯片元件。遮罩66的用途是要提供一個(gè)大體上為長(zhǎng)形的具有彈性壁的保持器，在其中，一個(gè)芯片元件可以在將其相對(duì)端部被金屬化處理的過程期間被暫時(shí)性地保持于該保持器中。一個(gè)可以被卷帶50運(yùn)輸?shù)男酒娙萜黝愋偷囊粋€(gè)例子示于圖1中。
圖7說明了遮罩66是被一對(duì)分隔開的頂外部表面70和底外部表面72界定出來的，當(dāng)遮罩66被固定在卷帶50上的適當(dāng)位置中時(shí)，外部表面70和72分別平放在卷帶50處的表面上方及下方，并且與該表面共平面。如圖3所示，在其最簡(jiǎn)單的形式中，每個(gè)遮罩66被安排在一個(gè)開孔60附近的適當(dāng)位置中，使得多個(gè)遮罩66可以被配置在一個(gè)橫向于或平行于卷帶50縱向主軸的一個(gè)圖案中。一個(gè)或多個(gè)第二開孔74(其尺寸小于第一開孔60的尺寸)被形成在每個(gè)遮罩66中，用以將卷帶50的金屬核心保持在不與芯片元件相接觸的狀態(tài)之中。第二開孔74的尺寸至少在一個(gè)方向中稍微小于芯片元件的尺寸，使得當(dāng)芯片元件從一個(gè)處理階段前進(jìn)到另一個(gè)處理階段的期間，該芯片元件可以被位置性地(positionally)接收并且被抵抗性地握緊。除了頂外部表面70和底外部表面72之外，遮罩66被一對(duì)相對(duì)的長(zhǎng)形狹槽76界定出來，而該對(duì)長(zhǎng)形狹槽76則被界定于頂外部表面70和底外部表面72之間，以用于接收形成在卷帶50之中的第一開孔的長(zhǎng)側(cè)邊緣62。一個(gè)可拆卸的遮罩66的長(zhǎng)度小于卷帶50的寬度，并且優(yōu)選小于相鄰接的鏈輪孔56之間的距離。
圖8A和圖8B分別是一個(gè)替代性元件載體卷帶50′的平面圖及放大的片段視圖，除了硅橡膠的遮罩條帶66′是被模制于開孔60′之中或被涂層于開孔60′(其大致為矩形的形狀并且在一個(gè)核心部分中具有彎曲端)上之外，該卷帶50′相似于卷帶50。開孔74′沿著載體卷帶50′的寬度而以單獨(dú)的一排被形成在每個(gè)遮罩條帶66′中。
圖9A和圖9B分別是一個(gè)過度模制或過度涂層類型的元件載體卷帶90的平面圖以及放大的剖面圖，其中核心部分92具有多個(gè)沿該卷帶長(zhǎng)度方向被分隔開的開孔94，該核心部分92被一個(gè)薄彈性材料的支撐坯體覆蓋住以形成一個(gè)遮罩96。一個(gè)單獨(dú)的狹槽98在該彈性材料覆蓋住一個(gè)開孔94的每個(gè)位置處被切割于遮罩96之中。
圖10A是一個(gè)基于激光之系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化流程圖，其以舉例的方式說明了根據(jù)本發(fā)明在一個(gè)載體卷帶90中切割一個(gè)狹槽98。以一種來自激光器104的成型光束102的形式傳播的光線能量，被入射于位于一個(gè)開孔94位置處的遮罩98表面上并且以可控方式被一個(gè)光束定位器106引導(dǎo)于該表面附近，而以精確的尺寸切割出一個(gè)所需形狀的狹槽98。光束定位器106響應(yīng)一個(gè)可編程控制器108所產(chǎn)生的訊號(hào)而引導(dǎo)光束102，該可編程控制器108是例如被安裝為一個(gè)型號(hào)為5320的Via Drilling System(鉆孔系統(tǒng))(由本專利申請(qǐng)的受讓人ElectroScientific Industries of Portland，Oregon所銷售)的一個(gè)部分的控制器。一個(gè)帶進(jìn)給機(jī)械裝置(未示出)移動(dòng)載體卷帶90以將光束102對(duì)準(zhǔn)其開孔94，以切割出狹槽98。載體卷帶90優(yōu)選是一種如圖10B所示的環(huán)形卷帶形式，并且一種適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給機(jī)械裝置是被安裝為一個(gè)型號(hào)為750的Belt Termination System(帶終止系統(tǒng))(亦是由Electro ScientificIndustries銷售)的一個(gè)部分的帶進(jìn)給機(jī)械裝置。在遮罩96中的狹槽98的切割是通過提供一種遮罩96而實(shí)現(xiàn)的，其中該遮罩96的光線吸收波長(zhǎng)范圍與激光束102的波長(zhǎng)重疊。
形成遮罩96的支撐坯體包括一種彈性材料和一種光線吸收率增強(qiáng)材料構(gòu)成的合成物。彈性材料賦予該支撐坯體彈性性質(zhì)，以使該支撐坯體是柔性的。彈性材料(例如硅橡膠)在工作時(shí)不適于吸收光線以切割一個(gè)狹槽，而光線吸收率增強(qiáng)材料(例如氧化鐵或二氧化鈦)會(huì)賦予該支撐坯體光線吸收率的性質(zhì)，以使該支撐坯體操作地充分吸收被包括在一個(gè)光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的光線能量來切割狹槽，并且不會(huì)改變由彈性材料所賦予的彈性性質(zhì)。光束102的光線放射波長(zhǎng)優(yōu)選短于550納米，并且260納米是一個(gè)用于在遮罩96中切割狹槽的優(yōu)選波長(zhǎng)，其中該遮罩由摻雜氧化鐵的硅橡膠制成。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，形成遮罩96的支撐坯體是由一個(gè)硅橡膠(99％的重量)與氧化鐵(1％的重量)的液態(tài)配方而制成的，以使硅橡膠的顏色為一種褐色，而不會(huì)改變其彈性性質(zhì)。圖11和圖12分別示出了0.356毫米(0.014英寸)厚的硅橡膠樣品和摻雜氧化鐵(1％的重量)的硅橡膠樣品的光學(xué)傳輸(吸收率)曲線的波長(zhǎng)函數(shù)。圖11說明了未摻雜的硅橡膠分別在266納米和550納米處大約3％和大約17％的光線傳輸。圖12說明摻雜氧化鐵的硅橡膠分別在266納米及550納米處大約0.01％的光線傳輸。未摻雜硅橡膠的3％的光線傳輸在工作時(shí)足以使光線吸收率不能夠用來在一個(gè)硅橡膠的支撐坯體中切割狹槽。
如圖10A和圖10B中所指出的，用橡膠表面形成但卻不具有表面特征的載體卷帶90被放置在基于激光的系統(tǒng)100的處理設(shè)備上。具有充足能量的激光束102切入遮罩96的狹槽或小塊區(qū)域98之中，而進(jìn)入在開孔94位置處的橡膠之中。系統(tǒng)100的可編程控制器108利用軟件來實(shí)現(xiàn)，以控制狹槽的幾何形狀，該狹槽的形狀和尺寸由終端應(yīng)用(即，芯片元件的尺寸及形狀)決定。
對(duì)激光束102的功率和波長(zhǎng)進(jìn)行控制，以將切割期間所產(chǎn)生的熱量保持在對(duì)硅橡膠造成傷害的程度以下。激光脈沖參數(shù)的一個(gè)例子是以15 KHz的脈沖重復(fù)率、2.85瓦特的發(fā)射功率操作的一種355納米的UV激光。以75毫米/秒的速度以及一個(gè)5μm位元尺寸(bite size)的激光束在一個(gè)0.356毫米(0.014英寸)厚的載體卷帶90中切割出一個(gè)尺寸為3.05毫米(0.12英寸)×0.711毫米(0.028英寸)的矩形條，需要35次脈沖重復(fù)和3.51秒來完成。
圖13A和圖13B以及圖14A和圖14B示出了具有不同幾何形狀的狹槽的卷帶。圖13A及圖13B示出了一個(gè)卷帶901，其中每個(gè)逐漸變細(xì)的狹槽981是一種“狗骨頭”或“蝴蝶結(jié)”的形狀。逐漸變細(xì)的狹槽981是由形成于卷帶901中的切口制成的，其中相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿110沿著該狹槽的長(zhǎng)度方向在位于相對(duì)端部112處以較長(zhǎng)的狹槽距離分隔開，而在該端部112之間的一個(gè)中間位置處以較短的距離分隔開。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例之中，狹槽的距離會(huì)從相對(duì)端部112到中間位置114處逐漸變小。圖14A及圖14B示出了一個(gè)卷帶902，其中每個(gè)在狹槽982是一種“鋸齒”形狀。狹槽982是由形成于卷帶902中的切口制成的，其中相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿110沿著該狹槽的長(zhǎng)度方向上被交錯(cuò)的較短和較長(zhǎng)距離分隔開，而該距離形成對(duì)應(yīng)的交錯(cuò)的較狹窄和較寬大的開口。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，較狹窄的開口是大致上為凹錐形區(qū)段(concave tapered segments)118的形式，并且較寬大的開口大致上為平行直線區(qū)段120的形式。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，很明顯的是，可以在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下對(duì)上文所描述的本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的范圍只應(yīng)該由所附的權(quán)利要求來決定。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，很明顯的是，可以在不偏離本發(fā)明的基本原理的情況下對(duì)上文所描述的實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的范圍只應(yīng)該由所附的權(quán)利要求來決定。
權(quán)利要求
1.一種在彈性遮罩中形成狹槽的方法，其中在一個(gè)具有一個(gè)薄的彈性遮罩的小型元件載體中，多個(gè)狹槽被形成穿過該彈性遮罩，每個(gè)狹槽的標(biāo)稱尺寸以及形狀可以適于容置并且保持一個(gè)小型元件，該方法包括以下步驟提供一個(gè)薄彈性材料制成的支撐坯體，該彈性材料是柔性的并且操作地充分吸收被包括在一個(gè)光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的光線，該支撐坯體包括由一種彈性材料和一種光線吸收率增強(qiáng)材料構(gòu)成的合成物，該彈性材料系賦予該支撐坯體彈性性質(zhì)以使該支撐坯體是柔性的，該光線吸收率增強(qiáng)材料賦予該支撐坯體光線吸收率的性質(zhì)以使該支撐坯體操作地充分吸收被包括在一個(gè)光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的光線、并且不會(huì)操作地改變?cè)搹椥孕再|(zhì)；提供一個(gè)波長(zhǎng)的激光束，該波長(zhǎng)被包括在該光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)；將該激光束引導(dǎo)到該支撐坯體；以及將該激光光線以及該支撐坯體相對(duì)于彼此移動(dòng)，使得該激光束入射在該支撐坯體上，以可重復(fù)、精確的尺寸切割出多個(gè)狹槽，從而形成一個(gè)具有狹槽的彈性遮罩，每個(gè)被切割出來的狹槽系具有相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿，該側(cè)邊沿的形狀被制成在其間夾持著一個(gè)小型元件并且將該小型元件保持在一個(gè)受控定向中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該光線吸收率增強(qiáng)材料包括氧化鐵或二氧化鈦。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中該光線吸收波長(zhǎng)范圍包括短于大約500納米的波長(zhǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該光線吸收率增強(qiáng)材料包括一種染料或一種顏料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該彈性材料包括硅橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中該激光光線具有一個(gè)大約355納米的波長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)狹槽中的每個(gè)具有一個(gè)狹槽長(zhǎng)度和相對(duì)的端部，而該相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿延伸于該相對(duì)端部之間，該相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿沿著它們的狹槽長(zhǎng)度按照狹槽距離被分隔開，該狹槽距離包括在相對(duì)端部處的較長(zhǎng)距離以及在一個(gè)該相對(duì)端部之間的一個(gè)中間位置處的較短距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中用于每個(gè)狹槽的在該相對(duì)端部處的狹槽距離和在該中間位置處的狹槽距離分別是將該相對(duì)狹槽側(cè)邊沿沿著它們的狹槽長(zhǎng)度分隔開的最大和最小距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中每個(gè)狹槽的狹槽長(zhǎng)度基本上相同，并且從該相對(duì)端部處到該中間位置處的狹槽距離大小不同，以形成一個(gè)大致上中央逐漸變細(xì)的狹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中該大致上中央逐漸變細(xì)的狹槽是狗骨頭或蝴蝶結(jié)形狀的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該多個(gè)狹槽中的每個(gè)具有一個(gè)狹槽長(zhǎng)度以及相對(duì)的端部，而該相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿延伸于該相對(duì)端部之間，該相對(duì)的狹槽側(cè)邊沿沿著它們的狹槽長(zhǎng)度以較短和較長(zhǎng)的距離被交錯(cuò)地分隔開，該較長(zhǎng)惡和較短距離形成對(duì)應(yīng)的較窄和較寬的開口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中該較窄的開口大致上是凹錐形區(qū)段的形式，并且該較寬的開口大致上是平行直線區(qū)段的形式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中位于每個(gè)狹槽相對(duì)端部處的相對(duì)側(cè)邊沿被較長(zhǎng)的距離分開。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該小型元件載體是具有一個(gè)卷帶長(zhǎng)度的載體卷帶的形式，該載體卷帶包括一個(gè)具有多個(gè)開孔的核心部分，該開孔沿著該卷帶長(zhǎng)度方向被分隔開并且被薄彈性材料的支撐坯體覆蓋住以形成該彈性遮罩，該狹槽在該彈性材料覆蓋住該開孔的位置處切入該彈性遮罩之中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該載體卷帶具有沿著該卷帶長(zhǎng)度方向延伸的相對(duì)的卷帶側(cè)邊沿，并且包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)孔，該驅(qū)動(dòng)孔在每個(gè)卷帶側(cè)邊沿上沿著該卷帶長(zhǎng)度方向被彼此分隔開。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中該載體卷帶的核心部分包括軟金屬，其中該多個(gè)開孔被形成在該軟金屬之中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中該軟金屬包括不銹鋼，該彈性材料包括硅橡膠。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該小型元件載體的形式為一種具有一個(gè)帶長(zhǎng)度的載體帶，該載體帶具有多個(gè)開孔，每個(gè)開孔適于容置由薄彈性材料制成的支撐坯體中的一個(gè)，用以形成其中切有多個(gè)狹槽的該彈性遮罩。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該載體帶所容置的由薄彈性材料制成的每個(gè)支撐坯體中的多個(gè)狹槽在橫向方向與該載體帶的長(zhǎng)度對(duì)齊。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中該載體帶是一種環(huán)形類型的，并且包括有軟金屬，該多個(gè)開孔被包括在該軟金屬中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中該軟金屬包括不銹鋼，該彈性材料包括硅橡膠。
全文摘要
一個(gè)激光束(102)切穿一個(gè)元件載體遮罩(96)，以形成具有所需形狀的狹槽開口的狹槽(98)，其中該遮罩由諸如硅橡膠之類的薄彈性材料制成。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，被引入硅橡膠中的諸如氧化鐵之類的光線吸收率增強(qiáng)材料系導(dǎo)致一個(gè)柔性支撐坯體的形成，其中該柔性支撐坯體能夠操作地充分吸收在一個(gè)光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)的光線。一個(gè)從可編程控制器中接收指令的光束定位器(106)會(huì)產(chǎn)生一種波長(zhǎng)的UV激光束，該波長(zhǎng)在該光線吸收波長(zhǎng)范圍之內(nèi)，以用于使該UV激光束以可重復(fù)的、精確的尺寸切入遮罩的多個(gè)狹槽中。每個(gè)狹槽切口具有相對(duì)的側(cè)邊沿，該側(cè)邊沿在其間界定出一個(gè)適當(dāng)形狀的狹槽開口，用以容置一個(gè)小型元件(10)以及用以在該小型元件上施加最佳的保持和釋放作用力。
文檔編號(hào)B23K26/38GK1695412SQ200380100754
公開日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2003年10月3日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月4日
發(fā)明者E·J·斯溫森, J·D·斯塔克波爾, Y·孫, M·薩姆米 申請(qǐng)人:電子科學(xué)工業(yè)公司