專利名稱：通過離子注入形成導電區的方法
技術領域：
本發明涉及一種通過離子注入形成導電區的方法。更具體地說，本發明涉及一種通過離子注入法在由聚合物制成的器件上形成導電區的方法。
一般來說，例如電子器件、半導體器件等的電路器件是根據設計圖通過連續進行特殊的制造工藝生產的，在將其移到打算移到的地方之前，將所得電路器件作為產品裝載在作為運輸工具的載體盒中。
當運輸這些電路器件時，由于電路器件和載體盒之間接觸產生的靜電，該電路器件可能受到致命的損壞。
因此，運輸電路器件的工具通常是由聚合物制成的。作為運輸工具，有CSP(芯片級包裝)型半導體載體帶、半導體晶片輸送載體、印刷電路板載體盒、電子模塊產品載體盒、LCD(液晶顯示器)載體盒、LCD薄膜載體盒、LCD模塊載體盒、電路器件包裝容器和盤等。
此外，為了防止電子波以保持其內在功能的膜、薄片、板、真空模壓物品和塑料模等是由具有導電性的聚合物制成的。例如，在防止電子波的膜的情況下，導電材料在其上部經沉積形成導電膜。傳統的膜、薄片、板、真空模壓物品和塑料模等是向聚合物中添加例如昂貴的碳和碳纖維的添加劑制成的。所述聚合物為重量輕、透明和易模制的樹脂基材料，從而容易運輸和進行壓膜。
因為當添加添加劑之后聚合物變重，因此運輸電路器件的傳統的工具、薄片、板、真空模和塑料模等變重。由于所添加的添加劑使聚合物變得不透明，因此電路器件的運輸工具、薄片、板、真空模和塑料模等變得不透明。
然而，由于添加的添加劑使由聚合物制成的運輸工具、薄片、板、真空模和塑料注模變重，因此花費在運輸工具上的運輸費用也增加。
而且，由于所添加的添加劑使聚合物材料不透明，而且由聚合物制成的運輸工具也不透明，因此不能容易地識別產品的形狀、大小、性能等。因此，運輸工具的下面部分是由不透明導電材料制成，其上面部分是由不導電的常規透明材料制成的。但是，所運輸的產品與不導電的上面部分接觸時易受靜電損壞。
同樣，由于運輸工具是通過在聚合物上添加添加劑制成的，運輸工具不同部分的導電性的差異常常使運輸工具中的產品受到致命的損壞。
而且，使用例如昂貴的碳和碳纖維的添加劑以形成導電性將增加運輸工具的生產費用。
同樣，由于在制造運輸工具、薄片、板、真空模和塑料注模的聚合物中混合有添加劑，并且所運輸的產品存在受從運輸工具分離出來的添加劑粒子產生的靜電致命損壞的高度危險性，因此上面生產的這些運輸工具不能再次使用。此外，所運輸的產品受到從運輸工具中分離出來的添加劑粒子的污染。
此外，通過在如導電膜的產物上沉積導電材料以使產物具有導電性，當該膜和導電膜之間界面的粘度降低時，經常造成導電膜剝離，并且沉積材料的化學反應造成膜表面上的化學變化。
本發明旨在提供一種在由聚合物制成的例如運輸工具的器件和膜等上通過進行三維離子注入法形成導電區的方法，以便該器件的重量比傳統的輕。
本發明的另一目的是提供一種在由聚合物制成的例如運輸工具的器件和膜等上通過進行三維離子注入法形成導電區的方法，以便該器件保持其內在透明性。
本發明的又一目的是提供一種在由聚合物制成的例如運輸工具的器件和膜等上通過進行三維離子注入法形成導電區的方法，以便在該器件的整個表面上均勻地形成導電區。
本發明的再一目的是提供一種在由聚合物制成的例如運輸工具的器件和膜等上通過進行三維離子注入法形成導電區的方法，以便解決在該器件表面上沉積的導電膜脫離且該器件性能變化的傳統問題。
本發明的再一目的是提供一種在由聚合物制成的例如運輸工具的器件和膜等上通過進行僅僅一個步驟--三維離子注入形成導電區的方法。
圖1為顯示通過本發明的三維等離子體離子注入形成導電區的方法的離子注入裝置的簡圖；圖2為顯示圖1中的內室和外室的透視圖；圖3為通過本發明的三維等離子體離子注入在LCD模塊載體盒表面上形成導電區的方法的加工流程圖；和圖4為通過三維等離子體離子注入在LCD模塊載體盒的表面上的分子鏈變化圖。
圖1為顯示通過本發明的三維等離子體離子注入形成導電區的方法的離子注入裝置的簡圖，圖2為顯示圖1內室和外室的透視圖。圖中的各標號的說明如下2裝載部件；4LCD模塊載體盒；6第一前置室；8第一低真空泵；10,32閘閥；11加工室；12外室；14內室；15通孔；16高真空泵；20氣體供應源；22離子槍；26夾持器；28電源；30第二前置室；34第二低真空泵。
將通過本發明的等離子體離子注入在例如LCD(液晶顯示器)模塊載體盒的器件上形成導電區的裝置安裝在一要求嚴格限制粒子數的清潔室內。圖1顯示了包括依次裝填聚合物LCD模塊載體盒(4)的裝載部件(2)。
廣泛使用的標準透明聚合物包括如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)等的透明聚合物，工程塑料例如聚碳酸酯(PC)、尼龍6(N6)、尼龍66(N66)、改性聚苯醚(MPPO)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚-醚酮(PEEK)等，以及通過將填料等作為添加劑添加到標準聚合物或工程塑料等中以另外提供某些功能特性的功能特性復合塑料。
提供第一前置室(6)，在以該方法的運輸工具裝載之后，使LCD模塊載體盒(4)在裝載部件(2)中一定時間。通過第一真空泵(8)的泵送，第一前置室(6)保持其內壓為10-4Torr。
第一前置室(6)和其中以冷等離子體狀態進行離子注入法的加工室(11)彼此通過閘閥(10)相連。如圖2所示，加工室(11)包括圓筒形外室(12)和放入其中的內室(14)。在內室(14)的表面上形成許多通孔(15)，并且在其內有一夾持器(26)，它可以夾持從第一前置室(6)引入的LCD模塊載體盒(4)兩端旋轉90度。
此外，一高真空泵(16)與加工室(11)的外室(12)相連，以便將外室(12)和內室(14)之間空間的內壓保持在10-6Torr。
此外，氣體供應源(20)與加工室(11)的外室(12)的一端相連，以便將例如氮氣(N)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氫氣(H)等的加工氣供應到外室(12)和內室(14)之間的空間中，并且離子槍(22)與加工室(11)的外室(12)的另一端相連，以便將由氮氣(N)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氫氣(H)等產生的離子也供應到外室(12)和內室(14)之間的空間中。
此外，電源(28)與加工室(11)的內室(14)相連，從而提供由脈沖產生器(未顯示)控制的高頻電源，并且該電源(28)、外室(12)和內室(14)放置在相同地方。
此外，加工室(11)和第二前置室(30)彼此通過其間的閘閥(32)相連。第二前置室(30)通過第二低真空泵(34)的泵送保持其內壓為10-4Torr。
現在，參照圖3詳細說明使用如上所述的離子注入裝置在LCD模塊載體盒上形成導電區的方法。圖3中的各步驟說明如下S2裝載器件；S4形成冷等離子體；S6供應離子；S8第一次注射離子；S10旋轉器件；S12第二次注射離子；S14卸出器件。
如圖3的S2所示，通過本發明的三維等離子體離子注入法形成導電區的方法是從將作為在其上待形成導電區的目標器件的LCD模塊載體盒(4)引入加工室(11)的內室(14)開始的。通過運輸工具從裝載部件(2)將LCD模塊載體盒(4)移入第一前置室(6)之后，通過運輸工具將該載體盒經過閘閥(10)引入內室(14)，第一前置室(6)通過第一低真空泵(8)保持其內壓為10-4Torr左右。
然后，在S4中，氣體供應源(20)將加工氣供應到外室(12)和內室(14)之間的空間，通過在外室(12)和內室(14)之間空間由供應到內室(14)的高頻電源產生的磁場將該加工氣轉變成冷等離子體狀態。由電源(28)的脈沖產生器控制，該高頻電源具有特定的電流、電壓和頻率。
然后，在S6中，離子槍(22)將氮氣、氬氣、氦氣和氫氣等產生的離子供應到外室(12)和內室(14)之間的空間。
接下來，在S8中，在外室(12)和內室(14)之間空間的冷等離子體狀態的離子通過其上的孔(15)供應到內室(14)中，將第一種離子三維地供應到LCD模塊載體盒(4)的整個表面上。第一次離子注入法中離子能量的范圍為30KeV-2GeV，在其中離子進入LCD模塊載體盒(4)中的注射被精確控制，例如，注射的離子厚度可以為幾百A至幾μm，表面電阻為10E8 Ω/Square-10E9 Ω/Square，導電區中的電阻為10E4 Ω/Square-10E13 Ω/Square。離子劑量的范圍為1×102離子/cm2-5×1020離子/cm2或更多。
接下來，在S10中，LCD模塊載體盒(4)旋轉90°或以某一角度來回連續移動。
然后，在S12中，通過將離子不只一次地三維地注射到LCD模塊載體盒(4)的整個表面上進行第二次離子注入過程，以便將第一次離子注入形成的導電區得到再加強。上面的S12可以省去，但是由于所注射的離子數量在LCD模塊載體盒(4)的某些表面上不太均勻，因此必需通過將LCD模塊盒(4)旋轉90°或以某一角度將其連續來回移動使所注射的離子劑量在LCD模塊盒的整個表面上均勻。這時，如圖4a所示，通過在LCD模塊載體盒(4)的整個表面上的第一次和第二次離子注入可以使化學鍵飽和，或者如圖4b所示，可以使化學鍵斷裂，或者如圖4c所示，可以使化學鍵產生交聯，以便形成所需的導電區，此外表面硬度進一步增加。同樣，可以選擇離子類型，可以控制離子能量，以便LCD模塊載體盒(4)的表面具有親水性能或親油性能。通過離子注入提供的抗鹽處理也可以得到改善。同樣，由于通過離子注入載體盒(4)保持了在導電區形成的透明性，因此可以容易地識別裝在LCD模塊載體盒(4)內的LCD模塊。此外，由于本發明的LCD模塊載體盒(4)保持了其重量，因此其重量低于傳統LCD模塊載體盒。最后，在S14步驟中，具有在加工室(11)的內室(14)內形成的導電區的LCD模塊載體盒(4)從該室卸出。通過運輸工具將LCD模塊載體盒(4)經過閘閥(32)移動到由第二低真空泵(34)保持其內壓為10-4Torr的第二前置室(30)，進行LCD模塊載體盒(4)的卸出。
本發明并不只是限制在上面所述的LCD模塊載體盒，很明顯，可以將本發明用于各種類型的目標器件如芯片盤、半導體載體帶、半導體晶片運輸載體、印刷電路板載體盒、電子模塊產品載體盒、LCD(液晶顯示器)載體盒、LCD薄膜載體盒、LCD模塊載體盒、薄片、半導體載體槽和載體部件，從而抗電子波和防止靜電損壞，它是通過使用以下聚合物制成的廣泛使用的標準聚合物如透明聚合物、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、尼龍6(N6)、尼龍66(N66)、改性聚苯醚(MPPO)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚-醚酮(PEEK)等，以及通過將填料等作為添加劑添加到標準聚合物或工程塑料等中制成的功能特性復合塑料。
根據本發明，在由聚合物制成的目標器件的表面上通過在表面上三維地以冷等離子體注射加速離子形成導電區。因此，由于均勻地形成導電區，該器件比通過添加例如碳和碳纖維的添加劑的過程制成的傳統器件輕，從而節約其運輸費用，保持其內在透明性，并且在整個表面形成均勻的導電區。
同樣，在該器件為膜片的情況下，防止了在膜片上沉積的層脫離，以及化學性能發生改變。
此外，由于不使用高價的碳和碳纖維，因此可以增加器件的表面硬度，并節省加工費用。
此外，當使用碳、碳纖維和其混合物等時發生的不透明、重復使用低、加工性能低等的問題得到了解決。同樣，防止了碳粒子在器件的表面上充當污染源。
在該公開中，僅僅顯示和描述了本發明的優選實施方式，如上所述，應理解為本發明能夠用于各種其它組合和環境中，并且能夠在本文表述的本發明概念的范圍內改變或改進。
權利要求
1．通過離子注入形成導電區的方法，其中導電區是通過將加速離子注入到由聚合物制成的器件的表面上形成的。
2．根據權利要求1的通過離子注入形成導電區的方法，其中離子是以等離子體狀態注射的。
3．根據權利要求1的通過離子注入形成導電區的方法，其中離子是三維地注射的。
4．根據權利要求1的通過離子注入形成導電區的方法，其中所述聚合物為透明聚合物、標準聚合物、工程塑料和具有添加例如填料等的添加劑所致的特定性能的復合塑料之一。
5．根據權利要求1的通過離子注入形成導電區的方法，其中所述器件為LCD模塊載體盒、芯片盤、半導體載體帶、運輸半導體晶片的載體、印刷電路板的運輸設備、電子模塊的運輸設備、LCD、LCD薄膜、薄片、運輸半導體器件的槽、和用來防止電子波和靜電損壞的載體組件之一。
全文摘要
本發明提供一種通過三維離子注入法形成導電區的方法。本發明涉及一由聚合物制成的目標器件,在該器件表面上通過注射加速離子形成導電區。該方法的進行如下:引入一器件,提供離子,第一次注射離子,旋轉該器件,第二次注射離子,以及卸出該器件。由于重量降低,因此該離子注入方法使運輸費用降低,并且保持了透明性,形成均勻導電區,以及免去使用昂貴材料。
文檔編號B65G49/07GK1313409SQ0012437
公開日2001年9月19日 申請日期2000年9月7日 優先權日2000年3月14日
發明者金鎮喆 申請人:株式會社Epon