转移粘性材料的制作方法

1.本发明涉及一种将高粘度功能材料，例如导电或电绝缘浆料转移到衬底上的方法。
2.本发明还涉及一种用于转移这种材料的装置。
3.本发明还涉及一种包括指令的记录载体，当由可编程处理器执行该指令时，该指令使装置执行该方法。


背景技术：

4.衬底上分立的裸芯片组件或微电子组件(芯片)的互连是一种需要具有足够精度的精密材料沉积的工艺，以允许微型电互连或其他类型的互连，使得当芯片组件粘附到放置位置时，可以通过导电材料或浆料来实现对衬底的所有电连接和固定。导电粘合剂的一个示例是负载有银颗粒的热固化或uv固化树脂，或包含焊料颗粒和助焊剂的焊料浆料。或者，期望局部沉积跨过电导体的绝缘元件，例如将电导体与另一电导体电绝缘。此外，待沉积的功能材料可以是热导体，或者替代地是热绝缘体。
5.印刷是在衬底上选择性沉积功能材料的常用方法的一个示例。通常，在将功能材料印刷在衬底上之前，需要用其他材料对功能材料进行配制。例如，可以通过将功能材料分散在溶剂或液体中来形成配制品；因此，配制品通常是湿的。根据粘度，该配制品通常被称为油墨或浆料。转移这种功能材料存在挑战，因为理想地，不是在衬底上印刷功能油墨材料，而是在衬底上仅选择性地沉积纯功能材料是最优选的。这种材料例如由超过50vol％，例如甚至90vol％的固态材料(例如导电聚合物)组成。优选地，待沉积的功能材料具有高粘度，例如高于50pa.s至甚至高达约1000pa.s(106cp.s)。如果在转移过程中可以避免剪切力，这种高粘性材料不会由于重力和流动而显著变形，而是在转移过程中基本保持预期的纵横比并形成界限。
6.在us20170268100中描述了一种被称为光子印刷的转移方法，该转移方法使用透明转移板，该透明转移板中形成有充满功能材料的空腔。采用脉冲光照射转移板以加热光吸收材料层，以便在光吸收材料层和功能材料之间的界面处产生气体，从而从空腔中释放功能材料。这种方法的问题是由于阴影效应造成油墨释放不均匀。特别是对于密集排布的高纵横比空腔，光很难仅到达侧面。油墨的不均匀释放造成较差的印刷质量，特别是当在相对较大的距离上转移高分辨率图案时。此外，为了在不使油墨过热的情况下正确地转移5-10μm的特征尺寸，热通量需要在微秒量级内达到至少40kw/cm2，这对于灯管来说是不切实际的操作条件。另一个问题是，该方法仅适用于通过在衬底中提供的图案化空腔设计的结构的整体转移，因为光不是选择性的。理想的是，根据所需的图案，可以选择性地形成和转移图案。
7.其他方式可用于在短脉冲期间内提供这种数量级的热通量。例如，这可以采用激光束来实现。通常，空腔的尺寸超过由激光束覆盖的光斑的尺寸，这需要激光束的扫描移动来实现材料在空腔全长上的转移。
8.由同一申请人提交的尚未公开的欧洲专利申请ep20171361.7(p124616ep00)描述了使用电阻加热的方法。其中提供了与空腔热接触的电阻加热装置。该电阻加热装置用于加热空腔中的功能材料，该功能材料具有当被加热装置加热时，在空腔中的空腔表面和功能材料之间的界面处产生气体的材料组合物。产生的气体的压力使得功能材料从空腔转移到接收衬底上。
9.在待沉积在接收衬底上的特征相对较大的情况下，例如在导线待沉积的情况下，适当地控制转移过程可能是复杂的。在实践中，例如由于进入功能材料的热通量的空间差异，可能无法避免剪切力。结果，在转移过程中，即使高粘性的功能材料也往往会变形，因此由功能材料形成的元件的形态往往会与转移板中的空腔中的功能材料的形态不同。这种变形可以通过减小印刷间隙来最小化。然而，在许多工业应用中，待沉积功能材料的目标衬底通常显示出显著的高度差异，例如由于安装在目标衬底上的部件。在这种情况下，沉积在更远离转移板表面的目标表面的区域上的元件将比更靠近转移板表面的元件承受更大的变形。为了减轻这些差异对印刷元件的形态的影响，工业应用通常需要大的印刷间隙。然而，在这种情况下，例如由于剪切力，在排出功能材料时产生的变化被强烈放大。
10.因此，需要能够更好地控制沉积过程的措施。


技术实现要素：

11.根据本公开的第一方面，提供了如权利要求1所请求保护的转移方法。如其中所请求保护的方法包括以下步骤：
12.提供板，所述板具有供体表面，所述供体表面包括至少一个供体区域；
13.提供多个单独可寻址的电阻加热元件，所述电阻加热元件与所述至少一个供体区域的相应分区热接触；
14.在至少一个供体区域中提供粘性功能材料(也称为供体材料)，所述粘性功能材料具有当被充分加热时在供体区域中的所述供体表面和所述功能材料之间的界面处产生气体的材料组合物，以通过所述气体产生将所述功能材料从所述至少一个供体区域转移到接收衬底上；
15.通过向所述多个单独可寻址的加热元件中的各个加热元件提供具有相应的时间依赖性大小的电功率，来加热在至少一个供体区域的相应分区中的所述粘性功能材料的相应部分。
16.所请求保护的方法使得能够更好地控制随时间施加在供体区域范围内的功能材料上的热量分布以及力分布。因此功能材料的转移过程可以更好地适应目标表面的形态。
17.在一些实施方式中，所述供体区域与周围表面齐平。这在避免板的图案化方面是有利的。印刷方法，例如丝网印刷，可以用于根据期望的图案将功能材料沉积到供体表面上。在其他实施方式中，所述至少一个供体区域形成为所述供体表面中的空腔。当待沉积的功能材料被限制(confine)在空腔中时，可以获得更高的空间精度。在示例性实施方式中，形成供体区域的空腔的深度为1-1000微米，并且最小直径范围在1-5000微米之间。例如使用刮刀可以在空腔中提供功能材料。在说明书的其余部分中，以包括功能材料的供体区域形成为供体表面中的空腔为前提进行描述。然而，本公开同样适用于功能材料提供在与周围表面齐平的供体区域中的方法和装置。此外，可以预期到一些实施方式，其中一些供体区
域形成为空腔，而其他供体区域与周围表面齐平。
18.在一个实施方式中，所述加热在多个加热循环中执行，其中在一个加热循环中相互不同的阶段期间，为多个单独可寻址的加热元件的至少一子集的相应元件提供电功率，其中在单个阶段内提供的电能低于发生功能材料的转移的阈值，并且在所述多个加热循环中提供的电能的总量超过所述阈值。因此，多个加热循环包括初始加热循环和最终加热循环，在初始加热循环中，功能材料被逐渐加热，同时避免产生的气体导致功能材料的转移，在最终加热循环中，产生足够的气体以实际转移材料。在该实施方式中，在初始加热循环期间，至少一个空腔中的功能材料的粘附性被最小化。由此，在最终加热循环中施加在功能材料上的剪切力被减小到最小。因此，即使距离较大，也可以以最小的形态变化沉积至少一个空腔中的功能材料。
19.在其他实施方式中，改进的方法用于有意地使功能材料的形态适应于目标表面的形态。在这些其他实施方式中的一些实施方式中，多个单独可寻址的加热元件设置在细长空腔的连续的长度分区中，并且通过随后向多个单独可寻址的加热元件中的相应元件供应电功率来执行加热，其中在所述连续的长度分区中的单独可寻址的加热元件的排序和开始向其供应电功率的时间点之间存在非线性关系。在其中一个实施例中，改进的方法用于从接收衬底的一端部处的至少一个空腔转移功能材料，其中，该接收衬底具有上目标表面、侧目标表面和下目标表面。在改进的方法的该示例性实施方式中，空腔包括至少第一长度分区、倒数第二长度分区和最后长度分区，其中在加热倒数第二长度分区之后，加热最后长度分区被推迟一延迟期。在第一阶段，材料从第一长度分区被转移并粘附到上目标表面。在一个或多个后续阶段中，功能材料从一个或多个后续分区(包括倒数第二长度分区)中排出。在这些一个或多个后续阶段之后，功能材料条的一端粘附到上目标表面，而相对的端，仍然包含在至少一个空腔的最后长度分区中。延迟期用作弛豫时间，其中能够抑制功能材料条的振动。如果这些振动被充分抑制，则加热最后长度分区，以在该位置排出功能材料条。结果，功能材料条围绕侧目标表面折叠，并且来自最后长度分区的部分粘附到下目标表面。在该示例性实施方式中，推迟加热避免了功能材料条以过高的速度撞击侧目标表面，并因此减轻了条断裂成碎片的风险。
20.在该方法的一个实施方式中，在从至少一个空腔转移功能材料的过程中，板和接收衬底相对于彼此移动，功能材料的第一部分已经粘附到接收衬底上，而功能材料的另一部分仍粘附在空腔中的板表面上。该实施方式提供了各种附加的处理选项。例如，从空腔转移到接收衬底的功能材料条可以被拉伸，使得得到的沉积导体比初始的条更长更薄。这意味着对于细长的线，功能材料的释放应该比衬底的相对移动更慢。作为另一个实施例，该实施方式使得能够沉积桥接衬底表面中的凹陷的导电线。也就是说，由此避免了功能材料的材料进入凹陷中。
21.根据本公开的第二方面，提供了用于将粘性功能材料转移到接收衬底上的转移装置。所述转移装置包括：
22.板，所述板具有供体表面，所述供体表面包括具有所述功能材料的至少一个供体区域，所述功能材料具有当被充分加热时在供体区域中的所述供体区域表面和所述功能材料之间的界面处产生气体的材料组合物，以通过所述气体产生将所述功能材料从所述至少一个供体区域转移到接收衬底上；
23.多个单独可寻址的电阻加热元件，所述电阻加热元件与至少一个供体区域的相应分区热接触；
24.控制电路，所述控制电路被配置为向所述多个单独可寻址的电阻加热元件中的各个元件提供具有相应的时间依赖性大小的电功率。
25.如上所述，供体区域可以与周围表面齐平，或者可以形成为供体表面中的空腔。此外，在一些实施方式中，板设置有与周围表面齐平的一个或多个供体区域和形成为空腔的其他供体区域。
附图说明
26.参考附图更详细地描述这些和其他方面。其中：
27.图1示意性地示出了改进的转移装置的实施方式；
28.图1a更详细地示出了改进的转移装置的元件；
29.图2示意性地示出了改进的转移方法的第一实施方式；
30.图3示意性地示出了改进的转移方法的第二实施方式；
31.图4a-图4h更详细地示出了图3的第二实施方式的各个步骤；
32.图5示出了改进的转移方法的第三实施方式；
33.图6a-图6f更详细地示出了图5的第三实施方式的各个步骤；
34.图7示出了改进的转移方法的第四实施方式；
35.图8a-图8e示出了改进的转移方法的第五实施方式的各个步骤；
36.图9a-图9c展示了转移装置的实施方式中电阻加热元件的示例；
37.图10示出了改进的转移方法的第六实施方式；
38.图11a、图11b、图11c示出了改进的转移方法的进一步实施方式的示例。
具体实施方式
39.除非另有指出，各个附图中类似的参考标记表示类似的元件。
40.图1示意性地示出了用于将粘性功能材料50(例如导电材料)转移到接收衬底20(例如具有待电互连的电子部件的电路板)上的转移装置1。转移装置1包括板10，该板具有空腔表面11，该空腔表面具有填充有待转移的功能材料50的至少一个空腔12。功能材料50具有当被充分加热时在空腔表面11和功能材料50之间的界面处产生气体的材料组合物。由此产生的气体压力使得功能材料从空腔12转移到接收衬底20上。在所示的实施方式中，板10包括载体层15、覆盖层16和电绝缘材料的封装层17，覆盖层16具有低热导率以限制热量流到(至少一个)空腔12的范围之外的表面11。转移装置1包括多个单独可寻址的电阻加热元件131，132，133，134，135，它们与空腔12的相应分区121，122，123，124，125热接触。电阻加热元件彼此电绝缘地设置在载体层15和覆盖层16之间的封装层17中。为了说明的目的，图中所示的加热元件的尺寸被放大，使得它们看起来伸出载体层15。图1进一步示出了空腔12内的表面11涂覆有高导热的散热器18，以在功能材料周围均匀地分布热通量，以用于更均匀的油墨释放和减小剪切力。热量传播的范围可以通过适当选择散热器的厚度来控制，从而一方面实现良好的均匀性，同时仍然能够控制热通量在电阻加热元件的间隔尺寸(granularity)上的分布。
41.在图1所示的实施例中，空腔12为细长形式，分区121，122，123，124，125是其中的后续长度分区。
42.单独可寻址的电阻加热元件131，132，133，134，135耦合到控制电路14。控制电路14被配置为向多个单独可寻址的电阻加热元件中的各个元件131，132，133，134，135提供具有相应的时间依赖性大小的电功率c131，c132，c133，c134，c135。
43.在图1a中更详细地示出了一些元件，图1a示出了板10的一部分，该部分包括单独可寻址的加热元件13，该加热元件13与第一空腔12a和第二空腔12b热接触，每个空腔被设置用于转移功能材料的相应部分50a，50b。
44.在一些实施方式中，装置可以具有预设的配置，从而以预设的方式操作。
45.在所示的实施方式中，控制电路14被配置为读取记录载体60，该记录载体60包括指定时间依赖性大小的指令，根据该时间依赖性大小，控制电路14向相应的电阻加热元件131-135供电。相互不同的记录载体可以指定用装置1执行的方法的相互不同的实施方式。下面提供了其实施例。还可以设想，该装置具有适当的记录载体，该记录载体可以装载有用于每种情况的指令，例如从互联网61接收的指令，或者由操作员通过用户界面62提供的指令。
46.衬底20可以是刚性的或柔性的。本文中使用的术语“柔性衬底”特别是指可弯曲到足以用于卷对卷工艺的衬底。换言之，本文中使用的柔性衬底是足够柔性以允许弯曲一定曲率，例如具有1-100厘米的半径(取决于卷轴直径)，而不会失去基本功能的衬底。芯片粘结材料物质50可以供应在例如焊盘结构上或芯片焊盘上。
47.待转移的功能材料是例如体积电阻率通常为400-1000μω.cm的热固性各向同性导电粘合材料。为了说明该方法的一般适用性，转移了实验性导电粘合剂，该粘合剂由粘度为160-180pa.s的高粘性导电粘合剂组成。该导电粘合剂可以提供为20-30微米，特别是25微米厚的均匀层。厚度控制在约25um或50um左右，但理论上可以为任何厚度。例如，空腔12可以为约5-10微米深，并且可以具有小于50微米的最小直径。
48.图2示意性地示出了操作转移装置1的方法。图2的下部示出了板10，该板10基本上类似于参照图1描述的板，只是这种情况下空腔12包括三个长度分区121，122，123。如在图5的实施例中，长度分区121，122，123与适当的单独可寻址的电阻加热元件131，132，133热接触。待沉积在衬底20上的粘性功能材料50，例如使用刮刀提供在空腔12中。
49.图2的上部示出了如何给每个单独可寻址的加热元件131，132，133提供具有相应的时间依赖性大小的电功率c131，c132，c133。在所示的实施例中，在多个加热循环中进行加热，在此示出了三个加热循环c1，c2，c3。在每个加热循环中相互不同的阶段期间，每次给单独可寻址的加热元件131，132，133中的一个提供电功率。如粗虚曲线所示，在单个阶段内提供的电能(能量注量)低于阈值(释放)，在该阈值下功能材料将发生转移。然而，在这三个加热循环中提供的电能的总量超过了所需的阈值。在所示的实施例中，在每个循环中，电能在第一阶段提供给加热元件131，在第二阶段提供给加热元件132，在第三阶段提供给加热元件133。在第三加热循环c3中，在第一阶段期间在第一长度分区121中，在第二阶段期间在第二长度分区122中以及在第三阶段期间在第三长度分区中，累积的电能超过释放阈值。因为在第三循环c3开始时累积的能量已经接近释放阈值，所以空腔12的每个分区仅需要被短时间加热。因此，与在单个加热循环中加热各部分的情况相比，功能材料各部分的释放时间
的相互差异很小。通过减少释放时间的差异，功能材料在转移过程中的变形被最小化。
50.如图3和图4a-图4h所示，改进的沉积设备进一步使得能够在沉积功能材料期间以可控的方式有意地使功能材料50变形，以便使功能材料的形状适应于待沉积它的衬底20的表面的形状。在该实施例中，衬底表面包括上表面21、侧表面22和下表面23，并且待沉积的功能材料50将围绕衬底20的端部缠绕，使得功能材料在上表面21的一端部、侧表面22以及下表面23的一端部范围内延伸，例如将上表面21上的元件与下表面23上的元件电连接。
51.如图3和图4a-图4g所示，这是通过将多个单独可寻址的加热元件131，132，133，134，135设置在细长空腔12的连续的长度分区中来实现的，该细长空腔12填充有在时间t0(参见图4a)时待沉积的粘性功能材料50。通过随后向加热元件中的各个元件供应电功率来进行加热，其中在连续的长度分区中的单独可寻址的加热元件的排序和开始向其供应电功率的时间点之间存在非线性关系。在图3的上部，示出了在第一时间间隔t1期间，向第一加热元件131提供电功率c131，以加热空腔12的第一长度分区(参见图4b)。如图4c、图4d和图4e所示，在彼此连续而没有明显中断的后续时间间隔t2-t4期间，向后续的加热元件132-134提供电功率c132-c134，以加热空腔12的后续长度分区。然后，在如图4g所示的第五时间间隔t5期间向第五加热元件135提供电功率c135之前，在时间间隔t45期间推迟进一步的电功率供应，如图4f所示。如图3的下部和图4f中示意性所示，在t4中的加热步骤之后，功能材料50的条在一端粘附到接收衬底20的上表面，而另一端仍然粘附在空腔12内的板的表面11上。时间间隔t45用作弛豫时间，其中能够抑制功能材料50的条的振动。如果这些振动被充分抑制，则加热最后长度分区，以在该位置排出功能材料的条。结果，在时间t6，如图4h所示，功能材料50的条围绕接收衬底20的侧目标表面22折叠，且来自最后长度分区的部分粘附到下目标表面23。在时间间隔t45期间延迟加热避免了功能材料50的条以过高的速度撞击侧目标表面23，并因此减小了条断裂成碎片的风险。
52.图5和图6a-图6f示出了该方法的另一个实施方式，其中，在功能材料50沉积在接收衬底20上期间，组合不同的加热模式以折叠功能材料50的条，使得其形成功能材料的元件51，该元件51的高度超过空腔的深度，其中，该功能材料从该空腔中转移。图5的上部示出了每个加热元件131，
……
，135的电功率信号c131，
……
，c135，即随时间向每个元件提供的电功率。
53.如图6a所示，在t0时，板10设置有填充有粘性功能材料50的条的空腔。在随后的时间间隔t1，t2(分别参见图6b、图6c)期间，向分别位于空腔的相互对立的两端的加热元件131，135提供电功率c131，c135。由此提供的电能足以在空腔中的空腔表面和功能材料之间的界面处产生气体压力，以迫使功能材料从空腔的相应端部离开。因为功能材料50具有仍然粘附在空腔表面的中间部分52，53，54，所以粘性功能材料50的端部51，55分别折叠在中间设置的部分52，54上。
54.如图6d进一步所示，在下一个时间间隔t3期间，加热元件132和134的加热在三个加热循环c1，c2，c3中进行。在每个加热循环内的第一阶段和第二阶段期间，给加热元件132，134提供电功率c132，c134。在单个阶段内提供的电能低于将功能材料部分52，54驱出空腔的阈值，使得这些功能材料部分以基本对称的方式加热。在最后加热循环中，供应给这些部分的能量超过阈值，使得它们被迫向内折叠。因为在该最后加热循环中，仅需要供应适量的能量，所以其中每个阶段的持续时间可以很短，使得部分54的排出可以快速跟随在部
分52的排出之后，从而提供基本对称的折叠。最后，如图6e所示，在时间间隔t5期间，用加热元件133加热最中间部分53，使得功能材料的折叠条56向接收衬底20转移，并在t6时粘附到其上，如图6f所示。需要注意的是，在时间间隔t4期间，加热被中断，以允许材料部分52，54的折叠完成。
55.图7示出了如何在衬底表面上形成甚至更复杂的结构的实施例。图7的上部示出了板10的表面11，该板10在各自的空腔中设置有相互分离的功能材料节段50a，50b，50c。板10具有在x方向上具有一定长度的后续电阻加热元件131，132，133，134，135，136，137。每个加热元件被配置为加热在y方向上的适当范围内的区域。图7在左下部分进一步示出了根据在上部中示出的a-a的一系列横截面a，并且在中下和右下部分分别示出了根据在横截面a中示出的b-b和c-c的一系列横截面b，c。这些系列的横截面在图7的上部中也表示为a和b。
56.每一系列横截面a，b，c的最上部的横截面表示在t0时初始提供的板10。
57.在时间间隔t1期间，加热电阻加热元件131。结果，在该范围内存在的材料节段50a的部分(在左边的表示为al1，在右边的表示为ar2)被加热到它们被空腔内局部产生的蒸汽压推出的程度。结果，这些部分类似于图6b中的部分51向内折叠(折叠1)。同样地，在时间间隔t2期间，加热电阻加热元件137。结果，在该范围内存在的材料节段50a的部分al7，ar7也被加热到它们被空腔内局部产生的蒸汽压推出并向内折叠(折叠2)的程度。
58.类似于参考图6d所描述的，在下一个时间间隔t3期间，加热元件132和136的加热在三个加热循环中进行。在每个加热循环内的第一阶段和第二阶段期间，给加热元件132，136提供电功率。由此，存在于与这些加热元件热接触的区域中的材料节段50a的部分al2，al6，ar2，ar6被加热。在这些区域中的材料节段50b和50c的部分b2，c6也被加热。在单个阶段内提供的电能低于局部存在的功能材料部分被驱出空腔的阈值，使得这些功能材料部分以基本对称的方式加热。在最后加热循环中，供应给这些部分的能量超过阈值。由此，其上承载有先前折叠的部分al1的部分al2向内折叠(折叠3)。同样的，承载有al7的部分al6向内折叠(折叠6)。并且类似地，这也适用于承载有ar1的ar2和承载有ar7的ar6。此外，部分b2和c6向内折叠，并且因此在它们彼此接触的端部熔合。
59.在t4期间，在三个加热循环中执行加热元件133和135的加热。其结果是，在t4的最后循环中，存在于电阻加热元件133的范围内的节段50b的材料以及存在于电阻加热元件135的范围内的节段50c的材料被排出。由此，源自节段50b和50c的熔合功能材料作为单个导电条57沉积在衬底上。此外，在加热元件133和135的范围内的材料节段50的部分，例如al3，al6，被向外推出，但是因为材料节段50a仍然粘附在加热元件134的区域中的板表面上，这具有材料节段的结构被进一步折叠的效果，使得初始部分al1，al7彼此熔合。同样地，部分ar1，ar7彼此熔合。由此形成桥58，该桥58具有由位于一侧的部分al1，al2，al3，al5，al6和al7形成的第一腿部58l，由位于相对侧的部分ar1，ar2，ar3，ar5，ar6和ar7形成的第二腿部58r，以及由加热元件134范围内的材料节段的部分a4形成的桥体58b。因为该加热元件134还没有被激活，所以桥58仍与桥体一起悬挂在板10的表面11上。
60.最后，在t5期间，加热元件134被加热，使得在前面步骤中折叠的桥58现在向衬底20转移，其中它落在它的第一腿部58l和第二腿部58r上，并且桥体58b以一定的距离横跨在导电条57上。
61.图8a-图8e中示出了另一个示例性应用。在该实施例中，应用改进的方法来向接收
衬底20上的组件25的电端子26提供电连接。图8a示出了在t0时的初始状态。在图8b中，示出了如何在时间间隔t1期间通过激活电阻加热元件133从空腔中释放功能材料50的中间部分。如图8c所示，在随后的时间间隔t2期间，通过脉冲方式激活电阻加热元件132，134，功能材料50的与该中间部分相邻的部分被释放。因此，对于元件132，134，在单个脉冲内提供的电能低于发生功能材料的转移的阈值，但是在时间间隔t2期间提供的脉冲序列中提供的电能总量超过阈值。同样地，如图8d所示，在时间间隔t3期间，通过脉冲方式激活电阻加热元件131，135来释放功能材料50的端部。图8e示出，作为结果，在t4期间，沉积的功能材料50的条与部件25的电端子26形成电连接。
62.在前面的实施例中，以电阻加热元件各自都具有单独的触点为前提进行描述。图9a示出了另一个实施例，其中板10的电阻加热元件设置在加热器矩阵中。为了清楚起见，板10的其他细节在该图中没有示出。加热器矩阵包括设置在板10的第一平面方向上的第一组电力线(表示为列线cl1，cl2，cl3)和横向于列线设置的第二组电力线(表示为行线rl1，rl2，rl3)。在该实施例中，这些线指向相互正交的方向，但是在其他实施例中，可以使用其他角度，例如60度。作为示例，仅示出了3条列线和3条行线。然而，实际上可以存在更大数量的线，例如几百或几千条线。每个加热元件电连接到特定的一对行线和列线。例如，加热元件h22具有连接到行线rl2的一个端子和连接到列线cl2的另一个端子。相邻的加热元件h23具有连接到行线rl3的一个端子和连接到列线cl2的另一个端子。
63.矩阵中的加热元件可以通过将它们各自对应的一对电力线连接到电源来单独寻址。在所示的实施例中，元件h22是寻址的，因为行线rl2和列线cl2连接到电源。然而，当连接电力线rl2，cl2时，电流也可以流经其他加热元件，例如沿着经由加热元件h32、线cl3、加热元件h33、线rl3和加热元件h23的路径。尽管流经相邻加热元件的电流比流经寻址的元件的电流慢得多，但希望可以抑制这些泄漏电流。
64.为此，在一个实施例中，电阻加热元件由具有负温度系数(ntc)的材料制成。该措施的效果如图9b所示。其中，连续曲线和虚线曲线分别表示加热器的温度和电阻随时间的函数。对于寻址的像素点，曲线是黑色的，对于相邻的像素点则使用灰色。由于初始通过寻址的加热元件的路径的电阻低于通过一系列串联设置的相邻元件的路径的电阻，所以寻址的加热元件中的温度比相邻加热元件中的温度上升得更快。由于负温度系数，寻址的加热元件的电阻比相邻加热元件的电阻减小得更多，使得通过寻址的加热元件的电流路径更有利。因此，通过相邻加热元件的电流被抑制。
65.在参考图9c示出的另一实施例中，使用变阻加热元件。如图9b所示，黑色虚线曲线表示寻址的加热元件温度随时间的变化，灰色虚线曲线表示相邻加热元件的相应信息。由于通过相邻元件的电流路径包括串联设置的变阻器，电源电压不足以使这些元件导电，从而抑制了通过这些相邻元件的泄漏电流。
66.图10示出了改进的转移方法的进一步实施方式。其中，在从空腔12转移功能材料50的过程中，板10和接收衬底20相对于彼此移动。在所示的实施例中，功能材料50的第一部分50a已经粘附到接收衬底20，而功能材料的另一部分50b仍粘附在空腔12中的板表面。结果，材料50被拉伸，使得所产生的沉积特征的形式比空腔中的功能材料的形式更长更薄。材料被拉伸的程度由板10相对于衬底20移动的速度v和功能材料50沿移动方向从空腔中排出的速度之比决定。板10可以例如具有各自单独可寻址的电阻加热器，每个电阻加热器在空
腔内在长度为l的范围内延伸，这些电阻加热器随后以共同的时间延迟τ进行加热，对应于功能材料50的排出速度ve等于l/τ。在这种情况下，功能材料以因子v.τ/l拉伸。
67.如图1所示，记录载体60还可以包括指令，该指令指定控制器14如何控制板10相对于衬底20移动的速度v和功能材料50沿移动方向从空腔中排出的速度。
68.如图10中进一步所示，转移方法的该实施方式还实现了一种沉积方式，其中沉积的功能材料桥接凹陷特征20r。
69.通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解所公开实施方式的其他变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一个(a或an)”不排除多个。单个单元可以实现权利要求中列举的几个选项的功能。在相互不同的从属权利要求中列举某些措施的纯粹事实并不表明这些措施的组合不能发挥优势。权利要求中的任何参考标记不应被解释为限制范围。此外，功能材料可以具有宽范围的粘度，从而可以转移(从50pa.s到1000pa.s(非穷举))。与镂空版印刷和丝网印刷相反，这是一种非接触式直接写入方法，其中距离衬底表面的距离优选保持在1微米以上。功能油墨的转移精度取决于印刷间隙。通常，印刷间隙需要与特征尺寸的量级相同，以获得良好的印刷精度。当需要小的印刷间隙时，将印刷头与样品架对准在技术上变得更加困难。因此，优选地使用间隔销来控制间隙，并将印刷头和样品架压在一起。优选地，印刷头和样品架之间有至少三个维度(起伏、滚动、俯仰)的自由度。在一个实施例中，浆料可以如下形成：
70.固体含量90
±
5wt％
[0071][0072]
粘度范围在100-1000pa*s之间。与传统的丝网印刷浆料和油墨相比，剪切变稀可被最小化，例如通过添加气相二氧化硅以防止浆料在受体衬底上流动。这也可以通过例如通过激光照射固化/干燥油墨来防止，这可以通过高固体含量和低溶剂含量来方便地实现。
[0073]
产生气体压力所需的功率取决于该方法使用的功能材料。根据经验，可要求连接到电阻加热元件的控制电路被配置为以大于10kw/cm2的平均功率在小于100微秒内加热加热元件。或者，可要求控制电路允许电阻加热元件以至少5k/微秒的加热速率加热功能材料，以便在界面处产生气体，以提供驱使功能材料离开空腔的气体压力。在不需要直接排出的情况下，以一系列循环的方式提供加热功率，例如如图2所示。
[0074]
除了通过向单独可寻址的加热元件供应具有相应的时间依赖性大小的电功率来控制转移过程之外，还可以通过其形状来控制与单个加热元件相关联的热通量分布，如图11a、图11b和图11c中的以下实施例所示。
[0075]
在这些图的每个中，下部示出了在沉积功能材料时穿过板10的横截面。中间部分示出了在朝向板10的表面11的方向的视图中，单个可寻址电阻加热元件13的横截面。上部
示意性地示出了局部热通量(实线)和相关联的释放时间(虚线)随沿空腔12的位置的函数。
[0076]
在图11a的实施例中，电阻元件13的横截面沿着空腔12在从左到右的方向上增大。结果，电阻元件具有在该方向上减小的电阻和由此而减小的热通量。因此，对于更靠近空腔右端的位置，空腔12中的材料50的释放时间更长。在图11a的下部中，示出了其中功能材料单元的左端朝向其将要沉积的衬底(未示出)倾斜。
[0077]
在第二实施例中，如图11b所示，电阻元件13的横截面在空腔12的端部变窄，并且在中心部分相对较宽。结果，与空腔的中心部分相比，电阻元件在空腔的端部具有相对高的电阻。因此，与在端部之间产生的热通量相比，电阻元件在空腔12的端部提供相对高的热通量。因此，与材料50的其余部分相比，材料50在空腔12的端部的释放时间相对短。在图11b的下部中，示出了其中功能材料50的单元在其端部朝向其将要沉积的衬底(未示出)弯曲。
[0078]
图11c示出了第三实施例，其中电阻元件13的横截面在空腔12的端部变宽，并且在中心部分具有相对恒定的小宽度。结果，与空腔的中心部分相比，电阻元件在空腔的端部具有相对低的电阻。因此，与在端部之间产生的热通量相比，电阻元件在空腔12的端部提供相对低的热通量。因此，与材料50的其余部分相比，材料50在空腔12的端部的释放时间相对长。在图11b的下部中，示出了其中功能材料50的单元在其端部朝向板10弯曲。
[0079]
虽然已经针对有限数量的实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将能够认识到在由所附权利要求书确定的本发明的范围内的许多修改和变形。例如，如上所述，供体区域可以与周围表面齐平，或者可以形成为供体表面中的空腔。此外，在一些实施方式中，板设置有与周围表面齐平的一个或多个供体区域以及形成为空腔的其他供体区域。例如，根据权利要求书范围内的修改，具有在供体表面形成为空腔的供体区域的板可以替代为具有与周围供体表面齐平的供体区域的板。