JP2023503478A - ３次元電子製品を製造するための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

製造のための方法は、サンプルをマウントに結合することと、サンプルの少なくとも一部を感光液であって、感光液と周囲の環境との間に界面を規定する上面を有する感光液に浸漬することを含む。サンプルの少なくとも一セクションに結合される少なくともポリマ層は、ポリマ層の厚さを、上面に対するサンプルの位置を制御することによって設定することと、少なくとも上面を照射して感光液を重合させてポリマ層を形成することと、によって形成される。

Description

本発明は、一般に、電子製品の製造に関し、特に、３次元製品をステレオリソグラフィと他のプロセスとを組み合わせた技術を使用して製造するための方法及びシステムに関する。

ステレオリソグラフィなどの様々なプロセスが、３次元（３Ｄ）製品を製造するために開発されてきた。

例えば、特許文献１は、プロトタイプ部品を現像するためのステレオリソグラフィプロセスを記載し、そこでは非光重合材料のインサートが結果として生じる部品内に包含されて、機能するプロトタイプ部品を現像する。非光重合インサートは、現像される部品の１つのセクションに、一セクションが形成される都度、手動で配置される。

特許文献２は、３次元製品を印刷するシステムを記載し、このシステムは、少なくとも１つのオブジェクト組み込みデバイスを含み、それは印刷されていないオブジェクトを部分的に完成した製品に組み込むもので、印刷されていないオブジェクトはシステムによって印刷されない。

米国特許第５，７０５，１１７号 米国特許第７，３７３，２１４号

様々な種類の複数のデバイス及び構成要素をポリママトリックスに埋め込み、相互接続することによって、３次元（３Ｄ）電子製品を製造するための方法及びシステムを提供する。

本明細書に記載される本発明の一実施形態は、製造するための方法を提供し、この方法は、サンプルをマウントに結合することと、サンプルの少なくとも一部を感光液に浸漬することを含み、感光液は周囲の環境との間に界面を規定する上面を有している。サンプルの少なくとも一セクションに結合される少なくともポリマ層は、ポリマ層の厚さを、上面に対するサンプルの位置を制御することによって設定することと、少なくとも上面を照射して感光液を重合させてポリマ層を形成することによって形成される。

いくつかの実施形態では、少なくとも上面を照射することは、２つ以上の波長又は２つ以上の波長範囲を使用することを含む。別の実施形態では、ポリマ層を形成することは、感光液の粘度を制御して、ポリマ層をサンプルの少なくとも一セクションに結合することを含む。更に別の実施形態では、粘度を制御することは、感光液の温度及び化学組成のうちの少なくとも１つを制御することを含む。

一実施形態では、ポリマ層の厚さを設定することは、感光液の少なくとも一部を上面からワイピングすることを含む。別の実施形態では、この方法は、溶融材料の液滴をサンプルの少なくとも固体表面に、所定のパターンに従って向け、その結果、液滴が固体表面上で硬化されて固体表面上に１つ以上の層の構造を印刷することを含む。更に別の実施形態では、固体表面はポリマ層の少なくとも一部を含む。

いくつかの実施形態では、方法は、ポリマ層の少なくとも一部を除去して、構造の少なくとも所与の表面を周囲の環境に曝すことを含む。別の実施形態では、方法は、追加の液滴を所与の表面上の所定の位置に追加の所定のパターンに従って向け、その結果、追加の液滴が所与の表面上で硬化され、電気接点を所定の位置に印刷することによって、電気接点を所与の表面上に形成することを含む。更に別の実施形態では、構造は、３次元（３Ｄ）構造を含む。

一実施形態では、方法は、ポリマ層に空洞を形成し、液滴を空洞に向けて、空洞内の構造の少なくとも一部を印刷することを含む。別の実施形態では、少なくともポリマ層を形成することは、構造を固体表面に固定することを含む。更に別の実施形態では、少なくともポリマ層を形成することは、構造を少なくともポリマ層で覆うことを含む。

いくつかの実施形態では、方法は、少なくとも接触パッドを有する電子デバイスをサンプルに結合し、少なくともポリマ層を電子デバイスの少なくとも一セクション上に形成することを含む。別の実施形態では、方法は、追加の液滴を所定のパターンに従ってパッド表面に向け、追加の液滴をパッド表面上で硬化させることによって、少なくとも接触パッドのパッド表面上に電気接点を形成することを含む。更に別の実施形態では、電気接点はパッド表面に結合されたピラーを含み、電気信号を電子デバイスへ、又は電気デバイスから伝送する。一実施形態では、電子デバイスを結合することは、電子デバイスの少なくとも一部を感光液に浸漬することを含み、方法は、感光液の少なくとも一部を重合するためにサンプルを加熱してポリマ層の少なくとも一部を形成することを含む。別の実施形態では、方法は、空洞をポリマ層の選択された位置に形成することと、空洞を所与の液体で満たすことを含む。更に別の実施形態では、空洞を形成することは、（ａ）選択された位置を取り囲む１つ以上の位置で感光液を照射して、感光液を選択された位置で重合させないようにすることと、（ｂ）感光液を選択された位置から除去して、空洞を形成することを含む。

いくつかの実施形態では、感光液を除去することは、（ａ）感光液を選択された位置から圧送することと、（ｂ）固体要素を空洞に挿入することのうちの１つを含む。別の実施形態では、空洞を充満することは、所与の液体を空洞に分注することを含む。更に別の実施形態では、所与の液体は、（ａ）機械的特性、（ｂ）熱的特性、（ｃ）電気的特性、及び（ｄ）化学的特性からなる特性のリストから選択される少なくとも１つの特性によって、感光液とは異なる。

いくつかの実施形態では、所与の液体は所与の感光液を含み、方法は、所与の感光液の選択されたパターンを照射して、所与の感光液の選択されたパターンを重合し、空洞内に所与のポリマ層を有する選択されたパターンを形成することを含む。別の実施形態では、方法は、（ａ）電気部品をポリマ層の上又は下に形成すること、（ｂ）ポリマ層に空洞をパターニングすること、（ｃ）ポリマ層とは異なる物質で空洞を充満すること、及び（ｄ）可撓性部材を少なくとも物質上に配置することを含む。更に別の実施形態では、電気部品は抵抗器を含み、ここで物質は、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有し、これはポリマ層の第２のＣＴＥよりも大きい。

一実施形態では、電気部品はコンデンサを含み、物質は、ポリマ層の第２の機械的剛性よりも小さい第１の機械的剛性を有する。別の実施形態では、可撓性部材は、ポリイミド又はシリコーンを含む。更に別の実施形態では、感光液は、（ａ）光重合性でエポキシ又はシリコーンポリマを形成する化学的部分、（ｂ）ポリイミド、（ｃ）ポリウレタン、（ｄ）ポリジシクロペンタジエン、（ｅ）感光性重合性シラン、及び光重合性部分、からなるリストから選択される１つ以上の物質を含む。

いくつかの実施形態では、少なくとも上面を照射することは、紫外線（ＵＶ）放射を使用して感光液を照射することを含む。別の実施形態では、方法は、ポリマ層の所与の表面を準備した後に、層を塗布すること、又はデバイスを所与の表面に結合することを含む。更に別の実施形態では、層を塗布することは、溶融材料の液滴を、所定のパターンに従ってポリマ層の所与の表面に向けることで、液滴を所与の表面で硬化させて、層を所与の表面上に印刷することを含む。

一実施形態では、所与の表面を準備することは、接着層を所与の表面に塗布した後に、層を塗布することを含む。別の実施形態では、所与の表面を準備することは、所与の層に空洞をパターニングすることと、層を空洞の少なくとも一部に塗布することを含む。更に別の実施形態では、所与の表面を準備することは、所与の表面の少なくとも一セクションを、レーザアブレーションを使用して粗面化することを含む。いくつかの実施形態では、所与の表面を準備することは、ミクロンスケール粒子を所与の表面の少なくとも一セクションに塗布することを含む。別の実施形態では、ミクロンスケール粒子を塗布することは、揮発性溶媒に浸漬されたミクロンスケール粒子を含む希釈溶液を分注又は噴射することを含む。更に別の実施形態では、方法は、溶融材料の第１の液滴を所定のパターンに従ってサンプルの少なくとも固体表面に向けることで、第１の液滴を固体表面で硬化させて第１の３Ｄ構造を固体表面に印刷すること、によって第１の３次元（３Ｄ）構造を形成することを含む。第１の３Ｄ構造は、固体表面に面する下面を有する第１の端部と、下面と反対の上面を有する第２の端部とを含み、方法は、溶融材料の第２の液滴を上面に向けることで、第２の液滴を上面で硬化させて、第２の３Ｄ構造を第１の３Ｄ構造の上面に印刷することによって、上面に第２の３Ｄ構造を形成することを含む。少なくともポリマ層を形成することは、（ｉ）第１のポリマ層を、固体表面上の第１の３Ｄ構造の位置を固定するために形成することと、（ｉｉ）第２のポリマ層を、第２の３Ｄ構造の位置を第１の３Ｄ構造の上面に固定するために形成することを含む。

一実施形態では、第１及び第２の３Ｄ構造のうちの少なくとも１つは、ピラーを含む。別の実施形態では、厚さを設定することは、所与の厚さを設定することを含み、その結果、上面を照射することが所与の厚さ内のすべての感光液を重合することを含む。更に別の実施形態では、厚さを設定することは、感光液の少なくとも一部を感光液の第１の上面からワイピングすることによって、第１のポリマ層の少なくとも第１の厚さを設定することを含む。

本発明の一実施形態によると、製造のためのシステムが更に提供され、このシステムは、感光液、マウント、光アセンブリ、及びプロセッサを含む。感光液はバットに含まれ、感光液と周囲の環境との間の界面を規定する上面を有する。マウントにはサンプルが結合され、サンプルを上面に対して移動させることによってサンプルの少なくとも一部を感光液に浸漬するように構成される。光アセンブリは、少なくとも上面を照射して感光液を重合し、ポリマ層を形成するように構成される。プロセッサは、ポリマ層の厚さを、上面に対するサンプルの位置を制御することによって設定するように構成される。

本発明の一実施形態によると、製造のための方法が更に提供され、この方法は、溶融材料の液滴を所定のパターンで基板に向けて吐出し、その結果、液滴を基板上で硬化させて、３次元（３Ｄ）構造を基板上に印刷することを含む。基板は、その上に３Ｄ構造を備えて、感光液に浸漬される。感光液は、照射されて、感光液を重合し、３Ｄ構造の少なくとも一部を含む１つ以上のポリマ層を形成する。

いくつかの実施形態では、液滴は溶融金属を含む。別の実施形態では、方法は、電子デバイスを基板上に配置することを含み、液滴を吐出することは、電子デバイスへ導電性接続をすることを含む。更に別の実施形態では、導電性接続をすることは、ピラーを印刷することを含み、ピラーは感光液を重合することによって形成された１つ以上のポリマ層を通って延在する。

一実施形態では、液滴を吐出することは、レーザビームをドナーフィルムに当たるように向けることで、液滴がレーザ誘起前方移動（ＬＩＦＴ）によって吐出されること含む。別の実施形態では、感光液を照射することは、パターン化された放射線を感光液に適用し、ステレオリソグラフィのプロセスにおいて複数のポリマ層を構築することを含む。更に別の実施形態では、液滴を吐出することは、３Ｄ構造を第１のステレオリソグラフィ層上に印刷することを含み、第１のステレオリソグラフィ層は３Ｄ構造の基板として機能し、またパターン化された放射線を適用することは、少なくとも第２のステレオリソグラフィ層を第１のステレオリソグラフィ層上に形成することを含む。

本発明は、その実施形態の以下の詳細な説明から、以下の図面と合わせて、より完全に理解されるであろう。

本発明の一実施形態による、電子デバイスを製造するためのシステムの概略側面図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。 本発明のいくつかの実施形態による、電子又は光電子デバイスを製造し、また電子製品に埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。

（概要）
以下に記載される本発明の実施形態は、様々な種類の複数のデバイス及び構成要素をポリママトリックスに埋め込み、相互接続することによって、３次元（３Ｄ）電子製品を製造するための方法及びシステムを提供する。

いくつかの実施形態では、ポリママトリックスは、サンプルを可動ステージに結合し、そのサンプルを、上面を有する感光液を含有しているバットに浸漬することによって形成される。ステージは、サンプルを感光液の上面に対して移動させ、マトリックスのポリマ層の所望の厚さを得る。更に、ステレオリソグラフィ照射アセンブリ（ＳＬＩ）の光源は、少なくとも上面を照射して、感光液を重合してポリマ層を形成し、それは本明細書では光重合層とも呼ばれる。ＳＬＩは、ポリマ層にパターンを形成するように、又はサンプルの全表面をポリマ層で覆うように構成されることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、３Ｄ電子製品を製造するためのシステムは、ピックアンドプレース（ＰＰ）サブシステムを含み、それは第１及び第２のデバイスをマトリックスのそれぞれの第１及び第２の位置に配置するように構成される。デバイスの形状及び寸法は、互いに同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＰは、第１のデバイスの少なくとも一部を感光液に浸漬してもよく、ＳＬＩは、第１のデバイスを取り囲む感光液を重合して、第１のデバイスをポリママトリックスに固定し得る。別の実施形態では、システムは、ポリママトリックスに空洞を生成するように構成され、ＰＰは、第２のデバイスを空洞内に配置し得る。感光液の厚さ及び空洞の寸法を制御することにより、システムは、第１及び第２のデバイスをポリママトリックスの任意の所望の位置に配置するように構成されることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、システムは、レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を含み、これは、光重合層に、第１及び第２のデバイスを相互接続するための、及び／又は第１及び第２のデバイスのいずれかをサンプルに電気的に結合された、若しくはサンプル内に含まれた他のエンティティと接続するための電気トレースを印刷するように構成される。ＬＤＷは、溶融金属液滴をサンプルに向けて所定のパターンに従って吐出し、その結果、液滴が基板上で硬化することによって、電気トレースを印刷し、電気トレースを形成するように構成される。

いくつかの実施形態では、システムは、ＬＤＷ、又は他の任意の適切なサブシステム、例えば限定するものではないが分注サブシステム又はインクジェットサブシステムを使用して、金属インクを印刷するように構成される。

別の実施形態では、システムは、様々な種類のセンサ及びアクチュエータ、例えば熱ベースのアクチュエータを、ポリママトリックスに製造するように構成される。例えば、システムは、（ａ）抵抗器などの電気部品を、例えば、ポリママトリックスに形成された空洞の下に製造し、（ｂ）ポリママトリックスの熱膨張係数（ＣＴＥ）よりも大きいＣＴＥを有する液体を分注し、（ｃ）可撓性膜を空洞に分注された液体の上に固定するように構成される。

いくつかの実施形態では、特定の電圧レベルをサンプルに印加することに応答して、抵抗器は熱くなり、これは、液体の体積を膨張させ、ポリママトリックスからの可撓性部材の突出によって達成される熱ベースの作動を引き起こす。他の印刷可能なアクチュエータは、バイメタリックタイプのものであり、それらはＬＤＷ装置によって、他のオブジェクトの前述の３Ｄ製品を製造するためのビルドアッププロセスの一部として製造される。

いくつかの実施形態では、システムは、サンプルの様々なセクションの熱的、電気的及び機械的特性の１つ以上を、ポリママトリックスに様々なサイズ及び形状を有する空洞を形成することと、これらの空洞を、所望の熱的、電気的及び機械的特性を有する選択された液体及び／又は固体物質で満たすこと、によって制御するように更に構成される。埋め込まれた固体は、例えば、任意の適切な種類の微小電気機械（ＭＥＭＳ）センサ又はアクチュエータデバイス、あるいは任意の他のミクロンスケールの電気的機能デバイス、更に例えば、マイクロバッテリ又はスーパーキャパシタなどの電源を含んでもよい。

開示された技術は、バットに保持されたサンプルを用いて全製造プロセスを実施することにより、複雑な製品を製造するために使用され得る。このような製品は、例えば新興の先進的な電子部品パッケージング業界でも特に興味深いものである。更に、開示された技術は、複雑な製品の品質を改善し、バットに保持されたサンプルですべてのプロセスを実行することにより製造コスト及び化学廃棄物の量を削減する。

（システムの詳細）
図１は、本発明の一実施形態による、様々な種類の電子及び光電子デバイスを製造するためのシステム１０の概略側面図である。いくつかの実施形態では、システム１０は、本明細書ではＳＬＶ２２と呼ばれるステレオリソグラフィバットアセンブリを含み、バット２４と、管２８を介してリザーバ２６からバット２４に供給される感光液４４を含む。

いくつかの実施形態では、感光液４４は、エポキシ又はシリコーンポリマを形成するために光重合可能な化学部分、ポリイミド、ポリウレタン、ポリジシクロペンタジエン、感光性重合性シラン、あるいは他の適切な種類の光重合性部分を含み得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、電動ｚステージを含み、本明細書ではサンプル９９が結合されたマウント３３と呼ばれる。一実施形態では、マウント３３は、サンプル９９を液体４４の上面９０に対して移動させるように構成される。図１の構成例では、マウント３３は、両方向矢印４８によって示されるように、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させ、サンプル９９の少なくとも一部を、液体４４の上面９０の周囲の環境において、空気或いは他の適切な種類の流体及び／又は固体に曝すように構成される。

いくつかの実施形態では、システム１０は、本明細書ではマウント３０と呼ばれる電動ｘｙステージを含み、これは、バット２４を、ｘｙ平面５０のｘ軸及び／又はｙ軸（両方向矢印４６として示される）に沿って制御された均一な（例えば、滑らかな）運動で動かすように構成される。

いくつかの実施形態では、システム１０は、ステレオリソグラフィ照射アセンブリを含み、本明細書でＳＬＩ５５と呼ばれ、これはシャーシ３１に結合され、液体４４の少なくとも上面９０を照射するように構成される。

いくつかの実施形態では、ＳＬＩ５５は、以下で詳細に説明するように、液体４４の上面９０に画像２０を投影するように構成される。そのような実施形態では、ＳＬＩ５５は、サンプル９９のオブジェクトビルドアップと整列した画像２０を投影し、上面９０に近接して位置する液体４４の少なくとも一部を重合するように構成される。

別の実施形態では、ＳＬＩ５５は、１つ以上のレーザビームを使用して、又は液体４４の上面９０を照射するための他の適切な方法を使用して上面９０を走査するように構成される。

本開示の文脈及び特許請求の範囲において、「照射する」という用語は、例えば液体４４上に、画像２０を投影すること、又は１つ以上の光線を向けることを指す。本開示の文脈及び特許請求の範囲において、「照射する」、「向ける」及び「投影する」という用語は、交換可能に使用される。

そのような実施形態では、ＳＬＩ５５は、液体４４の表面９０上に所望のパターンを有する画像２０を投影し、上面９０に近接して位置する液体４４の少なくとも一部を重合することによってパターンを形成するように構成される。

いくつかの実施形態では、液体４４は、感光性エポキシ、若しくはシリコーンなどの紫外線（ＵＶ）感光性樹脂、又は任意の他の種類のＵＶ感受性モノマ若しくはオリゴマ樹脂、又は任意の他の適切な種類の材料を含み得る。ＵＶ光に曝されると容易に重合されるこのような材料は、例えば、Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．（ＥＭＳ）（米国オハイオ州デラウェア）、及びＥＭＳの株式が長瀬産業（日本、大阪府）によって買収された後に設立されたＥＭＳ－ＮＡＧＡＳＥによって提供される。

そのような実施形態では、画像２０の投影光は、液体４４の上面９０を照射するＵＶ光を含み得て、これは、以下で詳細に説明されるように、層ごとに形成された所定のパターンに従って重合される。

いくつかの実施形態では、ＳＬＩ５５は、２つ以上の波長又は波長範囲（例えば、約３７５ｎｍ～４０５ｎｍの波長を有する）を発するように構成された１つ以上のレーザダイオード又は１つ以上の高出力発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み、重合プロセスの深さ、速度、及びその他のパラメータを制御し得る。

いくつかの実施形態では、ＳＬＩ５５は、画像２０を、デジタル光処理（ＤＬＰ）プロジェクタを使用して上面９０に投影するように構成され、そのプロジェクタは画像２０の所与の解像度に対して画像の横方向スパンを規定する約１メガピクセル又は任意の他の適切な数のメガピクセルを有している。横方向の解像度と照射フィールドのサイズとの間のトレードオフに留意されたい。例えば、３０μｍピクセルサイズのＤＬＰプロジェクタは、約３０ｍｍの照射フィールドサイズを有し得る。このようなＤＬＰプロジェクタは、例えば、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（テキサス州ダラス）によって提供される。追加的又は代替的に、ＳＬＩ５５は、任意の適切な種類のレーザスキャナ（図示せず）を含み得る。

いくつかの実施形態では、液体４４の重合は、本明細書ではポリママトリックスとも呼ばれる固体層を上面９０で形成し、固体層の厚さは、投影された画像２０の様々なパラメータ、液体４４の特性、及び、他のパラメータ、例えば限定するものではないが光強度、照射持続時間、及び液体の吸収深さ、によって決定され得る。いくつかの実施形態では、本明細書で上部層とも呼ばれる層が、液体４４の上面９０で所定の厚さに重合された後、マウント３３がサンプル９９をｚ軸に沿って移動させて、サンプル９９の少なくとも一部を液体４４に浸漬し、ＳＬＩ５５が液体４４を照射する。浸漬と照射のプロセスが繰り返され、パターニングビルドアップ計画に従って所望のパターンを形成する。ステレオリソグラフィプロセスについては、以下で更に詳しく説明する。

いくつかの実施形態では、 システム１０は、本明細書でＬＤＷ６６と呼ばれる、レーザ直接書き込み及び／又は構成要素埋め込みサブシステム及び／又はレーザアブレーションサブシステムを含み、これは、シャーシ３１に結合され、様々な種類の材料（通常は金属層）をサンプル９９の表面に堆積させるように構成される。ＬＤＷ６６は、様々な技術及びプロセス、例えば限定するものではないがレーザ誘起前方移動（ＬＩＦＴ）を適用し得る。

ＬＩＦＴプロセスでは、１つ以上のレーザビームは、透明なドナー基板（図示せず）を通過し、サンプル９９に面しているドナー基板の下面に堆積された１つ以上のドナーフィルムに衝突するように向けられる。衝突したレーザビームは、ドナーフィルムの液滴を吐出し、それらはサンプル９９の表面の所定の位置に着弾する。

図１の例では、レーザビームは、ミラー又は他の任意の適切なビーム反射装置から反射され、ドナー基板に向けられる。別の実施形態では、レーザビームは、レーザからドナー基板に、以下のいくつかの実施形態で簡単に説明するように、入射ビームのいくつかの特性を設定するように構成された光学装置を介して、直接照準されてもよい。

別の実施形態では、ＬＤＷ６６は、非導電性材料、例えば誘電体層及び接着剤を印刷するように構成される。

更に別の実施形態では、ＬＤＷ６６は、レーザ微細加工ステーションとして機能するように更に構成される。同じレーザ源、又は必要に応じて追加のレーザタイプを使用して、必要に応じて印刷された材料を局部的に加工する。例えば、穴を開け、及び／又は不要な材料、ポリマ、金属を除去する。また、レーザ表面処理が、印刷された材料の接着性を向上させるために必要になる場合がある。例えば、これは通常、ポリマ表面の粗面化によって達成され、前処理されたポリマ領域の上部にあるレーザ印刷された金属トラック又はトレースの接着を向上させ、或いは場合によっては不要な酸化物層の除去によって達成される。酸化物の除去は、例えば、接触金属を前述の金属パッドの上面に印刷する前に必要とされる場合がある。

ＬＩＦＴ及びその他の構成要素埋め込み技術の様々な処理方法は周知で有り、いくつかは詳細に説明されており、例えば、Ｓｅｒｒａ ＰｅｒｅとＰｉｑｕｅ Ａｌｂｅｒｔｏ（２０１８）「Ｌａｓｅｒ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ：Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．」Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．４．１８０００９９．１０．１００２／ａｄｍｔ．２０１８０００９９、及び米国特許出願公開第２０１７０１８９９９５号及びＰＣＴ国際公開第２０１９１３８４０４号であり、その開示はすべて参照により本明細書に組み込まれる。

いくつかの実施形態では、システム１０は、本明細書でＰＰ７７と呼ばれるピックアンドプレースサブシステムを含み、これは、任意の適切な基板からデバイスを選び取り、そのデバイスをサンプル９９の表面上の所定の位置に置くように構成される。追加的又は代替的に、ＰＰ７７は、任意の他の種類の固体オブジェクト、例えば限定するものではないが、１つ以上の種類の構成要素、及び／又は任意の他の適切な種類とサイズの固体アイテムを選び取って配置するように更に構成される。ＰＰ７７は、任意の適切なピックアンドプレースサブシステム、例えばＣｏｍａｕ（イタリア、グルリアスコ）によって製造された４軸ＲＥＢＥＬ－Ｓ６スカラロボット、又は任意の他の適切な製品若しくはサブシステムを含み得る。更に、ＰＰ７７は、カメラと画像処理及び位置合わせアルゴリズムを含み、選び取り及び配置動作の空間的及び垂直的精度を高め得る。

いくつかの実施形態では、ＰＰ７７は、シャーシ３１に結合され、マウント２７を含み、これはｘｙ平面におけるＰＰ７７の位置を調整するように構成される。マウント２９は、例えば、以下に説明するプロセッサ１１を使用して制御され得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、サンプル９９に他の任意の適切なプロセスを適用するように構成されたサブシステム８８を含み得る。例えば、サブシステム８８は、任意の適切な種類の検査及び／又は計測サブシステム（例えば、光学ベース）、レーザアブレーションサブシステム、穿孔サブシステム、鋸引き及び／又はダイシングサブシステム、導電性及び非導電性材料（接着剤など）の分注サブシステム、液体吸引サブシステム、レーザベースの微細加工サブシステム、アニーリング／溶融／硬化加熱サブシステム（レーザベースの赤外線など）、又は任意の他の適切な処理若しくは検査／計測及び画像処理サブシステム、又は電気テストなどのテストモジュールを含み得る。システム１０は、１つ以上のサブシステム８８を含んでもよく、その各サブシステムは、上記のリストで言及された少なくとも１つのサブシステムを含むことに留意されたい。

いくつかの実施形態では、サブシステム８８は、シャーシ３１に結合され、マウント２９を含み、それはｘｙ平面におけるサブシステム８８の位置を調整するように構成される。マウント２９は、例えば、プロセッサ１１によって制御され得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、制御コンソール１２を含み、これは、システム１０の複数のサブシステム及びアセンブリ、例えば限定するものではないが、ＳＬＶ２２、ＳＬＩ５５、ＬＤＷ６６、ＰＰ７７、マウント３０及び３３、ならびに上記した任意の適切な種類のサブシステム８８を制御するように構成される。

いくつかの実施形態では、コンソール１２は、プロセッサ１１、典型的には汎用コンピュータを含み、適切なフロントエンド及びインターフェース回路を備えて、ケーブル４２を介して前述のサブシステム及びアセンブリのコントローラ（図示せず）とインターフェースし、またそれらと信号を交換する。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１及びコントローラは、ソフトウェアにプログラムされて、システム１０によって使用される機能を実行し、ソフトウェアのデータをメモリ２１に格納し得る。ソフトウェアは、プロセッサ１１及び／又は１つ以上のコントローラに電子形式で、例えばネットワークを介してダウンロードされてもよく、又は非一時的な有形メディア、例えば光学、磁気、若しくは電子メモリメディアで提供され得る。

いくつかの実施形態では、コンソール１２は、ディスプレイ３４を含み、それはデータ及び画像、例えばプロセッサ１１から受信した画像３４、又は入力デバイス４０を使用してユーザ（図示せず）によって挿入された入力を表示するように構成される。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、ＳＬＶ２２を、シャーシ３１に結合されたサブシステム及びアセンブリに対して移動させるように構成される。プロセッサ１１は更に、上記のサブシステム及びアセンブリのそれぞれを制御し、一連のプロセスを実行して、統合された電子及び／又は光電子のデバイス及び／又は製品を製造するように構成される。このようなプロセスとプロセスシーケンスの例が以下に詳細に示される。

別の実施形態では、ＳＬＩ５５、ＬＤＷ６６、ＰＰ７７及びサブシステム８８のうちの少なくとも１つは、シャーシ３１とは異なるシャーシに結合されてもよい。例えば、ＳＬＩ５５は、シャーシ３１に結合され得て、ＬＤＷ６６、ＰＰ７７及びサブシステム８８は、それぞれ、異なるそれぞれのシャーシに結合され得る。この構成は、例えば、システム１０のＳＬＩ５５、ＬＤＷ６６、ＰＰ７７、及びサブシステム８８の動作上の可撓性を向上させるために使用され得る。

システム１０のこの特定の構成は、例によって示されて、特定の問題、例えば複数のデバイス及びプロセスを単一の製品において統合することなど、本発明の実施形態によって対処されるものを説明し、またそのようなシステムの性能を向上させる際のこれらの実施形態の適用を実証する。しかしながら、本発明の実施形態は、この特定の種類の例示的なシステムに限定されるものではなく、本明細書に記載の原理は、他の種類の生産及び／又は工学及び／又は研究システムに同様に適用され得る。

（電気トレースの重合サンプルへの埋め込み）
図２は、本発明の一実施形態による、電気トレース５２をサンプル９９のポリママトリックスに製造して埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。プロセスは、ステップ１で開始し、プロセッサ１１が（ａ）マウント３０を制御して、サンプル９９をｚ軸においてＳＬＩ５５と位置合わせするか、又はＳＬＩ５５に近接して配置し、（ｂ）マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させることで、サンプル９９が液体４４の所定の厚さに完全に浸漬され、そして（ｃ）ＳＬＩ５５を制御して、サンプル９９上のオブジェクトビルドアップと位置合わせされた画像２０を投影し、上面９２を有するサンプル９９の添加剤層を重合する。

いくつかの実施形態では、ステップ１は、上面９２上にパターンを有する添加剤層が固体状態でサンプル９９の一部として存在する場合に完了する。以下で詳細に説明するように、最大約５０μｍの厚さでは、液体４４の厚さは、通常、重合された添加剤層の厚さに対応する。そのような実施形態では、プロセッサ１１は、ＳＬＩ５５を制御して、その特定の層に対応する所定のパターンを、サンプル９９の表面と以前の上部層との間の液体４４の全厚に重合させるのに十分であるように、液体４４を照射する。一実施形態では、ステップ１を完了した後、サンプル９９の上面９２は、液体４４の上面９０と同一平面になり得る。

本開示の文脈及び特許請求の範囲において、「ポリママトリックス」という用語は、任意の種類の固体ポリマ層を指し、それは、例えば追加の熱処理として、照射セッションの間、又はその後に、ＳＬＩ５５又は任意の他の適切な種類の重合プロセスを使用して液体４４を重合することによって生成される。そのようなポリマ層及びその製造のためのプロセスは、以下の図３～図９に詳細に記載される。

ステップ２で、プロセッサ１１は、（ａ）マウント３３を制御して、サンプル９９を移動させ、上面９２をＬＤＷ６６の前述の１つ以上のドナーフィルムから所定の距離５７に配置し（これはＬＩＦＴ印刷の場合のみ）、また（ｂ）ＬＤＷ６６を制御して、金属液滴５１を１つ以上のドナーフィルムから上面９２の前述の所定の位置に向けることによって電気トレース５２を印刷する。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３３の動きを、液体４４に浸漬されたオブジェクトの指定された体積に基づいて制御し得る。追加的又は代替的に、プロセッサ１１は、マウント３３を、バット２４内の感知された液体４４のレベルに基づいて制御し得て、そのレベルはＳＬＶ２２に統合された感知サブシステム（図示せず）から受け取られる。

場合によっては、有機ポリマ（重合された液体４４など）の表面への溶融金属液滴のＬＩＦＴ噴射（数百又は数千℃で実行される）が、印刷された材料（電気トレース５２など）の重合層の表面への接着を不十分にする場合がある。不十分な接着は、サンプル９９の品質（例えば、電気トレース５２の寸法を制御する能力）及び信頼性（例えば、重合層の表面に対する電気トレース５２の層間剥離又はシフト）に影響を及ぼし得る。本開示の文脈及び特許請求の範囲において、「重合層の表面」及び「ポリマ表面」という用語は交換可能に使用され、電気トレース５２などがその上に印刷された層、あるいはデバイス又は構成要素が、例えば以下の図３～図９で説明されるような任意の適切な技術を使用して適用され、又は取り付けられた任意の他の種類の層を有する、重合層の任意の表面を指す。

いくつかの実施形態では、システム１０は、本明細書で説明される様々な技術を使用してこの制限を克服するように構成される。一実施形態では、システム１０は、重合層の表面に接着層を印刷した後、ＬＤＷ６６によって電気トレース５２を生成し得る。例えば、（ｉ）比較的低い溶融温度を有する金属合金、例えば 溶融温度が４００°Ｃ未満のはんだ又はその他の金属合金を印刷すること、及び／又は（ｉｉ）レオロジ接着層、例えばミクロンスケールの粒子が充満されたペーストを印刷すること。低い液滴温度は、高温の金属液滴がポリマ表面に衝突するときに典型的な反跳作用を克服する。反跳は、液滴を意図された印刷位置から変位させ、液滴が表面に再着弾するときに液滴を十分に冷たくする場合が多く、これもまた不十分な接着を引き起こす。

別の実施形態では、システム１０は、レーザ前処理プロセスを実行し得て、それは重合層に、電気トレース５２の設計されたパターンの空洞及び／又は溝をパターニングすることを含み、その後、ＬＤＷ６６は、空洞及び／又は溝を金属液滴で満たし、電気トレース５２を構築し得る。例えば、設計されたパターンは、約１０μｍよりも小さい典型的な幅（例えば、ｘ軸又はｙ軸に沿った）及び約２μｍ～５μｍの典型的な深さを有し得る。

別の実施形態では、電気トレース５２と重合層の表面との間の接着力は、重合層の表面を、例えば、重合層の表面を切除するためのレーザを使用して粗面化することによって向上され得る。

代替の実施形態では、接着は、ミクロンスケール粒子を、粒子ディスペンサを使用して堆積させ、重合層の表面を粒子の薄層でコーティングすることによって向上され得る。

これらの実施形態では、典型的な粒子サイズは、ＬＩＦＴ印刷された液滴サイズ程度（例えば、約５μｍ～１５μｍ）であり、粒子密度は、重合層の表面の面積の約２０％～５０％程度である。粒子は、任意の適切な材料、例えば限定するものではないが、ガラスビーズ、ダイアモンド粉末、ポリマ粉末、及び様々な種類のセラミック粒子を含み得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、薄い粉末層を重合層の表面の上に広げるように構成される。例えば、システム１０は、分注サブシステム又はインクジェットサブシステムを含み得て、それらは高揮発性溶媒中の粒子懸濁液の希釈溶液を局所的に印刷するように構成される。希釈溶液を堆積させた後、通常、溶媒は蒸発し、粒子が重合層の表面に残る。

いくつかの実施形態では、分注及びインクジェットサブシステムは、前述の希釈溶液を、重合層の表面上の所定の場所、例えばＬＩＦＴ印刷（電気トレース５２など）を適用することを意図した場所に向けるように構成される。希釈溶液の材料は、それらのいずれか又はそれらの任意の組み合わせが重合層のビルドアップを妨害しないように選択されることに留意されたい。更に、これらの材料は、重合層と、例えばサンプル９９の表面９２に結合又は堆積された他の材料との間の接着を向上し得る。

別の実施形態では、接着力は、希釈溶液又は任意の他の適切な材料を液体４４に加えて、液体４４と安定な懸濁液を形成することによって更に向上され得る。一実施形態では、安定した懸濁液は、表面を前述の粒子に適合させて、粒子と液体４４との間の良好な湿潤を獲得することによって得ることができる。

代替の実施形態では、システム１０は、重合層の表面を粗面化して、電気トレース５２との接着を向上するための他の任意の適切な方法を適用し得る。

ステップ３で、プロセッサ１１は、（ａ）マウント３０を制御して、サンプル９９をｚ軸においてＳＬＩ５５の位置と整列させて配置し、（ｂ）マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させて、サンプル９９を液体４４に完全に浸漬させ、そして（ｃ）ＳＬＩ５５を制御して、画像２０をサンプル９９の上に投影し、液体４４においてパターンを重合させ、そしてサンプル９９上に上面９３を有する追加的なパターン化された層を形成する。

いくつかの実施形態では、ステップ３を完了した後、ステップ１の表面９２は、サンプル９９のバルク内に埋め込まれ、その上に電気トレース５２が配置され、液体４４は重合されて、上面９３を有する添加剤層を生成する。図２のプロセスシーケンスは、サンプル９９に埋め込まれた電気トレース５２を形成するが、サンプル９９は、サンプル９９の移動及び／又は洗浄ステップなしに、バット２４内に残ることに留意されたい。

更に、サンプル９９は、図２の全プロセスシーケンスの間、及び図３～図９で詳細に説明されるように、システム１０によって実行される追加のプロセスの間、ＳＬＶ２２内に残る。

（ポリママトリックスにおける層間の電気的相互接続の形成）
図３は、本発明の一実施形態による、３次元（３Ｄ）金属構造をポリママトリックスに製造し、埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。方法は、ステップ１で、１つ以上のパッド６２及び１つ以上のピラー７０をそれぞれが含む１つ以上の３Ｄ金属構造を、基板６０の表面６３上に印刷することで始まる。基板６０は、図３に示されるようなサンプル９９の基板、又は任意の他の適切なサンプルの基板であり得ることに留意されたい。更に、図３は、サンプル９９の一セクションを示しており、これは、上記の図１及び図２に示されたサンプル９９の他のセクションとは異なってもよい。

いくつかの実施形態では、パッド６２及びピラー７０の製造は、システム１０のＬＤＷ６６を使用して実行されてもよく、これは、図１及び図２で上記されたＬＩＦＴプロセス、又は任意の他の適切なプロセスを適用し得る。いくつかの実施形態では、ピラー７０の３Ｄ構造は、ＬＤＷ６６のドナー（図示せず）から金属液滴をある角度で、任意の適切な技術を使用して噴霧することによって製造され得て、それは例えば、限定するものではないが（ａ）ＬＤＷ６６の非対称レーザビームを成形する技術、（ｂ）多面ドナー基板上にドナー層を有する技術、又は（ｃ）ドナー基板を傾ける技術、あるいはそれらの任意の適切な組み合わせである。そのような技術は、例えば、米国特許出願公開第２０１７／０３０６４９５Ａ１号及び第２０１８／０１９３９４８Ａ１号に詳細に記載されており、その開示はすべて参照により本明細書に組み込まれる。

ＬＩＦＴを使用したピラービルドアップの更なる例は、Ｚｅｎｏｕらによる「Ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｉｃ ３Ｄ ｍｉｃｒｏ－ｏｂｊｅｃｔｓ ｂｙ ｌａｚｅｒ，ｉｎｄｕｃｅｄ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｒａｎｓｆｅｒ」、ＯＰＴＩＣＳ ＥＸＰＲＥＳＳ、２４巻、２号、１４３１頁、（２０１６年）、及び、Ｃｌａａｓ Ｗｉｌｌｅｍ Ｖｉｓｓｅｒらによる、「Ｔｏｗａｒｄ ３Ｄ Ｐｒｉｎｔｉｎｇ ｏｆ Ｐｕｒｅ Ｍｅｔａｌｓ ｂｙ Ｌａｓｅｒ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ」ＡＤＶＡＮＣＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ、２７巻、２７号、２０１５年、４０８７頁、によって提示され、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、パッド６２及びピラー７０の製造は、任意の他の適切な金属堆積及び／又はパターニング技術を使用して実行され得る。

別の実施形態では、基板６０はパッド６２を含み得て、ステップ１で、ＬＤＷ６６は、ピラー７０をそれぞれのパッド６２上の所定の位置に印刷し得る。プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、基板６０をｘｙｚ軸に沿ってＬＤＷ６６に対して移動させ、金属液滴を所定の位置に向けることに留意されたい。

別の実施形態では、サブシステム８８は、ピラー７０の位置とそれぞれのパッド６２の位置との間のオーバレイを測定するための位置合わせ計測サブシステムを含み得る。

本開示の文脈において、本明細書に記載される実施形態におけるサンプル及び／又は基板の移動は、サンプル及び／又は基板がＳＬＶ２２のバット２４に保持されているときに実行されることに留意されたい。原則として、バット２４からサンプルを抽出することは可能であるが、本発明者らは、本明細書に記載のプロセスシーケンスの典型的な使用例においては、サンプルをバット２４に保持することで、プロセスシーケンスの総サイクル時間を短縮することを見出した。

更に、本発明者らは、サンプルをバット２４に保持することが、セットアップ時間を短縮し、温度及び粘度の制御を改善し、汚染及び他の種類の欠陥を減少し、プロセスの均一性を増すことを見出した。

いくつかの実施形態では、ピラー７０又はＬＤＷ６６によって生成される任意の他の種類の垂直金属相互接続（ＶＭＩ）若しくは３Ｄ構造は、ｚ軸に沿って高く（例えば、数十ミクロン、又は数百ミクロン、又は数ミリメートル）、そして細径（例えば、約２０μｍ又は１０μｍ以下）又はｘ軸とｙ軸に沿った長さと幅を有する場合がある。このようなＶＭＩ幾何学形状は、本明細書では高アスペクト比（ＨＡＲ）ＶＭＩとも呼ばれ、以下に説明するように適切な機械的固定を必要とする。ＬＤＷ６６は、１０μｍを超える任意の直径のピラーを印刷するように構成されることに留意されたい。

一実施形態では、ＬＤＷ６６は、前述のＬＤＷ６６のドナーから吐出された液滴が、サンプル９９の表面（例えば、表面６３、又はパッド６２若しくはピラー７０上にすでに堆積された以前の液滴の金属表面）に触れるとほぼ即座に固化するため、このようなＨＡＲ構造を生成するように構成される。いくつかの実施形態では、システム１０は、ワイパーアセンブリ８０を含み、それはマウント３０又は３３のいずれかに結合され、そして液体４４の少なくとも一部を除去するように、及び／又は液体４４の上面を平坦化にするように構成される。

いくつかの実施形態では、ステップ２で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御し、（ａ）ＳＬＶ２２をＳＬＩ５５に対して移動させて、サンプル９９の位置をｚ軸に沿って下げることによって液体４４にサンプル９９を浸漬し、液体４４の厚さを表面９０と６３との間の距離によって規定し、（ｂ）ワイパ８０を動かして、異なる上面９１を有する液体４４の厚さを減少させ、減少された厚さが表面６３と９１との間の距離として規定される。

ワイピング後、ピラー７０の上面６４は、表面９１と同一平面であるか、又は液体４４に依然として浸漬されるが、表面６４と９１との間の距離は、ワイピング前の表面６４と９１との間の測定された距離よりも実質的に小さいことに留意されたい。

別の実施形態では、システム１０は、他の任意の液体除去技術を使用して液体４４の厚さを減らすように構成された任意の他の種類のサブシステムを含み得る。

代替の実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３３を制御して、表面６４が液体４４の表面９０より上に延びる（例えば、約１０μｍ又は２０μｍ）ようにサンプル９９を浸漬するように構成される。このような実施形態では、上記のワイピングプロセスは省略されてもよい。

一実施形態では、ワイパ８０は、柔軟材料、例えばシリコーンゴム又は別の適切な種類のポリマを含み得る。追加的又は代替的に、ワイパ８０は、任意の適切な種類のより硬い材料、例えば任意の適切な種類のポリイミドで、例えばカプトン（登録商標）、又はステンレス鋼を含み得る。この実施形態における前述の材料のいずれも、液体４４の厚さを減少して、表面６４が液体４４の上面から突出し得るように構成されることに留意されたい。

上記のプロセスは、様々なパラメータ、例えば限定するものではないが、液体４４のレオロジ、液体４４の表面張力及び粘度と、浸漬プロセスの様々なパラメータに依存し得ることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、液体４４の粘度は、様々な技術を使用して制御され得る。例えば、粘度は、液体４４を室温（例えば、約２５℃）から約６０℃に加熱することによって、２桁程度低下させ得る。一実施形態では、加熱は、任意の適切な技術を使用して実行され得る。例えば、赤外線（ＩＲ）照射（又は任意の他の適切な照射）を使用して液体４４の上層を照射することにより、少なくとも液体４４の上層の温度の迅速かつ正確な制御を得ることができる。

場合によっては、液体４４がピラー７０の表面６４に残留する場合がある。液体４４の望ましくない残留は、表面６４から、任意の適切な技術、例えば限定するものではないが、ＬＤＷ６６のレーザを使用するアブレーションを使用して除去され得る。残留物の除去は、残留物が以下のステップ３及び４で説明されるように固体状態にあるときに、例えば、ＬＤＷ６６のレーザを使用して重合プロセスの後に実行されることに留意されたい。追加的又は代替的に、システム１０は、液体状態の残留物を、任意の他の適切な技術を使用して除去するように構成される。

本開示の文脈において、任意の数値又は範囲に対する「約」又は「ほぼ」という用語は、部品又は構成要素の集合が本明細書に記載される意図された目的のために機能することを可能にする適切な寸法公差を示す。更に、「約」又は「ほぼ」は、記載された値の±２０％の値の範囲を指す場合があり、例えば、「約９０％」は、７１％～９９％までの値の範囲を指す場合がある。

ステップ３において、プロセッサ１１は、ＳＬＩ５５を制御して、オブジェクトビルドアップと整列した画像２０を、表面９１と、パッド６２及びピラー７０を含む３Ｄ構造と、の間に位置する液体４４の上層に投影する。図２のステップ３で上記したように、照射は液体４４を重合して固体層６５を形成し、これは、パッド６２及びピラー７０の少なくとも一部を含む。

いくつかの実施形態では、層６５は、ピラー７０などのＨＡＲ ＶＭＩ構造を提供し、それはサンプル９９の品質及び信頼性を改善する機械的固定を備える。言い換えると、ピラー７０と層６５の組み合わせは、垂直金属相互接続を提供し、それは金属がポリママトリックスに緊密に埋め込まれるために非常に安定である。液体４４は、ＳＬＩ５５によって照射されない場所に残留することに留意されたい。

いくつかの実施形態では、ＬＤＷ６６のレーザを使用して、本明細書で説明されるように、サンプル９９の固体層を切除及び／又はパターニングしてもよい。別の実施形態では、システム１０は、シャーシ３１に結合されたレーザアブレーションサブシステム（図示せず）を、例えばサブシステム８８の代わりに含む。ステップ４において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、ピラー７０をＬＤＷ６６のレーザ又はレーザアブレーションサブシステムのレーザに近接させる。続いて、プロセッサ１１は、レーザを制御して、ピラー７０に近接して置かれた層６５を切除するために１つ以上のビーム６７を方向付け、少なくともピラー７０の表面６４を露出させる。いくつかの実施形態では、レーザアブレーションサブシステムは、Ｑスイッチ固体レーザ、又は短いパルス（例えば、ナノ秒又はサブナノ秒）を有するパルスファイバレーザを含み得て、それは１つ以上の波長（例えば、３５５ｎｍ又は５３２ｎｍ）を、数マイクロジュール程度のパルスエネルギーと、通常液滴径以下程度のスポットサイズで発して、切除している層６５の深さ（ｚ軸に沿う）を制御するように構成される。

いくつかの実施形態では、ステップ４は、図３のプロセスシーケンスを終了させる。別の実施形態では、図３のプロセスシーケンスは、追加のプロセスステップを含み得る。例えば、レーザアブレーションの実行後、システム１０は、切除された表面を、任意の適切な種類の表面洗浄技術を使用して洗浄するように構成される。

いくつかの実施形態では、残留する液体４４は、サンプル９９を追加のプロセスシーケンスに進め得る。別の実施形態では、ステップ４の前又は後に、システム１０は、例えば図４～図６で以下に記載されるように、残留する液体４４の少なくとも一部分を処理し、及び／又は、以下の図７で詳細に説明されるように、サンプル９９の全体に残留する液体４４の少なくとも別の部分を排出するように構成される。サンプル９９は、図３のプロセスシーケンス全体を通して、ＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、システム１０は、１つ以上のＨＡＲ ＶＭＩ構造、例えばピラー７０を、ステップ１～４を繰り返すことによって生成するように構成される。そのような実施形態では、システム１０は、第１のピラー７０を、第１の層６５の重合厚さに対応する高さで生成し、第１のピラー７０の表面６４を他の任意の技術のレーザアブレーションを使用して露出させる。続いて、システム１０は、表面６４の上に第２のピラー７０を（上記のステップ１で説明した技術を使用して）生成することによってこのプロセスを繰り返し、更に、第１の層６５の上に第２の層６５を（上記のステップ２～３で説明した技術を使用して）生成して、第２のピラー７０に機械的支持を供給し、第２のピラー７０の上面を、上記の図４に記載された技術を使用して露出させる。

図３のプロセスを複数回繰り返すことによって、システム１０は、非常に高いアスペクト比を有するＶＭＩ構造を生成するように構成される。別の実施形態では、システム１０は、第１及び第２のピラー７０などの垂直ピラーの間に、幅（図１に示されるｘｙ平面において）がピラー７０の幅よりも大きい、薄い導電性（例えば、金属）層を生成するように構成される。例えば、パッド６２の幅と同様の幅。そのような層は、第１のピラー７０と第２のピラー７０との間を電気的に接続し、第１と第２のピラー７０の間の位置合わせ誤差を補正することによって第１と第２のピラー７０を含むＶＭＩ構造の指定された電気伝導率を維持するように構成される。

別の実施形態では、金属構造は、パッド６２及びピラー７０とは少なくとも部分的に異なる可能性がある任意の適切な３Ｄ構造を含み得る。そのような３Ｄ構造は、金属壁を含み得て、それは最終製品の動作中に熱を放散するように、及び／又は最終製品の機械的強度を向上するように、及び／又は磁気シールド若しくは電気シールドとして機能するように構成される。更に、そのような３Ｄ構造は、以下の図８で詳細に説明されるように、センサ及び／又はアクチュエータとして使用され得る。

サンプル９９は、図３のプロセスシーケンス全体を通してＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

（ステレオリソグラフィプロセスを使用した、ポリママトリックスの層における外部デバイスの固定）
図４は、本発明の一実施形態による、３Ｄ電子デバイス４０をポリママトリックス内に固定するための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。本発明の文脈及び特許請求の範囲において、「３Ｄ電子デバイス」４０という用語は、本明細書では簡潔にするために「デバイス」４０とも呼ばれ、任意の種類の電子デバイス、光電子デバイス、感知デバイス、バッテリなどの電源、受動的電気部品、ミクロンスケールの電気機械システム、又はその他の適切な種類のデバイスを指す。

図４は、サンプル９９の一セクションを示し、これは、上記の図１～図３に示されるサンプル９９の別のセクションとは異なる場合があることに留意されたい。

プロセスシーケンスはステップ１において、基板６０を液体４４に浸漬することと、上記の図３のステップ２で説明した技術を使用して、液体４４の少なくとも一部をワイピングすることにより、液体４４の幅を厚さ「ｈ」に縮小することで始まる。

ステップ２で、ＰＰ７７のロボットアームは、デバイス４０を外部基板又はトレイ（図示せず）から選び取り、デバイス４０をサンプル９９の所定の位置、この例では基板６０の表面６３に置く（つまり、配置する）。デバイス４０を表面６３に配置するとき、ＰＰ７７のロボットアームは、ｚ軸に力を付加して、とりわけ液体４４の粘度に依存する液体４４の抵抗を克服する必要があることに留意されたい。場合によっては、デバイス４０の少なくとも一部は、ポリママトリックスによって覆われていないままである必要がある。したがって、いくつかの実施形態では、ステップ１で液体４４をワイピングすることによって得られる厚さ「ｈ」は、デバイス４０の厚さ「Ｈ」と比較して薄い。そのような実施形態では、デバイス４０の少なくとも上面４１は、液体４４に浸漬されない。

ステップ３において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、デバイス４０をＳＬＩ５５に近接して配置し、ＳＬＩ５５を制御して、表面９１と６３との間に位置する液体４４の上層に画像２０を投影する。上記の図２のステップ３で説明したように、照射は液体４４を重合してパターンを形成し、この例では、固体層４５を形成し、それは層４５の厚さ「ｈ」内に配置されたデバイス４０の少なくとも一部を含む。

いくつかの実施形態では、残留する液体４４は、サンプル９９を追加のプロセスシーケンスに進め得る。

いくつかの実施形態では、図４に記載のプロセスシーケンスは、デバイス４０の厚さよりも薄い厚さを有する層４５の中への、デバイス４０の固定を可能にし、層４５の幅（例えば、ｘ軸又はｙ軸に沿った）及びパターンは、デバイス４０の周囲の液体も重合する、液体４４上に投影された画像２０の配置によって制御可能である。別の実施形態では、層４５は、デバイス４０の厚さ「Ｈ」よりも大きい又は小さい、任意の他の適切な厚さを有し得る。

上記のステップ１～３に記載された技術は、包装されていないデバイスを固定し、カプセル封入するために使用され得て、包装されていないデバイスは「ベアダイ」とも呼ばれ、薄く、例えば、約１００μｍよりも小さい。

別の実施形態では、デバイス４０を固定することに加えて、システム１０は、更なる領域で液体４４を照射し、層４５などの固体パターンをデバイス４０に近接していない場所で生成するように構成される。そのような実施形態では、システム１０は、デバイス４０を固定し、同時に固体パターンを生成している画像を投影するように構成される。別の実施形態では、照射は、上記の固定及びパターニングを異なる時間に実行し得る。

サンプル９９は、図４のプロセスシーケンス全体を通してＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

（電子デバイスのポリママトリックスへのカプセル封入と電気的相互接続の露出）
図５は、本発明の一実施形態による、ポリママトリックスにデバイス４０、４０Ａ及び４０Ｂをパッケージングするための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。

図５は、サンプル９９の一セクションを示し、これは、図１～図４に上記されるサンプル９９の別のセクションとは異なる場合があることに留意されたい。

方法は、ステップ１で、（ａ）サンプル９９を、デバイス４０と同様の厚さ「Ｈ」を有する液体４４（図示せず）に浸漬すること、（ｂ）ＰＰ７７を使用して、デバイス４０を基板６０上の所定の位置に配置すること、及び（ｃ）ポリママトリックス、本例では層４６を、サンプル９９の選択された位置で液体４４を重合するためのＳＬＩ５５を使用して形成することで始める。

層４６は、上記の図４の層４５と同様であるが、異なる厚さを有し、例えば、層４５は、約５０μｍよりも薄い厚さ、又は他の任意の適切な厚さを有し得て、層４５は、約１００μｍより大きい厚さを有し得ることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、図５のステップ１は、上記の図４に記載された技術と同様の技術を適用するが、図４のステップ１で実行されるワイピングプロセスは除外され、それは通常、図５のステップ１では必要とされない。

液体４４は、投影された画像２０のＵＶ光の吸収によって重合され得て、したがって、より長い露光時間が、約５０μｍより大きい厚さを有する液体４４を重合するために必要であることに留意されたい。更に、液体４４におけるＵＶ光強度の減衰のために、ＵＶ露光時間は指数関数的に増加する可能性があり、より長い露光時間においてさえ、重合深さは、前述の約１００μｍの厚さ未満に制限され得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、任意の適切な厚さの層４６を、約５０μｍの厚さを有する固体層４６又はそのパターンを生成するためのステップを繰り返すことによって生成するように構成される。このステップは、上記の図３に記載されるように、サンプル９９を約５０μｍの厚さを有する液体４４に浸漬することと、液体４４を重合して、約５０μｍの厚さを有する固体層４６又はそのパターンを生成することを含み得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、ステップ１を以下の一連のプロセスサブステップに分割するための方法を使用して、この制限を克服し得て、サブステップは、（ａ）サンプル９９を厚さ「ｈ」（例えば、約５０μｍ未満）の液体４４に浸漬すること、（ｂ）ＰＰ７７を使用してデバイス４０を配置すること、（ｃ）液体４４を、ＳＬＩ５５によって実行されるＵＶ照射によって重合すること、（ｄ）サンプル９９を厚さ「ｈ」又は約５０μｍ未満の任意の他の厚さを有する液体４４に浸漬すること、及び（ｅ）液体４４を、ＳＬＩ５５によって実行されるＵＶ照射によって重合することである。この方法は、サブステップ（ｄ）及び（ｅ）を、必要な厚さの重合層が得られるまで繰り返し得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、前述の感知サブシステム（図示せず）を含み、液体４４のレベルを感知し、それによって、サブステップ（ａ）及び（ｄ）でサンプル９９を浸漬する液体４４の厚さを測定する。そのような実施形態では、プロセッサ１１（又はシステム１０の任意のコントローラ）は、マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させて、所望の厚さ「ｈ」を得るように構成され、厚さ「ｈ」はＳＬＩ５５により（例えば、サブステップ（ｃ）及び（ｅ）で）生成に値する照射時間を用いて完全に重合され得る。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、液体４４の感知されたレベルに基づいて、液体４４をリザーバ２６とバット２４との間で圧送するように構成される。例えば、プロセッサ１１は、バット２４内の液体４４の指定された上限及び下限レベルを示す閾値を保持し得る。そのような実施形態では、プロセッサは、ポンプ（図示せず）を制御して、（ａ）液体４４のレベルが指定された下限レベル内、又はそれ以下であるとき、液体４４をリザーバ２６からバット２４に流し、又は（ｂ）液体４４のレベルが指定された上限レベル内又はそれを超えるとき、液体４４をバット２４からリザーバ２６に流し得る。

追加的又は代替的に、重合深さは、液体４４の適切な化学組成をＳＬＩ５５の適切な照射波長と併せて選択することによって（例えば、深さを減少させるために吸収染料を加えることによって）増加又は減少され得る。いくつかの実施形態では、化学組成及び照射波長はまた、重合の持続時間に影響を及ぼし得て、これは、ステップ１の総サイクル時間に影響を及ぼす場合がある。

ステップ２で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、デバイス４０をＬＤＷ６６に近接して配置する。デバイス４０は、本明細書では接触パッド（図示せず）とも呼ばれる導電性パッドを有することに留意されたい。続いて、プロセッサ１１は、ＬＤＷ６６を制御して、上記の図３のステップ１で説明したように、前述の接触パッド上に高さ「ｔ」を有するピラー７０を印刷する。

ステップ３において、プロセッサ１１は、マウント３３を制御してサンプル９９を液体４４に浸漬し、続いて、ワイパ８０を制御して表面９１を平坦化し、液体４４の厚さを減らして、ピラー７０の高さ「ｔ」と同様の厚さを得る。このような実施形態では、ワイピングプロセスの後、表面９１及び６４はほぼ同一平面上にある。

「高さ」及び「厚さ」という用語は、ｚ軸に沿った層のサイズを指し、ここで厚さは、完全な層（例えば、層４６）のサイズを指してもよく、高さは、パターン化された層（例えば、ピラー７０）のサイズを指し得ることに留意されたい。しかしながら、ステレオリソグラフィでは、いわゆる「完全層(full layers)」は通常パターン化され、その結果、「高さ」と「厚さ」という用語は、ｚ軸に沿ったそれぞれのパターンのサイズを示すために交換可能に使用され得る。

ステップ４で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に近接させ、続いて、ＳＬＩ５５を制御して、液体４４の上層に画像２０を投影する。上記のように、照射は液体４４を重合し、ステップ４で、上面７２を有する固体層４７を形成し、上面７２はデバイス４０の表面６４よりわずかに（例えば、約１０μｍ）上にある。上記の図３のステップ４で説明したように、システム１０は、ピラー７０の少なくとも表面６４を露出させ、ピラー７０をそれに結合された任意のデバイスと電気的に接続するように構成される。

いくつかの実施形態では、ステップ４の後、デバイス４０は、ピラー７０を介して、サンプル９９の外部の任意のデバイス又は電気トレースに電気的に接続され得る。いくつかの実施形態では、図５のステップ１～４で開示される技術は、サンプル９９のデバイス間を電気的に接続するために使用され得る。

ステップ５で、プロセッサ１１は、ステップ１～４、及び任意選択で追加のプロセスを、少なくとも２回繰り返し、デバイス４０上にデバイス４０Ａ及び４０Ｂを垂直に積み重ねる。

いくつかの実施形態では、 デバイス４０、４０Ａ、及び４０Ｂのそれぞれは、電気接点、例えばシリコン貫通電極（ＴＳＶ）、接触パッド、又は他の適切な種類の導電体を含み得て、それらは（ａ）デバイス４０Ａ、４０Ｂとピラー７０との間、及び（ｂ）デバイス４０と基板６０との間で電気信号を伝送するように構成される。

いくつかの実施形態では、デバイス４０Ａ及び４０Ｂの少なくとも１つは、本明細書では「下向き」と呼ばれる、基板６０に面するパッドを含み得る。これらの実施形態では、プロセッサ１１は、シャーシ３１に取り付けられたディスペンサを制御して、導電性接着剤（例えば、金属で満たされたエポキシ若しくはシリコーン）、又ははんだ、又は任意の他の適切な物質を前述の接触パッドに付加するように構成される。これらの実施形態は、以下の図９に更に詳細に記載される。そのような電気接点は、特定の電気又は電子素子（例えば、トランジスタ若しくはダイオード、及び／又は、デバイス４０、４０Ａ、及び４０Ｂのいずれかのメモリセル及び／又は受動的電気素子）間の信号の選択的ルーティングを、サンプル９９のデバイス４０、４０Ａ、及び４０Ｂのスタック内で可能にし得る。

デバイススタッキングプロセスシーケンスは、追加のプロセスステップを含み得て、例えば限定するものではないが、洗浄又は粗面化及び溶融／アニーリング／硬化による表面処理であり、隣接する層間の界面での接着性及び導電性を改善する。更に、デバイススタッキングプロセスシーケンスは、例えば、図９で以下に示されるように、追加の金属パターニングプロセス（例えば、ＬＤＷ ６６によって実行されるＬＩＦＴプロセス）を含み得る。サンプル９９は、図５のプロセスシーケンス全体を通して、システム１０のＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

（異なる寸法を有する複数の構成要素のパッケージング）
図６は、本発明の一実施形態による、ポリママトリックス中に異なる寸法を有する複数の構成要素をパッケージングするための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。

本開示の文脈において、特に図６において、「構成要素」という用語は、電子デバイスなどの能動的構成要素、又は電気部品（例えば、抵抗器、コンデンサ、又はインダクタ）などの受動的構成要素、又は任意の２次元（２Ｄ）又は３Ｄ構造を指す場合がある。図６は、サンプル９９の一セクションを示し、これは、上記の図１～図５に示されるサンプル９９の別のセクションとは異なる場合があることに留意されたい。

方法は、ステップ１で、プロセッサ１１がマウント３３を制御してｚ軸に沿って移動させ、サンプル９９を液体４４に浸漬することで始まる。

ステップ２で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０を液体４４の所定の場所に投影し、例えば、上記図４のステップ３で説明される重合プロセスによって固体層４５を形成する。

いくつかの実施形態では、層４５は、約２０μｍ～５０μｍの厚さを有し得て、ステップ２は、単一の照射プロセスを使用して実行され得る。別の実施形態では、層４５は、約５０μｍよりも大きい（例えば、約１００μｍよりも大きい）厚さを有し得て、そのため、層４５の形成は、他の任意の適切なプロセスを使用して実行され得る。例えば、上記の図５のステップ１で説明したように、層４６を生成するためのプロセスシーケンスの１つを使用する。

ステップ３で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＰＰ７７と整列させて配置し、更にＰＰ７７を制御して、厚さ１０３を有するデバイス１００を、層４５の上面１０５上の所定の位置に配置する。一実施形態では、デバイス１００は、本明細書で図６の後のプロセスステップで説明されるように、デバイス１００を電気トレースと電気的に接続するように構成されたパッド１０２を含み、更に以下の図９で更に詳細に説明される。

ステップ４で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、デバイス１００を液体４４に浸漬し、サンプル９９をＳＬＩ５５と整列させて配置する。場合によっては、システム１０は、例えば上記の図５のステップ３に記載されているように、ワイピングプロセスを適用して、指定された液体４４の厚さを得ることができる。続いて、プロセッサ１１は、ＳＬＩ５５を制御して、画像２０を液体４４の所定の場所に投影し、上記の図４のステップ３で説明した重合プロセスによって固体層４５を形成する。ステップ４を完了した後、デバイス１００の位置は、層４５によってサンプル９９内に固定されていることに留意されたい。

ステップ５で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＬＤＷ６６と整列させるか、又はＬＤＷ６６に近接して配置する。続いて、プロセッサ１１は、上記の図２のステップ２及び図５のステップ２で説明したように、ＬＤＷ６６を制御して、サンプル９９の上面の所定の位置に電気トレース１０４を印刷（又は他の適切な技術を使用して堆積）する。この例では、ＬＤＷ６６は、電気トレース１０４を層４５の上面及びパッド１０２の上面の選択された位置に印刷し、その結果、電気トレース１０４の１つ以上はデバイス１００のパッド１０２と電気的に接続される。

場合によっては、ＰＰ７７の位置決め精度が不十分であり得て、サンプル９９内で位置合わせ誤差を発生する可能性がある。例えば、位置合わせ誤差は、ステップ３で発生する場合があり、ＰＰ７７は、デバイス１００をその指定された位置からシフトされた位置に配置する場合があり、ステップ５で、ＬＤＷ６６は、トレース１０４をそれらの指定された位置に印刷し得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、光学検査サブシステムを含み得て、それはＰＰ７７に、又はＬＤＷ６６に、あるいはサブシステム８８の代わりに結合され得る。検査サブシステムは、サンプル９９の表面を、例えばステップ３の後に走査し、デバイス１００の実際の位置をチェックするように構成される。位置決め精度誤差の場合、プロセッサ１１は、システム１０のオペレータに、サンプル９９内のデバイス１００の配置を再処理するように提案してもよく、又はＬＤＷ６６を制御してトレース１０４の位置を調整し、デバイスの配置誤差を補正してもよい。

別の実施形態では、電気トレース１０４の少なくとも一部は、デバイス１００の動作中に発生した熱を放散するために、又は任意の他の能動的若しくは受動的デバイスから熱を伝導するために使用され得る。いくつかの実施形態では、デバイス１００は、サンプル９９に適した任意の種類のデバイス又は構造を含み得る。例えば、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、バッテリ、シリコン製のダイ、ガリウムヒ素又はその他の種類の半導体基板、及びＬＥＤである。

上記の熱コンダクタンスの実施形態は、サンプル９９など、パワーデバイス、ＬＥＤ、及び高出力処理ユニットを含む製品にとって特に重要である。そのような実施形態では、電気トレース１０４のいくつかは、ヒートシンク（図示せず）に結合され、過剰の熱をデバイス１００からヒートシンクに伝導し得る。したがって、それぞれの電気トレース１０４は、任意の適切なパターンを有し得て、そのパターンはサンプル９９の１つ以上のデバイスから、サンプル９９に近接して置かれた、又は結合された１つ以上のヒートシンクへの過剰な熱の放散を高める。

ステップ６で、プロセッサ１１は、マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させ、サンプル９９を液体４４に浸漬する。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、上記の図５のステップ３で説明した技術を使用して、ワイパ８０を制御して、液体４４の上面９１を電気トレース１０４の上面１０６と水平にする。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、例えば、上記の図５のステップ４で説明したように、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に整列させ、又は近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０をサンプル９９のセクション１１２に投影して、液体４４を重合し、それによって層４５を形成し得る。

別の実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って十分に正確に配置し、上面９１を、ワイパ８０を使用せずに上面１０６と同一平面にすることができる。

代替の実施形態では、プロセッサ１１は、ＳＬＩ５５を使用しないことで、液体４４に浸漬された電気トレース１０４を保持し、ステップ６で画像２０をセクション１１２に投影し得る。

ステップ７で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＰＰ７７と整列させて配置し、更にＰＰ７７を制御して、厚さ１０９を有するデバイス１１０を、サンプル９９の一セクション１１３内の所定の位置に配置する。セクション１１３は、液体４４で満たされた空洞であり、デバイス１１０を配置することによって、液体４４の一部（デバイス１１０とほぼ同じ体積を有する）が、セクション１１３を取り囲むセクション１１２の表面１１４上に溢水することに留意されたい。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、ワイパ８０を適用して、溢水した液体４４を表面１１４から拭き取ることができる。液体４４の拭き取られていない部分は、デバイス１１０と共に、セクション１１３の空洞内に残留することに留意されたい。一実施形態では、デバイス１１０は、上面１０８を有するパッド１０７を含む。パッド１０７は、本明細書において図６の後のステップで説明されるように、デバイス１１０を、上面１０８に結合された電気トレースと電気的に接続するように構成される。一実施形態では、プロセッサ１１は、上記のステップ５～７を制御するように構成され、表面１０６及び１０８は互いに同一平面になる。

図６の例では、それぞれのデバイス１００及び１１０の厚さ１０３及び１０９は両方とも、ステレオリソグラフィプロセスの厚さ（約２０μｍ～５０μｍ）よりも大きいが、互いに異なり、概念を明確にするために簡略化された方法で示される。

上記の図１に記載されるように、ＳＬＩ５５は、２つ以上の波長又は波長範囲を発して、液体４４の重合深さを制御するように構成される。例えば、ＳＬＩ５５は、液体４４を、４００ｎｍよりも大きい波長を有する投影された画像２０で照射することによって、又は任意の他の適切な波長又は波長範囲を使用することによって、より大きな重合深度を得ることができる。

別の実施形態では、プロセッサ１１は、ステップ３～７で説明したのと同じ技術を適用して、形状及び／又は寸法において他の任意の違いを有する複数の構成要素を一緒にパッケージングし得る。

ステップ８で、プロセッサ１１は、上記の図５のステップ４で説明した技術を使用して、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に整列又は近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０をセクション１１３に投影して、デバイス１１０を取り囲む液体４４の一部分を重合し、それによって層４５を形成する。デバイス１１０の高さ、及び表面１１７と１１５との間に位置する、液体４４の重合の制限された深さのために、液体４４の一部は重合されていないことに留意されたい。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、例えば、前述のアニーリングサブシステム又はシャーシ３１に結合された他の任意の適切な炉サブシステムを、サブシステム８８の代わりに、又はサブシステム８８に加えて制御することによって、熱プロセスをサンプル９９に適用し得る。そのような実施形態では、熱プロセスは、液体４４の残留部分を重合することによって層４５を形成し得る。熱プロセスは、デバイス１１０の固定を補助でき、したがって、本明細書では「熱固定」プロセスとも呼ばれる。

別の実施形態では、熱プロセスは、プロセスの後の段階で、例えば、サンプル９９の製造を完了した後に実行され得る熱硬化ステップの間に実行され得る。

そのような実施形態では、サンプル９９は、ＵＶ露光と熱硬化によってとの両方を使用して重合され得る材料を含み得る。このような材料は、本明細書では、二重の機能を有する、又は二重の硬化メカニズムを有すると呼ばれる。

ステップ９で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＬＤＷ６６と整列させて、又はＬＤＷ６６に近接して配置する。続いて、プロセッサ１１は、上記のステップ５で説明したように、ＬＤＷ６６を制御して、電気トレース１１６を、サンプル９９の上面の所定の位置に印刷する（又は任意の他の適切な技術を使用して配置する）。ステップ９の例では、電気トレース１１６は、パッド１０７上、及び電気トレース１０４上に印刷されて、デバイス１１０をデバイス１００と、及び図６に示されていない外部エンティティと電気的に接続する。

いくつかの実施形態では、システム１０は、前述の光学検査サブシステムを使用して位置合わせ誤差をチェックし、必要に応じて、上記のステップ５で説明した技術又は他の任意の適切な技術を使用してそのような誤差を補正するように構成される。

図６に示す方法を完了するステップ１０で、プロセッサ１１は、マウント３３を制御して、サンプル９９をｚ軸に沿って移動させ、サンプル９９を液体４４に浸漬させる。続いて、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に整列させて、又は近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０を表面１１７に投影し、液体４４を重合することとカプセル化層１１８を形成することによって、サンプル９９をカプセル封入する。いくつかの実施形態では、ステップ１０は、液体の上面をワイピングした後に、重合プロセスを行い、層１１８の厚さを制御することを含み得る。いくつかの実施形態では、カプセル化層１１８は、上記の層４５と同様であり得る。別の実施形態では、カプセル化層１１８は、別のステレオリソグラフィ液体物質又は液体４４への添加剤を含み得て、カプセル化機能又は他の特質、例えばサンプル９９の可撓性を改善し得る。

図６のこの特定のプロセスシーケンスは、例として、特定の問題、例えば、本発明の実施形態によって対処される、異なるサイズ及び／又は形状及び／又は形状ファクタを有するデバイスの小型パッケージング及び相互接続を説明するため、またサンプル９９の性能を向上させる際のこれらの実施形態の適用を実証するために示される。しかしながら、本発明の実施形態は、この特定の種類の例示的なプロセスシーケンスに限定されず、また本明細書に記載の原理は、別の種類のプロセスに、又は上記のプロセス間で別のプロセスパラメータ（例えば、ＳＬＩ５５によって実行される照射時間）を使用して同様に適用され得る。特に、デバイス１００及び１１０を液体４４に浸漬し、図６に記載された別のプロセスを使用することにより、サンプル９９内でのデバイス１００及び１１０の小型パッケージング及び相互接続が可能になる。これにより、互いに異なる機能を有する構成要素又はデバイスの異種統合も可能である。

サンプル９９は、図６のプロセスシーケンス全体を通して、システム１０のＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。更に、上記のように、図６のプロセスシーケンスは、概念を明確にするために簡略化され、製造プロセスシーケンスは、追加のプロセス、例えば限定するものではないが、表面処理、溶融、アニーリング及び硬化、洗浄及び濯ぎ、計測及び検査を含み得る。

図７は、本発明の一実施形態による、サンプル１９９に複数の種類の液体を埋め込むための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。サンプル１９９は、例えば、上記の図１のサンプル９９と交換してもよく、その結果、図１～図６に記載されるすべてのプロセスは、図７に記載の方法で実行されて、サンプル１９９に適用され得る。

方法は、ステップ１で、上記の図６のステップ１及び２に記載された技術を使用して、サンプル１９９内に空洞１２０を形成することで始まる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３３を制御してｚ軸に沿って移動させ、サンプル９９を液体４４に浸漬する。続いて、プロセッサ１１は、マウント３０と３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に整列させて、又は近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０（図示せず）を液体４４の所定の位置に投影し、上記の図４のステップ３に記載された重合プロセスを使用して固体層４５のパターンを形成する。ステップ１を完了した後、空洞１２０は、ＳＬＩ５５によって投影された画像２０に曝されていない液体４４を含むことに留意されたい。

続いて、方法は、液体４４を空洞１２０から排出するための様々な技術を含む。図７の例では、方法は、２つの代替の分岐として示される２つの代替の技術、（ａ）液体吸引分岐、及び（ｂ）液体除去分岐を含む。一実施形態では、プロセッサ１１は、前述の代替技術の一方、又はそれらの任意の適切な組み合わせを使用して、液体の排出を実施し得る。しかしながら、本発明の実施形態は、これらの特定の種類の例示的な技術に限定されず、プロセッサ１１は、液体４４を空洞１２０から排出するための別の任意の適切な技術を適用し得る。

ここで、液体吸引分岐を参照する。いくつかの実施形態では、システム１０は、ポンプ（図示せず）に結合された細い管１２１を有する液体吸引サブシステムを含む。いくつかの実施形態では、管１２１の遠位端部１２３は、約２００μｍの外径及び約１００μｍの内径、又は任意の他の適切な直径を有する。ポンプは、約０．５気圧の低圧を印加するように構成され、液体４４を、管１２１を通して、空洞１２０から汲み出す。ステップ２で、プロセッサ１１はマウント３０及び３３を制御し、空洞１２０の下面１１９を管１２１の遠位端部１２３に近接して配置する。続いて、プロセッサ１１は、液体吸引サブシステムのポンプを制御して、前述の圧力を管１２１に印加し、液体４４を空洞１２０から汲み出す。

ここで、液体除去分岐を参照する。ステップ２Ａで、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、空洞１２０をＰＰ７７と整列させて配置し、更にＰＰ７７を制御して、固体要素１２２を空洞１２０の中に挿入する。固体要素１２２は、空洞１２０の寸法と同様の寸法を有し、したがって、固体要素１２２の空洞１２０への挿入に応答して、液体４４は、空洞１２０から溢水し、層４５の上面１２４に位置することに留意されたい。

ステップ２Ｂで、プロセッサ１１は、ワイパ８０を制御して、空洞１２０に対して、矢印１２６によって表される方向に移動させ、液体４４を上面１２４から除去する。

ステップ２Ｃで、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、空洞１２０をＰＰ７７と整列させて配置し、更にＰＰ７７を制御して、固体要素１２２を空洞１２０から引き抜く。

上記のように、液体吸引分岐又は液体除去分岐を完了した後、液体４４は空洞１２０から排出されている。いくつかの実施形態では、システム１０は、シャーシ３１に結合された分注サブシステム１３０を含む。ステップ３において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、空洞１２０を分注サブシステム１３０と整列させて配置し、更に分注サブシステム１３０を制御して、感光性である液体１２８を空洞１２０に分注する。別の実施形態では、システム１０は、液体１２８を空洞１２０に適用するように構成された任意の他の適切な種類のサブシステム（例えば、インクジェット）を含み得る。

いくつかの実施形態では、感光性液体１２８は、重合後に可撓性及び／又は伸縮性の材料を含み得て、例えば限定するものではないが感光性シリコーンである。材料の可撓性は、より可撓性にする特定の添加剤を液体４４に加えることによって得られ、例えば、ポリオール（主鎖と架橋せず、それによって材料を弾性／可撓性にする長鎖）を追加することである。あるいは、可撓性は、可撓性主鎖（例えば、シリコーン鎖）に結合されるエポキシ活性部分から開始することによって得ることができる。

そのような実施形態では、埋め込まれた可撓性材料は、サンプル１９９の局所的な可撓性を向上させ、サンプル１９９の剛性及び可撓性セクションの組み合わせを作成し得る。したがって、剛性セクションは、剛性構成要素又はデバイスを含み得て、可撓性又は伸縮性セクションは、サンプル１９９の特定の機能を果たすための特定の可撓性又は伸縮性を備えたサンプル１９９の構造を提供し得る。

別の実施形態では、基板６０は可撓性材料を含み得て、液体１２８は、液体４４に取って代わり、液体４４を使用することによって得られる剛性ポリママトリックスの代わりに可撓性高分子マトリックスを生成し得る。そのような実施形態では、液体４４又は任意の他の適切な種類の剛性重合材料を使用して、上記の可撓性ポリママトリックス内に特定の剛性セクションを得る（例えば、特定の空洞を充満するため、及び／又は剛性デバイスをその中に埋め込むために）ことができる。更に、そのような実施形態では、電気トレースの少なくともいくつかは、可撓性導体、又は蛇行ベースの固体導体を含み得る。

いくつかの実施形態では、システム１０は、伸縮可能な回路に適合された導電性トレースを生成するように構成される。例えば、ＬＤＷ６６を金属印刷に使用すること、又は上記の適切な種類の分注システムを使用することである。

いくつかの実施形態では、システム１０は、硬化プロセス後にある程度の伸縮性を維持する導電性ペーストを使用して導電性トレースを印刷するように構成される。そのようなペーストは、銀インクベースの製品、例えば限定するものではないが、オハイオ州デラウェアのＥｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ．（ＥＭＳ，Ｉｎｃ）によって製造されたＣＩ－１０３６を含み得る。

追加的又は代替的に、システム１０は、前述の導電性トレースを蛇行形状で印刷するように構成され、蛇行形状はこれらのトレースの伸長を可能にするが、伸長可能な回路の指定された抵抗を維持することを可能にする。

いくつかの実施形態では、液体４４及び１２８は、液相であっても、液相／固相であっても、互いに混合し得ない適切な材料を含む。例えば、液体１２８は、重合層４５に拡散しない場合がある。追加的又は代替的に、液体４４及び１２８は、異なる熱的又は電気的特性を有し、サンプル１９９の異なるセクションで熱的及び電気的コンダクタンス及び／又は静電容量あるいは任意の他の特性を制御し得る。

ステップ４において、プロセッサ１１は、マウント３３を制御してｚ軸に沿って移動させ、サンプル１９９を液体４４に浸漬する。続いて、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル１９９をＳＬＩ５５に整列させて、又は近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、画像２０を液体４４のセクション１３２に投影し、セクション１３２において、上記の図４のステップ３に記載された重合プロセスを使用して固体層４５のパターンを形成する。

いくつかの実施形態では、固体層４５を使用して、サンプル１９９の空洞１２０内に液体１２８をカプセル封入し得る。別の実施形態では、システム１０は、層４５の代わりに、又は層４５に加えて、カプセル化層１１８（上記の図６のステップ１０に示され、説明されている）を生成するように構成される。サンプル１９９は、図７のプロセスシーケンス全体を通して、システム１０のＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、液体４４及び１２８などの複数の液体を使用することは、サンプル１９９の様々な特性に影響を及ぼし得る。例えば、センサ、アクチュエータ、電源（バッテリなど）などの新製品は、サンプルの機械的、及び／又は熱的及び／又は電気的特性を局所的に調整することによって製造され得る。

別の実施形態では、サンプル１９９の１つ以上の空洞、例えば空洞１２０は、パラフィンワックスなどの固相変化材料（ＰＣＭ）で充満されてもよく、それは局所的にサンプル１９９の特性（例えば、機械的、熱的、又は電気的）を変化させるように構成される。

そのような実施形態では、プロセッサ１１は、ＰＰ７７を制御して、それぞれの空洞１２０に嵌合し得る寸法を有する固体ＰＣＭのバルクを配置することによって、又は他の任意の適切な実装技術を使用することによって、サンプル１９９に固体ＰＣＭ（図示せず）を配置し得る。

別の実施形態では、固体層４５を生成する代わりに、システム１０は、ＰＰ７７を制御して、固体キャッピング構成要素（図示せず）を配置し、サンプル１９９の空洞１２０内に液体１２８をカプセル封入し得る。更に別の実施形態では、システム１０は、任意の他の適切な技術を使用して、例えば、前述の固体キャッピング構成要素と、固体キャッピング構成要素の下、及び／又は上、及び／又は両側の固体層４５生成物との組み合わせを用いて、液体１２８を空洞１２０内にカプセル封入し得る。

（サンプルの機械的及び熱的特性を局所的に調整することによるアクチュエータ及びセンサの製造）
図８は、本発明の一実施形態による、アクチュエータ２００を製造するための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。この方法は、ステップ１で、発熱体２０１を、システム１０を使用して製造することで始まる。

いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、アクチュエータ２００の基板２０６をＬＤＷ６６と整列させて、又は近接して配置する。続いて、プロセッサ１１は、ＬＤＷ６６を制御して、パッド２０２及び抵抗器２０４を含む発熱体２０１を印刷（又は他の適切な技術を使用して堆積及びパターン化）する。

ここで、基板２０６上に形成された発熱体２０１の上面図を示す挿入図２１１を参照する。いくつかの実施形態では、パッド２０２は、銅又は任意の適切な低い電気抵抗率（例えば、約１５μΩ．ｃｍよりも小さい抵抗率）を有する任意の他の適切な材料若しくは合金を含む。抵抗器２０４は、ニッケルクロム、又は約２００μΩ．ｃｍよりも大きい電気抵抗率を有する任意の他の適切な材料若しくは合金を含み、パッド２０２の電気抵抗率よりも大きい。

いくつかの実施形態では、ＬＤＷ６６は、単一のプロセスステップでパッド２０２及び抵抗器２０４を生成するように構成される。例えば、ＬＤＷ６６（図示せず）のドナーは、少なくともドナー上の第１の位置に銅を含む第１のドナーフィルム、及び１つ以上の第２のドナーフィルムを含み得て、第２のドナーフィルムはそれぞれがドナーフィルム上の第２の異なる位置に置かれたニッケルとクロム（一緒に又は別々に）を含む。

別の実施形態では、ＬＤＷ６６は、２つ以上のプロセスステップで発熱体２０１を生成するように構成される。例えば、第１のドナー上に銅と、第２のドナー上にニッケルとクロムを有し、第１のドナーと第２のドナーをプロセスステップ間で交換することによる。代替の実施形態では、ＬＤＷ６６は、他の任意の適切なプロセスシーケンス及び堆積技術を使用して発熱体２０１を生成してもよい。

いくつかの実施形態では、パッド２０２は、例えば、電気トレース（図示せず）を介して、電源（図示せず）に電気的に結合され得る。アクチュエータ２００の動作中、電源は、所定の電圧レベルをパッド２０２に印加して、抵抗器２０４の電気抵抗によって引き起こされる発熱体２０１の温度を上昇し得る。

ここで、図８のステップ２を参照する。いくつかの実施形態では、システム１０は、上記の図７に記載の技術の１つ以上を適用して、空洞２０８を抵抗器２０４の上に生成し、空洞２０８を液体２１０などの任意の適切な物質で満たし得る。一実施形態では、液体２１０は、例えば、作動の目的で、前述の電圧レベルを発熱体２０１のパッド２０２に印加することによって引き起こされる温度上昇に応答して膨張するように構成される。別の実施形態では、プロセッサ１１は、ＰＰ７７を適用して、液体２１０の代わりに、作動のための同様の膨張特性を有する固体部材（図示せず）を配置し得る。

いくつかの実施形態では、物質（例えば、液体２１０又は固体部材）は、熱膨張係数（ＣＴＥ）が層４５のＣＴＥよりも大きい。追加的又は代替的に、物質は層４５の機械的剛性よりも小さい機械的剛性を有し得る。言い換えると、サンプル２００に印加された所与の機械的力に応答して、液体２１０又は前述の固体部材は変形されるが、層４５は変形されない。

ステップ３において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、空洞２０８をＰＰ７７と整列させて配置し、更にＰＰ７７を制御して、可撓性膜２１２を液体２１０の上に配置する。いくつかの実施形態では、可撓性膜２１２は、ポリイミド又はシリコーン又は任意の他の適切な材料又はそれらの任意の適切な組み合わせを含み得る。別の実施形態では、システム１０は、任意の適切な技術を使用して可撓性膜２１２を堆積させるように構成される。可撓性部材２１２は、層４５の機械的可撓性よりも大きい機械的可撓性を有し得ることに留意されたい。

ステップ４で、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、デバイス１００を液体４４に浸漬させ、空洞２０８をＳＬＩ５５と整列させて、又はそれに近接して配置する。続いて、プロセッサ１１はＳＬＩ５５を制御して画像２０を液体４４の所定の場所に投影し、上記の図４のステップ３に記載された重合プロセスによって固体層４５を形成する。ステップ４を完了した後、可撓性部材２１２が層４５によって固定されることに留意されたい。一実施形態では、液体４４の表面２１５及び層４５の表面２１４は互いに同一平面上にあり、液体２１２の表面２１６は表面２１４の下に位置する。

いくつかの実施形態では、ステップ４は、アクチュエータ２００の製造プロセスを終了し、残留する液体４４は、任意の適切な技術、例えば上記の図７に記載の液体吸引又は液体除去を使用して除去されるか、あるいはアクチュエータ２００を濯ぐことによって単に洗い流される。

ここで、ステップ５を参照し、それはアクチュエータ２００の製造を完了した後に実行される動作ステップである。いくつかの実施形態では、電圧をパッド２０４に印加する前に、アクチュエータ２００の表面２１４は、外部デバイス又は製品（図示せず）の表面に結合される。

いくつかの実施形態では、ステップ５で、前述の電源は、上記のステップ１で説明したように、所定の電圧レベルをパッド２０２に印加して、発熱体２０１の抵抗器２０４の温度を上昇させる。上昇温度に応答して、液体２１０の体積が増加し、その結果、少なくとも可撓性膜２１２、及び任意選択で液体２１０の一部分が空洞２０８から突出し、表面２１４を超えて、熱駆動アクチュエータとして機能する。

別の実施形態では、上記の温度の上昇に応答して、液体の少なくとも一部が液体から気体に相転移し、これは更に膨張し、可撓性部材２１２によって加えられる作動力を増大させる。

別の実施形態では、上記の技術を使用して、様々な種類のセンサなどの他の製品を製造し得る。例えば、歪みゲージ（図示せず）は、抵抗器２０４の代わりに、表面２１４に平行に、互いに所定の距離で配置された２つの電極を有するコンデンサ（図示せず）を生成することによって形成され得て、ここで各電極は異なるパッド２０２に電気的に結合される。センサは追加的に、層４５の表面２１４と同一平面にある可撓性部材２１２の表面２１６を有し得る。続いて、センサは、例えば、表面２１４を介して、可撓性部材２１２に機械的力を加えることを目的とした外部デバイス又は製品に結合される。

更に別の実施形態では、システム１０は、他の適切な種類の受動素子、例えば限定するものではないが垂直インダクタコイル及びフェライトコアを備えた印刷された垂直コイルを生成するように構成される。

そのような実施形態では、機械的力がセンサに加えられると、可撓性部材２１２は、機械的力によって液体２１０に向かって押される。応答して、液体２１０は、最も近い電極を動かして、電極間の距離を減少させ、コンデンサの静電容量を変化させ、それは任意の適切な技術を使用して測定される。プロセッサ１１は、静電容量の変化に基づいて、外部エンティティによって可撓性部材２１２に印加される機械的力の量を推定し得る。

上記の図１～図８に記載されたプロセスシーケンスでは、液体４４、１２８及び２１０は、固体表面と接し、固体表面は様々な種類の材料（例えば、金属、セラミック、ポリマ）、粗さの様々な程度、ならびに液体４４、１２８及び２１０のいずれかとそれぞれ固体表面との間の湿潤に影響を及ぼし得る他の特性を有する。湿潤効果は、望ましくない現象、例えば、液体４４と固体表面との間の不十分な接着、液体４４による、そしておそらく重合プロセス後の層４５による３Ｄ形状の不十分な被覆を引き起こす可能性がある。

本発明者らは、湿潤効果は、それぞれの液体の粘度を制御することにより制御できることを見出した。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１は、マウント３０を制御して、処理されたサンプルを前述のＩＲレーザベースの溶融／アニーリング／硬化加熱サブシステムと整列させて配置し、続いて、溶融／アニーリング／硬化加熱サブシステムを制御して、液体（例えば液体４４）をＩＲによって照射して、液体を瞬時に加熱し、それによって液体の粘度を下げ得る。低下された粘度は、液体４４によるそれぞれの固体表面の湿潤を改善する。続いて、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル９９をＳＬＩ５５に近接して配置し、更にＳＬＩ５５を制御して、液体４４を重合し、液体４４を固化することによってそれぞれの固体表面の改善された湿潤を保持し得る。

別の実施形態では、サンプル２００の１つ以上の空洞２０８は、液体２１０の代わりに、又は液体２１０に加えて、固相変化材料（ＰＣＭ）で充満され得る。上記の図７に記載されるように、ＰＣＭは、サンプル２００の機械的、及び／又は熱的、及び／又は電気的、又は別の特性を局所的に変化させるように構成される。

サンプル２００は、図８のプロセスシーケンス全体を通してシステム１０のＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

（ポリママトリックスにおける電子デバイスの垂直方向のスタック）
図９は、本発明の別の実施形態による、ポリママトリックスに複数のデバイスをパッケージングするための方法及びプロセスシーケンスを概略的に示す図である。図９のプロセスシーケンスは、上記の図５で詳細に説明されたものと同様のプロセスステップ及び技術を含み、したがってここでは簡単に説明される。しかし、図９のサンプル２５０の構造は、上記の図５のサンプル９９の構造とは異なる。サンプル９９と２５０との間の構造の違いは、本明細書で詳細に説明される。

この方法は、ステップ１で、（ａ）サンプル２５０をデバイス２４０の高さよりも小さい厚さを有する液体２４６に浸漬し、（ｂ）ＰＰ７７を使用して、基板２６０の表面２７３上の所定の位置にデバイス２４０を配置し、（ｃ）ポリママトリックス、この例では層２６３を、サンプル２５０の選択された位置で液体２４６を重合することによって形成し、この例では、ポリママトリックスはデバイス２４０を取り囲んでデバイス２４０の位置を固定し、（ｄ）ＬＤＷ６６を使用してピラー２７０を製造し、（ｅ）サンプル２５０をピラー２７０の高さよりも大きい厚さを有する液体２４６に浸漬し、液体２４６の厚さを減じるため、例えば上記の図３のステップ２、及び／又は上記の図５のステップ３で説明されるようにワイピングプロセスを使用して、サンプル２５０の選択された位置で液体２４６を重合することで始まる。液体２４６の重合は、その位置を固定するために、少なくともピラー２７０を取り囲む場所で実行され得る。サブステップ（ａ）～（ｅ）は、上記の図５のステップ１～４と同様であることに留意されたい。

サブステップ（ｆ）において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、ピラー２７０をＬＤＷ６６に整列させて、又は近接して配置し、更にＬＤＷ６６を制御して、ピラー２７０の上面を露出させ（例えば、上記の図３のステップ４で説明したように）、その後、電気トレース２７２を印刷し、電気トレース２７２はピラー２７０に電気的に接続される。続いて、方法は、層２６３を、電気トレース２７２に近接して形成して、その位置を固定することを含み、これは上記のサブステップ（ｅ）で説明した液体２４６の浸漬及び重合プロセスを使用する。

ステップ１を完了するサブステップ（ｇ）において、プロセッサ１１は、マウント３０及び３３を制御して、サンプル２５０をＬＤＷ６６と整列させて、又は近接して配置し、更にＬＤＷ６６を制御して、ピラー２７４を印刷し、ピラー２７４は電気トレース２７２に電気的に接続される。

ステップ２において、方法は、上記の技術を使用して空洞２８０を形成することを含む。例えば、図３のステップ３に記載された技術、及び／又は図７のステップ１に記載された技術。ステップ２において、方法は、層２６３にピラー２７４を固定することを更に含むことに留意されたい。

ステップ３において、プロセッサ１１は、ＰＰ７７を制御して、デバイス２４２を空洞２８０内に配置し、更に、ワイパ８０を制御して、デバイス２４２の挿入のために空洞２８０から排除された液体２４６をワイピングする。続いて、プロセッサ１１は、ＬＤＷ６６を制御して、装置２４２のパッド（図示せず）との電気的接触を有する電気的トレース２７６を印刷し、電気的トレース２７６と電気的接触を有するピラー２７８を印刷する。電気トレース２７６及びピラー２７８の印刷は、ＬＤＷ６６によって単一のプロセスステップ又は複数のプロセスステップで実行され得ることに留意されたい。

図９の方法を完了するステップ４で、この方法は、（ａ）上記のステップ２の技術を使用した空洞２８２の形成、（ｂ）上記のステップ３で説明したように、デバイス２４４を空洞２８２に配置し、デバイス２４４のパッド（図示せず）との電気的接触を有する電気的トレース２８４を生成すること、及び、（ｃ）上記の図６のステップ１０に記載された技術などの任意の適切な技術を使用してサンプル２５０をカプセル封入することを含む。

いくつかの実施形態では、上記のプロセスのいずれかの持続時間は、様々なパラメータによって規定され得て、例えば限定するものではないが、液体４４の重合速度、ＬＤＷ６６による所与の層の堆積速度、及び動作シーケンス（例えば、ステーション間のサンプル９９の移動が多いほど、それぞれのプロセスの期間が長くなる）である。

いくつかの実施形態では、液体４４の重合速度は、（ａ）液体４４の化学組成（例えばレオロジ特性）と温度、（ｂ）ＳＬＩ５５によって実行される照射強度と波長、（ｃ）液体４４の厚さの精密制御、及びそれらの任意の組み合わせの影響を受ける場合がある。

いくつかの実施形態では、（ａ）サンプル９９の最終製品の設計、例えば、ＰＰ７７によって配置されたデバイスの厚さ、層の厚さ、及びプロセスの熱収支（構成要素及び／又は指定された化学組成及び機械的構造への損傷を防ぐため）、及び（ｂ）上記のプロセス制限に基づき、プロセッサ１１は、製品品質のトレードオフと最終製品の製造プロセスの合計持続時間との間で最適化する一連のプロセスステップを選択するように構成される。

追加的又は代替的に、システム１０は、複数のサンプル９９を並行して処理することによって、各製品の平均生産サイクル時間を改善するように構成される。例えば、（ａ）システムは、サブシステム８８の代わりに、又はサブシステム８８に加えて、シャーシ３１に結合された長いプロセス及び／又は主に使用されるプロセスの複数のサブシステム（例えば、ＳＬＶ２２及びＳＬＩ５５サブシステムの２つのセット）を含み得て、また（ｂ）プロセッサ１１は、異なるサンプルを異なるサブシステムで同時に、プロセスシーケンスのステップ間の指定された待ち時間に従って処理し得る。

サンプル２５０は、図９のプロセスシーケンス全体を通してシステム１０のＳＬＶ２２内に留まることに留意されたい。

いくつかの実施形態では、デバイス２４０、２４２、及び２４４のうちの少なくとも１つは、フリップチップ技術の任意の適切なプロセスを使用して、反転され得る。例えば、デバイス２４４は、基板２６０に面する活性領域を有し得て、本明細書では「下向き」と呼ばれる。

別の実施形態では、デバイス２４０Ａ及び２４０Ｂの少なくとも１つは、下向きの（すなわち、基板２６０に面する）パッドを含み得る。例えば、デバイス２４０Ａの活性領域がトレース２８４に面していてもよく、デバイス２４０Ａの非活性表面が基板２６０に面していてもよい。この構成では、デバイス２４０Ａの非活性表面は、導電性接触パッドを含み得る。これらの実施形態では、プロセッサ１１は、シャーシ３１に取り付けられたディスペンサを制御して、導電性接着剤（例えば、金属で満たされたエポキシ若しくはシリコーン）、又ははんだ、又は任意の他の適切な種類の導電性物質若しくは合金を、接触パッドに塗布するように構成される。続いて、システム１０は、硬化プロセスステップを実行するように構成されて、導電性接着剤を硬化させ、導電性接着剤と接触パッドとの間の接着性及び導電性を向上する。

いくつかの実施形態では、硬化ステップは、導電性接着剤を塗布した直後にデバイス２４０を局所的に加熱することによって実行され得る。例えば、Ａｂｂｅｌらの「Ｒｏｌｌ－ｔｏ－Ｒｏｌｌ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ」ＡＤＶ.ＥＮＧ．ＭＡＴＥＲ．２０１８年、１７０１１９０、ＤＯＩ：１０．１００２／ＡＤＥＭ．２０１７０１１９０によって説明されたようなフォトニック硬化プロセスを使用し、この文献は参照により本明細書に組み込まれる。このようなフォトニック硬化製品は、例えば、Ｎｏｖａｃｅｎｔｒｉｘ（４００Ｐａｒｋｅｒ Ｄｒ．，Ｓｕｉｔｅ１１１０，テキサス州オースティン）によって提供される。

別の実施形態では、導電性接着剤が液体２４６又は別の適切な種類のステレオリソグラフィ樹脂と適合性がある場合、システム１０は、サンプル２５０の生成物のビルドアップが完了した後、熱プロセスを使用して接着剤硬化プロセスステップを実行するように構成される。

別の実施形態では、システム１０は、液体２４６又は層２６３の一セクションを除去して、接触パッド上に導電性接着剤又ははんだを塗布することを可能にし、続いて上記の硬化プロセスステップを実行するように構成される。

本明細書に記載の実施形態は、主に３Ｄ電子デバイス及び光電子デバイスの製造に対処するが、様々な形態の高度な電子パッケージング、ならびに様々な種類のセンサ及びアクチュエータの製造を可能にし、本明細書に記載の方法及びシステムは、他の用途でも使用され得て、例えば、医療用若しくは娯楽用の、身体的に着用可能な機能的デバイス、補聴器などの他のコンパクトで複雑な形状の医療機器、又はセンシング及び通信機能を備えたモノのインターネット（ＩＯＴ）デバイスである。

したがって、上記の実施形態は例として引用されており、本発明は、本明細書で特に示され、説明されたものに限定されないことが理解される。むしろ、本発明の範囲は、上述した様々な特徴の組み合わせ及び準組み合わせの両方と、前述の説明を読んだときに当業者に明らかとなり、従来技術に開示されていないその変形及び修正との両方を包含する。参考として本特許出願に組み込まれた文書は、本出願の一体的部分と考えるべきであるが、それらの組み込まれた文書において、本明細書に明確に又は暗示的になされた定義と矛盾するように定義される用語は除外し、本明細書の定義のみを考慮する必要がある。

Claims (87)

1. 製造のための方法であって、
   サンプルをマウントに結合すること、及び前記サンプルの少なくとも一部を感光液であって、前記感光液と周囲の環境との間に界面を規定する上面を有する感光液に浸漬することと、
   前記サンプルの少なくとも一セクションに結合される少なくともポリマ層を、
   前記ポリマ層の厚さを、前記上面に対する前記サンプルの位置を制御することによって設定すること、及び、
   少なくとも前記上面を照射して前記感光液を重合させて前記ポリマ層を形成すること、によって形成すること、を含む、
   方法。
2. 少なくとも前記上面を照射することは、２つ以上の波長又は２つ以上の波長範囲を使用することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ポリマ層を形成することは、前記感光液の粘度を制御して、前記ポリマ層を前記サンプルの前記少なくとも一セクションに結合することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記粘度を制御することは、前記感光液の温度及び化学組成のうちの少なくとも１つを制御することを含む、請求項３に記載の方法。
5. 前記ポリマ層の前記厚さを設定することは、前記感光液の少なくとも一部を前記上面からワイピングすることを含む、請求項１に記載の方法。
6. 溶融材料の液滴を前記サンプルの少なくとも固体表面に、所定のパターンに従って向け、その結果、前記液滴が前記固体表面上で硬化されて、前記固体表面上に１つ以上の層の構造を印刷することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記固体表面は前記ポリマ層の少なくとも一部を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記ポリマ層の少なくとも一部を除去して、前記構造の少なくとも所与の表面を前記周囲の環境に曝すことを含む、請求項７に記載の方法。
9. 電気接点を前記所与の表面上に形成することであって、追加の液滴を前記所与の表面上の所定の位置に追加の所定のパターンに従って向けることで、前記追加の液滴が前記所与の表面上で硬化され、前記電気接点を前記所定の位置に印刷することによって、形成することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記構造は、３次元（３Ｄ）構造を含む、請求項６に記載の方法。
11. 前記ポリマ層に空洞を形成することと、前記液滴を前記空洞に向けて、前記空洞内の前記構造の少なくとも一部を印刷することを含む、請求項６に記載の方法。
12. 少なくとも前記ポリマ層を形成することは、前記構造を前記固体表面に固定することを含む、請求項６に記載の方法。
13. 少なくとも前記ポリマ層を形成することは、前記構造を少なくとも前記ポリマ層で覆うことを含む、請求項６に記載の方法。
14. 少なくとも接触パッドを有する電子デバイスを前記サンプルに結合することと、少なくとも前記ポリマ層を前記電子デバイスの少なくとも一セクション上に形成することを含む、請求項１に記載の方法。
15. 追加の液滴を所定のパターンに従って前記パッド表面に向け、前記追加の液滴を前記パッド表面上で硬化させることによって、少なくとも前記接触パッドのパッド表面上の電気接点を形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記電気接点は前記パッド表面に結合されたピラーを含み、電気信号を前記電子デバイスへ、又は前記電気デバイスから伝送する、請求項１５に記載の方法。
17. 前記電子デバイスを結合することが前記電子デバイスの少なくとも一部を前記感光液に浸漬することを含んでおり、前記感光液の少なくとも一部を重合するために前記サンプルを加熱して前記ポリマ層の少なくとも一部を形成することを含む、請求項１４に記載の方法。
18. 空洞を前記ポリマ層の選択された位置に形成することと、前記空洞を所与の液体で満たすことを含む、請求項１に記載の方法。
19. 前記空洞を形成することは、（ａ）前記感光液を前記選択された位置を取り囲む１つ以上の位置で照射して、前記感光液が前記選択された位置で重合されないようにすることと、（ｂ）前記感光液を前記選択された位置から除去して、前記空洞を形成することを含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記感光液を除去することは、（ａ）前記感光液を前記選択された位置から圧送することと、（ｂ）固体要素を前記空洞に挿入することのうちの１つを含む、請求項１９に記載の方法。
21. 前記空洞を充満することは、前記所与の液体を前記空洞に分注することを含む、請求項１８に記載の方法。
22. 前記所与の液体は、（ａ）機械的特性、（ｂ）熱的特性、（ｃ）電気的特性、及び（ｄ）化学的特性からなる特性のリストから選択される少なくとも１つの特性によって、前記感光液とは異なる、請求項１８に記載の方法。
23. 前記所与の液体が所与の感光液を含んでおり、前記所与の感光液の選択されたパターンを照射することで、前記所与の感光液の前記選択されたパターンを重合し、所与のポリマ層を含む前記選択されたパターンを前記空洞内に形成することを含む、請求項１８に記載の方法。
24. （ａ）電気部品を前記ポリマ層の上又は下に形成すること、（ｂ）前記ポリマ層に空洞をパターニングすること、（ｃ）前記ポリマ層とは異なる物質で前記空洞を充満すること、及び（ｄ）可撓性部材を少なくとも前記物質上に配置することを含む、請求項１に記載の方法。
25. 前記電気部品は抵抗器を含み、前記物質は、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）であって、前記ポリマ層の第２のＣＴＥよりも大きい第１の熱膨張係数を有する、請求項２４に記載の方法。
26. 前記電気部品はコンデンサを含んでおり、前記物質は前記ポリマ層の第２の機械的剛性よりも小さい第１の機械的剛性を有する、請求項２４に記載の方法。
27. 前記可撓性部材はポリイミド又はシリコーンを含む、請求項２４に記載の方法。
28. 前記感光液は、（ａ）光重合性でエポキシ又はシリコーンポリマを形成する化学的部分、（ｂ）ポリイミド、（ｃ）ポリウレタン、（ｄ）ポリジシクロペンタジエン、（ｅ）感光性重合性シラン、及び光重合性部分、からなるリストから選択される１つ以上の物質を含む、請求項１に記載の方法。
29. 少なくとも前記上面を照射することは、紫外線（ＵＶ）放射を使用して前記感光液を照射することを含む、請求項１に記載の方法。
30. 前記ポリマ層の所与の表面を準備した後に、層を塗布すること、又はデバイスを前記所与の表面に結合することを含む、請求項１に記載の方法。
31. 前記層を塗布することは、溶融材料の液滴を、所定のパターンに従って前記ポリマ層の前記所与の表面に向けることで、前記液滴を前記所与の表面で硬化させて、前記層を前記所与の表面上に印刷することを含む、請求項３０の記載の方法。
32. 前記所与の表面を準備することは、接着層を前記所与の表面に塗布した後に、前記層を塗布することを含む、請求項３０に記載の方法。
33. 前記所与の表面を準備することは、前記所与の層に空洞をパターニングすることと、前記層を前記空洞の少なくとも一部に塗布することを含む、請求項３０に記載の方法。
34. 前記所与の表面を準備することは、前記所与の表面の少なくとも一セクションを、レーザアブレーションを使用して粗面化することを含む、請求項３０に記載の方法。
35. 前記所与の表面を準備することは、ミクロンスケール粒子を前記所与の表面の少なくとも一セクションに塗布することを含む、請求項３０に記載の方法。
36. 前記ミクロンスケール粒子を塗布することは、揮発性溶媒に浸漬された前記ミクロンスケール粒子を含む希釈溶液を分注又は噴射することを含む、請求項３５に記載の方法。
37. 第１の３次元（３Ｄ）構造を形成することであって、溶融材料の第１の液滴を所定のパターンに従って前記サンプルの少なくとも固体表面に向けることで、前記第１の液滴を前記固体表面で硬化させて、前記第１の３Ｄ構造を前記固体表面に印刷することによって、形成することを含み、ここで前記第１の３Ｄ構造が前記固体表面に面する下面を有する第１の端部と、前記下面と反対の上面を有する第２の端部とを含み、また前記上面に第２の３Ｄ構造を形成することであって、溶融材料の第２の液滴を前記上面に向けることで、前記第２の液滴を前記上面で硬化させて、前記第２の３Ｄ構造を前記第１の３Ｄ構造の前記上面に印刷することによって、形成することを含み、ここで少なくとも前記ポリマ層を形成することが（ｉ）第１のポリマ層を、前記固体表面上の前記第１の３Ｄ構造の位置を固定するために形成することと、（ｉｉ）第２のポリマ層を、前記第２の３Ｄ構造の前記位置を前記第１の３Ｄ構造の前記上面に固定するために形成することを含む、請求項１に記載の方法。
38. 前記第１及び第２の３Ｄ構造のうちの少なくとも１つはピラーを含む、請求項３７に記載の方法。
39. 前記厚さを設定することは所与の厚さを設定することを含み、その結果、前記上面を照射することが前記所与の厚さ内のすべての前記感光液を重合することを含む、請求項３７に記載の方法。
40. 前記厚さを設定することは、前記感光液の少なくとも一部を前記感光液の第１の上面からワイピングすることによって、前記第１のポリマ層の少なくとも第１の厚さを設定することを含む、請求項３７の記載の方法。
41. 製造のためのシステムであって、
    バットに含有された感光液であって、前記感光液と周囲の環境との間の界面を規定する上面を有する感光液と、
    サンプルが結合され、前記サンプルを前記上面に対して移動させることによって前記サンプルの少なくとも一部を前記感光液に浸漬させるように構成されるマウントと、
    少なくとも前記上面を照射して前記感光液を重合し、ポリマ層を形成するように構成される光アセンブリと、
    前記ポリマ層の厚さを、前記上面に対する前記サンプルの位置を制御することによって設定するように構成されるプロセッサと、を備える、
    システム。
42. 前記光アセンブリが少なくとも前記上面を、２つ以上の波長又は２つ以上の波長範囲を使用して照射するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
43. 前記プロセッサは、前記感光液の粘度を制御して、前記ポリマ層を前記サンプルの前記少なくとも一セクションに結合するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
44. 前記プロセッサは、前記感光液の温度及び化学組成のうちの少なくとも１つを制御するように構成される、請求項４３に記載のシステム。
45. 前記感光液の少なくとも一部を前記上面から拭き取るように構成されるワイパを備え、ここで前記プロセッサが前記ポリマ層の前記厚さを、前記ワイパを制御することによって設定するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
46. レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）であって、溶融材料の液滴を前記サンプルの少なくとも固体表面に、所定のパターンに従って向け、その結果、前記液滴が前記固体表面上で硬化されて前記固体表面上に１つ以上の層の構造を印刷するように構成される、レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を備える、請求項４１に記載のシステム。
47. 前記固体表面は前記ポリマ層の少なくとも一部を含む、請求項４６に記載のシステム。
48. ワイパであって、前記ポリマ層の少なくとも一部を除去して、前記構造の少なくとも所与の表面を前記周囲の環境に曝すように構成されるワイパを備える、請求項４７に記載のシステム。
49. 前記ＬＤＷは電気接点を前記所与の表面上に形成することであって、追加の液滴を前記所与の表面上の所定の位置に追加の所定のパターンに従って向けることで、前記追加の液滴が前記所与の表面上で硬化され、前記電気接点を前記所定の位置に印刷することによって、形成するように構成される、請求項４８に記載のシステム。
50. 前記構造は３次元（３Ｄ）構造を含む、請求項４６に記載のシステム。
51. 前記ＬＤＷは、前記ポリマ層に空洞を形成し、前記液滴を前記空洞に向けて、前記空洞内の前記構造の少なくとも一部に印刷するように構成される、請求項４６に記載のシステム。
52. 前記プロセッサは、前記光アセンブリを制御することによって前記構造を前記固体表面に固定し、少なくとも前記ポリマ層を形成するように構成される、請求項４６に記載のシステム。
53. 前記プロセッサは、前記ポリマ層の前記厚さを設定することによって、前記構造を少なくとも前記ポリマ層で覆うように構成される、請求項４６に記載のシステム。
54. 前記サンプルに少なくとも接触パッドを有する電子デバイスを結合するように構成されるピックアンドプレースサブシステム（ＰＰ）を備え、ここで前記プロセッサが、前記マウント及び前記光アセンブリを制御して、少なくとも前記ポリマ層を前記電子デバイスの少なくとも一セクション上に形成するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
55. レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）であって、追加の液滴を所定のパターンに従って前記パッド表面に向け、前記追加の液滴を前記パッド表面上で硬化させることによって、少なくとも前記接触パッドのパッド表面上に電気接点を形成するように構成されるレーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を備える、請求項５４に記載のシステム。
56. 前記電気接点は前記パッド表面に結合されたピラーを含み、電気信号を前記電子デバイスへ、又は前記電気デバイスから伝送する、請求項５５に記載のシステム。
57. 前記プロセッサは、前記マウントを制御して前記電子デバイスの少なくとも一部を前記感光液に浸漬させ、ヒータを制御して前記感光液の少なくとも一部を重合するために前記サンプルを加熱し、前記ポリマ層の少なくとも一部を形成するように構成される、請求項５４に記載のシステム。
58. 空洞を前記ポリマ層の選択された位置に形成するように構成されるレーザと、前記空洞に所与の液体を分注するように構成されるディスペンサとを備え、ここで前記プロセッサが前記レーザを制御して前記空洞を形成し、前記ディスペンサを制御して前記空洞を前記所与の液体で満たすように構成される、請求項４１に記載のシステム。
59. 前記プロセッサは（ａ）前記光アセンブリを制御して、前記感光液を前記選択された位置を取り囲む１つ以上の位置で照射して、前記感光液が前記選択された位置で重合されないようにし、かつ（ｂ）前記感光液を前記選択された位置から除去して、前記空洞を形成するように構成される、請求項５８に記載のシステム。
60. 前記プロセッサは、前記感光液を前記選択された位置から、（ａ）前記感光液を前記選択された位置から圧送するように構成されるポンプ、及び（ｂ）固体要素を前記空洞に挿入するように構成されるピックアンドプレースサブシステム（ＰＰ）、の１つを制御することによって除去するように構成される、請求項５９に記載のシステム。
61. 前記プロセッサはディスペンサを制御して、前記空洞に前記所与の液体を分注することによって前記空洞を充満するように構成される、請求項５８に記載のシステム。
62. 前記所与の液体は（ａ）機械的特性、（ｂ）熱的特性、（ｃ）電気的特性、及び（ｄ）化学的特性からなる特性のリストから選択される少なくとも１つの特性によって、前記感光液とは異なる、請求項５８に記載のシステム。
63. 前記所与の液体は所与の感光液を含み、前記プロセッサは、前記光アセンブリを制御して前記所与の感光液の選択されたパターンを照射して、前記所与の感光液の前記選択されたパターンを重合し、所与のポリマ層を含む前記選択されたパターンを前記空洞内に形成するように構成される、請求項５８に記載のシステム。
64. 前記プロセッサは、（ａ）レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を制御して電気部品を前記ポリマ層の上又は下に形成し、（ｂ）前記ＬＤＷを制御して前記ポリマ層に空洞をパターニングし、（ｃ）ディスペンサを制御して前記ポリマ層とは異なる物質で前記空洞を充満し、かつ（ｄ）ピックアンドプレースサブシステム（ＰＰ）又は前記ディスペンサを制御して可撓性部材を少なくとも前記物質上に配置するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
65. 前記電気部品は抵抗器を含み、前記物質は、第１の熱膨張係数（ＣＴＥ）であって、前記ポリマ層の第２のＣＴＥよりも大きい第１の熱膨張係数を有する、請求項６４に記載のシステム。
66. 前記電気部品はコンデンサを含み、前記物質は、前記ポリマ層の第２の機械的剛性よりも小さい第１の機械的剛性を有する、請求項６４に記載のシステム。
67. 前記可撓性部材はポリイミド又はシリコーンを含む、請求項６４に記載のシステム。
68. 前記感光液は、（ａ）光重合性でエポキシ又はシリコーンポリマを形成する化学的部分、（ｂ）ポリイミド、（ｃ）ポリウレタン、（ｄ）ポリジシクロペンタジエン、（ｅ）感光性重合性シラン、及び光重合性部分、からなるリストから選択される１つ以上の物質を含む、請求項４１に記載のシステム。
69. 前記光アセンブリは、紫外線（ＵＶ）放射を使用して前記感光液を照射するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
70. レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を備え、前記プロセッサが、前記ＬＤＷを制御して前記ポリマ層の所与の表面を準備した後に、層を塗布すること、又はデバイスを前記所与の表面に結合するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
71. 前記プロセッサは、前記ＬＤＷを制御して、溶融材料の液滴を、所定のパターンに従って前記ポリマ層の前記所与の表面に向け、前記液滴を前記所与の表面で硬化させて、前記層を前記所与の表面上に印刷するように構成される、請求項７０の記載のシステム。
72. 前記プロセッサは、前記ＬＤＷを制御して、接着層を前記所与の表面に塗布した後に、前記層を塗布するように構成される、請求項７０に記載のシステム。
73. 前記プロセッサは、前記ＬＤＷを制御して、前記所与の層に空洞をパターニングし、前記層を前記空洞の少なくとも一部に塗布するように構成される、請求項７０に記載のシステム。
74. 前記プロセッサは、前記ＬＤＷを制御して、前記所与の表面の少なくとも一セクションを、レーザアブレーションを使用して粗面化するように構成される、請求項７０に記載のシステム。
75. ミクロンスケール粒子を前記所与の表面に塗布するように構成される粒子ディスペンサを備え、ここで前記プロセッサが前記粒子ディスペンサを制御して、ミクロンスケール粒子を前記所与の表面の少なくとも一セクションに塗布するように構成される、請求項７０に記載のシステム。
76. 前記ディスペンサは、揮発性溶媒に浸漬された前記ミクロンスケール粒子を含む希釈溶液を分注又は噴射するように構成される、請求項７５に記載のシステム。
77. レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）であって、溶融材料の第１の液滴を所定のパターンに従って前記サンプルの少なくとも固体表面に向けることで、前記第１の液滴を前記固体表面で硬化させて、第１の３次元（３Ｄ）構造を、前記固体表面に印刷することによって形成するように構成される、レーザ直接書き込みサブシステム（ＬＤＷ）を備え、ここで前記第１の３Ｄ構造が前記固体表面に面する下面を有する第１の端部と、前記下面とは反対の上面を有する第２の端部とを含み、ここで前記ＬＤＷが前記上面に第２の３Ｄ構造を、溶融材料の第２の液滴を前記上面に向けることで、前記第２の液滴を前記上面で硬化させて、前記第２の３Ｄ構造を前記第１の３Ｄ構造の前記上面に印刷することによって形成するように構成され、ここで前記プロセッサが前記マウント及び前記光アセンブリを制御して、（ｉ）第１のポリマ層を、前記固体表面上の前記第１の３Ｄ構造の位置を固定するために形成し、（ｉｉ）第２のポリマ層を、前記第２の３Ｄ構造の前記位置を前記第１の３Ｄ構造の前記上面に固定するために形成するように構成される、請求項４１に記載のシステム。
78. 前記第１及び第２の３Ｄ構造のうちの少なくとも１つはピラーを含む、請求項７７に記載のシステム。
79. 前記プロセッサは、前記マウントを制御して所与の厚さを設定するように構成され、その結果、前記光アセンブリが前記上面を照射すると、前記所与の厚さ内のすべての前記照射された感光液は重合される、請求項７７に記載の方法。
80. 前記プロセッサは、前記第１のポリマ層の少なくとも第１の厚さを、ワイパを制御することによって設定するように構成され、ワイパは前記感光液の少なくとも一部を前記感光液の第１の上面から拭き取るように構成される、請求項７７の記載のシステム。
81. 製造のための方法であって、
    溶融材料の液滴を所定のパターンで基板に向けて吐出し、その結果、前記液滴を前記基板上で硬化させて、３次元（３Ｄ）構造を前記基板上に印刷すること、
    前記基板を、その上に前記３Ｄ構造を備えて、感光液に浸漬すること、及び、
    前記感光液を照射して、前記感光液を重合し、前記３Ｄ構造の少なくとも一部を含む１つ以上のポリマ層を形成すること、を含む、
    方法。
82. 前記液滴は溶融金属を含む、請求項８１に記載の方法。
83. 電子デバイスを前記基板上に配置することを含み、ここで前記液滴を吐出することが前記電子デバイスへ導電性接続をすることを含む、請求項８２に記載の方法。
84. 前記導電性接続をすることは、ピラーを印刷することを含み、ピラーは前記感光液を重合することによって形成された１つ以上の前記ポリマ層を通って延在する、請求項８３に記載の方法。
85. 前記液滴を吐出することは、レーザビームをドナーフィルムに当たるように向けて、前記液滴がレーザ誘起前方移動（ＬＩＦＴ）によって吐出されること含む、請求項８１～８４のいずれかに記載の方法。
86. 前記感光液を照射することは、パターン化された放射線を前記感光液に適用し、ステレオリソグラフィのプロセスにおいて複数のポリマ層を構築することを含む、請求項８１～８５のいずれかに記載の方法。
87. 前記液滴を吐出することは、前記３Ｄ構造を、前記３Ｄ構造の基板として機能するステレオリソグラフィ層上に印刷することを含み、ここで前記パターン化された放射線を適用することが、少なくとも第２のステレオリソグラフィ層を前記第１のステレオリソグラフィ層上に形成することを含む、請求項８６に記載の方法。

Images