制造电子组装的方法和设备,采用该方法或在该设备中制造的电子组装

摘要

一种生产具有至少一个电子元件和一个载体的电子模块的方法具有以下步骤：在载体上提供适合于对准其上的电子元件的结构以便电子元件相对于该结构可以占据希望的目标位置；该结构表面覆盖有材料以形成至少部分适合于接收所述电子元件的液体的弯月面；在电子元件的传送点提供多个电子元件的贮存；具有所述结构的载体至少移动至传送点对面附近；该传送点无接触地传送所述元件中的一个；而在载体上的所述结构在传送点附近移动经过，以便在自由运动的阶段后，电子元件至少部分接触所述材料；具有该结构的载体移动至下游处理点，而电子元件在液体的弯月面上使其自身与该结构对准并占据它的目标位置。

说明书

技术领域

在此提出生产电子模块的方法。所述方法中，电子元件放置在载体基板(carrier substrate)上。该载体基板可以是柔韧的(flexible)。在此还提出了生产电子模块的设备(device)。最后，还描述了具有载体基板和电子元件的电子模块，例如，所述载体基板由柔韧的箔(foil)基板制成，围绕所述电子元件，在所述电子元件上折叠或设置所述载体基板上或来自所述载体基板的可折叠区域。

背景技术

目前，通过机械工作的夹紧和放置机器人抓取较小的电子元件，比如有源和无源器件，比如具有两个或多个(高达几百个)连接、电阻器、电容器、功率半导体(晶体管、晶闸管、三端双向可控硅开关管)、发光器件(LEDs)等的半导体芯片，并且在合适的配线载体(wiring carrier)上、在多维空间(纵向、横向、角位置等)精确定位以生产电子模块。这些电子元件的自动对准效应通常是不相关的。相反：在目前为止常见的、将元件尽可能精确地放置在它们的组装和接触位置的方法中，自动对准效应是相互干扰的，因此尽可能地避免自动对准。电子元件通常是通过倒装芯片法如加热或加压ACA(各向异性导电粘合剂)或者ACF(各向异性导电箔/薄膜)接触的。但是，生产速度一方面受所需的熔体指数(indexers)的限制，另一方面受到单个元件的放置的限制。同样，由于存在断裂的危险，这样加工极薄的元件非常困难或者报废率高。采用夹紧和放置的机器人处理极薄的元件也很困难。

以前已经讨论过利用在适当的、之前已经放置在配线载体上的液体上的自动对准效应将单个元件放置在配线载体上的可能性。(关于智能系统集成的会议2008，2008年4月8-9日，巴塞罗那，在K.-F.Becker，J.Bauer，G.Mollath，G.Schreck，I.Kolesnik，E.Jung，H.Reichl，J.Lienemann，D.，J.Korvink的报告“无接触设备处理-用于微纳米集成的新组装方法”中)。

JP 2005115916A描述了生产RFID半导体元件的方法，其中RFID芯片通过传统的倒装芯片法机械地安装在载体材料的金属发送机和接收机结构上。然后折叠载体材料。相似的生产RFID半导体元件的方法在Mitsuo Usami的出版物“超小的RFID芯片：μ-芯片”中有所描述，(2004IEEE关于先进系统集成电路的亚太会议(AP-ASIC2004/2004年8月4-5日))。在所述出版物中，公开了一种RFID芯片，在其两侧具有电气连接，且其两侧都被覆盖住了。一方面，将RFID芯片与各向异性的导电薄膜(简称为ACF)的第一薄天线(thin aerial)连接并覆盖各向异性的导电薄膜，形成RFID半导体元件的载体基板。另一方面，将RFID芯片连接到另一薄金属箔的薄天线上并覆盖该另一薄金属箔，折叠该另一薄金属箔以将其固定在ACF的下侧。所以RFID芯片的两个侧面均由薄天线覆盖。由于生产RFID半导体元件需要各向异性导电薄膜和额外的金属箔，构造RFID半导体元件无疑是昂贵的。

DE 19962194A1描述了生产用于发射机应答器(transponder)的可接触的导体回路(conductor loop)的方法，具有以下步骤：用多个线圈在延性基板(ductile substrate)的一侧上形成导体回路。最初导体回路有内端和外端，内端在导体回路的内部、外端在导体回路的外部。通过预设的部件从外端开始延伸导体回路，该预设的部件是相对于所述导体回路向外导向的。在延伸的外端和外端之间折叠基板以使得在折叠后延伸的外端在导体回路内部定义的基板区域之上。

DE 602004007861T2描述了一种生产通信媒介的方法，基层从第一滚筒解开(unwound)，IC芯片焊接(bond)至基层的区域上的每个多路传输和接收天线(reception aerials)，然后基层缠绕到第二个滚筒上。在解开和缠绕基层之间，实施以下步骤：将IC芯片焊接至基层上的每个天线，形成多个排列(arrangement)，其中每个排列具有一个天线和一个IC芯片。分别测试每个排列的通信功率，根据它们的特性对排列进行分类。在毗连的排列间的中间的空间里，在基层上形成矩形的切割区域。通过折叠切割区域越过一个排列覆盖对应于切割区域的毗连排列中的一个。可以从DE 10151657C1，DE 10 2006001885A1和EP 1 1433 78A取得进一步的技术背景。

本发明的目的是提供一种与以前的生产电子模块的方法相比有所改进的方法，并且所述方法(i)可以在大量生产中使用，(ii)给予更高的组装生产量，以及(iii)为元件的高精度放置的提供低压供应，以使得随后元件的多个电气连接可与其电气环境容易地发生电接触。

发明内容

为了实现这一目的，这里提出具有权利要求1的特征的方法。这一方法可生产具有至少一个电子元件和一个载体(carrier)的电子模块。在所述载体上，提供适合于对准(align)其上的元件的结构，以便所述元件可以相对于所述结构占据希望的目标位置。这一结构覆盖有材料以形成液体的弯月面(liquidmeniscus)。所述液体的弯月面至少部分适合于接收所述元件。在所述元件的传送点提供多个元件的贮存。具有所述结构的载体至少移动至传送点对面附近。所述传送点无接触地传送所述元件中的一个，而载体上的所述结构在传送点附近或移动经过该传送点，以便在自由运动的阶段后，所述元件至少部分接触所述材料。在自由运动的阶段的过程中，电子元件不受任一机械装置机械支承或引导。具有所述结构的载体移动至下游处理点，而元件(由来自毛细力和表面润湿张力的交互作用驱动)使其自身对准液体弯月面上的结构并占据其目标位置。

采用这一方法，上述类型的半导体元件的大量生产显然比采用以前标准的工业方法更便宜、更快、更可靠且伴随更少的元件压力。这特别适用于在高速和高可靠度的情况下为箔基板上(例如在RFIDs的发射机应答器转接板或镶嵌物上)具有少量电气接触的芯片部件(例如RFIDs、LEDs等)镀上组装和壳体镀层。在组装很小和/或芯片部件很薄的情况下，这些优点尤其变得明显，这是由于与以前的方法的概念的不同：在装配过程中没有芯片部件的直接接触和；仅大概供应(fed in only approximately)的芯片部件的自动对准充分利用了界面间的表面张力效应。

尽管在传送芯片的时候，仅相对于芯片的目标位置以低精度定位芯片部件的传送点，但是随后的自动对准实现了精确的定位。因此，随后可实现非常有效的、可靠的电气接触。另外，由于随后部分基板向其自身的折叠，可以使得整个排列对机械应力和湿度具有高抵抗力(hight resistance)。

使用昂贵的图象识别系统而不是现有技术中必须的伺服回路完成自对准以检测芯片部件的位置以及在该昂贵的图象识别系统的控制下在多个坐标和/或角位置的非常精确的主动定位。由于芯片部件无接触的传送，较少机械地加压它们。因此所述过程可以连续运行；它不必如现有技术中在夹紧和放置机器人的节奏下运行。尽管载体的连续传输，例如在输送带上，是有益的和优选的，但它绝不是必须的。反而，因为上游或下游处理点以间断或时钟控制的方式运作，所以以如上所述以间断或时钟控制的方式(也就是步调一致(in steps)的方式)供应载体以及移除它们同样是可能的。另外，这一方法与现有技术的概念完全不同，因此在设备中所需的费用显著少于现有技术。这极大地减少了生产、对准和维修费用。

可以非常迅速地在一个元件(例如RFIDs)的侧面安装具有很少电气接触的小的、有源或无源电子元件，以及在顶部以及下部安装具有接触的电子元件。所述方法同样使完全连续的滚筒到滚筒型(roller-to-roller)过程成为可能，在所述过程中，具有载体的发送带不必停止。与工业中当前使用的、构造的、柔韧的基板上用于装配电子元件(例如RFID芯片)的过程相比，所述方法可显著增加产量。所述方法同样可降低在构成的箔基板上包装其他元件的成本，并且可以容易地适用于不同的芯片类型。

具备有结构的载体基板(也就是所述载体)可以由聚合物膜(例如PET、PEN、PI)或替代性的、具有涂敷的导电结构涂层(例如铜金属化物、铝金属化物、印刷银导电油墨等)的柔韧的基板材料(例如，纸、复合材料)制成。所述芯片在液体的弯月面中传送以及它们在液体的弯月面中的自动对准同样可以在坚硬的载体上实施，例如印刷电路板。

通过将材料涂敷于载体的表面或者通过从载体的表面移除材料可以在载体上形成所述结构。所述结构的形状可以适应于电子元件的轮廓。通过所述结构，可以在一或多维(X，X和/或Z方向)固定所述电子元件的目标位置和/或可以在一或多个方向(角位置)固定它的方位(orientation)。

所述结构同样可以是在载体上以具有多个子结构的结构形式，每个所述子结构划定区域，以在不同情况下形成液体的弯月面。

由于所述构造的，成形基板的表面以便可以采用材料选择性地将其弄湿。将该材料放入该结构中以形成弯月面。该材料可以是液体、粘合剂或焊料，所述焊料需可熔化。在这一液体状态，所述材料/焊料形成弯月面。所述结构的形状相似于或适应于所述芯片的底部区域，使得芯片对结构的自动对准成为可能。

可以基于该材料(例如粘合剂、丙烯酸盐粘合剂、环氧粘合剂、水、焊剂、有机溶剂或它们的混合物)选择由结构定义的、并且可以选择性弄湿的基板表面。为了生产可以结构化的方式弄湿的表面，可例如但不唯一地，采用下述方法以及它们的组合：结构化金属化(例如采用焊料的方法)；等离子体处理(例如采用丙烯酸盐粘合剂或水的方法)；通过冲压、打孔或加色法产生表面形貌(surface topography)；附加涂覆硅酮、树脂或蜡(例如采用丙烯酸盐粘合剂、粘合剂、水、焊剂、有机溶剂和它们的混合物的方法)。

对结构化载体基板上的电子元件的自动对准而言，使用最小化局部结构化的载体基板、流体和元件系统的界面自由能的效应。

就可以放置在优选地柔韧的载体基板上的半导体元件而言，可以处理的元件是电的和/或电子的元件。也称上述元件为芯片。

所述载体基板可以以任一适合于半导体元件的生产的形式出现。所述载体基板可以是柔韧的和有弹性的或可无损塑性延展的。上述柔韧的载体基板可以是薄膜基板，所述薄膜基板可以折叠到其自身中以使得所述薄膜基板的两个毗连区域可以折叠至彼此之上。输送带可以与多个载体连续移动至电子元件的传送点对面附近和从那里离开，所述每个该多个载体都具有结构。

所述材料可以可相对于结构中凸地形成液体的弯月面的形式，也可以可相对于结构中凸地形成液体的弯月面的量传送至结构。在随后的处理中，可能必须至少部分从所述结构移除所述材料。所述材料还可以是至少部分保留在结构和元件之间的粘合剂。所述材料还可以是必须被熔化的焊料。如果，在载体与结构移动至下游处理点前，包含焊剂的焊料熔化形成液体的弯月面，那么与液体的弯月面接触的电子元件可以使其自身与所述结构对准，并占据它的目标位置。

所述电子元件可以是具有金属连接接头的半导体芯片，所述金属连接接头排列在半导体芯片的一个侧面或两个相对的侧面上。从传送点传送电子元件以使得具有金属连接接头的侧面面对所述材料，没有连接接头的侧面背对所述材料。替代性地或额外地，具有金属连接接头的侧面可以面对所述材料，以及具有金属连接接头的侧面可以背对(face away from)所述材料。替代性地或额外地，至少一个具有金属连接接头的侧面可以横向地朝向材料的表面。

多个电子元件可以作为单独的(isolated)半导体芯片，供应给粘附于载体层的传送点，这种情况下，单独的半导体芯片面对所述载体粘附于载体层的侧面。

就无接触传送而言，可以通过这一载体层，将这一类型和数量的能量从背对吸附的半导体芯片的载体层的侧面导向单独的半导体芯片，这样，半导体芯片将其自身从所述载体层分离或分开，然后该半导体芯片的一个侧面的至少部分与材料和/或它的液体的弯月面接触。可以通过(红外线的)激光、热气喷流(例如热空气喷流)、辐射加热元件或类似元件提供这一能量。所述能量源还可以接触所述载体层；由于能量源排列在背对载体层的粘附半导体元件的一侧的，因此从传送点至材料/结构的传递过程中不接触粘附于载体层的半导体芯片。

所述载体层可以具备用于单独地半导体芯片的粘结层。由于至少部分的导向单独的半导体芯片的能量的作用，这一粘结层至少部分可以分解，以施加机械冲量(mechanical impulse)至适当的半导体芯片，移动所述适当的半导体芯片远离载体层。替代性地或额外地，粘结层可以包括密集排列的小颗粒，例如包含液体的小胶囊，所述小颗粒随能量的作用膨胀、成为泡沫、举起半导体芯片、增大半导体芯片的接触面以及因此将它从粘结层分开。

如上所述局部供给的能量在将从载体层分离的半导体芯片中部分或完全转化为热量，在其半导体芯片中和/或在载体层中。这一热量的作用是，由于粘结层是热溶解薄膜的粘合剂/胶囊混合物，其位于半导体芯片和载体层之间，在受热后将半导体芯片从粘结层释放。根据吸收的能量辐射的波长，粘结层可自身(或载体层，或将从载体层分离的半导体芯片)将供给的能量转化为热量，也可将它转化为热量并且因此加速热反应。

所述载体可以由弹性地或塑性延展材料构成。所述塑性延展材料具有导电图案。该导电图案具有至少一个路径(path)。所述导电路径可以是下列形式，其在结构中延伸直到其在该半导体芯片在所述结构上对准自身(在液体的弯月面上)后与半导体芯片的连接接头中的一个接触。所述导电路径也可以形成为其到达与结构相隔一段距离的载体的区域。这种情况中，围绕部分图案的路径，在载体的区域内制造穿孔或弱化点(weakened point)，以形成包含部分路径的薄片(flap)。然后从载体移除所述薄片，接下来折叠所述薄片以便在薄片上的部分路径与至少部分的其中一个半导体芯片的连接接头接触。替代性地，可以在载体的区域内制造穿孔或弱化点，以形成包含所述半导体芯片的薄片。然后可以从载体移除所述薄片，接下来可以折叠所述薄片以便在薄片上的半导体芯片使至少部分的图案的路径与它的连接接头的其中至少一个接触。

可以以多种不同的方式从载体的其余部分划定可折叠的折叠区域。例如，比如打孔、切割、刻槽、划线、冲压和/或穿孔的机械方法适合于所述目的。但是，也可采用激光方法，比如切割、刻槽或穿孔，采用这些方法可以可靠迅速地划界。但是，水注切割方法或类似方法同样是可能的。

可以从柔韧的载体基板上分离一个或多个可折叠的折叠区域。这种情况下，保留至少一个该分离的可折叠的折叠区域与柔韧的载体基板的连接，以便产生夹子(clip)或薄片。例如，可以通过三个完全分离的边界边缘和一个没有或仅仅部分分离、打孔、刻槽或其他弱化的边界边缘产生矩形夹子。夹子的其他几何形状同样是可能的，例如，几乎任意的矩形、曲线或自由形状。

为了形成所述薄片，可以在所述路径的两个运动方向，从滚筒至滚筒的方向以及其横向折叠所述载体基板。

由于可折叠的折叠区域，可以在柔韧的载体基板的两层之间的夹层结构中容易地接收所述元件，通过所述方式，可以特别使所述元件很好地免受环境效应影响。

在载体和薄片之间包含半导体芯片的空间可以填充有填充物，以便半导体芯片至少部分包埋在填充物中。这可以是合适的粘合剂，通过所述方式，半导体元件可具有特别高的抵抗机械应力的能力。这样，还额外地保护所述元件。

同样可以折叠具有排列其上的电子元件的可折叠的折叠区域至所述(金属的)结构。

通过这一方法，由于电子元件无接触地放置在载体基板上，省略直到现在还工业中使用的、通过机械夹具或吸盘(suck)的元件的机械安装，所述机械夹具或吸盘紧夹所述元件并将它放置在载体基板上。因此放置所述元件显然更快，尤其就薄的元件(大约10μm厚或更少)而言，需要的机械加压比以前更少。

尤其，这一方法适合于半导体元件，其中半导体芯片配备有可管理数量的电气连接。但是，这一方法同样适合于具有多个电气连接的半导体元件，例如逻辑的、控制器或处理器连接。

通过无接触传送(或放置)，所述元件到达载体(基板)。在所述元件离开贮存后，暂时(自由运动阶段、自由阶段或自由飞行阶段或自由下落阶段)，在它到达载体上的结构中的材料前，它不受任一机械设备支承或引导。因此例如，所述元件可以以自由下落放置在载体基板上。这种情况中，由于没有别的力或除了重力几乎没有什么力，所述元件可以放置在载体基板上，所以这一方法可以是特别简单的形式。

同样可以无接触地加速电子元件至载体。例如，可以通过压缩空气支持额外加速所述元件，并且因此更有效地将所述元件放置在载体基板上。例如，上述压缩空气支持可以通过支承所述元件的粘结层发生，以保持加热所述粘结层达到使得粘结层的组分进入气态并且充当元件和载体层之间的驱动力。

由于载体上的结构，它分为可以由材料弄湿/覆盖的区域和不可以弄湿/覆盖的区域。尤其，因此可以区别可以选择性弄湿的区域，因为在其上的液体可以在载体上形成弯月面，所述弯月面的形式/形状适应于元件的底部，因此使元件在结构上的自动对准成为可能。

可以弄湿的区域的形状可以取决于使用的材料和元件。

为了在所述载体上产生结构化的且可以弄湿的表面，例如但不唯一地，可以提供结构金属化物，例如采用焊料过程；等离子体处理，例如采用丙稀酸盐粘合剂或水的过程。这种情况中，可以产生特定的所述结构，例如环形的、表面形貌(topography)，例如通过冲压、打孔或加色法，例如硅酮、树脂和/或蜡添加剂涂敷，以及多个上述方法的组合。所述结构还可以是环形电轨的形式。

如果载体基板具有相应的图案化导电结构，在载体基板上的元件可以容易地与其他功能元件电气连接。因此，在放置元件之前和/或时，可以用导电结构，尤其金属结构覆盖(例如印刷)所述载体基板的表面。优选地，尤其可以通过导电结构在柔韧的载体基板上产生可弄湿的区域。

低粘度的液体使元件的自动对准更容易和快速。在简单的情况中，在电子元件成功对准后理想地完全蒸发的水可以用于对准，在所述水之后，焊料或高粘度的粘合剂可以接触对准的元件。这种情况中，所述焊料或高粘性的粘合剂接任载体基板上元件的永久固定和/或接触。

作为对准电子元件的装置，可以使用具有与水相似的粘度的粘合剂。这样，一方面，可以采用粘合剂在载体基板上的结构上对准电子元件，并且另一方面可以采用粘合剂将它固定在所述载体基板上。

与水相比，粘度差异低于30％，优选10％的粘合剂可使电子元件非常快速地对准，尤其在电子元件牢牢粘住之前。

自动对准还与较高粘度的粘合剂协同工作，即使这种情况中，它相对地运行更慢。因此必须注意，至少在比低粘度的粘合剂更迟的时间之后才硬化较高粘度的粘合剂，以便电子元件在对准后才牢牢地粘住。但是，这一方法的变形允许元件通过所述粘合剂永久地与载体对准和固定。

如果使用的材料具有特别优良的润湿效应，例如，粘合剂可以到达表面积的将弄湿的结构的角落。这一效应是电子元件的优良的角对准，由于有效的角对准尤其开始于所述结构的角落区域。

基板上放置的矩形或方形粘合剂可以获得所述元件(所述元件通常也具有矩形或方形的轮廓)的特别优良的角对准，以便可以实现所述元件的特别高精度和重复性的对准，尤其旋转的和/或平移的自动对准。

在所述方法的变形中，所述元件放置于可折叠的折叠区域上。例如，所述元件放置于可折叠的折叠区域上，通过合适的连接装置和/或通过对准电子元件的装置作用于所述可折叠的折叠区域，于是它的一侧背对所述连接，在该侧上不提供元件的电气连接。这样，例如，在可折叠的折叠区域折叠至载体基板上之前，所述元件可以在可折叠的折叠区域上的形成弯月面的材料上很好地对准其自身。由于所述折叠，电子元件的电气连接可以与导电结构电气连接，以便产生功能的半导体元件。

优选地，所述可折叠的折叠区域比柔韧的载体基板的其他区域显著较小，以使薄片不会完全覆盖其他区域。

可使用或不适用附加材料或连接材料，比如用于焊接(bonding)和/或对准所述电子元件的装置，仅仅通过折叠所述载体来电气接触或机械固定所述元件。这种情况中，可以通过焊料、ICA、ACA、ACF或具有充足的表面粗糙度的凸起(bump)，例如柱形凸起或Pd凸起以及NCA实施电气连接。为了接触元件的不同的电气连接，还可以使用不同的连接材料。

总而言之，通过折叠所述载体的折叠区域，所述元件不仅可以优选地固定在所述载体上，而且可以与导电结构接触。

可折叠的折叠区域的特征或特征组合代表产生半导体元件的传统方法的独立的进一步的发展，并且即使没有以上描述的其他特征也可以使用。

根据它们，半导体元件可以由薄膜基板以及排列其上的电子元件构成。这种情况下在所述薄膜基板上形成可折叠的折叠区域。这种情况中，优选可以非常精确地确定可折叠的折叠区域的位置，在特别小的半导体元件的情况中尤其优选。

如果芯片不在夹子上而是紧挨着夹子，可以构造更小型的半导体元件。不是所述芯片而是在夹子上的具有轨道的连接区域需要比芯片更少的空间并折叠至芯片。

一方面，由于这一半导体元件仅仅由单一薄膜基板构成(这一薄膜基板具有两层，在这两场之间包埋有电子元件)，这一形式的半导体元件比在上述公开文件中示出的RFID半导体元件构造显然更加简单。

另一方面，由于在这里只折叠单一的、柔韧的薄膜基板的较小折叠区域，这一半导体元件还不同于来自于以上引用的发布的说明书JP 200511916A的半导体元件。

如果所述折叠区域的底部区域占所述半导体元件的底部区域的三分之一以上，优选地二分之一以上，仅须折叠较小的折叠区域。特别地，这样在单一的、柔韧的薄膜基板上的导电结构可以由折叠至其上的折叠区域保持未覆盖。例如，这样可以改进RFID半导体元件的发送和/或接收功率。

即使在可折叠的折叠区域的情况中，如果可折叠的折叠区域在所述单一的、柔韧的薄膜基板内形成窗口区域，仍然可以非常稳定地建造半导体元件的薄膜基板。所述窗口区域描述当折叠折叠区域时在薄膜基板内产生的材料凹槽。剩下的薄膜基板仍然完全形成窗口区域或材料凹槽的边界。在其他例子中，所述材料凹槽也不必完全由薄膜基板围绕。

在一个变形方案中，排列在薄膜基板上的元件固定在可折叠的折叠区域上，以便可以相对于薄膜基板折叠它。这样，可以容易地折叠所述元件(与可折叠的折叠区域一起)至金属结构，这样可以至少部分覆盖薄膜基板的表面。

如果通过形成液体的弯月面的材料在所述载体上对准或固定所述元件，那么在所述载体上可以很好地对准和固定它。优选地，在大气气氛中可以涂敷合适的材料沉积。所述材料还可以是导电的，以便所述元件也可以与导电结构电气连接。

在另一变形方案中，所述材料电气绝缘。这种情况中，只可以通过折叠可折叠的折叠区域实现所述元件的电气连接，即当所述元件的电气连接设备接触到柔韧的载体基板的电气结构时实现所述元件的电气连接。

特别的解决方案提出采用元件生产半导体元件的方法，其中金属结构放置在柔韧的薄膜基板的表面，以及结构化的薄膜基板使其接着可以供应给连续装配过程比如滚筒至滚筒装配过程，其中可折叠的折叠区域插入到结构化薄膜基板中，其中连接装置放置在折叠区域上，其中所述元件放置在折叠区域中的连接装置上，以及其中所述元件采用所述连接装置在薄膜基板上的结构上的表面对准其自身，以及其中所述折叠区域与所述元件一起折叠至金属结构上，使得所述元件也与金属结构电气连接。这实现了在优选地柔韧的载体基板上，几乎任一形式的元件的非常高效的、廉价的安装。

这里描述的滚筒至滚筒装配过程的特定区别特征是沿装配轨道移动的装配传送带理想地从不必须停止或减速以实施半导体元件上的装配步骤。因此，与现有的在结构化载体上安装构件的时钟控制的过程相比，这一方法能显著增加生产量。

这里描述的方法或方法的变形还使得可采用少量电气连接设备装配特别小的电子元件，尤其是结合RFID的转发器-内插器或镶嵌物。由于所述元件的无接触装配和在载体上它们的自动对准，即使在非常小和/或极薄的元件的情况中，可以确保具有高可靠度和高生产速度。

所述电子元件可以具有不止一个电气连接，例如两个至四个电气连接。所述元件也可以具有少于十个电气连接，优选地少于五个电气连接。这里，电气连接设备是否只在一个芯片侧面上，例如在现在可用的RFID芯片中，或在两个芯片侧面上，例如在当前可用的LED芯片中，是不相关的。

为了实施上述方法，例如，可以使用在所述载体上具有提供结构的装置的设备，这种情况下，所述结构必须由所述装置成形以便它适合于对准其上的电子元件，以便所述元件可以相对于所述结构占据希望的目标位置。这一结构提供装置可以是印刷单元、冲压单元或类似单元。还提供装载材料到所述结构以形成液体的弯月面的装置。所述液体的弯月面至少部分适合于接收所述元件。在所述元件的传送点还出现了用于贮存多个元件的容器(receptacle)。第一传送装置移动具有所述结构的所述载体至少至传送点对面附近。能量供应装置从传送点的贮存启动所述元件中的一个的无接触传送，而在所述载体上的结构移动经过传送点，以便在元件的自由运动的阶段后，所述元件至少部分接触液体的弯月面。在自由运动的阶段的过程中，所述电子元件不受任一机械设备的机械支承或引导。所述传送装置将具有结构的载体移动至下游处理点，而所述元件在液体的弯月面上对准其自身和所述结构，以占据它的目标位置。

所述设备的传送装置可以由传送滚筒或针辊驱动，所述传送滚筒或针辊连续传送具有多个载体的输送带，每个所述载体具有所述结构。

可以在所述载体上装配提供所述结构的装置，以通过将材料涂敷于所述载体的一个表面或通过从所述载体的一个表面移除材料形成这一结构。例如，这可以是旋转印刷单元，采用所述旋转印刷单元，在每个载体上印刷环形结构的硅酮、蜡或类似物。

可以提供用于装载分配装置的装置，以将材料以相对于结构中凸地形成液体的弯月面的形式和/或可相对于结构中凸地形成液体的弯月面的量传送至结构。所述材料还可以是包含焊剂(flux)的焊料并且必须被熔化。如果所述材料是焊料(solder)，可以提供熔化所述焊料的加热装置。当具有结构的载体移动至下游处理点时，它熔化所述焊料，形成液体的弯月面，以便与液体的弯月面接触的电子元件在所述结构上对准其自身并且占据它的目标位置。

在随后的处理中，如果将从所述结构至少部分移除所述材料，可以提供加热装置或类似装置以从所述结构至少部分去除所述材料。

所述容器可以具有至少在二维空间定位的调节装置。可以设置其在该二维空间中定位具有粘附于载体的半导体芯片的载体层，以便在不同情况下，一个半导体芯片靠近位于一定距离的对面结构(opposite structure)。

所述能量供应装置可以是热能源，所述热能源是以热辐射器或热传导源的形式。所述热能源设置成辐射载体层的背对粘附的半导体芯片的一侧的热能通过载体层传送至单个半导体芯片，以便所述半导体芯片从载体层分离，以及然后使液体的弯月面与至少部分载体层的一个侧面接触。

设置所述调节装置以至少在二维空间中这样定位所述载体层，以便所述载体层上的粘结层能够支承单独的半导体芯片。所述半导体芯片可以通过粘结层这样粘附于载体层，以便它们的电气连接背对所述载体层或朝向所述载体层。

可以出现用于形成载体的穿孔或弱化点的装置，以在所述载体的区域内形成薄片。所述载体可以由弹性地或塑性延展材料构成。还可以出现用于从所述载体移除/拉出所述薄片的装置。最后，可以出现折叠所述薄片的装置以便在所述薄片下，半导体芯片中的一个连接接头的至少部分与所述载体彼此接触。

同样，可以出现用于填充物的填充设备以采用填充物填充所述载体和所述薄片之间的空间，所述薄片包含半导体芯片，使得半导体芯片至少部分包埋在所述填充物中。

最后，在此描述根据以上声明的方法和/或以上声明的设备可获得的、具有至少一个电子元件和一个载体的电子模块。在所述载体上排列结构，在所述结构上所述电子元件在它的目标位置对准。在载体和电子元件之间，具有在其上接收电子元件的材料。

在所述载体上，通过将材料涂敷于所述载体的一个表面或者从所述载体的一个表面移除材料，形成用于对准和接收电子元件的结构。所述结构的形状适应于所述元件的轮廓，和/或在一维或多维空间固定所述元件的目标位置和/或在一个或多个方向固定所述元件的方位。

所述结构可以是在所述载体上具有多个子结构的结构的形式，每个所述子结构划定区域并接收所述材料。所述材料可以是粘合剂，所述粘合剂至少部分的保留在所述结构和所述元件之间，或者所述材料可以是包含焊剂和将熔化的焊料。

如果将灌装有焊剂的粘合剂，所谓的“不流动底层填料(no flowunderfill)”，额外涂敷在所述基板的接触位置或接触凸起在其上的芯片的表面，这将改进所述接触并且还有助于芯片和载体基板之间的连接的机械强度。

在所述电子模块的情况中，所述电子元件可以是具有金属连接接头的半导体元件，所述金属连接接头排列在所述半导体芯片的一个侧面或两个相对的侧面上。所述具有金属连接接头的电子元件的侧面可以面对所述材料，以及没有连接接头的侧面可以背对所述材料。

替代性地，所述具有金属连接接头的电子元件的侧面可以面对所述材料，并且具有金属连接接头的侧面可以背对材料。在进一步的变形中，所述至少一个具有金属连接接头的电子元件的侧面可以横向朝向所述材料的表面。

在所述电子模块的情况中，包含半导体芯片、在所述载体和所述薄片之间的空间可以填充有填充物，以便所述半导体芯片至少部分包埋在所述填充物中。

附图说明

基于以下参照附图的描述，进一步的特征、属性、优点和可能的修改对本领域内的技术人员是清楚的。

图1是无接触地将芯片部件供应薄膜基板方法步骤的示意图；

图2是通过对准装置在薄膜基板上对准芯片部件的另一方法步骤的示意图；

图3是在薄膜基板上将芯片部件永久固定于对准装置的后续方法步骤的示意图；

图4是具有倒装的RFID芯片的转接板(interposer)的平面图的示意图；

图5是来自于图4的转接板沿图4中的剖面线A-A的横截面图的示意图；

图6是生产来自于图4和5的转接板的方法流程的示意图；

图7是具有倒装的LED芯片的转接板的平面图的示意图；

图8是来自于图7的转接板沿图7中的剖面线A-A的横截面图的示意图；

图9是生产来自于图7和8的另一转接板的方法流程的示意图；

图10是从连续的薄膜基板通过折叠接触芯片的滚筒至滚筒方法的流程图的示意图；

图11是用于执行从连续的薄膜基板通过折叠接触芯片的滚筒至滚筒方法的设备的示意图；以及

图12是贮存芯片无接触传送至结构的示意图，在所述结构上芯片对准其自身。

具体实施方式

图中所示为上述方法(变形方法)的流程链的例子，特别也用于柔韧的基板的滚筒至滚筒处理至柔韧的载体(基板)，所述载体填充有小电子元件。

在图1至图3中所示的方法流程中，为了生产半导体元件1(参见图3)，芯片2作为电子元件无接触放置在载体基板3上，所述柔韧载体基板3在这里是柔韧的薄膜基板4的形式。

将图1至图3分成在上侧视图5和在该上侧视图下示出的平面视图6，以及按照箭头7的方向从左到右进行的方法。

图1是在薄膜基板4上形成的正方形指纹(footprint)区8，并且所述指纹区的区域形状和芯片2的区域形状相适应。芯片2是电气或电子元件部件。

薄膜基板4的面对芯片2的表面9分为可弄湿区域10和不可弄湿区域11，可弄湿区域10实质是柔韧的薄膜基板4上的正方形指纹区8。在可弄湿区域10中，可以放置作为连接装置13的材料12以在薄膜基板4上对准芯片2。所述材料12分布在可弄湿区域10中成为液体沉积15，并且在平面视图形成中凸的液体的弯月面14。

现在，如果芯片2以自由落体的方式无接触式地向柔韧的薄膜基板4移动，从而放置在材料沉积15的液体的弯液面14上(参见图1)，芯片2接触材料12(参见图2)。因为在材料12区域中使界面自由能最小化(minimisation)的效应17，在柔韧的薄膜基板4上相对于(relative to)正方形指纹区8对准芯片2，以使得芯片2覆盖正方形区8或可弄湿区域10。特别地，如果在面对所述正方形指纹区8的芯片侧面8上提供相对于材料12的非常可弄湿的芯片表面19，这非常地成功。在这个变形方案(variant)中，材料12是低粘度的热固化粘合剂。

在粘合剂沉积15上自动对准之后，粘合剂12可以固化，并且芯片12倒装(转向)在柔韧的薄膜基板4上，以便半导体元件1可用于进一步处理，例如，接触背对载体的芯片2的电气连接(参见图3)。

在这个实施例中，不可弄湿区域11是通过放置在柔韧的薄膜基板4上的金属结构20形成。在这方面，金属结构20完全围绕正方形指纹区8，以便在柔韧的薄膜基板4上可以以定义的方式定位液体12。

在柔韧的薄膜基板4上金属结构20还定义基准边(reference edge)21，从所述基准边21开始，可以参考进一步的方法步骤，以便于保证半导体元件1特别高的精度。

图4和图5所示的半导体元件101是带有RFID芯片102的转接板125。半导体元件101有部分覆盖有结构化铜金属化物120的柔韧的薄膜基板104。结构化铜金属化物120也是在柔韧的薄膜基板104上的基准边121。所有其他定位相关的操作都参照基准边121，以便于薄膜基底104的特别精确地、极高速地实施这些操作。

在柔韧的薄膜基板104上，有可折叠的折叠区域126，所述折叠区域126作为夹子127从柔韧的薄膜基板104的冲压出。在夹子127和结构化铜金属化物120之间排列有RFID芯片102，一旦图5中的可折叠的折叠区域折叠，RFID芯片102通过电气连接(这里未示出更多的细节)与结构化铜金属化物120电气连接。折叠前，RFID芯片102通过粘合剂沉积115焊接至可折叠的折叠区域126，以便可以一起折叠RFID芯片102和夹子127。

夹子127在柔韧的薄膜基板104上留下窗区域129形状的材料凹槽128，所述夹子127是柔韧的薄膜基板104这样做出的(worked out)并且折叠至柔韧的薄膜基板104。在半导体元件101的情况中，仅使用一个柔韧的薄膜基板104，可封装RFID芯片102，以便特别好地保护RFID芯片102免受破坏性的环境效应影响。为了能够在折叠的夹子127和柔韧的薄膜基板104之间的区域密封空隙130，在那里排列更多的粘合剂131。

在图6中，所示为生产从图4和5的转接板125的连续过程，在输入侧133供应已经携带具有结构化铜金属化物120的预结构化薄膜基板104的薄膜板。在方法步骤135中，在此第一次示出了粘合剂沉积115喷射(喷出)至可折叠的折叠区域126。在随后的方法步骤136中，无接触地把RFID芯片102放置在粘合剂沉积115上，芯片102在这里自动对准。粘合剂沉积115现在固化，并且在进一步方法步骤137中RFID芯片102正确的对准、定位并固定在柔韧的薄膜基板104上。现在焊剂138可以喷射(喷出)至RFID芯片102或者至芯片对面的载体的接触位置，见方法步骤139。

下一步，可折叠的折叠区域126折叠至柔韧的薄膜基板104或与RFID芯片102一起(见方法步骤140)至作为夹子127的结构化铜金属化物120，然后在附加的方法步骤141中，在焊剂138的帮助下，将RFID芯片102焊至结构化铜金属化物120。为了密封所述间隙130(见图5)，额外地，在进一步方法步骤142中，更多的粘合剂131放置在柔韧的薄膜基板104上，粘合剂固化(见方法步骤143)，并且到这时为止生产的单个半导体元件101可以提供给在输出侧144的其他处理。

在图6阐述的流程的变形方案中，粘合剂和助焊剂的混合物或者仅粘合剂131代替助焊剂放置在接触位置或芯片102上。标出(dimensioned)数量，以便于粘合剂和助焊剂，或者只是粘合剂填充间隙130至一定程度，如前文所述，随后的采用粘合剂131的填充不再是必要的。

图7和图8中所示的其他半导体元件201是具有柔韧的薄膜基板204的转接板225，在所述转接板225上已经无接触地放置LED芯片202。柔韧的薄膜基板204至少部分覆盖有结构化铜金属化物220和220A。特别地，在薄膜基板204上的结构化铜金属化物220A也提供基准边221，从所述基准边221开始所有其他必要的操作是共坐标的。

在柔韧的薄膜基板204上，这里也提供有可折叠的折叠区域226，所述折叠区域226作为夹子227从柔韧的薄膜基板204上冲压而成。LED芯片202放置在第一结构化铜金属化物220和夹子227或者另一结构化铜金属化物220A之间。一旦来自图8的可折叠的折叠区域226折叠，LED芯片202通过电气连接与第一结构化铜金属化物220和其他结构化铜金属化物220A电气连接(未详细示出)。

折叠之前，LED芯片202通过印刷至折叠区域226上的焊膏沉积215固定在可折叠的折叠区域226上，以便可以一起折叠LED芯片202和夹子227。

夹子227在柔韧的薄膜基板204上留下窗区域229形状的材料凹槽228，所述夹子227是柔韧的薄膜基板204这样做出并且折叠至柔韧的薄膜基板204。

在半导体元件201的情况中，仅使用一个柔韧的薄膜基板204，可封装RFID芯片102，以便也在这种情况中特别好地保护RFID芯片202免受破坏性的环境效应影响。为了能够在折叠的夹子227和薄膜基板204之间的区域密封空隙230，在折叠之前或之后通过涂敷供应粘合剂231。

在图9中，所示为生产从图7和8的转接板225的又一连续过程。在输入侧233供应已经具有装备铜金属化物220、220A的预结构化薄膜基板104的薄膜板。在方法步骤235中，在此第一次示出了焊膏沉积215印刷至柔韧的薄膜基板204。在随后的方法步骤236中，无接触地把LED芯片202放置在焊膏沉积215上，以便LED芯片202至少在柔韧的薄膜基板204上预固定。接下来，例如通过加热设备(这里没有另外阐述)从下方局部加热薄膜基板204，以便焊料熔化并且芯片浮至结构指定的预期的位置。基于进一步的方法步骤237可以看出，现在可折叠的折叠区域226可以折叠至LED芯片202。在附加步骤238中，LED芯片202接着焊至结构化铜金属化物220和220A。额外地，为了密封间隙230(见图8)，在接下来的方法步骤239中粘合剂231放置在柔韧的薄膜基板204上，然后固化粘合剂231(见进一步的方法步骤240)。然后，至此已经生产的半导体元件201为其他加工做好准备(见输出侧244)。

在滚筒至滚筒方法的流程链351中，如流程图350所示，一方面在柔韧的薄膜基板304装备导电结构352，另一方面在柔韧的薄膜基板304装备可选择性弄湿的结构353。导电结构352和可选择性弄湿结构353可以是相同的。特别地，这里导电结构352可以是天线、转接板、套带或类似物。

额外地，通过在柔韧的薄膜基板304上预成型的另一可折叠的折叠区域，发生用于薄膜基板304的折叠处理的准备354。所以薄膜基板304的预结构化355(prestructuring)实质上是受到限制的。额外地，使用所述结构352，可以创造基准或基准面积。从所述基准或基准面积，通过照相机可以测量和测定精确位置，例如穿孔的位置和/或芯片的位置。

现在，采用一个敷剂(application)356，液体或连接材料(比如粘合剂)放置在柔韧的薄膜基板304上，接下来提供芯片357，并且在基板304上的连接材料上对准其自身。在芯片和薄膜基板304之间也发生连接形成或者固定358。芯片通过折叠薄膜基板304进行电气连接359。为了这个目的，首先放置粘合剂360。然后折叠可折叠的区域361，便于形成另一连接362。折叠前，可放置更多的粘合剂。采用解释的流程链351，完全填充有至少一个芯片的薄膜基板304A可以用于进一步处理。

流程链351也可以用于上述作为实例的半导体元件1、101和201的生产。

图11是设备500的示意图，所述设备500可以用于执行用于生产具有至少一个电子元件B和一个载体T的电子模块的连续地可执行的滚筒至滚筒型式方法。在阐述的例子中，载体T是转接板，所述转接板来自具有柔韧的PET薄膜的滚筒，并且所述转接板已经携带两个印有铜接触区域KK1、KK2，所述铜接触区域KK1、KK2之间有自由区域。

通过涂敷材料，印刷单元形式的装置510用于在载体T表面的自由区域的区域内提供结构S，在这个实施例中是以在平面图中是矩形的环的形式。装置510也可以在印刷系统中，所述印刷系统安装在如图11所示的上游。结构S的形状和尺寸便于电子元件B可以在结构S上对准其自身以占据希望的目标位置。在这个实例中，元件B是具有两个连接接头K1、K2的半导体芯片，完全组装状态的所述连接接触K1、K2与两个铜接触区域KK1、KK2电气连接以及机械连接。

在下游处理站，提供采用材料F覆盖结构S以形成液体的弯月面M的装置520。这里的装置520具有用于材料F的分配传送的可控制的喷嘴。在这个实例中，材料F是粘合剂。在结构S中形成的流体弯液面M是中凸的，在侧视图中液体的弯月面M的曲率与结构S的边缘围成锐角α(α-参见图12)。

在下游处理站中，在传送点A提供用于多个电子元件B的贮存的容器530。旋转驱动器形式的第一传送设备540用于解开具有未处理的载体T的滚筒R1。旋转驱动器形式的第二传送设备560用于重绕具有完全处理过的载体和放置的元件的滚筒R2。这些传送设备用于将具有结构S的载体T移动到传送点A对面附近。在传送点A附近，有作为能量供应装置550的激光灯源，从传送点A启动元件B中的一个的无接触传送，同时在载体T上的结构S是接近运输点A或移动经过运输点A，以便在自由阶段之后元件B至少部分接触液体的弯月面M。为了避免激光光源550的辐射造成元件B过热、损坏、毁损，通过透镜(这里的附图未标出)或其它措施散焦它的激光束光束，以使得照射到元件B上的辐射大概和元件B的区域一致。

在示出的变形方案中，在用于元件B的贮存的容器530和结构S之间、定义元件B的自由阶段的距离是，例如按照小于一一对应(one to one)的元件B的边长的量值的顺序(order)。如果在自由阶段里可以通过适当的措施阻止芯片转动，或如果在芯片的两个相对表面形成连接接头并且芯片没必要与正确的极连接，空隙也可以是多个芯片边长。

在示出的变形方案中，第一和第二传送设备540、560连续地传送具有多个载体T的输送带TB，每个载体T具有结构S。装载装置(dispensing facility)520用于装载用于(粘合剂)材料F的分配(apportion)装置522。这样，后者可以在经过分配装置522的每个结构S中，液体的弯月面M相对于所述结构S中凸地形成的数量传送至结构S。

容器530有可以在二维空间定位的调节装置532、534。所述调节装置是线性驱动器的形式。使用该驱动器可使容器530相对于运输点A移动。由于在结构上芯片的自动对准(在它传送至结构后)，无需特定精度的线性驱动器。如果粘附了半导体芯片的载体层C在二维空间中定位就足够了。这样传送点A的半导体芯片中的一个在结构S附近，所述结构S在相隔一段距离处与其相对。

为了在传送点A传送来自于具有多个电子元件B的贮存的元件B中的一个，以便元件B在结构S上的材料F上对准其自身，能量供应装置550从背对粘附的半导体芯片的载体层C(在图12中从上面，但是芯片从下面粘附于载体层)的侧面通过载体层将热能这样供给至单个半导体芯片B，以便相关的半导体芯片B从载体层C上的粘结层H分离，然后使液体的弯月面M至少与它中的一个侧面中的一部分接触(通常它的底部)。

额外地，在这个实例中，设备500有冲压装置580，以形成包围结构S的矩形穿孔582，所述矩形穿孔582具有来自载体T、面向两个铜接触区域KK1、KK2的铰链边(hinge edge)584。这样，包围着结构S的薄片K从载体T移除。载体板TB在倾斜滚筒586处向下倾斜90度。这种情况中，薄片K将从载体板TB的表面突出。冲压装置580也可以在设备500的上游。

在随后的处理站中，只是在载体板TB上安装可折叠板588，作为用于完全折叠薄片K的装置。这样，半导体芯片的连接接头K1、K2与载体T的铜接头KK1、KK2彼此接触。

作为其他处理站，设备500有用于填充物FM的填充装置590，以采用填充物FM填充包含半导体芯片的、在载体T和薄片K之间的空隙R，以便半导体芯片至少部分包埋在填充物FM中。填充装置590也可以在用于完全折叠薄片K的装置的上游。在缠绕前，在最后的用于固化填充物的站中(未图示出)，根据固化机理固化填料，例如，通过停止夹子或者供给热量或光，比如UV光。最后，通过这种方式完成的电子模块缠绕在滚筒R2上。

本发明的方法、设备和产品的上述细节是组合描述的；但是，需要指出的是，至少至列出的用于它们的单个权利要求的程度，它们是相互独立的，并且也可以互相自由组合。所以，例如，还公开将半导体芯片传送至结构，例如具有两个或更多面对所述结构的连接接头，所述结构由多个子结构构成，一个子结构对应每个连接接头，每个所述连接接头包含沉积有焊机的焊料。在半导体芯片已经落在具有材料的结构上后，溶化所述焊料并且芯片在熔化的焊料上自动使其自身与结构或子结构对准。如果芯片在它的相对的端面具有其他的连接接头，也可以翻转它以也接触这些连接。

如图中所示的单个零件的比率和它们彼此的截面，以及它们的尺寸和大小不应该理解为是限制性的。相反，单个尺寸和大小可以与示出的那些不同。