(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレキシブル電子製品の製造方法であって、前記方法は
−フレキシブル箔（１０；１１０）に第１および第２の、互いに対向する主面（１１、
１２；１１１、１１２）を設けるステップ（Ｓ１）と、
−前記第１の箔において前記第１の主面（１１；１１１）に、前記第２の主面（１２；
１１２）の方を向く少なくとも１つの電気端子（３１；１３１）を有する部品（３０；１
３０）を装着するステップ（Ｓ２）と、
−カメラ（Ｈ）およびデータ処理システム（Ｉ）を含むコンピュータビジョンシステム
を用いて前記少なくとも１つの電気端子（１３１）の位置を推定するステップ（Ｓ３）と、
−前記推定位置に基づいて、前記少なくとも１つの電気端子への導電路（４０Ａ、４０
Ｂ、４０Ｃ）を適応的に形成するステップ（Ｓ４）と、
を含み、
導電路を適応的に形成する前記ステップ（Ｓ４）は
−前記箔（１１０）の主面（１１１）において接着剤（１２４）を提供すること（Ｓ１
１）、ならびに
−前記接着剤（１２４）の変換ゾーン（１２５）内において、導電性特性を非導電性から導電性又は導電性から非導電性へ変換することであって（Ｓ１４）、前記変換ゾーンの位置および／または配向は前記推定位置によって決まること、
を含む方法。
【請求項２】
前記導電性特性の前記変換は、前記変換ゾーンに熱、電磁放射線、電子ビーム放射線、
圧力またはそれらの組み合わせを与えることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の箔（１０）内にその第１の主面（１１）において空洞（１６）が施され、前
記部品（３０）は前記空洞（１６）内に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の箔（１０）は、少なくとも１つの接着層（１３）を含む、複数の層を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フレキシブル箔の主面に、パターニングされた導電層が設けられる、請求項１に記
載の方法。
【請求項６】
前記フレキシブル箔（１０）の前記第１の主面（１１）においてさらなるフレキシブル
箔（６０）を付けることによって特徴付けられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
フレキシブル電子製品の製造装置であって、前記装置は
−フレキシブル箔（１０）に第１および第２の、互いに対向する主面（１１、１２）を
設ける第１の設備（Ａ）と、
−前記フレキシブル箔（１０）において前記第１の主面（１１）に、前記第２の主面（
１２）の方を向く少なくとも１つの電気端子（３１）を有する部品（３０）を装着する第
２の設備（Ｂ１）と、
−前記少なくとも１つの電気端子（３１）の位置を推定する第３の設備（Ｃ１、Ｃ２）
であって、前記第３の設備は、カメラ（Ｈ）およびデータ処理システム（Ｉ）を含むコン
ピュータビジョンシステムを含む、第３の設備と、
−前記箔（１１０）の主面（１１１）において接着剤（１２４）を提供し（Ｓ１１）、前記接着剤（１２４）の変換ゾーン（１２５）内において、導電性特性を非導電性から導電性又は導電性から非導電性へ変換することによって（Ｓ１４）、前記推定位置に基づいて、前記少なくとも１つの電気端子への導電路を適応的に形成する第４の設備（Ｄ、Ｆ１）であって、前記変換ゾーンの位置および／または配向は前記推定位置によって決まる前記第４の設備、
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフレキシブル電子製品に関する。本発明はフレキシブル電子製品の製造方法にさらに関する。
【背景技術】
【０００２】
フレキシブル電子製品は、例えば、スマートテキスタイル、フレキシブルディスプレイおよび同様のものの形で、ますます重要性を増している。フレキシブル電子製品は大抵、デバイスの種々の側面を制御および監視するために半導体デバイスの組み込みを必要とする。電子デバイスが一般的にますます複雑になるのに従い、同様にそれらを制御するチップもますます複雑になる傾向にある。これは、より大きいＩＯ数、より小さいピッチおよび線幅をもたらす。これがひいては接合時の集積回路の装着精度に対するより高い要求ももたらすことになる。半導体デバイス以外に、バッテリのような他の電気部品がフレキシブル電子製品と一体化されなければならない場合がある。これらの半導体デバイスおよび他の電気部品は、それらが搭載される表面よりも大幅に小さいサイズを有する。これは、種々の箔を合わせて積層するために通常、用いられる機械の使用を妨げる。その代わりに、これらの電気部品を装着するための装着デバイスが用いられなければならない。
【０００３】
欧州特許第１８１１５６５号が、フレキシブル電子製品内に集積回路を埋め込む方法を記載している。該明細書において記載されている方法は、リジッドキャリア基板上に第１のフレキシブル膜を形成することと、フレキシブル膜にダイを取り付け、ダイ上の接点は露出させた状態に残すようにすることと、ダイの接点と接するように配線層を形成することと、ダイが取り付けられているフレキシブル膜をキャリアからはずすこととを含む。
【０００４】
ロールツーロール製造プロセスが望ましい。これによればおそらくは、例えば紙印刷業界において現在用いられているもの等の生産プロセスを用いて、低コストで、サイズの大きな電子製品を大量に組み立てることができる。フレキシブル電子製品は異なる場所で製造されればよく、システムは中央で組み立てられればよい。
【０００５】
しかし、周知の方法は一時的なリジッドキャリアを用いることを含むので、周知の方法をロールツーロールプロセスとして実行することは困難であるかまたは全く不可能である。これは不都合である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、フレキシブル電子製品の製造方法であって、該方法は
−フレキシブル箔に第１および第２の、互いに対向する主面を設けるステップと、
−第１の箔において第１の主面に、第２の主面の方を向く少なくとも１つの電気端子を有する部品を装着するステップと、
−カメラおよびデータ処理システムを含むコンピュータビジョンシステムを用いて該少なくとも１つの電気端子の位置を推定するステップと、
−前記推定位置に基づいて、該少なくとも１つの電気端子への導電路を適応的に形成するステップと、
を含む方法が提供される。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、フレキシブル電子製品の製造装置であって、該装置は
−フレキシブル箔に第１および第２の、互いに対向する主面を設ける第１の設備と、
−フレキシブル箔において第１の主面に、第２の主面の方を向く少なくとも１つの電気端子を有する部品を装着する第２の設備と、
−該少なくとも１つの電気端子の位置を推定する第３の設備であって、該第３の設備は、カメラおよびデータ処理システムを含むコンピュータビジョンシステムを含む、第３の設備と、
−前記推定位置に基づいて、該少なくとも１つの電気端子への導電路を適応的に形成する第４の設備と、
を含む装置が提供される。
【０００８】
本発明による方法および装置はロールツーロールプロセス内における実装に適している。少なくとも１つの電気端子の位置の推定、およびそれに続く、前記端子への導電路の適応的な形成のおかげで、ロールツーロールプロセスによって生じるいかなる精度不良も補償されることができ、それにより、信頼性の高い電気的接続部が得られる。
【０００９】
米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号が、次のステップを含むプロセスを開示していることに留意されたい：
−樹脂フィルムを加熱する（Ｓ３１）
−電子部品を装着する（Ｓ３２）
−電子部品を樹脂フィルムに圧入する（Ｓ３３）
−樹脂フィルムを硬化させる（Ｓ３４）
−樹脂フィルム上に溝を形成する（Ｓ３５）
−溝を導電ペーストで充填する（Ｓ３６）
−導電ペーストを硬化させる（Ｓ３７）。
【００１０】
前述の米国公報は実開昭６２−７０４７３号（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｕｔｉｌｉｔｙ  Ｍｏｄｅｌ、ＪＰＵＭ）を土台にしている。本実用新案は、表面内に溝を形成し、前記溝を導電路で充填することによって、狭いピッチを有する導電線が作られることができることを教示している。米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号は、絶縁層内に電子部品を圧入することによって、電子部品の電極が前記電子パーツと接続されることができることを教示している。第１の実施形態によれば、まず溝が形成され、それに続いて電子部品が、その電極を反対側にある溝の底部内に露出させるように圧入されるか、または第２の実施形態によれば、まず電子部品が圧入され、さらに反対側に溝が形成され、それとともに電子部品の電極を露出させる。米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号は、電極が接続される回路パターンは狭いピッチを有することを教示している。従って、方法の第１の実施形態が適当であると考えられるので、これは、米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号が、電子部品は高精度で装着可能であることも教示していることを示唆している。さもなければ、それは、すでにある導電性パターンの精密さに合致することはできないであろう。米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号は方法の両実施形態を相互に等価なものとして提示している。方法の第２の実施形態は第１の実施形態を上回る何らかの利点を有することができようとはどこにも示唆されていない。さらに、米国特許出願公開第２００５／０４５３７９号は、方法の第２の実施形態を適用する場合、電子部品の実際の位置が推定されること、および前記推定された実際の位置に基づいて導電路が適応的に形成されることを開示していない。
米国特許出願公開第２００７／０１１３３０５号が、炭化導体を有する電気デバイスならびにその製作のための方法およびデバイスを開示していることにさらに留意されたい。さらに、電気部品同士の間に、炭化プラスチックおよび／または凝集ナノ粒子を有する導体を備えるプラスチック製の領域が配される。導体は部品の接続部におよび／または電子デバイスの外部接続部に接続される。段落１７によれば：「電気的接続部を有する少なくとも１つの電気部品を含む電子デバイスの製作方法が以下の方法ステップによって特徴付けられる。まず、電気部品がプラスチック用の鋳型内に配置される。その後、電気部品をプラスチック内に少なくとも部分的に埋め込むために、鋳型内にプラスチックが導入される。それに続きまたは同時に、方法は、領域内に導体を形成するために、プラスチックの部分的炭化および／またはプラスチック内のナノ粒子の部分的凝集の方法ステップを遂行する。この目的のために、エネルギー源から集中させて案内したビームのエネルギーが内部へ照射される。」
英国特許出願公開第２３１３７１３号が、電子回路ボードの製作用の高密度搭載方法であって、半導体チップの接続端子上にスタッドバンプが形成される、方法を開示していることにさらに留意されたい。半導体チップは、スタッドバンプが、プリント回路ボードの表面のものにほぼ等しい高さを有するように、プリント回路ボード内に埋設される。
米国特許出願公開第２００６／０５６１６１号がフレキシブルデバイス、フレキシブル圧力センサおよびその製作方法を記載していることにも留意されたい。フレキシブルデバイスは：可撓性材料で形成される第１のフレキシブル基板と；所定の厚みおよび可撓性を有するように形成され、第１のフレキシブル基板上に取り付けられる能動素子と；可撓性を有するように可撓性材料で形成され、能動素子上に堆積される第２のフレキシブル基板と；を含む。
【００１１】
これらおよび他の態様が、図面を参照しながらより詳細に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】フレキシブル電子製品の製造方法を概略的に示す図である。
【図２Ａ】方法の実施形態の第１のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図２Ｂ】方法の実施形態の第１のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図３Ａ】実施形態の第２および第３のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図３Ｂ】実施形態の第２および第３のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図４Ａ】実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図４Ｂ】実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図４Ｃ】実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、図４Ｂの細部を示す図である。
【図５Ａ】実施形態の第５のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図５Ｂ】実施形態の第５のステップを概略的に示す図であって、前記ステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図５Ｃ】実施形態の第５のステップを概略的に示す図であって、図５Ｂの細部を示す図である。
【図６Ａ】本発明による方法の実施形態の任意のさらなるステップを示す図であって、前記任意のステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図６Ｂ】本発明による方法の実施形態の任意のさらなるステップを示す図であって、前記任意のステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図７】本発明による製造装置の実施形態を示す図である。
【図８Ａ】本発明による方法の代替実施形態の第１のステップを概略的に示す図であって、前記第１のステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図８Ｂ】本発明による方法の代替実施形態の第１のステップを概略的に示す図であって、前記第１のステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図９Ａ】代替実施形態の第２のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図９Ｂ】代替実施形態の第２のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図１０Ａ】代替実施形態の第３のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図１０Ｂ】代替実施形態の第３のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図１１Ａ】代替実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の断面図を示す。
【図１１Ｂ】代替実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、前記第２のステップの結果、生じる中間製品の上面図を示す。
【図１１Ｃ】代替実施形態の第４のステップを概略的に示す図であって、図１１ＢにおけるＣ−Ｃによる拡大断面図を示す。
【図１２Ａ】本発明による方法の別の代替実施形態におけるステップを概略的に示す図である。
【図１２Ｂ】前記別の代替実施形態におけるさらなるステップを概略的に示す図である。
【図１３Ａ】本発明による方法のさらに別の代替実施形態における第１のステップを示す図である。
【図１３Ｂ】前記実施形態における第２のステップを示す図である。
【図１３Ｃ】前記実施形態における第３のステップを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の詳細な記載では、本発明の完全な理解を提供するために特定の詳細が数多く説明される。しかし、本発明はこれらの特定の詳細を備えることなく実施されてよいことは当業者によって理解されよう。他の例では、本発明の態様を分かりにくくしないようにするために、周知の方法、手順および部品は詳細に記載されていない。
【００１４】
以下に、本発明の実施形態が示される添付の図面を参照しながら、本発明がさらに十分に記載される。ただし、本発明は多くの異なる形態で具体化されてよく、本願明細書において説明されている実施形態に限定されるものと解釈されてはならない。むしろ、これらの実施形態は、この開示を完全且つ徹底的なものとなるようにし、本発明の範囲を当業者に十分に伝えるようにするために提供される。図面では、分かりやすくするために、層および領域のサイズおよび相対的サイズは誇張されている場合がある。本願明細書においては、本発明の理想的な実施形態（および中間構造）の概略図である断面図を参照しながら、本発明の実施形態が記載される。それ故、例えば製造技法および／または許容範囲の結果としての、図の形状からの相違が予想されるべきである。従って、本発明の実施形態は、本願明細書において示されている領域の特定の形状に限定されるものと解釈されてはならず、例えば製造に起因する、形状における逸脱を含むべきものである。従って、図に示される領域は本質的に概略的なものであり、それらの形状はデバイスの領域の実際の形状を示すように意図されるものではなく、本発明の範囲を限定するように意図されるものではない。
【００１５】
要素または層が別の要素または層「の上にある（ｏｎ）」、「に接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「に結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と言及されるとき、それは、他方の要素または層の直接、上にある、それに直接、接続または結合されることもできるし、あるいは介在要素または層が存在してもよいことは理解されよう。対照的に、要素が別の要素または層「の直接、上にある（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）、」「に直接、接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ  ｔｏ）」または「直接、結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｔｏ）」と言及されるときは、介在要素または層は存在しない。全体を通じて、同様の符号は同様の要素を指す。本願明細書において用いられているように、「および／または（ａｎｄ／ｏｒ）」という用語は、列挙されている関連項目のうちの１つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。
【００１６】
本願明細書において、種々の要素、部品、領域、層および／または区画を記述するために第１（ｆｉｒｓｔ）、第２（ｓｅｃｏｎｄ）、第３（ｔｈｉｒｄ）等の用語が用いられる場合があるが、これらの要素、部品、領域、層および／または区画はこれらの用語によって限定されてはならないことは理解されよう。これらの用語は、１つの要素、部品、領域、層または区画を別の領域、層または区画と区別するためにのみ用いられる。従って、後述される第１の要素、部品、領域、層または区画が、本発明の教示から逸脱することなく、第２の要素、部品、領域、層または区画と呼ばれることができよう。
【００１７】
本願明細書において、図に示されるとおりの１つの要素または特徴の、別の要素（単数または複数）あるいは特徴（単数または複数）に対する関係を記述するための記載を容易にするために、「〜の下（ｂｅｎｅａｔｈ）」、「〜の下方（ｂｅｌｏｗ）」、「下部の（ｌｏｗｅｒ）」、「〜の上方（ａｂｏｖｅ）」、「上部の（ｕｐｐｅｒ）」および同様のもの等の空間的相対語が用いられる場合がある。空間的相対語は、図において示される配向に加えて、使用または作動中のデバイスの異なる配向を包含するように意図されることは理解されよう。例えば、図におけるデバイスがひっくり返されれば、他の要素または特徴「の下方にある（ｂｅｌｏｗ）」または「の下にある（ｂｅｎｅａｔｈ）」と記述されている要素が、今度は、該他の要素または特徴「の上方に（ａｂｏｖｅ）」方向付けられることになろう。従って、「〜の下方（ｂｅｌｏｗ）」という例示的な用語は、〜の上方（ａｂｏｖｅ）および〜の下方（ｂｅｌｏｗ）の両方の配向を包含することができる。デバイスは他の方向に（９０度回転させて、または他の配向に）方向付けられてもよく、本願明細書において用いられる空間的相対記述子はそれに合うように解釈されればよい。
【００１８】
別に定義されない限り、本願明細書において用いられる用語（技術的および科学的用語を含む）は全て、本発明が属する技術における当業者によって一般に理解されているのと同じ意味を有する。一般に用いられている辞書において定義されているもの等の用語は、関連技術に照らしてそれらの意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本願明細書において明示的にそう定義されない限り、理想的なまたは過度に字義通りの意味で解釈されることはないことはさらに理解されよう。。不一致の場合は、定義を含む本明細書を優先させるものとする。加えて、材料、方法および例は例示のみを目的としており、限定的なものとして意図されてはいない。
【００１９】
図１はフレキシブル電子製品の製造方法を概略的に示す。
本方法は
−フレキシブル箔に第１および第２の、互いに対向する主面を設けるステップ（Ｓ１）と、
−第１の箔において第１の主面に、第２の主面の方を向く少なくとも１つの電気端子を有する部品を装着するステップ（Ｓ２）と、
−該少なくとも１つの電気端子の位置を推定するステップ（Ｓ３）と、
−前記推定位置に基づいて、該少なくとも１つの電気端子への導電路を適応的に形成するステップ（Ｓ４）と、
を含む。
【００２０】
図２ないし図６において本方法の実施形態がより詳細に示される。
【００２１】
図２Ａ、図２Ｂに示される第１のステップＳ１では、フレキシブル箔１０に互いに対向する第１の主面１１および第２の主面１２が設けられる。図２Ａは箔を断面で示し、図２Ｂは、図１ＡにおけるＢによる、箔１０の上面図を示す。図示の実施形態では、フレキシブル箔１０は、少なくとも１つの接着層１３を含む複数の層を含む。接着層１３は第１のおよび第２の剥離ライナ１４、１５の間に囲まれている。フレキシブル箔の第１の主面１１は空洞１６を画定する。
【００２２】
図３Ａ、図３Ｂは方法の第２のステップＳ２を示しており、本ステップでは、装着装置を用いて、第１の箔１０の第１の主面１１に部品３０が装着される。部品は例えば、ダイまたはチップとも示される集積回路である。しかし、代替的に、バッテリまたは微小機械デバイスのような別の部品が設置されてもよい。部品３０は、第２の主面１２の方を向く少なくとも１つの電気端子３１を有する。例として、部品３０は１ないし１５ｍｍのレンジの寸法を有する。第１の箔１０の方が大幅に大きく、例えば、箔は数十センチメートルのレンジの幅、ならびに数百メートルのオーダーの、またはさらには数キロメートルのレンジの長さを有してよい。すなわち、箔の最小寸法は部品の最大寸法よりも少なくとも１０倍大きい。分かりやすくするために、この場合では、箔１０は透明であり、そのため、部品３０および電気端子は箔１０を通して見えると仮定される。しかし、これは必須というわけではない。代替的に、箔は不透明材料製であってもよい。図３Ａ、図３Ｂにおいて示されるように、可撓性材料を用いるロールツーロールプロセスの適用は個別の部品の正確な装着を困難にするので、部品３０は一般に箔１０と位置がそろわない。ここで用いられる箔１０は接着層１３を含むので、部品３０は層における装着後に直接、搭載される。
【００２３】
方法の第３のステップによれば、例えば、カメラＨおよびデータ処理システムＩを含むコンピュータビジョンシステムを用いて、少なくとも１つの電気端子３１の位置が推定される。本ステップＳ３を実行するにはいくつかの選択肢がありうる。例えば、コンピュータビジョンシステムＨ、Ｉは部品３０の位置および配向を判定すればよく、その位置および配向が分かれば、電気端子３１の位置も分かる。箔１０が不透明である場合は、部品３０の位置および配向は第１の主面から観測されればよい。箔１０が透明である場合は、部品３０の位置および配向は箔１０の第１の主面１１からまたは箔の第２の主面１２からのいずれかから観測されればよい。同様に、箔１０を介して少なくとも１つの電気端子３１の位置を直接、観測することも可能である。
【００２４】
今や少なくとも１つの電気端子３１の位置が分かっている。本実施形態では、図５Ａにおいて示されるように、剥離ライナ１４は除去され、さらなる箔６０によって置換される。それに続き、ステップＳ４では、少なくとも１つの電気端子３１の前記推定位置において、フレキシブル箔１０内に第２の主面１２において少なくとも１つのビア１８が施される。これは図４Ａおよび図４Ｂに示されている。図示の実施形態では、部品３０は複数の電気端子３１を有し、それらの各々に１つずつビア１８が設けられる。しかし、分かりやすくするために、単一の電気端子２１について本発明の原理がさらに説明される。図４Ｃは図４Ｂの細部を示す。図４Ｃは、箔１０の中を通るビア１８が少なくとも１つの電気端子３１の反対側にどのように形成されるのかを示す。ビア１８は、比較的広い凹部２２内で終わる溝２０と連通する。箔１０の第１の主面１２における構造、すなわちビア１８ならびに任意に溝２０および比較的広い凹部２２、はエッチング法または機械研磨法によって形成されてよい。しかし、本構造はレーザ穴あけ加工方法によって施されるのが望ましい。
【００２５】
図５Ａ、図５Ｂに示されるステップＳ５では、前記ビア１８内に等方性導電性接着剤、例えばエマソン（Ｅｍｅｒｓｏｎ）によって提供されているＸＥ３１０３ＷＬＶ等の導電性材料、４０が提供される。図示の実施形態では、この目的のためにブレード４２が用いられる。このようにして、ビア１８、ならびに溝１８および比較的広い凹部２２が存在する場合は溝１８および凹部２２が導電性材料４０で充填される。その結果、ビア１８、溝２０および比較的広い凹部２２内の導電性材料４０によって導電体が形成される。比較的広い凹部２２は箔１０の参照位置において施されればよく、それにより、導電体は推定位置（ビア）と参照位置との間に延在する。これは、部品３０の電気端子３１同士が互いに比較的近接して配置される場合に非常に有用である。このようにして形成される電気的接続部は、導電性材料４０で充填される、より広い面積を有する凹部３１によって形成される接触点に広がることを可能にする。これは、さらなる箔の層の組み立て、および部品３０の電気端子３１とさらなる箔の電気配線との間の適切な電気接点を形成することを容易にする。代替的に、部品３０の電気端子３１は箔１０の第２の主面１２における所定の電気回路に電気的に接続されることができる。
【００２６】
図５Ｃは図５Ｂの細部を示す。図５Ｃにおいて分かるように、導電性材料４０はビア１８内の第１の電気端子４０Ｂ、凹部２２内の第２の電気端子４０Ｃおよび溝２０内の導電体４０Ａを形成する。第１の電気端子４０Ｂは部品の少なくとも１つの端子３１と電気的に接する。
【００２７】
図示の実施形態では、図６Ａ、図６Ｂに示されるように、さらなるフレキシブル箔５０が付けられる。さらなる箔は導電体５２を有する。さらなるフレキシブル箔５０は、剥離ライナ１５（図４Ａ）が除去された後、導電体５２を設けた当該面が接着層１３に付けられる。それによって、導電体５２は、比較的広い凹部２２内の導電性材料４０によって形成された電気接点に接触する。これらの電気接点および導電体５２によって形成された回路網は、フレキシブル箔５０と接着層１３との間に埋め込まれているので、今や保護されている。箔５０および６０は合わせて部品３０を密閉する。それによって、部品３０はフレキシブル製品の中立線内にあることになり、そのおかげで、フレキシブル製品が曲げられる際の部品３０の歪みは最小限に抑えられる。さらに、接着層１３は部品３０の衝撃吸収性を提供する。
【００２８】
図７はフレキシブル電子製品の製造装置を概略的に示す。
【００２９】
図７に示されるように、装置は、互いに対向する第１の主面１１および第２の主面１２を備えるフレキシブル箔１０を提供する第１の設備Ａを含む。
【００３０】
装置は、フレキシブル箔１０において第１の主面１１に部品３０を装着する第２の設備Ｂ１を有する。第２の設備Ｂ１は従来の装着設備とすることができる。部品３０は、箔１０の第２の主面１２の方を向く少なくとも１つの電気端子３１（図７には不図示）を有する。図示の実施形態では、箔１０の第１の主面１１内に空洞を形成する設備Ｂ２が装置にさらに設けられている。部品３０は空洞１６内に没入させるので（図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ）、部品はより損傷を受けにくい。さらに、ここでは特に、空洞の形成が、部品３０が取り付けられる接着層１３を露出させるので、箔１０内の空洞は部品３０の装着を容易にする。図７では、部品３０は箔１０の外へ突出しているが、実際は、それらは、設備Ｂ２によって設けられる空洞内に完全に没入していてもよい。装置は、部品３０の少なくとも１つの電気端子の位置を推定する第３の設備を含む。図示の実施形態では、第３の設備はカメラＣ１および画像処理設備Ｃ２を含む。画像処理設備Ｃ２は専用ハードウェアとして実施されればよいが、代替的に、適当なソフトウェアが提供された汎用プロセッサであってもよい。
【００３１】
部品３０の少なくとも１つの電気端子の推定位置において、フレキシブル箔１０内に第２の主面において少なくとも１つのビアを提供するために第４の設備Ｄが存在する。箔１０内に少なくとも１つのビアを設けるには種々の選択肢がありうるが、レーザ穴あけ加工によってビアを施すことが最も望ましい。なぜなら、その場合には、箔との機械的な接触が避けられるからである。追加的に、設備Ｄは、ビアにつながる溝、拡大凹部など等の、箔１０の第２の主面１２における他の構造を提供してもよい。
【００３２】
次に、その上に部品３０を備えた箔１０は案内ロールＥ１、Ｅ２に沿って、前記ビア内に導電性材料４０を提供する第５の設備Ｆ１、Ｆ２に案内される。第５の設備は、箔１０の第２の主表面１２上に導電性材料４０を計量分配するディスペンサＦ１と、余分な導電性材料４０を除去するブレードＦ２とを含む。本ステップでは、箔１０の第２の面の、凹部を設けたあらゆる部分に導電性材料４０が提供されればよく、それにより、導電性構造が形成される。導電性材料４０を施すために、無電解めっき、計量分配など等の他の方法が用いられてもよい。
【００３３】
余分な材料４０の除去後、部品３０を備えた箔は貯蔵用ロールＧ上に巻回される。箔１０は最終製品となってよい。第１および第２の主面にさらなる箔が設けられることは厳格に必要であるわけではない。しかし、製品のロバスト性を向上させるため、またはより高度な製品を得るためには、このようなさらなる箔が存在することが望ましい。従って、部品３０が設けられた箔１０は別の製造設備内でさらに処理されればよい。代替的に、これらのステップは図７の設備内ですぐに実行されてもよい。
【００３４】
上述の方法の実施形態では、接着層１３の存在によってフレキシブル電子製品の製造が大変容易になる。なぜなら、接着層が、装着の直後に部品３０を接着させるからである。接着層１３は箔５０、６０を接着させる役目をさらに果たす。
【００３５】
しかし、本発明による方法の次の実施形態によって示されるように、他の選択肢がありうる。
【００３６】
図８Ａ、Ｂないし図１１Ａ、Ｂは本発明による方法の代替実施形態を示す。その中の、図１〜図７のものに対応する部分は、１００大きい参照符号を有する。
【００３７】
図８Ａ、図８Ｂに示されるステップＳ１１では、フレキシブル箔１１０に互いに対向する第１の主面１１１および第２の主面１１２が設けられる。
【００３８】
図９Ａ、図９Ｂに示されるステップＳ１２では、箔１１０の主面１１１において接着剤１２４が提供される。
【００３９】
図１０Ａ、図１０Ｂに示されるステップＳ１３では、フレキシブル箔１１０の第１の主面１１１に部品１３０が装着される。部品は、第２の主面１１２の方を向く少なくとも１つの電気端子１３１を有する。図示の実施形態では、部品は複数の端子１３１を有する。
【００４０】
それに続き、上述されたとおりの方法によって少なくとも１つの電気端子１３１の位置が推定される。
【００４１】
図１１Ａ、図１１Ｂに示されるステップＳ１４では、少なくとも１つの電気端子１３１への導電路１２５Ａが適応的に形成される。それとともに推定位置が用いられる。導電路１２５Ａは、接着剤１２４の変換ゾーン１２５内の導電性特性を変換することによって形成される。変換ゾーンの位置および／または配向は推定位置によって決まる。
【００４２】
図１１Ｂに示されるように、これは、高密度に配置される比較的多数の出力を有する部品の組み立てに特に関連がある。本発明は、高密度に配置されるが不正確に位置決めされるこれらの電気端子１３１と、コーサーな画定される導電性構造の一部であればよい、箔１１０におけるさらなる端子１２５Ｃとの間の信頼性の高い接続部を可能にする。
【００４３】
図１１Ｃは、部品１３０のこのような端子１３１と箔における端子１２５Ｃとの間に形成される接続部１２５Ａの細部を示す。
【００４４】
接着剤の種類に応じて、接着剤の導電性特性の変換は種々の機構によって実現されることができる。これらの機構のいくつかの例が以下に示される。
【００４５】
１つの種類の接着剤の例では、導電性粒子を含む、いわゆる非導電性の異方性導電性接着剤（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、ＡＣＡ）が、粒子のパーコレーション閾値を超え、導電性構造を生じさせるまで加圧される。
【００４６】
別の種類の接着剤では、熱分解が起こる。熱分解は、熱の影響下における接着剤の、とりわけ導電性材料、例えば導電性炭素材料、への分解を生じさせる。この種の接着剤は非導電性有機熱可塑性接着剤類および非導電性有機接着剤類の群から選択されることができる。
【００４７】
導電性粒子および光触媒を含むさらに別の種類の接着剤には、光または他の電磁放射線が当てられる。導電性粒子は絶縁シェル内に埋め込まれている。光吸収が絶縁シェルを破壊させ、接着剤の、非導電性から導電性への変換を生じさせる。この機構は熱の影響下でも起こり、その場合は、熱が非導電性シェルを破壊させる。
【００４８】
同様に、上述の接着剤の種類の組み合わせも可能である。
【００４９】
考えられる接着剤の１つとして、エマソンＸＥ３１０３ＷＬＶ等方性導電性接着剤、７６重量％の銀含有量を有するエポキシ接着剤、が挙げられる。１つの実施形態では、箔１１０の表面全体が変換可能接着剤１２４によって被覆される。しかし、コストを節減するために、高価な変換可能接着剤は端子１３１の上およびその周囲にのみ提供されることができ、一方、他のエリアでは、より安価な非変換可能接着剤が提供されることができる。このようにして、特別なＩ／Ｏ領域が、個々の接点の高分解度（ファインピッチ）のアレイが画定されるサブ構造を作り出せばよい。
【００５０】
１つの実施形態では、接着剤１２４は非導電性であり、接着剤の導電性特性は非導電性から導電性に変換される。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１１Ａ、図１１Ｂでは、導電性変換部品が導電性端子１２５Ｂおよび１２５Ｃの間の水路状の変換ゾーン１２５Ａ内で変換され、対応する端子同士間の電気的相互接続部を提供する一実施形態が示されている。図１１Ｃにおいてより詳細に示されるように、導電性端子１２５Ｂは部品１３０の少なくとも１つの電気端子１３１の向かい側に配置される。
【００５１】
別の実施形態では、導電性接着剤は導電性から非導電性に変換される。この場合、電気的相互接続部は２つの変換ゾーン内における導電性から非導電性への変換によって形成され、接着剤の２つの非導電性部分の間に導電性接着剤を密閉し、対応する端子同士間の電気的相互接続部を提供する。
【００５２】
一実施形態では、レーザによって変換ゾーン内に熱および光が提供される。望ましい導電性構造によれば、接触エリア上でレーザの走査および強度が制御されなければならない。１つの実施形態では、レーザは、調整信号に基づいて、多重箔システム用の製造システム内にある変換ユニットによって案内される。調整信号は、部品の少なくとも１つの端子の、箔に対する相対位置を示す。１つの実施形態では、変換ユニットは、部品上に設けられた目印のパターンを読むことによって調整信号を受信する。さらに別の実施形態では、レーザはソフトマスクによって案内される。ソフトマスクとは、レーザ走査のためのパラメータを提供するストリームファイルである。それは、すでに存在する構造に対する画像認識と組み合わせられることができる。別の実施形態では、光はリソグラフィ技法によって提供される。
【００５３】
電気的相互接続部を作り出すために、電磁放射線または電子ビーム放射線は変換ゾーンに達することができなければならない。電子部品の場所において、放射線は箔を介して変換ゾーンに達すればよい。従って、電磁放射線または電子ビーム放射線を妨げないためには、箔は少なくとも部分的に透明でなければならない。その目的のために適当な材料は、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）である。部品との組み立て前に、箔には、例えばインジウムスズ酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ、ＩＴＯ）から、透明導電性構造がすでに設けられていればよい。ＩＴＯはスパッタ堆積によって２軸延伸ＰＥＴフィルムに施されることができる。しかし、他の材料も可能である。１つの実施形態では、電磁放射線の強度を集中させるために、屈折率に相違のある材料群が用いられる。部品が搭載される場所の外部の接着剤材料の部分が箔の第１の主面から直接、照射されればよい。
【００５４】
本発明は製造プロセス、例えばリールツーリール、ロールツーロールまたはシートツーシート製造プロセス、において用いられることができる。このようなプロセスでは、種々の要素の位置決めにおける精度不良は不可避であり、位置決め誤差をもたらすことになる。
【００５５】
多くの誤差源が部品の位置決め誤差の一因になる可能性がある。以下において、これらの誤差源のいくつかが説明される。
【００５６】
位置決め誤差の一因になる１つの誤差源は、箔との部品の位置合わせにおける精度不良である。この精度不良は箔の動きの方向に対して縦横両方に生じうる。
【００５７】
位置決め誤差の一因になるさらに別のありうる誤差源は箔の製造中に生じる。箔は、設計されたパターンとは異なる可能性がある端子のパターンを含む場合がある。
【００５８】
多くの他の誤差源が位置決め誤差の一因になる。種々の誤差源の寄与の重大性は本発明の特定の実施形態によって決まる場合がある。
【００５９】
本発明が製造プロセスの一部である場合は、接着剤の変換は好ましくは非接触式の機構を用いて行われることになる。レーザによって熱、光または他の電磁放射線が提供されてもよいし、または電子ビーム放射線源が用いられてもよい。しかし、或る状況では、例えば熱が重要な要素であるときは、変換ゾーンに圧力を加えるために触針が用いられる場合がある。
【００６０】
本発明の利点の１つは、例えば箔との部品の組み立ての間の重ね合わせ精度不良を原因とする、位置決め誤差が、変換ゾーンをサイズおよび形状の両方において適応的に調整し、対応する端子同士間の相互接続部を形成することによって克服される可能性があることである。このような適応的相互接続部は組み立てプロセスに有利となる可能性がある。
【００６１】
との部品の組み立ての間、いくらかの重ね合わせ精度不良が生じる可能性がある。適応的相互接続部を設けることが不可能である場合には、これらの重ね合わせ精度不良は、組み立て中に、箔を若干、変形させることによって、例えば箔を或る方向に伸ばすことによって、補償されればよい。しかし、このような変形は、最終的な積層デバイス内の残留応力をもたらす可能性があり、それは機能構造に害を及ぼす可能性もあるし、またはデバイスの不所望の巻き上がりをもたらす可能性もある。
【００６２】
適応的相互接続部を用いると、組み立ての間の重ね合わせの精密さに対する要求を低減する可能性がある。それは、組み立ての間の、応力を誘発するいかなる機械的補償も時代遅れなものにすることさえできよう。さらに、組み立ての間の全体的な箔の変形によって修正できる可能性はなかろう、非常に局所的な重ね合わせ精度不良が、適応的相互接続部によって補償される可能性がある。
【００６３】
適応的相互接続部を設けることは、リールツーリール製造プロセスにおいて、例えばコントロールループにおいて、実装されればよい。まず、部品および箔によって形成されるシステム内の局所的な重ね合わせ精度不良が、例えば、ビデオカメラ画像認識のような従来の画像解析技法を用いて光学的に検出されればよい。次に、この精度不良の情報を用いて、少なくとも１つの端子および箔の位置決め誤差を示す調整信号を算出すればよい。最後に、該調整信号を用いて表面上でレーザを制御し、変換材料に相互接続部を適応的に書き込む。
【００６４】
適応的相互接続部のプロセスは図１２Ａ、図１２Ｂに概略的に示されている。図１２Ａに示される第１のプロセスステップでは、検出手段Ｈが、部品および箔によって形成されるシステム内の局所的な重ね合わせ精度不良を検出すればよい。精度情報に基づいて計算手段Ｉが調整信号を算出すればよい。図１２Ｂに示される第２のステップでは、レーザＪが、計算手段Ｉによって提供される調整信号によって案内されて、変換材料に適応的相互接続部を書き込む。
【００６５】
箔１１０またはそれとともに積層される別の箔は、部品１３０との組み立ての前に電気回路網をすでに含んでいればよい。部品の組み立て後、本発明による方法を用いて、所定の電気回路網に部品の１つ以上の端子を接続すればよい。
【００６６】
本発明による方法の種々の実施形態の態様が組み合わせられてよい。例えば、箔の第２の主面において導電性パターンを適応的に施すために、図８ないし図１２を参照して記載されている方法が用いられればよい。そうして得られた導電性パターンは、図２〜図６の方法を用いて得られた、箔の中を通じる導電体によって部品の１つ以上の電気端子に接続されればよい。
【００６７】
さらに別の実施形態では、例えば銀充填ナノインクを用いる、インクジェット印刷によって導電性パターンが適応的に提供される。
【００６８】
図１３Ａないし図１３Ｃでは、図４Ａおよび図５Ａにおけるものに対応する部分は、２００大きい参照符号を有する。図１３Ａないし図１３Ｃは本発明による方法のさらに別の実施形態を示す。方法の本実施形態では、フレキシブル箔２１０の第１の主面２１１に、いわゆるバンプレス部品、例えばバンプレスチップ２３０、が装着される。次に、部品２３０の自由表面２３５を覆ってフレキシブル箔２１０の第１の主面２１１における表面まで延在する接着剤２１３を用いて、バンプレス部品２３０を箔２１０に接着させる。接着剤２１３が部品２３０を完全に密閉し且つ、部品２３０の周囲全体にわたって前記表面に接着すれば、部品２３０の最良の接着が得られる。箔２１０への部品２３０の取り付け後、その電気端子２３１の位置が、例えばコンピュータビジョンシステムを用いて判定される。
【００６９】
それに続き、図１３Ｂに示されるように、電気端子２３１へのアクセスを提供するビア２１８、およびビア２１８に通じる溝２２０が施される。
【００７０】
図１３Ｃは、図１３Ｂの溝２２０およびビア２１８がどのように導電ペーストで充填されるかを示す。
【００７１】
「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書において用いられる場合、提示された特徴、整数、ステップ、操作、要素および／または部品の存在を特定するが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、部品および／またはそれらの群の存在または追加を除外するものではないことは理解されよう。請求項では、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という語は他の要素またはステップを排除するものではなく、不定冠詞「１つの（ａ）」または「１つの（ａｎ）」は複数を排除するものではない。請求項において記載されているいくつかの項目の機能群を単一の部品または他のユニットが果たしてもよい。請求項における参照符号はいずれも範囲を限定するものとして解釈されてはならない。
【図１】
0005577352.tif 000002
【図２Ａ】
0005577352.tif 000003
【図２Ｂ】
0005577352.tif 000004
【図３Ａ】
0005577352.tif 000005
【図３Ｂ】
0005577352.tif 000006
【図４Ａ】
0005577352.tif 000007
【図４Ｂ】
0005577352.tif 000008
【図４Ｃ】
0005577352.tif 000009
【図５Ａ】
0005577352.tif 000010
【図５Ｂ】
0005577352.tif 000011
【図５Ｃ】
0005577352.tif 000012
【図６Ａ】
0005577352.tif 000013
【図６Ｂ】
0005577352.tif 000014
【図７】
0005577352.tif 000015
【図８Ａ】
0005577352.tif 000016
【図８Ｂ】
0005577352.tif 000017
【図９Ａ】
0005577352.tif 000018
【図９Ｂ】
0005577352.tif 000019
【図１０Ａ】
0005577352.tif 000020
【図１０Ｂ】
0005577352.tif 000021
【図１１Ａ】
0005577352.tif 000022
【図１１Ｂ】
0005577352.tif 000023
【図１１Ｃ】
0005577352.tif 000024
【図１２Ａ】
0005577352.tif 000025
【図１２Ｂ】
0005577352.tif 000026
【図１３Ａ】
0005577352.tif 000027
【図１３Ｂ】
0005577352.tif 000028
【図１３Ｃ】
0005577352.tif 000029