(57)【要約】  本発明は、電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造、ならびにそのようなアンテナ構造／構成要素の組合せの装着のための方法および装置に関する。方法は、以下のステップ、すなわち、（ａ）キャリア基板上に形成され、その焼結後に導電性となる焼結可能な材料から作られるアンテナ構造に電子構成要素を付着させ、その結果、接触面がアンテナ構造の接触領域と対応する構成要素の電気接点との間に形成されるステップと、（ｂ）アンテナ構造を焼結するためにアンテナ構造を加熱するステップであって、およびそれによって、アンテナ構造の接触領域と構成要素の電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続を同時に形成するステップとを含む。複数の電子構成要素を有するアンテナ構造を装着するために、本方法を使用することもできる。装置は、本方法を実行するために、それに従って設定される。
2021509497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子構成要素（３）、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造（１）、特にＲＦＩＤアンテナ構造の装着のための方法であって、
キャリア基板（２）上に形成され、その焼結後に導電性となる焼結可能な材料から作られるアンテナ構造（１；１ａ，１ｂ）に電子構成要素（３）を付着させ、その結果、接触面が前記アンテナ構造（１）の接触領域と対応する前記構成要素（３）の電気接点との間に形成されるステップと、
前記アンテナ構造（１）を焼結するために前記アンテナ構造（１）を加熱するステップであって、それによって、前記アンテナ構造（１）の前記接触領域と前記構成要素（３）の前記電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続を同時に形成する、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記構成要素（３）の前記付着の前に、前記アンテナ構造（１，１ｄ）の導電率を形成するための導電性粒子を含む焼結可能なインクによって、前記キャリア基板（２）上に前記アンテナ構造（１，１ａ）をプリントし、それが後続の加熱によって焼結されることによって前記アンテナ構造（１，１ａ）を生成するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インクが酸化防止剤をさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記キャリア基板（２）上への前記アンテナ構造（１，１ａ）の前記プリントが、インクジェットプリンタによって実行される、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
以下の加熱ステップ、すなわち
前記構成要素（３）の前記付着の前に、前記インクおよび／または前記キャリア基板（２）を少なくとも部分的に乾燥させるために、生成した前記アンテナ構造（１，１ａ）を、前記インクの焼結温度より低い温度に加熱するステップと、
前記アンテナ構造（１，１ｃ）と前記構成要素（３）の事前の接着剤なしの機械的接続のため、前記接触面の前記領域中の前記インクを、前記インクの前記焼結温度より低い温度に加熱するステップと
のうちの１つまたは複数をさらに含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記アンテナ構造（１，１ｃ）の焼結のための前記アンテナ構造（１，１ｃ）の加熱期間に、前記アンテナ構造（１，１ｃ）が、少なくとも前記接触面の前記領域において、少なくとも２５０℃、好ましくは少なくとも３００℃の温度に加熱される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記アンテナ構造（１，１ｂ）への前記構成要素（３）の前記付着が、
構成要素キャリア基板から前記アンテナ構造（１，１ｂ）への前記構成要素（３）の直接搬送、または
構成要素キャリア基板から前記アンテナ構造（１，１ｂ）への搬送デバイスによる前記構成要素（３）の間接搬送であって、前記搬送デバイスが、前記構成要素キャリア基板から前記構成要素（３）を取って、前記構成要素（３）を前記アンテナ構造（１，１ｂ）に移送して前記構成要素（３）を前記アンテナ構造（１，１ｂ）に付着する、間接搬送
によって実行される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記アンテナ構造（１，１ｄ）への前記電子構成要素（３）の機械的電気的な接続を作った後で、前記電子構成要素（３）をカプセル化するステップ
をさらに含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記カプセル化が、前記構成要素（３）上への液体またはペースト状のカプセル化化合物の前記付着、およびその後のカプセル化化合物の硬化によって、非接触の様式で実行される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法の過程の間の、少なくとも１つの時点における、前記アンテナ構造（１）および／または前記構成要素（３）のセンサベースの検査、ならびに
このセンサベースの検査の結果に応じた前記方法のさらなる過程の制御
をさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記検査の前記結果に従って製品の障害が検出される場合に、前記方法に従った障害のないアンテナ構造／構成要素の組合せ（１，３または１ｆ）の製造のために想定される前記方法の少なくとも１つの方法ステップが省略されるようなやり方で、前記方法の前記さらなる過程が制御される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記キャリア基板（２）が、テープの形状であるように構築され、その長手方向に沿って移送され、
前記長手方向に対してある角度に延びる第２の方向に沿って、前記キャリア基板上に複数のアンテナ構造（１）が設けられ、または生成され、その結果、いくつかのトラックの上にそれに応じて分散された、ある量のアンテナ構造／構成要素の組合せ（１，３または１ｆ）を製造するための、マルチトラック製造プロセスが、移送方向に沿ってもたらされる、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
電子構成要素（３）、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造（１，１ａ）、特にＲＦＩＤアンテナ構造を装着するための装置（１０）であって、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法を実行するように配置される装置（１０）。
【請求項１４】
キャリア基板（２）上に形成されるアンテナ構造上（１，１ｂ）に電子構成要素（３）を配置するように構成される装着デバイス（１４）であって、そのアンテナ構造（１，１ｂ）は、接触面が前記アンテナ構造（１，１ｃ）の接触領域と対応する前記構成要素（３）の電気接点との間に形成されるように、その焼結後に導電性となる焼結可能な材料から作られる、装着デバイス（１４）と、
前記アンテナ構造を焼結するために前記アンテナ構造を加熱し、一方それによって、前記アンテナ構造（１，１ｃ）の前記接触領域と前記構成要素（３）の前記電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続を同時に形成させるように構成される焼結デバイス（１６ａ，ｂ）と
を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記装着デバイス（１４）が、
キャリア基板（２）から前記アンテナ構造（１，１ｂ）に構成要素を直接搬送するように構成される第１の搬送デバイス、および／または
キャリア基板（２）から前記アンテナ構造（１，１ｂ）に構成要素（３）を間接搬送するように構成される第２の搬送デバイスであって、前記構成要素（３）をキャリア基板（２）から取り、前記構成要素（３）を前記アンテナ構造（１，１ｂ）に移送して、前記構成要素（３）を前記アンテナ構造（１，１ｂ）に付着するように構成される、第２の搬送デバイス
を備える、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
以下のデバイス、すなわち
前記焼結デバイス（１６ａ，ｂ）によって焼結することにより前記アンテナ構造（１，１ｄ）の導電率を形成するための導電性粒子を含む焼結可能なインクによって、前記キャリア基板（２）上に前記アンテナ構造（１，１ａ）をプリントすることによって、前記構成要素（３）の前記付着の前に、前記アンテナ構造（１，１ａ）を生成するように構成されるプリントデバイス（１１）、
前記構成要素（３）の前記付着の前に、前記インクおよび／または前記キャリア基板（２）を少なくとも部分的に乾燥させるために、生成した前記アンテナ構造（１，１ａ）を、前記アンテナ構造（１，１ａ）の材料の焼結温度より低い温度に加熱するように構成される乾燥デバイス（１３ａ，ｂ）、
前記アンテナ構造（１，１ａ）への前記構成要素（３）の事前の接着剤なしの機械的接続のため、前記接触面の前記領域中の前記インクを、前記インクの焼結温度より低い温度に加熱するように構成される固定デバイス（１５）、
前記アンテナ構造（１，１ｃ）への前記電子構成要素（３）の機械的電気的な接続が確立された後で、前記電子構成要素（３）をカプセル化するように構成されるカプセル化デバイス（１７）、
前記方法の過程の間の、少なくとも１つの時点における前記アンテナ構造および／または前記構成要素のセンサベースの検査のためのセンサデバイス（１２）、ならびに、このセンサベースの検査の結果に応じて、前記方法のさらなる過程を制御するための制御デバイス（２１）、
前記装置（１０）の前記デバイス（１１から１９）のうちの２つの連続したデバイスの間で前記キャリア基板（２）を緩衝するように構成される緩衝デバイス（２２ａ，ｂ）、
完成したアンテナ構造／構成要素の組合せ（１，３，または１ｅ）を試験するための試験デバイス（１８）、
共通のキャリア基板（２）上で作製された前記アンテナ構造／構成要素の組合せ（１，３，または１ｅ）を分割するための分割デバイス（１９）
のうちの１つまたは複数をさらに備える、請求項１３から１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
アンテナ構造に接続される電子構成要素（３）、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造（１）、特にＲＦＩＤアンテナ構造であって、
キャリア基板（２）上に形成されて、焼結した導電性材料で作られ、
前記焼結した材料によって形成される、接着剤を用いない機械的電気的な接続によって、前記アンテナ構造（１）の接触領域と対応する電子構成要素（３）の電気接点との間の接触面において前記構成要素（３）に接続される、アンテナ構造（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造、ならびに少なくとも１つの構成要素を備えて電気的および機械的に接続したそのようなアンテナ構造（以降では、アンテナ構造／構成要素の組合せ）の装着のための方法ならびに装置に関する。本文脈では、ＲＦＩＤは、「無線周波数識別、ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ」という英語の用語を意味し、電波を使用して物体および生物を自動的に非接触で識別および位置特定するための、送受信器システムのためのよく知られた技術のことを呼ぶ。ＲＦＩＤの場合には、電子構成要素（ＲＦＩＤチップ）に接続されるアンテナ構造（アンテナ構造／構成要素の組合せ）は、具体的には、それが呼ばれているように、具体的にはＲＦＩＤ無線ラベルを表すこと、またはＲＦＩＤ無線ラベルの一部であることができる（しばしば、「ＲＦＩＤタグ」とも呼ばれる）。しかし、本発明は、ＲＦＩＤ用途に限定されず、他の技術および用途に関係して使用することもできる。
【背景技術】
【０００２】
知られているアンテナ構造は、たとえば、従来型の金属製ロッドアンテナなどの自己支持型となるように構築することができ、または逆に、特に短距離無線通信のためのアンテナの場合に、たとえば、薄膜メタライゼーションとしてキャリア基板に付着することができる。無線モジュールを形成するため、アンテナ構造は、具体的には無線チップの形での電子構成要素の形で構築することができる、好適な回路を備えなくてはならない。アンテナ構造もしくはそのアンテナ接点を接続するために、キャリア基板に適用されるアンテナ構造のため（たとえば、ＲＦＩＤタグのためなど）の従来の解決策は、たとえばエポキシベースの導電性接着剤が、典型的には、アンテナ構造のアンテナ接点に塗布され、次いで電子構成要素がその上に置かれる。加えて、その後に接着剤を熱硬化させるため、硬化期間にアンテナ接点上に構成要素を押しつけるため、および接着剤を加熱するように、典型的には、加熱したサーモードが使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造、ならびに対応するアンテナ構造／構成要素の組合せの装着を改善するための方法ならびに装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この問題に対する解決策は、独立請求項の教示に従って提供される。本発明の様々な実施形態およびさらなる発展形態が、従属請求項の主題である。
【０００５】
本発明の第１の態様は、電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造の装着のための方法に関する。方法は、以下のステップ、すなわち、（ｉ）キャリア基板上に形成され、焼結後に導電性となる焼結可能な材料から作られるアンテナ構造に電子構成要素を付着させ、その結果、接触面がアンテナ構造の接触領域と対応する構成要素の電気接点との間に形成されるステップと、（ｉｉ）アンテナ構造を焼結するためにアンテナ構造を加熱するステップであって、それによって、アンテナ構造の接触領域と構成要素の電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続を同時に形成する、ステップとを含む。複数の電子構成要素を有するアンテナ構造を装着するために、本方法を使用することもできる。
【０００６】
本発明の意味における「アンテナ構造」は、無線アンテナとして構築される、導電性材料、特に金属または金属合金から作られる空間的物理的構造を意味すると理解されたい。アンテナ構造は、具体的には、たとえば紙またはプラスチック材料のキャリア基板上に、具体的にはやはり薄い層として形成することができる。
【０００７】
本発明の意味における「電子構成要素」とは、（ｉ）電気的に受動もしくは能動の個別構成要素、（ｉｉ）電子回路、具体的には集積回路（ＩＣ）、または（ｉｉｉ）いくつかの個別構成要素もしくは電子回路を備えるプリント回路（ＰＣＢ、プリント回路板）などといった組立体を意味すると理解されたい。電子構成要素の接点は、したがって、具体的には個別構成要素上、集積回路上または組立体上の、導電性コンタクトパッドまたは導電性接触面であってよい。
【０００８】
「焼結後に導電性となる焼結可能な材料」とは、微細な導電性粒子、具体的には金属粒子を含み、（焼結）温度へ加熱するが工作物（この場合はアンテナ構造）の形状（形）が維持されるように材料の主成分の融点未満を維持すると、材料に圧力を印可する必要なしに、硬さ、強度もしくは導電率および／または熱伝導率などといった、材料の最終的な特性を得る材料を意味すると理解されたい。具体的には、材料は、焼結前には電気的絶縁体であってよく、または焼結後のその導電率と比較してより低い導電率だけを有してよく、その結果、最終的に完成したアンテナ構造の導電率は焼結によってのみ実現される。
【０００９】
本順序に従った方法を用いれば、具体的には、とりわけ時間および費用の節約を達成するために使用できる、アンテナ構造／構成要素の組合せを製造するためのプロセスを簡略化することが可能である。従来型の製造プロセスと比較したとき、具体的には個別の製造ステップを簡略化することまたは省略することさえできる。具体的には、アンテナ構造と構成要素の間の接続の最終的な確立のための、加熱したサーモードの使用はもはや必要でなく、このことによって、さらに、構成要素に対して機械的な損傷が生じる関連リスクがなくなる。同様に、以前に使用されていた、構成要素をアンテナ構造に固定するために接着剤を塗布する製造ステップを省略することができる。
【００１０】
以下では、本方法の好ましい実施形態およびさらなる発展形態が記載されることになるが、その各々は、明示的に除外されない限り、互いに、ならびに以下に記載される本発明の他の態様と任意の望ましい様式で組み合わせることができる。具体的には、本方法は、以下に記載される本発明の第３の態様に従ったアンテナ構造／構成要素の組合せを製造するのに好適である。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、構成要素が付着される前に、アンテナ構造は、最初に、アンテナ構造の導電率を形成するための導電性粒子を含む焼結可能なインクで、キャリア基板上にアンテナ構造をプリントし、それがその後の加熱によって焼結される方法で作られる。この方法では、事前に予め製造する必要なしに、対応するキャリア基板上に種々多様なアンテナ構造を形成することが、簡単で高度にフレキシブルな様式で可能である。
【００１２】
これに関係するさらなる好ましい実施形態によれば、インクは、酸化防止剤（還元剤）をさらに含む。この方法では、具体的には、インク中の導電性粒子を、酸化に起因する材料の変化に対して保護することができる。好ましい実施形態によれば、そのようなインクは、（たとえば、銅から作られる）金属ナノ粒子、キャリア剤（たとえば、ジ（プロピレングリコール）メチルエーテル）、ならびにそのような酸化防止剤（たとえば、ブチル化ヒドロキシトルエン（ＢＨＴ）、アスコルビン酸またはアルカンチオール）を含む。インクの体積（１００％）に基づいた、具体的に好適な混合比は、約２５〜３５％のナノ粒子、約６５〜７５％のキャリア剤、および１％未満の酸化防止剤である。約３０％のナノ粒子、約７０％のキャリア剤、および１％未満の酸化防止剤の混合比が特に好ましい。
【００１３】
さらに好ましい実施形態によれば、キャリア基板上へのアンテナ構造のプリントは、インクジェットプリンタによって実行される。このことによって、様々な異なるアンテナ構造形状の生成に関しての、特に高いフレキシビリティおよび可変性を達成することが可能になる。というのは、古典的なスクリーン印刷とは異なり、たとえば、異なるアンテナ構造の形状を製造するために、予め製造したプリントマスクを製造する必要も、プリントマスクを交換する必要もないためである。このことは、それに応じてフレキシビリティを高めることが達成されるのに加えて、具体的には、処理時間およびそれに従って製造費用を減らすためにも使用することができる。
【００１４】
さらなる好ましい実施形態によれば、方法は、以下の加熱ステップ、すなわち、（ｉ）構成要素を付着する前に、インクおよび／またはキャリア基板を少なくとも部分的に乾燥させるために、生成したアンテナ構造を、インクの焼結温度より低い温度に加熱するステップと、（ｉｉ）アンテナ構造と構成要素の事前の接着剤なしの機械的接続のため、接触面の領域中のインクを、インクの焼結温度より低い温度に加熱するステップとのうちの１つまたは複数をさらに含む。加熱するステップは、（ｉ）具体的には、プリントしたアンテナ構造への電子構成要素の後続の付着期間に、たとえば、依然として液体であるインクがぼけることもしくは移動すること、または依然として湿っているキャリア基板が望ましくない変形をすることに起因して、アンテナ構造の形状に何らかの望ましくない変化を引き起こさないような程度に、インクがキャリア基板に塗布された後にインクまたはキャリア基板を乾燥させるように働くことができる。加熱するステップは、（ｉｉ）一方で、既に言及したように、アンテナ構造との構成要素の一時的な接着剤なしの機械的接続を確立させるために使用することができる。本文脈では、具体的には、インクのさらなる乾燥によって、事前の機械的接続が達成され、この結果として、インクで湿っているアンテナ構造の表面区域における（すなわち、接触面における）、アンテナ構造への構成要素の少なくとも弱い接着が結果として得られる。
【００１５】
「焼結温度」とは、ここでは、温度による原因についてだけとする（すなわち、具体的にはさらなる圧力の印加がない）場合に、（他は通常の条件下で）インクの焼結がそれ以上で開始する温度を意味すると理解されたい。具体的には、本方法で焼結に実際に使用される温度が、本発明の意味における焼結温度を表す。
【００１６】
さらなる好ましい実施形態によれば、アンテナ構造の焼結のためのアンテナ構造の加熱期間に、アンテナ構造は、少なくとも接触面の領域において、少なくとも２５０℃、好ましくは少なくとも３００℃の温度（焼結温度）に加熱される。好ましくは、この過程の間に、３５０℃の温度を超えない。一方では、インクの焼結を引き起こし、他方では、電子構成要素上の温度に関連する圧力を保つと共に、アンテナ構造を有するキャリア基板を可能な限り低くし、したがってこれによってもたらされる障害または損傷を回避するので、この温度範囲が特に好ましいことが発見されている。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、アンテナ構造への構成要素の付着は、（ｉ）構成要素キャリア基板からアンテナ構造への構成要素の直接搬送（たとえば、ＤＤＡ、「直接ダイアタッチメント」を介する）、または（ｉｉ）構成要素キャリア基板からアンテナ構造への搬送デバイスによる構成要素の間接搬送であって、搬送デバイスは、構成要素キャリア基板、たとえば、半導体ウェハまたは構成要素キャリア（たとえば、テープまたはトレイ）から構成要素を取って、構成要素をアンテナ構造に移送して構成要素をアンテナ構造に付着する間接搬送のいずれかによって実行される。実施形態（ｉ）が、具体的には費用および速さの点で利点を提供できる一方、実施形態（ｉｉ）は、単一のタイプの構成要素だけが処理されるわけではないとき、またはキャリア基板の幅が構成要素キャリアの実効幅を超え、その結果、直接搬送は苦労してようやく可能となる、または全く可能でないときに、特に利点を提供できる。
【００１８】
さらなる実施形態によれば、方法は、電子構成要素のアンテナ構造への機械的電気的な接続を作った後で、電子構成要素をカプセル化するステップをさらに含む。この方法では、構成要素は、カプセル化によって、望ましくない外部の影響から保護される。結果として得られるアンテナ構造／構成要素の組合せの機械的安定性を、この方法で高めることもできる。これに対する好ましい変形形態によれば、カプセル化は、構成要素上への液体またはペースト状のカプセル化化合物の付着およびその後の硬化によって、非接触の様式で実行される。具体的には、この方法では、カプセル化は、グローブトップ技術によって実行することができる。グローブトップ技術は、半導体構成要素の製造で知られており、そこでは、液体またはペースト状のカプセル化化合物が、半導体構成要素（チップ、ベアダイ）上に塗布され、次いで熱的、または好ましくは紫外線光で照射することによって硬化される。
【００１９】
さらなる実施形態によれば、本方法では、アンテナ構造および／または構成要素のセンサベースの検査が、本方法の過程の間の、少なくとも１つの時点でやはり実行される。本方法のさらなる過程は、ここで、このセンサベースの検査の結果に応じて制御される。この方法では、本方法のさらなる過程、具体的には、やはり、たとえば、アンテナ構造、電子構成要素、および／または実施されるカプセル化の場合のカプセル化化合物の材料などといった、最初の構成要素の使用は、先行する方法ステップにおいて製品の障害が発生し、その結果、検査に基づいて、障害のない製品（アンテナ構造／構成要素の組合せ）、もしかすると既に搭載したアンテナ構造を製造することが、もはや期待できないのかに応じて制御することができる。この方法では、具体的には、製品の障害を検出し、対応する欠陥のある製造結果を取り除き、材料の使用を最適化して、スループット時間を最適化することが可能である。
【００２０】
具体的には、この特定の実施形態に従って、検査の結果に従って製品の障害が検出される場合に、本方法に従った障害のないアンテナ構造／構成要素の組合せの製造のために想定される方法の少なくとも１つの方法ステップが省略されるようなやり方で、方法のさらなる過程が制御されるようなやり方で、本方法を規定することができる。たとえば、アンテナ構造への電子構成要素の付着は、検査によって、アンテナ構造が欠陥があると事前に検出された場合に省略することができる。同様の様式で、構成要素の付着に続く１つまたは複数の方法ステップを省略することができる。たとえば、アンテナ構造に付着された構成要素に欠陥があると検査が示した場合、カプセル化を省略することができる。
【００２１】
さらなる実施形態によれば、キャリア基板は、テープの形状であるように構築され、その長手方向に沿って移送される。長手方向に対してある角度に延びる第２の方向に沿って、キャリア基板上に複数のアンテナ構造が設けられ、または生成され、その結果、いくつかのトラックの上にそれに応じて分散された、ある量のアンテナ構造／構成要素の組合せを製造するための、マルチトラック製造プロセスまたは装着プロセスは、移送方向に沿ってもたらされる。この方法では、少なくとも１つの方法ステップで、好ましくは方法ステップ毎に、複数のアンテナ構造またはアンテナ構造／構成要素の組合せを並列で処理することが可能であり、これは、具体的には、純粋な直列処理を有するプロセスと比較して効率を高めるために使用することができる。
【００２２】
本発明の第２の態様は、電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造を装着するための装置に関し、装置は、本発明の第１の態様に従った、好ましくは本明細書に記載される第１の態様の実施形態のうちの１つまたは複数に従った方法を実行するように配置構成される。本方法に関連して上で述べたものの全部は、したがって、本装置にも適用される。
【００２３】
いくつかの実施形態によれば、装置は、装着デバイスと焼結デバイスとを備える。装着デバイスは、キャリア基板上に形成されるアンテナ構造上に電子構成要素を配置するように構成され、そのアンテナ構造は、接触面がアンテナ構造の接触領域と対応する構成要素の電気接点との間に形成されるように、その焼結後に導電性となる焼結可能な材料から作られる。焼結デバイスは、アンテナ構造を焼結するためにアンテナ構造を加熱し、一方それによって、アンテナ構造の接触領域と構成要素の電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続を同時に形成させるように構成される。
【００２４】
様々な実施形態によれば、装着デバイスは、キャリア基板からアンテナ構造に構成要素を直接搬送するように構成される第１の搬送デバイス、および／またはキャリア基板からアンテナ構造に構成要素を間接搬送するように構成される第２の搬送デバイスを備える。本文脈では、第２の搬送デバイスは、存在する場合には、順に、構成要素をキャリア基板から取り、構成要素をアンテナ構造に移送して、構成要素をアンテナ構造に付着するように構成される。
【００２５】
さらなる実施形態によれば、本装置は、以下のデバイス、すなわち（ｉ）焼結デバイスによって焼結することによりアンテナ構造の導電率を形成するための導電性粒子、特にナノ粒子を含む焼結可能なインクで、キャリア基板上にアンテナ構造をプリントすることによって、構成要素を付着する前に、アンテナ構造を生成するように構成されるプリントデバイス、（ｉｉ）構成要素を付着する前に、インクおよび／またはキャリア基板を少なくとも部分的に乾燥させるために、生成したアンテナ構造を、アンテナ構造の材料の焼結温度より低い温度に加熱するように構成される乾燥デバイス、（ｉｉｉ）アンテナ構造への構成要素の事前の接着剤なしの機械的接続のため、接触面の領域中のインクを、インクの焼結温度より低い温度に加熱するように構成される固定デバイス、（ｉｖ）電子構成要素のアンテナ構造への機械的電気的な接続が確立された後で、電子構成要素をカプセル化するように構成されるカプセル化デバイス、（ｖ）本方法の過程の間の、少なくとも１つの時点におけるアンテナ構造および／または構成要素のセンサベースの検査のためのセンサデバイス、ならびに、このセンサベースの検査の結果に応じて、本方法のさらなる過程を制御またはフィードバック制御するための制御デバイス、（ｖｉ）本装置のデバイスのうちの２つの連続したデバイスの間でキャリア基板を緩衝するように構成される緩衝デバイス、（ｖｉｉ）完成したアンテナ構造／構成要素の組合せを試験するための試験デバイス、（ｖｉｉｉ）共通のキャリア基板上で作製されたアンテナ構造／構成要素の組合せを分割するための分割デバイスのうちの１つまたは複数をさらに備える。
【００２６】
本発明の意味では、「構成される」という用語は、特定の機能を実施するように、対応する装置またはデバイスが既に設定されている、または設定することができる、すなわち構成することができることを意味すると理解されたい。構成は、この点に関し、たとえば、機能性または設定をアクティブ化または非アクティブ化するために、プロセスの過程のパラメータまたはスイッチなどの対応する設定によって実行することができる。具体的には、装置は、いくつかの予め決められた構成または動作モードを有することができ、その結果、構成は、これらの構成または動作モードのうちの１つを選択することにより実行することができる。
【００２７】
したがって、乾燥デバイス、固定デバイス、ならびに焼結デバイスが、各々、アンテナ構造またはアンテナ構造／構成要素の組合せを加熱するために設けられ、その結果、これらのデバイスのうちの２つ以上をユニットとして構築することもでき、たとえばその結果、２重使用構成要素を使用して、特に有効な解決策または空間の使用に関して最適化した解決策を実装することが可能である。
【００２８】
本発明の第３の態様は、アンテナ構造に接続される電子構成要素、特にＲＦＩＤチップを有するアンテナ構造、特にＲＦＩＤアンテナ構造に関する。アンテナ構造は、キャリア基板上に形成され、焼結した導電性材料で作られる。アンテナ構造は、焼結した材料によって形成される、接着剤を用いない機械的電気的な接続によって、アンテナ構造の接触領域と電子構成要素の対応する電気接点との間の接触面において、構成要素に接続される。このアンテナ構造／構成要素の組合せは、具体的には、本発明の第１の態様に従った方法によって、および／または本発明の第２の態様に従った装置で製造することができる。
【００２９】
本発明のさらなる利点、特徴、および可能な用途は、図と共に以下の詳細な説明から明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に従った方法の好ましい実施形態を図示するためのフローチャートを概略的に示した図である。
【図２】図１の方法に従ったその製造期間に生じる、製造されるべきアンテナ構造／構成要素の組合せの様々な中間状態を概略的に示した図である。
【図３】本発明に従った装置の好ましい実施形態を図示するためのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下の図では、本発明の同じ要素または互いに対応する本発明の要素について全体を通して同じ参照符号が使用される。
【００３２】
最初に図１および図２を参照して、本発明に従った方法またはプロセスの好ましい実施形態を説明することになる。方法は、アンテナ構造１または１ａが、キャリア基板２上にプリントすることによって生成されるステップＳ１を含む。この文脈では、プリントのために、好ましくは、インクジェットプリンタが使用される。使用されるインクは、焼結可能インクであって、少なくとも焼結後に、導電性となる。この目的のため、液体またはペースト状のキャリア基板に加えて、インクが、好ましくは、たとえば銅といった金属ナノ粒子、ならびに好ましくはナノ粒子のための腐食防止としての酸化防止剤（還元剤）を含む。図２では、キャリア基板は、テープとして構築され、その上には、アンテナ構造／構成要素の組合せの列（トラック）が、テープの長さの範囲すなわち長手方向に沿って生成される（シングルトラックプロセス）。これの代替実施形態として、長手方向に対してある角度、特に直角となる方向に、１つまたは複数のトラックでキャリア基板上にさらなるアンテナ構造を生成することもでき、その結果、全体では、マルチトラックプロセスおよび、この意味で並列処理されるものがもたらされる。
【００３３】
マルチトラック製造プロセスまたは装着プロセスにおいて、以下のデバイス、すなわち、プリンタ１１、カメラ２、カプセル化デバイス１７、および試験デバイス１８のうちの少なくとも１つは、１つのデバイスでいくつかの列を処理するために、長手方向に、および／または、長手方向に対してある角度である第２の方向に、電動式で変位可能であってよい。乾燥デバイス１３ａ、１３ｂ、固定デバイス１５、および焼結デバイス１６ａ、１６ｂは、具体的には、いくつかのトラックをカバーする対応する広い構造によってマルチトラックプロセスに適合することができる。ここで、「方向」という用語は、対応する反対方向をやはりそれぞれ含み、その結果、たとえばキャリア基板の移送方向と反対方向、すなわち移送方向の逆の両方で、モータ駆動の変位を行うことができる。加えて、後者は、純粋なシングルトラック様式の動作用の装置の場合、または少なくともシングルトラック様式の動作用に構成可能な装置の場合にも実現することができる。
【００３４】
ステップＳ２がこれに続き、ステップＳ２では、新たにプリントしたアンテナ構造Ｓ１ａをセンサベースの様式、特に画像評価によって、特にプリント欠陥といった潜在的な製造上の欠陥に関して自動的に検査する（検査試験）。さらなるステップＳ３において、検査試験期間に製造上の欠陥が検出されたか、反対に検査試験をパスしたかに応じて、プロセスシーケンスが分岐する。欠陥（Ｓ３：ノー）の場合、方法は、分割ステップＳ１０に直接ジャンプし、分割ステップＳ１０では、キャリア基板２を対応して切断することによって、アンテナ構造１ａの分割が行われ、障害のない場合のために設けられたさらなる製造ステップＳ４〜Ｓ９を省略する。検査試験をパスしなかったため、後続のステップＳ１１において、方法は排出ステップＳ１３（Ｓ１１：ノー）に分岐する。排出ステップＳ１３では、欠陥があるアンテナ構造１ａは、障害のある製品としてプロセスから排出される。一方、ステップＳ２において検査試験をパスした（Ｓ３：イエス）場合、乾燥ステップＳ４が続く。乾燥ステップＳ４では、プリントしたアンテナ構造１ａは、インクおよび／またはキャリア基板を部分的に、だがまだ完全にではなく乾燥するために、インクの焼結温度より低い温度に加熱され、その結果、部分的に乾燥したアンテナ構造１ｂがもたらされる。
【００３５】
次いで、ステップＳ５において、たとえば、ＲＦＩＤチップといった電子構成要素３は、この結果として、アンテナ構造１ｂの接触領域と構成要素３の対応する電気接点、特にチップ上の導体パッドとの間に接触面が形成されるような方法で、部分的に乾燥したアンテナ構造１ｂに付着される。ここでチップは、典型的には、参照されるようにベアダイとして付着され、その結果、これによって、組立済みアンテナ構造１ｃがもたらされる。さらなるステップＳ６において、アンテナ構造１ｃと構成要素３の事前の接着剤なしの機械的接続（固定）を確立するため、接触面の領域において、インクの焼結温度より低い温度にインクが加熱される。本ステップＳ６は任意選択であって、具体的には、ステップＳ５と同時に、または少なくともほぼ同時に実行することもできる。ステップＳ６において、具体的には、インクをさらに乾燥することによって固定が達成され、その結果、付着した構成要素３とアンテナ構造１ｃの間の接着がもたらされ、その接着によって、具体的には、構成要素３が最終的にアンテナ構造に固定されるまでの本方法のさらなる過程の間に、アンテナ構造に対する構成要素の不要な移動に対する保護が提供される。
【００３６】
さらなるステップＳ７において、アンテナ構造１ｃは、アンテナ構造１ｃを焼結するために焼結温度に加熱され、それによって、同時に、アンテナ構造１ｃの接触領域と構成要素３の電気接点との間で、接着剤を用いない機械的電気的な接続が同時に形成され、具体的には補強される。アンテナ構造１ｃの材料特性は、焼結によって変わる。具体的には、この期間に、焼結したアンテナ構造１ｄが、所望のアンテナ機能のために必要な十分に高い導電率を有するような方法で、金属ナノ粒子が一緒に焼き固められる。加えて、アンテナ構造１ｄへの構成要素の機械的接続または接着が、これによってやはりさらに強化される。
【００３７】
ステップＳ８がこれに続き、ステップＳ８では、カプセル化化合物（たとえば、グローブトップ）の非接触塗布、およびＵＶ光の照射によるカプセル化化合物の硬化によって、電子構成要素３に筐体４が設けられる（カプセル化）。こうして完成したアンテナ構造／構成要素の組合せ１ｅは、次いで、具体的には、正しく機能する、および／または欠陥がないかについて、ステップＳ９で試験される。これが共通のキャリア基板上で他と共に最初に製造された場合に限り、アンテナ構造／構成要素の組合せ１ｅを分割するために、既に述べた分割ステップＳ１０がこれに続く。ステップ９からの試験で欠陥が検出された場合（Ｓ１１：ノー）、プロセスは、既に記載したステップＳ１３へと再び戻って分岐し、欠陥のあるアンテナ構造／構成要素の組合せは排除される。さもなければ、試験が正常にパスした場合（Ｓ１１：イエス）、ここで完成した障害のないアンテナ構造／構成要素の組合せ１ｆは、出力ステップＳ１２で障害のない製品として出力される。具体的には、分割ステップの使用は、具体的には使用するキャリア基板の形式に応じて、やはり任意選択であってよい。たとえば、テープの形のキャリア基板の場合、分割ステップを使用することができ、または代わりに、その障害のない組み立てられたアンテナ構造ならびに、適用可能な場合には、装着済み未装着のいずれかの、その障害のあるアンテナ構造を含むキャリア基板を巻き上げることができる。
【００３８】
図３は、本発明に従った装置１０の好ましい実施形態を示しており、装置１０は、具体的には、図１または図２に示された方法を実行するために使用することができる。示された例では、キャリア基板２は、テープとして構築され、その上に、各々に電子構成要素３が備えられた複数のアンテナ構造１が製造されることになる。この目的のため、テープ２は、装置１０を通るベルトコンベアの形で、移送デバイス２０ａによって（図３では左から右へ）移送される。
【００３９】
装置１０は、プリントデバイス１１を有しており、プリントデバイス１１は、具体的には、ステップＳ１を実行するように設定される（ここで、言及されるステップに関して、図１と、関連する限り、図２を下で比較せよ）。支持部１１ａは、プリントプロセス期間にキャリア基板２を支持するために、プリントデバイス１１に対して空間的に反対側に設けられる。プリントデバイス１１によってキャリア基板２上に新たにプリントしたアンテナ構造１の視覚的検査（ステップＳ２）のためのカメラを有するセンサデバイス１２が、キャリア基板２が移送方向に沿った下流で後続する。これに、２つの部分１３ａ、１３ｂにおける乾燥デバイスが後続し、乾燥デバイスは、キャリア基板２を部分的に乾燥するために両側でキャリア基板２を加熱する（ステップＳ４）。キャリア基板２は、その上にプリントしたアンテナ構造１を有する。電子構成要素３をそこに付着することによって、電子構成要素３をアンテナ構造１に装着させるために、装着デバイス１４が設けられる（ステップＳ５）。任意選択で、特に同じ場所に固定デバイス１５を追加で設けることができる。固定デバイス１５は、アンテナ構造１への構成要素３の事前の固定をもたらすために、既に付着した構成要素３とインクをさらに乾燥する役割を果たす（ステップＳ６）。固定デバイス１５は、具体的には、装着位置または装着デバイスより下に配置することができる。具体的には、ＤＤＡプロセスで実行される装着の場合に、緩衝デバイス２２ａ、２２ｂによって装置１０に一体化される一体型分割器モジュールとして、固定デバイス１５をＤＤＡ装着デバイス１４と一緒に構築することが任意選択でできる。
【００４０】
これに、焼結デバイス１６ａ、１６ｂは、アンテナ構造１を焼結するために、既に装着されたアンテナ構造をインクの焼結温度に加熱するためにキャリア基板２の両側に設けられる加熱要素を有する移送方向に沿った焼結デバイス１６ａ、１６ｂが続く（ステップＳ７）。その下流で、これにカプセル化デバイス１７が続き、カプセル化デバイス１７は、具体的には、非接触の様式で、すなわちカプセル化デバイス１７と構成要素３の間に何ら機械的接触なしに、構成要素３上に液体またはペースト状の形で好適なカプセル化化合物を塗布し、具体的には、ＵＶ光で照射することによって、そこでカプセル化化合物を硬化するように設定される（ステップＳ８）。
【００４１】
電子構成要素のカプセル化への追加または代替として、組立済みアンテナ構造は、焼結デバイス１６ａ／１６ｂの前または好ましくは後のいずれかで、コーティングデバイス（図示せず）によって、たとえばプリント、注型封入、またはスプレーすることによって、たとえば１０〜５０μｍの厚さにＵＶ硬化ラッカーでコートすることができる。その場合、インクが必ずしも酸化防止剤を含む必要はない。ラッカーが機械的な損傷に対するアンテナ構造の保護を可能にする。
【００４２】
試験デバイス１８がカプセル化デバイス１７の下流に位置しており、その試験デバイス１８は、具体的には、光学的に検知可能な損傷もしくは欠陥および／またはその機能的な能力に関して、既に完成したアンテナ構造／構成要素の組合せを試験する役割を果たす（ステップＳ９）。最後に、分割デバイス１９が続く。分割デバイス１９は、個々のアンテナ構造／構成要素の組合せ１ｆを分割するように設定され、それは、キャリア基板２からテープの形で、具体的にはＲＦＩＤラベルとして構築されてよい（ステップＳ１０）。
【００４３】
全システムを制御するために、制御ユニット２１が設けられる。具体的には、制御ユニット２１は、センサデバイス１２と組み合わせて設定され、デバイス１３ａ、１３ｂ〜１８でこの欠陥のあるアンテナ構造１ａの、新たにプリントしたアンテナ構造１ａ中の欠陥が、センサデバイス１２によって検出された場合（ステップＳ３：ノー）、さらに処理しないようにし、障害のある製品として欠陥のあるアンテナ構造１ａを排出する（ステップＳ１３）。試験デバイス１８による試験の結果に応じて（ステップＳ１１）、障害のない製品として完成したアンテナ構造／構成要素の組合せ１ｆを出力するか（ステップＳ１２）、さもなければそれを障害のある製品として排出するか（ステップＳ１３）がやはり設定される。制御デバイス２１は、具体的には、入力手段および表示スクリーンを備えることができる。スクリーン上の入力マスクを使用して、操作者は、アンテナ構造１が使用されることになる周囲の条件、どのタイプのインクが存在するか、アンテナ構造１が有するようになる１つまたは複数の特性量（アンテナのサイズ、インピーダンス、検出範囲、共鳴周波数など）、またはできるだけ多くのアンテナ構造１をプリントすることが可能となるように、どのアンテナの幾何形状が利用可能な量のインクでプリントできるかを選択することができる。１つまたは複数のパラメータを入力することによって、操作者にとって、好適なアンテナ構造１が計算されて、操作者に示唆される。加えて、プリントデバイス１１、移送デバイス２０ａ、２０ｂ、乾燥デバイス１３ａ、１３ｂ、固定デバイス１５、および焼結デバイス１６ａ、１６ｂは、各々、制御システムによって、たとえば、インクが厚い層で塗布された場合に、より長い焼結時間のために移送速度を減らすことによって、選択されたアンテナ構造１に適合することができる。これは、高いレベルの自動化、効率の向上、機械上の設定を調整するためのより短いダウンタイム、および装置１０が人手によって正しく調整されるまでに生じる障害のある製品の量の減少を達成するために、有利に使用することができる。
【００４４】
最後に、１つまたは複数の緩衝デバイスまたは緩衝区域２２ａ、２２ｂを任意選択で設けることができ、そこでは、それぞれの中間の製品が、次のプロセスステップに送られる前に、さらなるプロセス保護なしに、予め決められた時間期間または予め決められた移送区間の間、「緩衝」される。これは、それぞれの中間の製品に前のプロセスステップの後続効果のための十分な長さの時間を与えるため（具体的には、インクおよび／または結果として湿ったキャリア基板の乾燥のため）に、具体的には、乾燥デバイス１３ａ、１３ｂにおける乾燥の後、または装着デバイス１４もしくは固定デバイス１５においてそれぞれ装着もしくは固定した後に有用となる場合がある。
【００４５】
上で、少なくとも１つの例示的な実施形態を記載したが、これに対する多数の変形形態があることに留意されたい。記載された例示的な実施形態は、単に非限定の例を表しており、それによって、本明細書に記載されるデバイスおよび方法の範囲、用途、または構成を限定する意図はないことも留意されたい。むしろ、前の記載は、少なくとも１つの例示的な実施形態の実装について、当業者に指示を提供することになり、それによって、添付した特許請求の範囲にそれぞれ規定される主題ならびにその法的な等価物から逸脱することなく、例示的な実施形態に記載される要素の機能性および配置構成に関して様々な変更を行うことができると理解されよう。
【符号の説明】
【００４６】
１  アンテナ構造
１ａ  まだ乾燥してないインクを有する新たにプリントしたアンテナ構造
１ｂ  第１の（部分的な）乾燥ステップ後のアンテナ構造
１ｃ  電子構成要素を装着したアンテナ構造
１ｄ  焼結および組み立てたアンテナ構造
１ｅ  カプセル化構成要素を有するアンテナ構造
１ｆ  カプセル化構成要素を有する分割したアンテナ構造
２  キャリア基板
３  電子構成要素、具体的には集積回路を有するチップ
４  構成要素、具体的にはグローブトップのカプセル化
１０  アンテナ構造に構成要素を装着するための装置
１１  プリントデバイス
１１ａ  キャリア基板を支持するための支持部
１２  センサデバイス、具体的にはカメラ
１３ａ  乾燥デバイス
１３ｂ  乾燥デバイス
１４  装着デバイス
１５  固定デバイス
１６ａ  焼結デバイス
１６ｂ  焼結デバイス
１７  カプセル化デバイス
１８  試験デバイス
１９  分割デバイス
２０ａ  移送デバイス
２０ｂ  移送デバイス
２１  制御デバイス
２２ａ  緩衝区域または緩衝デバイス
２２ｂ  緩衝区域または緩衝デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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