DE102006008948B3 - Method for applying and electrically contacting electronic components to a substrate web - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen und elektrischen Kontaktieren von ersten elektronischen Bauteilen (31) auf eine sich fortbewegende Substratbahn (20), wobei in einem Schritt (26) die ersten Bauteile (31) hintereinander, mindestens einreihig, der Substratbahn (20) zugeführt werden, und in einem weiteren Schritt (32, 35) auf den ersten elektronischen Bauteilen (31) angeordnete erste Kontaktanschlussflächen mit daneben auf der Subtratbahn (20) angeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen (23) zweiter Bauteile elektrisch verbunden werden, wobei - die Substratbahn (20) nicht kontinuierlich fortbewegt (24), während das erste elektronische Bauteil (31) von einer Zuführeinheit (24, 27) kommend, frei fallend auf einer vorbestimmten Position an einer Oberfläche der Substratbahn (20) auftrifft, - die Ausrichtung der positionierten ersten Bauteile (31) relativ zu den zweiten Kontaktanschlussflächen (23) mittels einer optischen Messeinrichtung (29) vermessen werden (30), - aus den daraus resultierenden Messergebnissen vorzubestimmende Positionen von elektrisch leitfähigen Verbindungswegen (33a, 33b; 34a, 34b) zwischen den ersten und den ihnen zugeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen (23) berechnet werden, und - die elektrisch leitfähigen Verbindungswege (33a, 33b; 34a, 34b) mittels mindestens einer gegenüber den Kontaktanschlussflächen (23) beabstandeten ein Leitfluid auftragende Auftrageeinheit (32a) erzeugt werden (32), wobei die Zuführeinheit (26) ...The invention relates to a method for applying and electrically contacting first electronic components (31) on a moving substrate web (20), the first components (31) being fed to the substrate web (20) one behind the other, at least in one row, in a step (26) and in a further step (32, 35) first contact connection surfaces arranged on the first electronic components (31) are electrically connected to second contact connection surfaces (23) of second components arranged next to them on the substrate track (20), wherein - the substrate track (20) not continuously advanced (24), while the first electronic component (31) coming from a feed unit (24, 27) hits a predetermined position on a surface of the substrate web (20) in a freely falling manner, the alignment of the positioned first components (31 ) are measured (30) relative to the second contact connection surfaces (23) by means of an optical measuring device (29), - from de Positions of electrically conductive connecting paths (33a, 33b; 34a, 34b) between the first and the second contact connection surfaces (23) assigned to them, and - the electrically conductive connection paths (33a, 33b; 34a, 34b) by means of at least one application unit (32a) which applies a conductive fluid and which is spaced apart from the contact connection surfaces (23) ) are generated (32), wherein the feed unit (26) ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen und elektrischen Kontaktieren von ersten elektronischen Bauteilen auf eine sich fortbewegende Substratbahn, wobei in einem Schritt die ersten Bauteile hintereinander, mindestens einreihig, der Substratbahn zugeführt werden, und in einem weiteren Schritt auf den ersten elektronischen Bauteilen angeordnete erste Kontaktanschlussflächen mit daneben auf der Substratbahn angeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen zweiter Bauteile elektrisch verbunden werden, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a method for applying and electrical Contacting first electronic components to a moving one Substrate web, wherein in one step, the first components in a row, at least one row, the substrate web are supplied, and in another Step on the first electronic components arranged first Contact pads with adjacently arranged on the substrate web second contact pads second Components are electrically connected, according to the preamble of claim 1.

Verfahren zur schnellen Montage von elektronischen Bauteilen einschließlich derer elektrischer Kontaktierung mit Kontaktanschlussflächen auf einer Substratbahn sind häufig aus dem Bereich der Herstellung von Chipkartenmodulen bekannt. Hierbei werden auf einem sogenannten Modulband elektronische Chips mit ersten Kontaktanschlussflächen angeordnet, wobei diese elektronischen Chips mit nach oben weisenden Kontaktanschlussflächen zwischen reihenartig ausgebildeten leiterzugähnlichen zweiten Kontaktanschlussflächen, die bereits auf dem Modulband angeordnet sind, positioniert werden. Mittels eines Kamerasystems werden als Zwischenschritt die richtigen Positionsdaten des zu positionierenden elektronischen Chips auf dem Modulband vor dessen Positionierung erfasst. Anschließend werden die Chips mittels eines Handhabungswerkzeuges montiert.method for quick assembly of electronic components including theirs electrical contact with contact pads on a substrate web are common known from the field of production of smart card modules. Here are arranged on a so-called modular belt electronic chips with first contact pads, these electronic chips with upwardly facing contact pads between series trained ladder train-like second contact pads, which are already arranged on the modular belt, are positioned. Using a camera system will be the right step as an intermediate step Position data of the electronic chip to be positioned the modular belt detected before its positioning. Then be the chips mounted by means of a handling tool.

Eine mechanische Fixierung der Chips auf dem Modulband kann beispielsweise durch Ablage in ein aushärtendes Klebstoffdepot, welches innerhalb einer Vertiefung des Modulbandes angeordnet ist, erfolgen. Ein derartiges Handhabungswerkzeug berührt jeden Chip während des Montagevorganges und legt ihn auf dem Modulband ab, während dieses kurzzeitig angehalten wird, also schrittweise fortbewegt wird. Anschließend wird das Modulband für einen nächsten Montageschritt weitertransportiert.A mechanical fixation of the chips on the module belt can, for example by filing in a hardening Adhesive depot, which within a recess of the module band is arranged take place. Such a handling tool touches everyone Chip while of the assembly process and places it on the module belt, while this briefly is stopped, so is gradually moved. Subsequently, will the modular band for a next one Assembly step further transported.

Um eine Kontaktierung zwischen den ersten und zweiten Kontaktanschlussflächen zu erreichen, werden diese Anschlussflächen mit Drähten miteinander verbunden. Die hierfür verwendeten Drahtbond-Einrichtungen benutzen zuvor erfasste Positionsdaten der ersten und zweiten Kontaktanschlussflächen in ihrer relativen Ausrichtung zueinander, um dünne Gold- oder Aluminiumdrähte auf den berechneten Verbindungsstrecken zwischen den Kontaktanschlussflächen zu verlegen und auf den Kontaktanschlussflächen zu befestigen. Für einen derartigen Befestigungsvorgang werden die Drähte auf die Anschlussflächen aufgebondet, welches wiederum ein kurzzeitiges Anhalten des Modulbandes erfordert, da eine Bondspitze auf die Anschlussfläche aufgesetzt werden muss.Around a contact between the first and second contact pads reach, these pads are connected to each other with wires. The one for this used wire bonding facilities use previously captured position data the first and second contact pads in their relative orientation to each other, to thin Gold or aluminum wires on to the calculated links between the contact pads laid and fastened on the contact pads. For one Such attachment process, the wires are bonded to the pads, which in turn requires a brief stop of the module band, because a bonding tip must be placed on the pad.

In der Regel laufen der erste Prozessschritt des Aufbringens des Chips auf dem Modulband und der zweite Prozessschritt des elektrischen Kontaktierens der Kontaktanschlussflächen, wie oben beschrieben, nacheinander ab. Im besten Fall wird während eines für den ersten Prozessschritt erforderlichen kurzzeitigen Stopps des Modulbandes gleichzeitig der zweite Prozessschritt in einem anderen Bereich des Modulbandes durchgeführt. Dies erfordert eine zeitliche Aufeinanderabstimmung der beiden Prozessschritte, da ansonsten einer der Prozessschritte nicht zu Ende geführt werden kann.In Typically, the first process step of applying the chip on the modular belt and the second process step of the electric Contacting the contact pads, as described above, one after the other. At best, during one for the first Process step required short-term stops of the module belt at the same time the second process step in another area the module band performed. This requires a temporal coordination of the two process steps, otherwise one of the process steps will not be completed can.

In 1 ist die Herstellung von Chipkartenmodulen mit diskontinuierlichem Substratbandverlauf und mit Drahtbond-Verbindungswegen dargestellt. Auf einem Substratband 1 sind zweite Kontaktanschlussflächen 2, 3 links- und rechtsseitig eines mittig aufgebrachten Chips 4 angeordnet, wobei die zweiten Kontaktanschlussflächen 2, 3 einem hier nicht näher dargestellten zweiten Bauteil zugeordnet sind.In 1 the production of chip card modules with discontinuous substrate band course and with wire bond connection paths is shown. On a substrate tape 1 are second contact pads 2 . 3 left and right side of a centrally applied chip 4 arranged, wherein the second contact pads 2 . 3 associated with a second component not shown here.

Der Chip 4 wird an ersten Kontaktanschlussflächen, die in dieser Darstellung nicht näher wiedergegeben sind, mittels Drähten 5, 6 mit den zweiten Kontaktanschlussflächen 2, 3 durch ein Drahtbond-Verfahren verbunden.The chip 4 is at first contact pads, which are not reproduced in this illustration, by means of wires 5 . 6 with the second contact pads 2 . 3 connected by a wire bonding method.

Aus dem Bereich der Chipkartenmodul- und Smarf-Label-Herstellung ist bekannt, dass im Rahmen der Flip-Chip-Verfahren ein Chip mit unterseitig angeordneten ersten Kontaktanschlussflächen direkt auf die leiterzugartigen zweiten Kontaktanschlussflächen, welche in der Regel einer Antenne oder einem sonstigen zweiten elektronischen Bauteil zugeordnet sind, eines Substratbandes montiert werden können. In diesem Fall werden der erste Schritt des Aufbringens des Chips auf dem Substratband und der zweite Prozessschritt des elektrischen Kontaktierens mit den zweiten Kontaktanschlussflächen zusammengefasst. Eine Kontaktierung mittels Drahtbonding entfällt. Allerdings muss bei einem derartigen Herstellungsverfahren die Positionierung der Chips auf den zweiten Kontaktanschlussflächen mit einer hohen Präzision durchgeführt werden. Hierfür ist wiederum ein kurzzeitiger Halt des Substratbandes erforderlich.Out in the field of smart card module and smarf label production It is known that, in the context of the flip-chip method, a chip is arranged on the underside first contact pads directly on the ladder cable-like second contact pads, which usually an antenna or other second electronic Component are assigned, a substrate strip can be mounted. In In this case, the first step of depositing the chip occurs the substrate strip and the second process step of the electrical Contacting the second contact pads summarized. A Contacting by means of wire bonding is eliminated. However, at one Such manufacturing method, the positioning of the chips the second contact pads with a high precision carried out become. Therefor In turn, a short-term hold of the substrate strip is required.

In 2 ist ein Herstellungsverfahren für Chipkartenmodule oder Smart Labels mittels dem Flip-Chip-Verfahren wiedergegeben. Wiederum wird das Substratband diskontinuierlich fortbewegt. Auf einem Substratband 10, welches mit Antennen 11 bestückt ist, wird mittels einer Klebstoffauftrageeinrichtung 12 Klebstoff 13 auf Antennenanschlussflächen 19a, 19b von jeder Antenne 18 aufgetragen. Anschließend wird mittels eines Flip-Chip-Verfahrens 15 ein Flip-Chip 14 aufgetragen und der aufgetragene Flip-Chip 16 mittels einer Erwärmungsquelle 17 erwärmt, um den zwischen den Kontaktanschlussflächen 19a, 19b der Antenne 18 und dem eingesetzten Chip 16 angeordneten Leitkleber 13 zu erwärmen und eine dauerhafte Verbindung zu schaffen.In 2 is a manufacturing method for smart card modules or smart labels reproduced by the flip-chip method. Again, the substrate belt is moved discontinuously. On a substrate tape 10 , which with antennas 11 is fitted is by means of an adhesive applicator 12 adhesive 13 on antenna connection surfaces 19a . 19b from every antenna 18 applied. Subsequently, by means of a flip-chip method 15 a flip chip 14 applied and the applied flip-chip 16 by means of a heating source 17 heated to the between the contact pads 19a . 19b the antenna 18 and the chip used 16 arranged conductive adhesive 13 to warm and create a lasting connection.

US 6 091 332 beschreibt das Drucken von elektrischen Verbindungen für RFID-tags, wobei zum Drucken von elektrischen Verbindungen zwischen Spulenenden und Chipanschlüssen unterm anderem jet printings von leitenden Klebstoffen verwendet werden. Es wird ein pick-and-place-Verfahren verwendet. US 6,091,332 describes the printing of electrical connections for RFID tags wherein, among other things, jet printings of conductive adhesives are used to print electrical connections between coil ends and chip terminals. A pick-and-place procedure is used.

DE 198 45 296 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kontaktierung eines Schaltungschips, der zumindest zwei Anschlussflächen auf einer ersten Hauptoberfläche desselben aufweist. Der Schaltungschip wird mit einer der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche desselben auf eine Hauptoberfläche des Trägersubstrates aufgebracht. Nachfolgend wird mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines Stempelverfahrens eine strukturierte Metallisierung auf die erste Hauptoberfläche des Schaltungschips des Trägersubstrates aufgebracht, um die Anschlussfläche des Schaltungschips mit einer auf der Hauptoberfläche des Trägersubstrates angeordneten Leiterstruktur zu verbinden. Demzufolge wird zur Kontaktierung ein Sieb- und Stempeldruck vorgeschlagen. DE 198 45 296 A1 describes a method of contacting a circuit chip having at least two pads on a first major surface thereof. The circuit chip is applied to a major surface of the carrier substrate with a second major surface thereof opposite the first main surface. Subsequently, by means of a screen printing method or a stamping method, a structured metallization is applied to the first main surface of the circuit chip of the carrier substrate in order to connect the connection surface of the circuit chip with a conductor structure arranged on the main surface of the carrier substrate. Accordingly, a screen and stamp printing is proposed for contacting.

US 6 246 327 B1 erwähnt ein Verfahren zur Herstellung von RFID-tags, die gedruckte Verbindungs-pads aufweisen. Zum Ankontaktieren wird ein Präzisionsdruckverfahren verwendet, welches beispielsweise ein Sieb- und Stempeldruckverfahren sein kann. US Pat. No. 6,246,327 B1 mentions a method of making RFID tags having printed connection pads. For contacting a precision printing method is used, which may be, for example, a screen and stamp printing method.

US 2005/0284917 A1 beschreibt ein Verfahren zum Verbinden integrierter Schaltungen für eine tag-Produktion. Hierbei wird ein Substrat aus leitendem Material geschnitten, bevor ein IC-Chip oder Transponder auf dem leitenden Material abgelegt wird. Zum Zuführen der Chips wird eine Schüttelrinne verwendet. Diese führt die Chips jedoch nicht direkt dem Substrat zu, sondern einem pick-and-place-Rad, welches die Chips geflipped auf das Substrat aufsetzt.US 2005/0284917 A1 describes a method for connecting integrated Circuits for a day production. Here, a substrate of conductive material cut before an IC chip or transponder on the conductive Material is stored. For feeding The chips use a vibrating trough. This leads the chips, however, not directly to the substrate, but a pick-and-place wheel, which puts the chips flipped on the substrate.

DE 103 58 422 B3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung von Modulbrücken, bei dem mittels Rüttlern die RFID-Chips direkt auf ein Substrat geschüttelt werden. Ebenso kann ein Injektdruckverfahren zum Auftragen von Kontaktschichten auf einen montierten Chip verwendet werden, wobei zu diesem Schritt und zum Schritt des Aufbringens eines Chipklebers das Trägerband fortbewegt werden kann. Hieraus wird ein Chip-Modul hergestellt. Ein Vermessen der Chips vor deren Aufbringen oder von Anschlussflächen wird nicht erwähnt. DE 103 58 422 B3 shows a method for the production of module bridges, in which by means of vibrators, the RFID chips are shaken directly onto a substrate. Also, a Injektdruckverfahren for applying contact layers can be used on a mounted chip, for this step and the step of applying a chip adhesive, the carrier tape can be moved. From this, a chip module is produced. A measurement of the chips before their application or pads is not mentioned.

EP 0 615 285 A2 behandelt die Kontaktierung in RFID-tags und gibt als typisches Druckverfahren zum Aufbringen von Anschlussmaterial wie leitende Tinte oder Kleber ein Siebdrucken oder ein Sprühen an. EP 0 615 285 A2 treats contacting in RFID tags and, as a typical printing process for applying lead material such as conductive ink or adhesive, indicates screen printing or spraying.

Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen und elektronischen Kontaktieren von ersten elektronischen Bauteilen auf einem sich fortbewegenden Substratband zur Verfügung zu stellen, bei welchem sowohl der Aufbringungs- als auch der Kontaktierungsvorgang und somit der gesamte Herstellungsvorgang für die Herstellung von Chipkartenmodulen oder Smart Labels keinen Zwischenstopp der Substratband erfordert und somit das gesamte Verfahren schnell durchführbar ist.As a result, The present invention is based on the object, a method for applying and electronically contacting first electronic Components on a moving substrate band available in which both the application and the contacting process and thus the entire manufacturing process for the production of smart card modules or Smart Labels does not require a stopover of the substrate tape and Thus, the entire process is fast feasible.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.These The object is solved by the features of claim 1.

Die Merkmale des Oberbegriffes des Anspruchs 1 sind bekannt aus der US 6 031 332 . The features of the preamble of claim 1 are known from the US Pat. No. 6,031,332 ,

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einem Verfahren zum Aufbringen und elektrischen Kontaktieren von ersten elektronischen Bauteilen auf eine sich fortbewe gende Substratbahn eine Zuführeinheit zum Zuführen der ersten elektronischen Bauteile, eine Messeinrichtung zum Vermessen der Ausrichtungen der positionierten ersten Bauteile relativ zu zweiten Kontaktanschlussflächen und eine Auftrageeinheit zum Auftragen eines elektrisch leitfähigen Verbindungsweges zwischen den ersten und zweiten Kontaktanschlussflächen weder die Bauteile noch die Kontaktanschlussflächen berühren. Dies wird dadurch erreicht, dass, während sich die Substratbahn kontinuierlich fortbewegt, das erste elektronische Bauteil von der Zuführeinheit kommend, freifallend auf einer vorbestimmten Position an einer Oberfläche der Substratbahn auftrifft, die Ausrichtung der positionierten ersten Bauteile relativ zu den zweiten Kontaktanschlussflächen mittels der optischen Messeinrichtung vermessen werden, aus den daraus resultierenden Messergebnissen vorzubestimmende Positionen von den elektrisch leitfähigen Verbindungswegen zwischen den ersten und den ihnen zugeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen berechnet werden und die elektrisch leitfähigen Verbindungswege mittels mindestens der gegenüber den Kontaktanschlussflächen beabstandeten ein Leitfluid auftragenden Auftrageeinheit erzeugt werden.One essential point of the invention is that in a method for applying and electrically contacting first electronic components on a fortbewe ing substrate web a feeder unit for feeding the first electronic components, a measuring device for measuring the orientations of the positioned first components relative to second contact pads and an application unit for applying an electrically conductive connection path neither between the first and second contact pads the components still touch the contact pads. This is achieved by that, while the substrate web is moving continuously, the first electronic Component from the feed unit coming, free-falling on a predetermined position on a surface of the Substrate web hits, the orientation of the positioned first Components relative to the second contact pads by means the optical measuring device are measured, from the resulting Measurement results predeterminable positions of the electrically conductive connection paths calculated between the first and their associated second contact pads be and the electrically conductive Connection paths by means of at least the opposite of the contact pads spaced a conductive fluid applying applicator be generated.

Bei einem derartigen Verfahren, in dem in einem Schritt die ersten Bauteile hintereinander, mindestens einreihig, der Substratbahn zugeführt werden, und in einem weiteren Schritt die auf den ersten elektronischen Bauteilen angeordneten ersten Kontaktanschlussflächen mit den daneben auf der Substratbahn angeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen der zweiten Bauteile elektrisch verbunden werden, ist aufgrund des nun nicht mehr erforderlichen diskontinuierlichen Transportbetriebs der Substratbahn eine schnelle Herstellung von Transpondern und Chipkartenmodulen möglich. Selbstverständlich kann dieses erfindungsgemäße Verfahren für die Herstellung von jedem anderen Produkt, welches aus mindestens zwei elektronischen Bauteilen mit zu verbindenden Kontaktanschlussflächen besteht und auf einer Substratbahn hergestellt wird, verwendet werden.In such a method, in which in one step, the first components in a row, at least one row, the substrate web are supplied, and in a further step, arranged on the first electronic components first contact pads with the next to the Subst ratrat arranged second contact pads of the second components are electrically connected, a rapid production of transponders and smart card modules is possible due to the now no longer required discontinuous transport operation of the substrate web. Of course, this method according to the invention can be used for the production of any other product which consists of at least two electronic components with contact pads to be connected and which is produced on a substrate web.

Die ersten elektronischen Bauteile, bei denen es sich beispielsweise um Chips handeln kann, werden zwischen den zweiten Kontaktanschlussflächen, die Anschlussflächen von auf der Substratbahn angeordneten Antennen sein können, mit nach oben gerichteten ersten Kontaktanschlussflächen auf der sich kontinuierlich fortbewegenden Substratbahn dadurch platziert, dass sie im freien Fall zielgerichtet nach unten fallen. Hierfür weist die Zuführeinheit eine in einem Winkel zu der Substratbahn angeordnete Zuführebene auf, auf welcher die ersten Bauteile sukzessive nach schräg unten der Oberfläche der Substratbahn zugeführt werden. Jedes Bauteil fällt nach Erreichen eines Endes der Zuführebene, die Zuführebene verlassend, auf die Oberfläche der Substratbahn im freien Fall.The first electronic components, which are for example can act to chips, between the second contact pads, the pads may be arranged on the substrate web antennas, with upwardly directed first contact pads on the continuous locomotive substrate web placed by it in the open Case fall down purposefully. For this purpose, the feed unit a feed plane disposed at an angle to the substrate web on, on which the first components successively diagonally down the surface the substrate web are supplied. Every component falls after reaching one end of the feed plane, the feed plane leaving, on the surface the substrate web in free fall.

Um die ersten Bauteile vor Erreichen des Endes der Zuführebene mittels einer Ausrichteinrichtung ausgerichtet zu bekommen, kann eine Schüttelrinneneinheit mit integrierter Zuführebene, welche trichterartig ausgebildet ist, verwendet werden. Eine Beschleunigung der Bauteile zur Substratbahn hin zu einem vorbestimmbaren Zeitpunkt führt zu einem zielgerichteten Abwerfen der Chips von der Zuführebene und damit eine zielgerichtete Platzierung auf der Substratbahn.Around the first components before reaching the end of the feed plane can be aligned by means of an alignment a Schüttelrinneneinheit with integrated feed level, which is funnel-shaped, can be used. An acceleration the components to the substrate web at a predeterminable time leads to a targeted ejection of the chips from the feed level and thus a targeted placement on the substrate web.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auftrageeinheit mindestens ein düsenartiges Element zum Aufspritzen bzw. Auftragen einer elektrisch leitfähigen Tintenflüssigkeit oder einer elektrisch leitfähigen Paste auf. Diese Tintenflüssigkeit oder Paste wird entlang eines Verlaufs des Verbindungsweges mit einer Beabstandung gegenüber den Kontaktanschlussflächen derart aufgespritzt, dass keine Berührung zwischen den düsenartigen Elementen oder einem sonstigen Teil der Auftrageeinheit mit den Kontaktanschlussflächen oder den Bauteilen stattfindet. Hierdurch wird kein kurzzeitiges Anhalten des sich kontinuierlich fortbewegenden Substratbandes erforderlich.According to one preferred embodiment the applicator unit at least one nozzle-like element for spraying or applying an electrically conductive ink liquid or an electrically conductive Paste on. This ink liquid or paste is along a course of the communication path with a distance from the Contact pads so sprayed that no contact between the nozzle-like elements or any other part of the application unit with the contact pads or the components takes place. This will not be a temporary stop the continuously moving substrate strip required.

Die Leittinte oder die Leitpaste wird in einem sich anschließenden Schritt mittels eines Ofens, den die Substratbahn durchläuft, einer stationären UV-Lampe und/oder eines UV-Lasers möglichst schnell getrocknet.The Guide ink or the conductive paste is in a subsequent step by means of a furnace, which passes through the substrate web, a stationary UV lamp and / or a UV laser as fast as possible dried.

Alternativ oder zusätzlich wird eine Paste mittels der Auftrageeinheit jeweils eine der ersten und eine ihr zugeordnete zweite Kontaktanschlussfläche abdeckend und verbindend mit einer Beabstandung der Auftrageeinheit zu den Kontaktanschlussflächen als erste Schicht aufgetragen. Anschließend wird mittels mindestens eines Lasers ein chemischer Umwandlungsprozess entlang des Verlaufs des Verbindungsweges in der Oberfläche der ersten Schicht bewirkt. Abschließend wird eine zweite elektrisch leitende Schicht entlang des Verbindungswegverlaufes auf die erste Schicht aufgetragen, um den eigentlichen elektrisch leitfähigen Verbindungsweg zu erzeugen.alternative or additionally is a paste by means of the application unit each one of the first and covering and connecting a second contact pad associated therewith with a spacing of the application unit to the contact pads as first layer applied. Subsequently, by means of at least a laser, a chemical transformation process along the course causes the Verbindungsweges in the surface of the first layer. Finally becomes a second electrically conductive layer along the Verbindungswegverlaufes applied to the first layer to the actual electric conductive Create connection path.

Die optische Messeinrichtung führt vorzugsweise während eines Stroboskop-Lichtblitzes Messungen an einem ausgewählten ersten Bauteil und ihm umgebenden zweiten Kontakt anschlussflächen durch, um deren Ausrichtung zueinander festzustellen. Auf diese Weise kann immer ein ausgewähltes erstes Bauteil ausgewählt vermessen werden, während sich die Substratbahn kontinuierlich fortbewegt. Nach einer stattgefundenen Auswertung der aufgenommen Bilddaten kann die voraussichtliche Lage der beabsichtigten Verbindungswege zwischen ersten und zweiten Kontaktanschlussflächen, wobei die zweiten Kontaktanschlussflächen als Leiterzug dargestellt sein können, berechnet werden. Diese berechneten Daten werden dann zur Auftragung der Verbindungswege bzw. deren Herstellung verwendet, um die Ausrichtung und das Verschieben der Auftrageeinheit, sofern erforderlich, und die Menge des Materials, welche für die Erzeugung der Verbindungswege erforderlich ist, zu steuern.The optical measuring device leads preferably during of a stroboscopic flash of lightning measurements on a selected first Component and surrounding second contact pads, to determine their alignment with each other. This way you can always a selected first Component selected be measured while the substrate web moves continuously. After one took place Evaluation of the recorded image data may be the probable location of intended connection paths between the first and second contact pads, wherein the second contact pads can be shown as a circuit be calculated. These calculated data will then be used for the plot the connection paths or their preparation used to align and moving the applicator unit, if necessary, and the amount of material needed for generating the connection paths is required to control.

Die zweiten Kontaktanschlussflächen, welche zum Beispiel Antennen zugeordnet sein können, können entweder vor der Zuführung der ersten Bauteile auf der Substratbahn oder nach deren Zuführung auf die Substratbahn aufgetragen werden.The second contact pads, which may be associated with antennas, for example, may either be prior to feeding the first components on the substrate web or after their supply the substrate web are applied.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments emerge from the dependent claims.

Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen zu entnehmen.advantages and expediencies are the following description in conjunction with the drawings refer to.

Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:

1 in einer schematischen vorrichtungsmäßigen Darstellung ein Herstellungsverfahren für Chipkartenmodule mit diskontinuierlich betriebenen Substratband gemäß dem Stand der Technik; 1 in a schematic device representation of a production method for chip card modules with discontinuously operated substrate strip according to the prior art;

2 in einer schematischen vorrichtungsmäßigen Darstellung ein Herstellungsverfahren für Chipkartenmodule oder Smart Labels mit einem Flip-Chip-Verfahren gemäß dem Stand der Technik; 2 in a schematic device representation of a manufacturing method for Smart card modules or smart labels with a flip-chip method according to the prior art;

3 in einer schematischen vorrichtungsmäßigen Darstellung ein Verfahren zum Aufbringen und Kontaktieren von Chips auf einer Substratbahn gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und 3 in a schematic device representation of a method for applying and contacting chips on a substrate web according to a first embodiment of the invention; and

4 in einer schematischen vorrichtungsmäßigen Darstellung ein Verfahren zum Aufbringen und Kontaktieren von Chips auf der Substratbahn gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 4 in a schematic device representation of a method for applying and contacting chips on the substrate web according to a second embodiment of the invention.

Die 1 und 2 sind bereits als zum Stand der Technik gehörende Darstellungen in der Beschreibungseinleitung beschrieben worden.The 1 and 2 have already been described as belonging to the prior art representations in the introduction to the description.

3 zeigt in einer schematischen vorrichtungsmäßigen seitlichen Darstellung ein Verfahren zum Aufbringen und Kontaktieren von Chips auf eine Substratbahn gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. In dieser Darstellung ist auf einer Substratbahn 20, die sich entlang eines Pfeils 24 kontinuierlich von links nach rechts fortbewegt und die von einer ersten Rolle 21 abgewickelt und dann auf einer zweiten Rolle 22 aufgewickelt wird, eine Vielzahl von voneinander beabstandete Kontaktanschlussflächen 23 angeordnet, die einzelnen hier nicht näher dargestellten Antennen zur Herstellung von Transpondern zugeordnet sein können. 3 shows a schematic device side view of a method for applying and contacting chips on a substrate web according to a first embodiment of the invention. In this illustration is on a substrate web 20 moving along an arrow 24 continuously moved from left to right and that of a first roll 21 unwound and then on a second roll 22 is wound, a plurality of spaced contact pads 23 arranged, which can be assigned to individual antennas not shown here for the production of transponders.

Eine Zuführebene 25, die schräg zu der Substratbahn 20 mit einem Winkel α angeordnet ist, führt in einer trichterförmigen Schüttelrinne 27 entlang der Pfeilrichtung 28 einzelne Chips 31 der Substratbahn 20 zu. Diese Chips werden in den zwischen den Kontaktanschlussflächen 23 bestehenden Zwischenräumen durch freien Fall zielgerichtet platziert. Hierfür können die Chips im Endbereich, also im unteren Bereich der Zuführebene 25 kurzzeitig beschleunigt werden. Dies findet nahe oberhalb der Substratbahnoberfläche statt. Der Zuführschritt wird durch das Bezugszeichen 26 wiedergegeben.A feeder level 25 that is oblique to the substrate web 20 is arranged at an angle α, leads in a funnel-shaped Schüttelrinne 27 along the arrow direction 28 single chips 31 the substrate web 20 to. These chips are placed in between the contact pads 23 existing clearances by free fall purposefully placed. For this purpose, the chips in the end, ie in the lower part of the feed plane 25 be accelerated for a short time. This occurs near the substrate web surface. The feeding step is denoted by the reference numeral 26 played.

Aufgrund der extrem geringen Eigenmasse der Chips 25 kann deren Trägheit und damit zusammenhängende Trägheitskräfte vernachlässigt werden, sodass der Chip 31 unverzüglich nach dem stattgefundenem Beschleunigungsvorgang von der sich kontinuierlich bewegenden Substratbahn 20 mitgenommen wird.Due to the extremely low net mass of the chips 25 their inertia and related inertial forces can be neglected, leaving the chip 31 immediately after the acceleration process has taken place of the continuously moving substrate web 20 is taken.

Die Schüttelrinne 27 sorgt dafür, dass eine optimierte Position nahe oberhalb der Substratbahnoberfläche hergestellt wird. Selbstverständlich kann jede andere ähnlich wirkende Vorrichtung, welche ein Reservoir für Chips bildet und den Chip zu einem bestimmten Trigger-Zeitpunkt in Richtung auf das Substrat hin beschleunigt, verwendet werden. Der auf der Substratbahn anschließend platzierte Chip wird durch geeignete Weise so fixiert, dass seine ersten Kontaktanschlussflächen nach oben zeigen.The vibrating trough 27 ensures that an optimized position is produced near above the substrate web surface. Of course, any other similar acting device that forms a reservoir of chips and accelerates the chip at a particular trigger timing toward the substrate may be used. The subsequently placed on the substrate web chip is fixed by a suitable manner so that its first contact pads face up.

Eine optische Messeinrichtung, beispielsweise eine Kamera 29 mit einer damit verbundenen Stroboskop-Lichtblitzeinrichtung, führt eine Vermessung der Ausrichtung der ersten Kontaktanschlussflächen und der zweiten Kontaktanschlussflächen 23 durch, ohne dass hierfür die Substratbahn 20 gestoppt werden muss. Eine sich anschließende Auswertung der gemessenen Bilddaten führt zu einer Bestimmung der vorgesehenen Lage bzw. Ausrichtung von Verbindungswegen zwischen den ersten und den zweiten Kontaktanschlussflächen. Dieser Schritt des Vermessens und Auswertens eines auf der Substratbahn angeordneten Chips 31 wird durch das Bezugszeichen 30 wiedergegeben.An optical measuring device, for example a camera 29 with an associated stroboscopic flash device, a measurement of the alignment of the first contact pads and the second contact pads 23 through, without the substrate web 20 must be stopped. A subsequent evaluation of the measured image data leads to a determination of the intended position or orientation of connection paths between the first and the second contact pads. This step of measuring and evaluating a chip arranged on the substrate web 31 is denoted by the reference numeral 30 played.

In einem Schritt 32 wird mittels eines sogenannten Jet-Systems eine erste und eine zweite Düse 32a und 32b in einer Beabstandung zu den Kontaktanschlussflächen und der Substratbahn oberhalb der Substratbahn angeordnet, um eine Leittinte oder eine Leitpaste ohne Berührung der darunterliegenden Bauteile aufzutragen. Eine derartige Auftragung der Leittinte oder Leitpaste erfolgt entlang der zuvor berechneten Verbindungswege, um elektrisch leitfähige Verbindungswege 33a und 33b zwischen den ersten und den zweiten Kontaktanschlussflächen zu schaffen.In one step 32 becomes a first and a second nozzle by means of a so-called jet system 32a and 32b arranged at a distance to the contact pads and the substrate web above the substrate web to apply a conductive ink or a conductive paste without touching the underlying components. Such application of the conductive ink or conductive paste takes place along the previously calculated connection paths to electrically conductive connection paths 33a and 33b between the first and the second contact pads.

Somit liegen fertig ausgebildete Chipkartenmodule bzw. Transponder mit erfolgtem berührungslosem Aufbringen von Chips, erfolgtem berührungslosem Vermessen und erfolgtem berührungslosem Kontaktieren der Kontaktanschlussflächen vor.Consequently are finished chip card modules or transponder with done contactless Applying chips, done contactless and done contactless contact the contact pads in front.

In 4 wird gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer schematischen vorrichtungsmäßigen Darstellung das erfindungsgemäße Verfahren wiedergegeben. Gleiche und gleichbedeutende Bauteile und Verfahrensschritte sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In 4 is reproduced according to a second embodiment of the invention in a schematic device representation of the inventive method. Identical and equivalent components and method steps are provided with the same reference numerals.

Die in 4 wiedergegebene zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der in 3 wiedergegebenen Ausführungsform darin, dass anstelle eines angewendeten Jet-Systems in einem Schritt 35 eine Strukturierung mittels eines hier schematisch dargestellten Laserstrahls 35a der zuvor aufgetragenen ersten Schicht stattfindet.In the 4 reproduced second embodiment differs from the in 3 reproduced embodiment in that instead of an applied jet system in one step 35 a structuring by means of a laser beam schematically illustrated here 35a the previously applied first layer takes place.

Eine derartige Strukturierung verläuft entlang von zuvor berechneten Verbindungswegen zwischen den ersten und zweiten Kontaktanschlussflächen 23 und ermöglicht eine nachträgliche Auftragung einer leitfähigen Paste zur Schaffung einer zweiten leitfähigen Schicht im Bereich der vorstrukturierten Verbindungswegverläufe. Hierdurch werden elektrisch leitfähige Verbindungswege 34a und 34b geschaffen.Such structuring runs along previously calculated connection paths between the first and second contact pads 23 and allows subsequent application of a conductive paste to provide a second conductive layer in the region of the prestructured connector dungswegverläufe. As a result, electrically conductive connection paths 34a and 34b created.

Zusätzlich und alternativ kann mittels des Lasers 35a eine Aktivierung der Kontaktierung durch einen an der Oberfläche einer Schicht hierdurch stattfindenden Umwandlungsprozess bewirkt werden.Additionally and alternatively, by means of the laser 35a activation of the contacting is effected by a conversion process taking place on the surface of a layer as a result.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as long as they are individually or in combination with respect to State of the art are new.

11
Substratbahnsubstrate web
2, 32, 3
zweite Kontaktanschlussflächensecond Contact pads
44
Chipchip
5, 65, 6
Drähtewires
1010
Substratbahnsubstrate web
1111
Antennenantennas
1212
Klebstoffauftrageeinrichtungadhesive applicator
1313
Klebstoffadhesive
1414
Chipchip
1515
Flip-Chip-BewegungsrichtungFlip-chip motion direction
1616
abgelegter Chipfiled chip
1717
Erwärmungseinrichtungheater
1818
Antenneantenna
19a, 19b19a, 19b
AntennenanschlussflächenAntenna pads
2020
Substratbahnsubstrate web
2121
Abwickelrolleunwinding
2222
Aufwickelrolleup roll
2323
zweite Kontaktanschlussflächensecond Contact pads
2424
Bewegungsrichtung der Substratbahnmovement direction the substrate web
2525
Zuführebenefeed plane
2626
Schritt des Zuführensstep of feeding
2727
Schütteltrichter bzw. Zuführeinheitseparating funnel or feed unit
2828
Bewegungsrichtungmovement direction
2929
optische Messeinrichtungoptical measuring device
3030
Schritt des Vermessensstep of the survey
3131
Chipscrisps
32a, 32b32a, 32b
Düsenjet
3232
Schritt des Auftragens von Leittinte/Leitpastestep the application of lead ink / conductive paste
33a, 33b33a, 33b
Verbindungswegeconnection paths
34a, 34b34a, 34b
Verbindungswegeconnection paths
3535
Schritt der Strukturierungstep structuring
35a35a
Laserlaser

Claims (12)

Verfahren zum Aufbringen und elektrischen Kontaktieren von ersten elektronischen Bauteilen (31) auf eine sich fortbewegende Substratbahn (20), wobei in einem Schritt (26) die ersten Bauteile (31) hintereinander, mindestens einreihig, der Substratbahn (20) zugeführt werden, und in einem weiteren Schritt (32, 35) auf den ersten elektronischen Bauteilen (31) angeordnete erste Kontaktanschlussflächen mit daneben auf der Substratbahn (20) angeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen (23) zweiter Bauteile elektrisch durch elektrisch leitfähige Verbindungswege (33a, 33b; 34a, 34b) verbunden werden, die mittels mindestens einer gegenüber den Kontaktanschlussflächen (23) beabstandeten, ein Leitfluid auftragende Auftrageeinheit (32a) erzeugt werden (32), welche die Substratbahn (20), die Bauteile und die Kontaktanschlussflächen dabei nicht berührt, dadurch gekennzeichnet, dass – die Substratbahn (20) sich kontinuierlich fortbewegt (24), während das erste elektronische Bauteil (31) von einer Zuführeinheit (27) kommend, frei fallend auf einer vorbestimmten Position an einer Oberfläche der Substratbahn (20) auftrifft, – die Ausrichtung der positionierten ersten Bauteile (31) relativ zu den zweiten Kontaktanschlussflächen (23) mittels einer optischen Messeinrichtung (29) vermessen wird (30), – aus den daraus resultierenden Messergebnissen vorzubestimmende Positionen der elektrisch leitfähigen Verbindungswegen (33a, 33b; 34a, 34b) zwischen den ersten und den ihnen zugeordneten zweiten Kontaktanschlussflächen (23) berechnet werden, und – wobei die Zuführeinheit (27) und die Messeinrichtung (29) während des gesamten Verfahrensablaufes die Substratbahn (20), die Bauteile (31) und die Kontaktanschlussflächen (23) nicht berühren.Method for applying and electrically contacting first electronic components ( 31 ) on a moving substrate web ( 20 ), whereby in one step ( 26 ) the first components ( 31 ) in succession, at least one row, of the substrate web ( 20 ), and in a further step ( 32 . 35 ) on the first electronic components ( 31 ) arranged first contact pads with next to the substrate web ( 20 ) arranged second contact pads ( 23 ) second components electrically by electrically conductive connection paths ( 33a . 33b ; 34a . 34b ) connected by at least one opposite the contact pads ( 23 ) spaced, a Leitfluid applicator unit ( 32a ) be generated ( 32 ), which the substrate web ( 20 ), the components and the contact pads thereby not affected, characterized in that - the substrate web ( 20 ) continuously moves ( 24 ) while the first electronic component ( 31 ) from a feed unit ( 27 ) coming freely falling at a predetermined position on a surface of the substrate web ( 20 ), - the orientation of the positioned first components ( 31 ) relative to the second contact pads ( 23 ) by means of an optical measuring device ( 29 ) is measured ( 30 ), - positions of the electrically conductive connection paths to be predefined from the resulting measurement results ( 33a . 33b ; 34a . 34b ) between the first and their associated second contact pads ( 23 ), and - wherein the feed unit ( 27 ) and the measuring device ( 29 ) during the entire process, the substrate web ( 20 ), the components ( 31 ) and the contact pads ( 23 ) do not touch. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein düsenartiges Element (32a) der Auftrageeinheit eine elektrisch leitfähige Tintenflüssigkeit oder eine elektrisch leitfähige Paste dem Verlauf des Verbindungsweges (33a, 33b) entlang mit einem Abstand zu den Kontaktanschlussflächen (23) aufgespritzt wird.Method according to claim 1, characterized in that at least one nozzle-like element ( 32a ) of the application unit an electrically conductive ink liquid or an electrically conductive paste the course of the connection path ( 33a . 33b ) along with a distance to the contact pads ( 23 ) is sprayed on. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leittinte oder die Leitpaste in einem sich anschließenden Schritt mittels eines Ofens, den die Substratbahn (20) durchläuft, einer stationären UV-Lampe und/oder eines UV-Lasers getrocknet wird.A method according to claim 2, characterized in that the lead ink or the conductive paste in a subsequent step by means of a furnace, the substrate web ( 20 ), a stationary UV lamp and / or a UV laser is dried. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Paste mittels der Auftrageeinheit jeweils eine der ersten und eine ihr zugeordnete zweite Kontaktanschlussfläche (23) abdeckend und verbindend mit einem Abstand der Auftrageeinheit zu den Kontaktanschlussflächen (23) als erste Schicht aufgetragen wird, – mindestens ein Laser (35a) entlang dem Verlauf des Verbindungsweges (34a, 34b) einen chemischen Umwandlungsprozess der Oberfläche der ersten Schicht bewirkt (35) und – eine zweite elektrisch leitende Schicht entlang den Verbindungswegen (34a, 34b) aufgetragen wird.A method according to claim 1, characterized in that - a paste by means of the application unit in each case one of the first and a second contact pad associated therewith ( 23 ) covering and connecting with a distance of the application unit to the contact pads ( 23 ) is applied as the first layer, - at least one laser ( 35a ) along the course of the connection path ( 34a . 34b ) causes a chemical conversion process of the surface of the first layer ( 35 ) and - a second electrically conductive layer along the connecting paths ( 34a . 34b ) is applied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführeinheit (25, 27) eine in einem Winkel (α) zu der Substratbahn (20) angeordnete Zuführebene (25) umfasst, auf welcher die ersten Bauteile (31) sukzessive nach schräg unten der Oberfläche der Substratbahn (20) zugeführt werden, wobei jedes Bauteil (31) nach Erreichen eines Endes der Zuführebene (25) die Zuführebene verlassend auf die Oberfläche der Substratbahn (20) im freien Fall fällt.Method according to one of the preceding Claims, characterized in that the feed unit ( 25 . 27 ) one at an angle (α) to the substrate web ( 20 ) arranged feed level ( 25 ) on which the first components ( 31 ) successively obliquely down the surface of the substrate web ( 20 ), each component ( 31 ) after reaching one end of the feed level ( 25 ) leaving the feed plane on the surface of the substrate web ( 20 ) falls in free fall. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bauteile (31) vor Erreichen des Endes der Zuführebene (25) mittels einer Ausrichteinrichtung (27) ausgerichtet und anschließend zu einem vorbestimmbaren Zeitpunkt zur Substratbahn (20) hin beschleunigt werden.Method according to claim 5, characterized in that the first components ( 31 ) before reaching the end of the feed level ( 25 ) by means of an alignment device ( 27 ) and then at a predeterminable time to the substrate web ( 20 ) are accelerated. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichteinrichtung eine Schüttelrinneneinheit (27) mit integrierter Zuführebene (25) ist.A method according to claim 6, characterized in that the alignment device is a Schüttelrinneneinheit ( 27 ) with integrated feed level ( 25 ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Messeinrichtung (29) während eines Stroboskop-Lichtblitzes Messungen an einem ausgewählten ersten Bauteil (31) und ihm umgebenden zweiten Kontaktanschlussflächen (23) durchführt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the optical measuring device ( 29 ) during a stroboscopic flash, measurements on a selected first component ( 31 ) and surrounding second contact pads ( 23 ). Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktanschlussflächen (23) vor der Zuführung (26) der ersten Bauteile (31) auf die Substratbahn (20) aufgetragen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second contact pads ( 23 ) before the feeder ( 26 ) of the first components ( 31 ) on the substrate web ( 20 ) are applied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Kontaktanschlussflächen (23) nach der Zuführung (26) der ersten Bauteile (31) auf die Substratbahn (20) aufgetragen werden.Method according to one of claims 1-8, characterized in that the second contact pads ( 23 ) after delivery ( 26 ) of the first components ( 31 ) on the substrate web ( 20 ) are applied. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Bauteile Chips (31) sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first components chips ( 31 ) are. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Bauteile Antennen, vorzugsweise Transponderantennen sind.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the second components antennas, preferably Transponder antennas are.
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