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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Eigenschaft elektronischer
Funktionselemente, insbesondere mittels Druckverfahren hergestellter
elektronischer Funktionselemente, sowie eine entsprechende Vorrichtung,
wobei die Funktionselemente von Teilbereichen eines flexiblen Bands
gebildet sind.
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Im
Folgenden als Funktionspolymere bezeichnete Kunststoffe können in
Abhängigkeit
von ihrer chemischen Struktur elektrisch leitende, halbleitende
oder isolierende Eigenschaften besitzen. Die Polymerelektronik,
auch als organische Elektronik bezeichnet, basiert auf derartigen
Funktionspolymeren.
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In
organischer Elektronik hergestellte elektrische Bauelemente, z.
B. RFID-Tags, lassen sich in kontinuierlichen Druckprozessen auf
flexiblen Substraten sehr preiswert herstellen (RFID = Radio Frequency
Identification). Zunächst
werden lösliche Funktionspolymere
in Lösungsmitteln
aufgelöst
und zu druckbaren Tinten verarbeitet. Danach werden Druckverfahren
wie Flexo-, Offset-, Tief- oder
Siebdruck genutzt, um diese Tinten in mehreren Schichten auf ein
Substrat zu drucken. Häufig
werden als Substrat sehr dünne
und flexible Folien aus Polyester, z. B. Polyethylenterephthalat
(= PET) verwendet. Durch die Verarbeitung auf Druckmaschinen ist
die Herstellung von großen
Flächen
möglich.
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Bei
der Herstellung gedruckter organischer elektronischer Schaltungen,
z. B. für
einen RFID-Tag, sind die Anforderungen an die Druckqualität sehr hoch,
beispielsweise bei der Auflösung
oder bei der Schichtgüte.
Denn es kommt nicht nur auf die optische Qualität an, sondern auch auf die
elektrische Funktionalität.
Daher kommt der Qualitätskontrolle durch
Messung der Eigenschaften elektronischer Funktionselemente während der
laufenden Produktion eine hohe Bedeutung zu. Als Eigenschaft elektronischer
Funktionselemente kann z. B. ein elektrischer Widerstand, eine elektrische
Kapazität,
eine elektrische Induktivität,
eine Frequenz, eine elektrische Spannung, eine Stromstärke, eine
elektromagnetische Strahlung, etc. gemessen/geprüft werden.
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Bisher
erfolgt die Prüfung
der elektrischen Funktionsfähigkeit
organischer elektronischer Schaltungen jeweils am Ende eines laufenden
Herstellungsschritts.
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Es
ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren
bereitzustellen, das eine verbesserte Qualitätskontrolle einer auf einem
flexiblen bandförmigen
Trägersubstrat
gefertigten Elektronik erlaubt.
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Die
Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur Messung einer Eigenschaft
elektronischer Funktionselemente, insbesondere mittels Druckverfahren
hergestellter elektronischer Funktionselemente, gelöst. Dabei
sind die elektronischen Funktionselemente von Teilbereichen eines
flexiblen Bands gebildet. Die Vorrichtung weist eine Bandführung auf,
die so ausgebildet ist, dass vor der Messung ein Abschnitt des Bands
mit ein oder mehreren der Funktionselemente mit einer internen Bandgeschwindigkeit
in eine Messstrecke transportiert wird, während der Messung der Bandabschnitt
in der Messstrecke ruht und nach der Messung der Bandabschnitt mit
der internen Bandgeschwindigkeit aus der Messstrecke transportiert wird.
Die Vorrichtung weist auch eine Messeinheit mit einer Messeinrichtung,
vorzugsweise einer Messelektronik, für die Messung im Stop-and-Go-Betrieb auf,
wobei die Messeinheit der Messstrecke zugeordnet ist. Die Vorrichtung
weist darüber
hinaus einen ersten Bandspeicher zur Pufferung des mit einer externen
Bandgeschwindigkeit kontinuierlich in die Vorrichtung einlaufenden
Bandes auf, wobei sich der erste Bandspeicher, bezogen auf die Bandlaufrichtung,
vor der Messstrecke befindet und wobei die externe Bandgeschwindigkeit
langsamer als die interne Bandgeschwindigkeit ist. Außerdem weist
die Vorrichtung einen zweiten Bandspeicher auf, zur Pufferung des
mit der externen Bandgeschwindigkeit aus der Messstrecke auslaufenden
Bandes, wobei sich der zweite Bandspeicher, bezogen auf die Bandlaufrichtung,
hinter der Messstrecke befindet. Die Aufgabe wird außerdem von
einem Verfahren zur Messung einer Eigenschaft elektronischer Funktionselemente, insbesondere mittels
Druckverfahren hergestellter elektronischer Funktionselemente, gelöst. Dabei
sind die elektronischen Funktionselemente von Teilbereichen eines
flexiblen Bands gebildet und das Verfahren umfasst die folgenden
Schritte: Puffern des mit einer externen Bandgeschwindigkeit kontinuierlich
in einen ersten Bandspeicher einlaufenden Bandes in dem ersten Bandspeicher,
Transportieren eines im ersten Bandspeicher gepufferten Bandabschnitts
des Bands mit ein oder mehreren der Funktionselemente mit einer
internen Bandgeschwindigkeit in eine Messstrecke, der eine Messeinheit
mit Messeinrichtung, vorzugsweise Messelektronik, für die Messung
im Stop-and-Go-Betrieb
zugeordnet ist, wobei die externe Bandgeschwindigkeit langsamer
als die interne Bandgeschwindigkeit ist, Durchführen der Messung, während der
Bandabschnitt in der Messstrecke ruht, Transportieren des Bandabschnitts
mit einer internen Bandgeschwindigkeit aus der Messstrecke in einen zweiten
Bandspeicher, und Puffern des Bandabschnitts in dem zweiten Bandspeicher
zum kontinuierlichen Auslauf des Bands mit der externen Bandgeschwindigkeit
aus dem zweiten Bandspeicher.
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Durch
die Erfindung werden mehrere Vorteile erzielt:
Die Erfindung
erlaubt die kontinuierliche elektrische Charakterisierung, d. h.
die Erfassung charakteristischer Eigenschaften Rolle zu Rolle gedruckter
Elektronik. Eine Funktionsprüfung
der Elektronik kann somit auf einfache Weise zwischen den einzelnen
Arbeitsschritten zur Herstellung der gedruckten Elektronik erfolgen,
ohne den Produktionsablauf zu stören oder
zu unterbrechen.
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Die
Funktionsprüfung
der gedruckten Elektronik kann schnell erfolgen und gleichzeitig
eine große
Anzahl von Bauteilen erfassen.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Vorzugsweise
weist die Messeinheit eine Länge
auf, der an eine Wiederholungslänge
der Funktionselemente des Bands angepasst ist. Der Begriff „eine Wiederholungslänge der
Funktionselemente" bezeichnet
einen Abstand in Bandlaufrichtung zwischen zwei gleichartigen Funktionselementen
des Bands. Zum Beispiel ist es möglich,
dass das Band drei verschiedene Funktionselemente A, B und C umfasst,
die in periodischer Anordnung in Bandlaufrichtung aufeinanderfolgend
angeordnet sind, d. h. in der Abfolge ...ABCABCABCABC... etc. Dabei
ist eine erste, minimale Wiederholungslänge als Abstand zweier gleichartiger,
aufeinanderfolgender Funktionselemente definiert, z. B. als Abstand
zwischen einem ersten Funktionselement A und einem darauf folgenden,
nächsten
Funktionselement A; eine zweite Wiederholungslänge ist als Abstand zwischen
einem ersten Funktionselement A und einem übernächsten Funktionselement A definiert;
eine dritte Wiederholungslänge
wird als Abstand zwischen einem ersten Funktionselement A und einem
drittnächsten
Funktionselement A gemessen, usw.
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Es
ist von Vorteil, wenn die Länge
der Messeinheit so groß gewählt wird,
dass eine bestimmte relative Position der Messelektronik in der
Messeinheit zu Funktionselementen des Bands bei jedem Messzyklus
wieder erreicht ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Funktionselemente
des Bands und die Messelektronik in der Messeinheit synchronisiert
sind, d. h. ein bestimmter Teil der Messelektronik ist zu Beginn
jeder Messung stets einem gleichen Typus eines Funktionselements
des Bands zugeordnet. Um das o. a. Beispiel mit den drei verschiedenen Funktionselementen
A, B und C in periodischer Anordnung aufzugreifen: Zu Beginn eines
Messzyklus sei ein Teil der Messelektronik der Messeinheit einem Funktionselement
A zugeordnet. Nach dem Weiterbewegen des Bandes um die Länge der
Messeinheit ist derselbe Teil der Messelektronik wieder einem Funktionselement
A zugeordnet ist. Dabei können sich
zwischen diesen beiden Funktionselementen A noch N weitere Funktionselemente
A in dem Band befinden, mit N = 0, 1, 2, 3, 4,....
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfasst die Messelektronik mindestens ein Messmodul, das
entlang der Länge
der Messeinheit angeordnet ist. Jedes der ein oder mehreren angeordneten
Messmodule nimmt an einem oder mehreren ihm zugeordneten Funktionselementen
des Bands die Messung vor. Vorteilhafterweise nimmt ein Messmodul
an ein oder mehreren Funktionselementen, die ihm unmittelbar zugeordnet
sind, die Messung vor. Dann nämlich
liegen die dem Messmodul zugeordneten Funktionselemente direkt „über" dem Messmodul bzw.
in einem Bereich „über" dem Messmodul, wobei „über" gegenüber dem
Messmodul bedeutet. Es ist auch möglich, dass mehrere Messmodule
für die
Messung an ein und demselben Funktionselement zuständig sind,
z. B. falls es sich um flächenmäßig ausgedehnte
Funktionselemente handelt, die aufgrund ihrer Fläche mit mehr als einem Messmodul
vermessen werden müssen.
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Es
ist von Vorteil, dass die Vorrichtung eine Justiereinrichtung besitzt,
die die relative Stellung der Messmodule zu den in der Messstrecke
befindlichen Funktionselementen überwacht
und korrigiert. Dazu weist die Justiereinrichtung eine Kontrolleinheit
auf, die in Kontakt zu dem Band oder kontaktlos die Position der
Funktionselemente des Bands erfasst. Zugleich erfasst die Kontrolleinheit
die Position ein oder mehrerer Messmodule in der Messeinheit. Die
Kontrolleinheit vergleicht die Position eines Messmoduls mit der
Position eines Funktionselements und kontrolliert, ob eine eventuelle
Abweichung der Positionen innerhalb eines definierten Toleranzbereichs liegt.
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Falls
die Kontrolleinheit eine außerhalb
eines Toleranzbereichs liegende Diskrepanz der gemessenen Positionen
des Messmoduls und des Funktionselements feststellt, d. h. das Messmodul
nicht in einer vorgegebenen relativen Soll-Position zum zugeordneten
Funktionselement angeordnet ist, veranlasst es die Korrektur der
Position des Messmoduls und/oder der Position des Funktionselements.
Diese Korrektur erfolgt mithilfe ein oder mehrerer Antriebseinrichtungen,
die von der Justiereinrichtung derart angesteuert werden, dass sie
die Messeinheit und/oder das Band verschieben und/oder die interne Bandgeschwindigkeit
kurzzeitig verändern,
um die relative Soll-Position zwischen einem Funktionselement und
einem Messmodul herzustellen. Es ist möglich, dass die Antriebseinrichtung
eine einmalige, kurzzeitige Positionskorrektur des Bandes und/oder der
Messeinheit vornimmt, z. B. durch eine ruckartige Verschiebung.
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Darüber hinaus
ist es auch möglich,
dass die Kontrolleinheit die Antriebseinrichtung ansteuert, zur Anpassung
der internen Bandgeschwindigkeit in einer Weise, dass eine Positionsabweichung
in Zukunft weitgehend vermieden wird.
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Vorzugsweise
ist die Antriebseinrichtung zur Positionskorrektur durch einen Bandantrieb
der Bandführung
und/oder durch eine Positionierungsvorrichtung zur Bewegung der
Messeinheit realisiert. In diesem Fall steuert die Justiereinrichtung
direkt den Bandantrieb der Bandführung
zur Änderung
der internen Bandgeschwindigkeit und/oder die Positionierungsvorrichtung
zur Bewegung der Messeinheit an. Es ist aber auch möglich, dass
separate Antriebseinrichtungen eigens zur Positionskorrektur vorgesehen
sind, die zusätzlich
zu einem Bandantrieb und einer Positionierungsvorrichtung der Messeinheit
vorhanden sind.
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Vorzugsweise
weist das Band Markierungen auf, anhand derer die Kontrolleinheit
die Positionen der Funktionselemente feststellt. Es ist möglich, dass auf
dem Band gleichzeitig mit einem Druckvorgang zum Aufdrucken einer
Polymerschicht eines Funktionselements eine Markierung aufgedruckt
wird, z. B. entlang einer Bandkante, vorzugsweise in einem definierten
relativen Abstand zu einem Funktionselement. Eine optische Vorrichtung
der Kontrolleinheit prüft
diese Markierungen. Es ist auch möglich, dass die elektrische
Leitfähigkeit
einer derartigen Bandmarkierung oder einer Polymerschicht eines
Funktionselements zur Vermessung der Position des Bands/Funktionselements
genutzt wird, z. B. durch ein berührungsloses induktives oder
kapazitives Messverfahren.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführung
der Erfindung wird die Messung der Eigenschaften der Funktionselemente
vorgenommen, ohne dass ein galvanischer Kontakt zwischen den Messmodulen
und den Funktionselementen hergestellt wird. Eine derartige kontaktlose
Messung ist zum Beispiel unter Verwendung von RF-Signalen möglich (RF
= Radio-Frequenz). Vorzugsweise weist ein Messmodul hierzu einen
Messkopf auf, der RF-Signale selektiv in Richtung eines ihm zugeordneten Funktionselements
abstrahlt und ein reflektiertes Signal bzw. ein von dem Funktionselement
generiertes Antwortsignal empfängt
und auswertet bzw. zur Auswertung an eine entsprechende Auswerteelektronik weiterleitet.
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Bezüglich der
Messung hat sich auch eine andere Möglichkeit als vorteilhaft erwiesen:
So ist es möglich,
dass auf dem Messeinheit Kontaktelemente angebracht sind, die einen
galvanischen/elektrischen Kontakt zwischen der Messelektronik und
den Funktionselementen auf dem Band herstellen. Diese Kontaktelemente
sind auf der Oberseite der Messeinheit angeordnet, so dass die Funktionselemente
des Bands während
der Messung mit den Kontaktelementen in Kontakt kommen. Dabei können die
Kontaktelemente als elektrisch leitfähige und voneinander isolierte
Erhöhungen
ausgebildet sein. Als Oberseite der Messeinheit wird diejenige Seite
der Messeinheit bezeichnet, die während der Lage des Bands in
der Messstrecke zu dem entlang der Messstrecke angeordneten Bandabschnitt
weist.
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Es
ist möglich,
dass die Kontaktelemente als Nadeln ausgebildet sind, die einen
elektrischen Kontakt zwischen den Funktionselementen und den Messmodulen
herstellen. Um einen schlüssigen
Kontakt zu den Funktionselementen herzustellen sind die Nadeln auf
Federn gelagert, die die Nadeln in Richtung zu den Funktionselementen
drücken.
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Weiter
ist es möglich,
dass die Kontaktelemente als elastische leitfähige Kunststoffe ausgebildet
sind. Dabei besitzen die Kontakte eine Form, die an die Oberfläche der
Funktionselemente so angepasst ist, dass ein elektrischer Kontakt
zwischen der Messelektronik und den Funktionselementen zustande
kommt.
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Es
ist auch möglich,
dass die Kontaktelemente als elektrisch leitfähige flexible Folien ausgebildet
sind. Zum Beispiel besitzen die elastischen Folien metallische Beschichtungen
an den Stellen, an denen ein elektrischer Kontakt zu den Funktionselementen
bestehen soll.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die
Messeinrichtung eine Einrichtung zur optischen Erkennung/Messung
von Displays auf, die als elektronische Funktionselemente von Teilbereichen
des flexiblen Bands gebildet sein können. Funktionselemente des
Bands können
als Display ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass ein separates Display
als zusätzliches
Element auf dem Band angeordnet und/oder in bzw. auf Funktionselemente
integriert ist. Bevorzugt wird das Display hierbei ebenfalls mittels
Druckverfahren hergestellt. Zu Beginn des Vorgangs zur optischen
Erkennung/Messung des Displays wird das Display mit elektrischer Energie
versorgt. Die Energieversorgung des Displays kann kontaktlos erfolgen,
z. B. über
induktive/kapazitive Kopplung, über
ein RF-Signal, durch Einstrahlung von Licht auf eine in dem Funktionselement
vorgesehene Solarzelle, oder über
elektrische bzw. galvanische Kontakte, z. B. mithilfe metallischer Kontaktstifte,
die auf dem Messrad angeordnet sind. Durch die Energieversorgung
wird das Display in Funktion gesetzt. Die Funktion des Displays
kann durch eine geeignete Kontrolleinheit (Kamera, Sensor, etc.),
die in der Messeinrichtung angeordnet ist, erfasst werden und zur
Auswertung gelangen.
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Es
ist möglich,
dass das Display ein LCD-Element oder ein sonstiges passives Anzeigeelement
enthält,
das durch die Versorgung mit elektrischer Energie in Funktion tritt
(LCD = Liquid Crystal Display). Zur Funktionsprüfung bzw. optischen Erkennung/Messung
des LCD-Elements umfasst die Vorrichtung eine Kamera (z. B. eine
CCD-Kamera), die die Anzeige des LCD-Elements aufnimmt und zur Analyse
an eine Auswertestation weiterleitet (CCD = Charge Coupled Device).
Es ist auch möglich,
dass das Display ein LED-Element oder ein sonstiges aktives Anzeigeelement,
z. B. ein elektrolumineszentes Element, aufweist, das durch die
Versorgung mit elektrischer Energie in Funktion tritt und und zur
Analyse an eine Auswertestation weiterleitet (CCD = Charge Coupled
Device). Es ist auch möglich,
dass das Display ein LED-Element oder ein sonstiges aktives Anzeigeelement,
z. B. ein elektrolumineszentes Element, aufweist, das durch die
Versorgung mit elektrischer Energie in Funktion tritt und Licht
emittiert (LED = Light Emitting Diode). Zur Funktionsprüfung bzw.
optischen Erkennung/Messung des LED-Elements umfasst die Vorrichtung
eine Kamera oder einen Phototransistor oder eine Photodiode, die das
von dem LED-Element abgestrahlte Licht erfasst und zur Analyse an
eine Auswertestation weiterleitet. Es ist aber auch möglich, dass
das Display einen Photosensor enthält, der durch die Versorgung
mit elektrischer Energie in Funktion tritt. Zur Funktionsprüfung bzw.
optischen Erkennung/Messung des Photosensors umfasst die Vorrichtung
dann eine Lichtquelle, die den Photosensor anstrahlt. Die Strahlung
der Lichtquelle induziert in dem Photosensor ein Ausgangssignal.
Das Ausgangssignal des Photosensor-Displays wird zur Analyse an eine Auswertestation
weitergeleitet.
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Weiter
ist es auch möglich,
dass zusätzlich noch über ein
RF-Signal und/oder über
galvanische Kontakte ein Steuersignal von der Messeinrichtung an
das Funktionselement angelegt wird, welches die Aktivierung/Deaktivierung
des Displays bewirkt.
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Es
ist zweckmäßig, dass
Abmessungen der Messvorrichtung und/oder Parameter des Messverfahrens,
z. B. die externe und interne Bandgeschwindigkeit, das Puffervermögen der
Bandspeicher, die Länge
der Messstrecke, etc. veränderbar
sind. Damit kann die Verweildauer eines Bandabschnitts in der Messstrecke
und damit die zeitliche Dauer, die für die Messung zur Verfügung steht,
innerhalb eines weiten Bereiches praktisch stufenlos auf einen vorgegebenen
Wert eingestellt werden. Es ist z. B. möglich, In einer besonders vorteilhaften
Ausführung
der Erfindung werden die Messeinheit und das Band entlang der Messstrecke
in Kontakt gebracht. Es ist möglich, dass
dieser Kontakt mithilfe einer Andruckplatte erfolgt, die in einem
Abschnitt entlang der Messstrecke angeordnet ist. Die Andruckplatte
wird vor der Messung so gegen das Band gedrückt, dass der in der Messstrecke
ruhende Bandabschnitt durch die Andruckplatte gegen die Messeinheit
gedrückt
wird. Oder die Messeinheit wird von einer Hubvorrichtung gegen das
Band gedrückt.
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Es
hat sich als vorteilhaft gezeigt, dass der erste und/oder der zweite
Bandspeicher Luftströme aufweisen,
durch die das im Bandspeicher zu puffernde Band in Schlingen gelegt
wird. Je nach benötigter
Pufferung kann die Stärke
der Luftströme
variiert werden. Es ist auch möglich,
dass die Pufferung in dem ersten und/oder dem zweiten Bandspeicher mithilfe
von Umlenkrollen realisiert ist, deren Bewegung und Position eine
variables Puffervermögen
der Bandspeicher erlaubt.
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Vorzugsweise
ist in der Messvorrichtung eine Bandzugregelung vorgesehen, durch
die die Spannung des Bandes auf einem definierten Wert gehalten
wird. Es ist günstig,
wenn diese Bandzugregelung mit einer Regelung der Bandspeicher gekoppelt
ist, um einen abgestimmten Bandtransport zu erlauben, z. B. mit
konstanter Bandspannung.
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Weiter
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Messvorrichtung zwischen
zwei Fertigungsvorrichtungen für
die Herstellung der elektronischen Funktionselemente anzuordnen.
Es ist beispielsweise möglich,
dass die Funktionsfähigkeit
eines Funktionselements vor und nach einer Arbeitsstation zur Herstellung
eines elektronischen Funktionselements, z. B. vor und nach dem Aufbringen
einer Polymerschicht geprüft
wird. Dadurch ist eine Charakterisierung der Funktionselemente während der
laufenden Produktion, insbesondere zwischen verschiedenen Arbeitsschritten
der Herstellung der Funktionselemente möglich.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen
unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen beispielhaft erläutert.
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1 zeigt
einen schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Messvorrichtung
gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines
erfindungsgemäßen Messzyklus
der Messvorrichtung.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Justiereinrichtung für die Messvorrichtung.
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht auf ein Band mit Funktionselementen
sowie ein Ausführungsbeispiel
einer Justiereinrichtung.
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5 zeigt
eine schematische Darstellung einer Messelektronik gemäß einer
ersten Ausführungsform.
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6 zeigt
eine schematische Darstellung einer Messelektronik gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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7 zeigt drei unterschiedliche Ausgestaltungen
der erfindungsgemäßen Kontaktelemente.
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8 zeigt
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung
gemäß einer
weiteren Ausführung
der Erfindung.
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9 zeigt zwei unterschiedliche Ausgestaltungen
eines erfindungsgemäßen Bandspeichers.
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1 zeigt
einen Schnitt durch eine Messvorrichtung 100 mit einer
Messstrecke 1, einem ersten Bandspeicher 3 und
einem zweiten Bandspeicher 4. Ein flexibles Band 2 mit
elektrischen Funktionselementen läuft in einer Bandlaufrichtung
durch den ersten Bandspeicher 3, daraufhin durch die Messstrecke 1,
und zuletzt durch den zweiten Bandspeicher 4. Der Messstrecke 1 ist
eine Messeinheit 10 zugeordnet, die eine Trägereinheit 101 und
eine Messelektronikeinheit 102 aufweist. Der Messeinheit 10 ist
eine Andruckplatte 11 zugeordnet. Zwischen der Messeinheit 10 und
der Andruckplatte 11 hindurch wird das Band 2 geführt. Die
Trägereinheit 101 weist
vorzugsweise eine stabile Trägerplatte
auf, z. B. aus Metall oder Kunststoff, und trägt die Messelektronikeinheit 102.
Die Messelektronik 102 weist ein oder mehrere Messmodule 13 auf.
Zur Speicherung des Bands 2 in den Bandspeichern 3, 4 wird
das Band 2 in Schlingen 400 gelegt.
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Das
Band wird außerhalb
der Messvorrichtung 100, d. h. vor der Position 23 und
hinter der Position 26, kontinuierlich mit einer externen
Bandgeschwindigkeit 22e in Bandlaufrichtung 21 transportiert.
Innerhalb der Messstrecke 1 wird das Band 2 mit
einer variablen, internen Bandgeschwindigkeit 22i in Bandlaufrichtung 21 transportiert.
Dabei wechselt die interne Bandgeschwindigkeit 22i periodisch zwischen
zwei verschiedenen Werten: entweder ruht der Bandabschnitt innerhalb
der Messstrecke 1 (interne Bandgeschwindigkeit 22i gleich „Null") oder der Bandabschnitt
wird mit einer interne Bandgeschwindigkeit 22i, die größer als
die externe Bandgeschwindigkeit 22e ist, transportiert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung des
Ablaufs des Messzyklus der Messvorrichtung. Der Messzyklus weist
einen Stop-and-Go-Charakter auf, d. h. es gibt Phasen, in denen
das Band in der Messstrecke 1 ruht (Stop) und Phasen, in
denen das Band in der Messstrecke 1 bewegt wird (Go). In
jeder der dargestellten Phasen läuft
das Band 2 in der Bandlaufrichtung 21 kontinuierlich
mit einer externen Bandgeschwindigkeit 22e in den ersten
Bandspeicher 3 hinein und kontinuierlich mit derselben
externen Bandgeschwindigkeit 22e aus dem zweiten Bandspeicher 4 heraus.
Mit anderen Worten: die erfindungsgemäße Messvorrichtung 100 kann
an jeder Stelle eines Bandtransportsystems eingefügt zu werden
ohne das System zu beeinflussen oder zu stören.
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2a zeigt
eine erste Phase des Messzyklus, die kurz vor einer in 2b dargestellten
Messphase liegt. Das ständig
in den ersten Bandspeicher 3 hineinlaufende Band 2 wird
innerhalb des ersten Bandspeichers 3 gepuffert. Innerhalb
der Messstrecke 1 steht das Band 2 still, d. h.
die interne Bandgeschwindigkeit 22i hat den Wert Null.
Die Messeinheit 10 und die Andruckplatte 11 befinden
sich auseinander, so dass die Position des Bands 2 relativ
zu der Messeinheit 10 korrigiert werden kann, falls dies
für eine
ordnungsgemäße Durchführung der
Messung erforderlich sein sollte. Im zweiten Bandspeicher 4 ist ein
längerer
Abschnitt des Bands 2 gepuffert, indem es in Schlingen
gelegt wurde.
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2b zeigt
eine zweite Phase des Messzyklus, die Messphase. Das ständig in
den ersten Bandspeicher 3 hineinlaufende Band 2 wird
innerhalb des ersten Bandspeichers 3 gepuffert und bildet dort
zunehmend größere Schlingen
aus. Innerhalb der Messstrecke 1 ruht das Band 2 während der
Messung, d. h. die interne Bandgeschwindigkeit 22i hat den
Wert Null. Die Messeinheit 10 und die Andruckplatte 11 sind
in einem geschlossenen Zustand, d. h. die Messeinheit 10 ist
so weit nach oben bewegt worden und/oder die Andruckplatte 11 ist
so weit nach unten bewegt worden, dass der Bandabschnitt im Bereich
der Messeinheit 10 fest und unverrückbar gegen die Oberseite der
Messeinheit 10 gepresst wird. Im zweiten Bandspeicher 4 wird
die Länge
des gepufferten Abschnitt des Bands 2 ständig geringer,
weil das Band 2 kontinuierlich mit der externen Bandgeschwindigkeit 22e aus
dem zweiten Bandspeicher 4 herausläuft. Die während der ersten Phase maximal ausgebildeten
Schlingen des Bands 2 innerhalb des zweiten Bandspeichers 4 werden
zunehmend kleiner.
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2c zeigt
eine dritte Phase des Messzyklus, die kurz nach der in 2b dargestellten
Messphase liegt. Das ständig
in den ersten Bandspeicher 3 hineinlaufende Band 2 wird
innerhalb des ersten Bandspeichers 3 gepuffert und bildet
dort in der dritten Phase maximal ausgebildete Schlingen. Innerhalb
der Messstrecke 1 steht das Band 2 noch immer still,
d. h. die interne Bandgeschwindigkeit 22i hat den Wert
Null. Der Bandabschnitt innerhalb des Messstrecke 1 ist
noch immer derselbe Bandabschnitt wie während der ersten Phase. Die Messeinheit 10 und
die Andruckplatte 11 wurden nach der Messphase wieder auseinanderbewegt,
so dass das Band 2 wieder für einen Weitertransport in Richtung
des zweiten Bandspeichers 4 freigegeben ist. Im zweiten
Bandspeicher 4 ist kein Band 2 mehr gepuffert,
die Schlingen habe sich aufgelöst.
Das im zweiten Bandspeicher 4 gepufferte Band 2 wurde kontinuierlich
mit der externen Bandgeschwindigkeit 22e aus dem zweiten
Bandspeicher 2 herausgeführt.
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2d zeigt
eine vierte Phase des Messzyklus, eine Transportphase. Im ersten
Bandspeicher 3 wird der gepufferte Abschnitt des Bands 2 ständig geringer,
weil das Band 2 mit einer internen Bandgeschwindigkeit 22i aus
dem ersten Bandspeicher 3 herausläuft und in die Messstrecke 1 hineinläuft. Die während der
dritten Phase maximal ausgebildeten Schlingen des Bands 2 innerhalb
des ersten Bandspeichers 3 werden zunehmend kleiner. Innerhalb der
Messstrecke 1 wird das Band 2 mit der internen Bandgeschwindigkeit 22i weiter
transportiert, wobei die interne Bandgeschwindigkeit 22i größer als
die externe Bandgeschwindigkeit 22e ist. Vorzugsweise ist
die interne Bandgeschwindigkeit 22i erheblich größer als
die externe Bandgeschwindigkeit 22e, z. B. mehrfach so
groß wie
die externe Bandgeschwindigkeit 22e.
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Das
Band 2 wird in der Messstrecke 1 so lange weitertransportiert,
bis der nächste
zu vermessende Bandabschnitt (vorzugsweise der Bandabschnitt, der
sich während
der in 2b gezeigten Messphase unmittelbar
vor der Messstrecke 1 befand) in die Messstrecke eingeführt ist
und der Bandabschnitt, der sich während der in 2b gezeigten
Messphase in der Messstrecke 1 befand und durch die Messeinheit 10 vermessen
wurde, die Messstrecke 1 in Richtung des zweiten Bandspeichers 4 verlassen hat.
Die Messeinheit 10 und die Andruckplatte 11 befinden
sich auseinander, um den schnellen Weitertransport des Bandes 2 durch
die Messstrecke 1 zu ermöglichen. Das aus der Messstrecke 1 in
den zweiten Bandspeicher 4 hineinlaufende Band 2 wird
innerhalb des zweiten Bandspeichers 4 gepuffert und bildet
dort zunehmend größere Schlingen
aus. Nach der vierten Phase beginnt wieder die in 2a dargestellte
erste Phase und der Messzyklus ist geschlossen.
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Die
Parameter der Messvorrichtung 100 sind so gewählt, z.
B. die interne Bandgeschwindigkeit 22i ist auf die externe
Bandgeschwindigkeit 22e so abgestimmt, und die Länge 19 der
Messeinheit 10 ist so ausgelegt, dass vor und hinter der
Messvorrichtung 100 eine gleichförmige Bandbewegung mit konstanter
Geschwindigkeit entsteht. Außerdem
sind die genannten Parameter so gewählt, dass die Verweildauer
eines Bandabschnitts in der Messstrecke 1 und damit die
zeitliche Dauer, die für
die Messung zur Verfügung
steht, innerhalb eines weiten Bereiches praktisch stufenlos auf
einen vorteilhaften Wert eingestellt werden kann.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Messvorrichtung 300 mit
einer Justiereinrichtung. Die Justiereinrichtung umfasst eine Kontrolleinheit,
bestehend aus einer Kamera 370 und einem Regler 371. Eine
Bandführung
weist ein erstes Paar Bandrollen 330a, 330b, ein
zweites Paar Bandrollen 331a, 331b, sowie zwei
Motoreinheiten 340, 342 zum Antrieb der Bandrollen 330a, 330b, 331a, 331b auf.
Darüber
hinaus weist die Vorrichtung 300 eine Hubvorrichtung mit
einer Motoreinheit 341 zur Positionierung der Messeinheit 310 auf.
Ein Band 302 mit Funktionselementen wird mithilfe der Bandführung mit
einer internen Bandgeschwindigkeit 22i geführt. Vor
der Messung der Funktionselemente des Bands 302 durch die
Messeinheit 310 erfasst die Kamera 370 die Position
der Funktionselemente relativ zu definierten Markierungen auf der
Oberseite der Messeinheit 310. Die Markierungen auf der
Oberseite der Messeinheit 310 geben die Positionen in die
Messeinheit 310 integrierter Messmodule 313 an.
Die von der Kamera 370 erfassten Bilder werden in der Kamera 370 in
elektrische Signale umgewandelt, und diese von der Kamera 370 an
die Regiereinheit 371 übertragen, wo
sie ausgewertet werden.
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Falls
die Reglereinheit 371 eine Abweichung der relativen Position
zwischen einem Funktionselement und einer Markierung feststellt
und diese Abweichung außerhalb
eines vorgegebenen Toleranzbereiches liegt, steuert die Reglereinheit 371 die
Motoreinheiten 340 und 342 und/oder die Motoreinheit 341 an.
Die Motoreinheiten 340 und 342 bewirken durch
eine Abbremsung oder eine Beschleunigung der Bandrollen 330a, 330b bzw. 331a, 331b eine
Veränderung
der internen Bandgeschwindigkeit 22i und/oder eine Positionsänderung
des Bands 2 (in Bandlaufrichtung und/oder quer zur Bandlaufrichtung).
Die Motoreinheit 341 bewirkt eine Positionsänderung
der Messeinheit 310. Durch die gezielte Ansteuerung der
Motoreinheiten 340 bis 342 ist es möglich, eine
eventuelle Positionsabweichung in einen tolerierten Bereich zurückzuführen.
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Die
Länge 319 der
Messeinheit 310 sowie die Anzahl und die Anordnung der
Messmodule 313 auf der Messeinheit 310 sind an
die Anordnung der Funktionselemente in dem Band 302 angepasst.
Insbesondere ist die Anordnung der Messmodule 313 an eine
Wiederholungslänge
der Funktionselemente des Bands 302 angepasst. Dadurch
ist eine kontinuierliche Charakterisierung der Funktionselemente des
Bands 302 durch die Messmodule 313 möglich. In
der Praxis unvermeidbare Ungenauigkeiten, die im Laufe mehrerer
Messvorgänge
und Weitertransporte des Bands 302 zu einem größeren Fehler
im Bezug auf die Zuordnung eines Messmoduls 313 zu einem zugeordneten
Funktionselement anwachsen können, werden
durch entsprechende Korrekturen der Position des Bands 302 und/oder
der Messeinheit 310 vor der Messphase korrigiert. Es ist
auch möglich,
dass die Dauer des Weitertransports des Bands 2 mit der internen
Bandgeschwindigkeit 22i so angepasst wird, dass die Positionsdifferenzen
von Band 302 und Messeinheit 310 unter die Toleranzgrenzen
verringert werden. Der definierte Transport des Bands 302 wird
mithilfe der Bandrollen 330a, 330b, 331a, 331b erzielt.
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4 zeigt
eine Draufsicht auf ein Band 402, das in Teilbereichen
Funktionselemente 450 aufweist. In einem Randbereich des
Bands 402 sind Markierungen 455 angebracht. Die
Funktionselemente 450 weisen in Bandlaufrichtung 421 einen
periodischen Abstand 403 auf. In dem dargestellten Beispiel
sind alle Funktionselemente 450 vom gleichen Typ A. Daher
entspricht der Abstand 403 der minimalen Wiederholungslänge. Darüber hinaus zeigt 4 Teile
einer Justiereinrichtung bestehend aus einer Kamera 470 und
einer Reglereinheit 471, wobei die Kamera 470 kontaktlos
die Position der Markierungen 455 erfasst.
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Gemäß der in 4 dargestellten
Ausführungsform
sind die Funktionselemente 450 in drei in Bandbewegungsrichtung 421 parallel
zueinander verlaufenden Bahnen des Bands 402 vorgesehen. Die
Markierungen 455 geben die Lage einer quer zur Bandbewegungsrichtung 421 verlaufenden
Reihe von Funktionselementen 450 des Bands 402 an.
Es ist auch denkbar, dass die Funktionselemente 450 in nur
einer oder zwei oder in mehr als drei Bahnen des Bands 402 vorgesehen
sind, wobei sowohl der Abstand der Reihen zueinander als auch die
Wiederholungslänge 403 der
Funktionselemente 450 in einer gewünschten Weise festgelegt ist.
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Die
in Teilbereichen des Bands 402 gebildeten Funktionselemente 450 sind
als sogenannte gedruckte Elektronik realisiert. Gedruckte Elektronik
ist im wesentlichen aus organischen oder polymeren Werkstoffen aufgebaut,
d. h. dass vorzugsweise die halbleitenden Schichten der elektronischen
Funktionselemente 450 aus organischen Werkstoffen bestehen,
wobei diesen Werkstoffen auch Füll-
oder Dotierstoffe beigefügt
sein können,
die aus anderen, beispielsweise anorganischen Werkstoffen bestehen,
um z. B. die Leitfähigkeit
zu erhöhen
oder die gewünschten
technologischen Eigenschaften herbeizuführen. Außerdem können beispielsweise Kontaktelektroden,
Leiterbahnen, Isolatoren oder Dielektrika der Funktionselemente 450 auch
aus anorganischen Werkstoffen, beispielsweise Metalle oder Keramik bestehen,
die vorzugsweise ebenso wie die organischen Werkstoffe mittels eines
Druckverfahrens aufgebracht werden. Wesentlich ist, dass die verwendeten
Werkstoffe derart aufeinander abgestimmt sind, dass sie eine Herstellung
der elektrischen Funktionselemente 450 mit im wesentlichen
einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren
unter Einsatz von Drucktechniken ermöglichen.
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Im
Folgenden wird der Aufbau des Bands 402 mit den Funktionselementen 450 aus
gedruckter Elektronik beispielhaft beschrieben. Als Substrat der Funktionselemente 450 wird
ein bandförmiges
Foliensubstrat auf Polyester- oder
Polyimidbasis verwendet, auf das die gedruckte Elektronik aufgebracht,
insbesondere aufgedruckt wird. Die Dicke des Foliensubstrats beträgt ca. 12
bis 200 μm,
seine Breite quer zur Bewegungsrichtung ca. 300–600 mm und seine Länge ca.
2–3 km.
Das Foliensubstrat ist zu Beginn auf einer Rolle aufgewickelt und
wird, wie in der Drucktechnik üblich,
kontinuierlich von der Rolle abgewickelt und zu verschiedenen Fertigungsvorrichtungen
geführt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Bands 402 ist
ein Funktionselement mit einer auf dem Foliensubstrat angeordneten
Antenne zum Empfangen und/oder Senden von Daten versehen. Das Funktionselement besitzt
dann die Funktionalität
eines Transponders, der nach Aktivierung mittels einer geeigneten
Sende-/Empfangseinrichtung drahtlos die in einem elektronischen
Schaltkreis des Funktionselements 450 codierten Informationen überträgt. Unter
Verwendung einer leitfähigen
Paste, beispielsweise eines mit Metallpartikeln gefüllten polymeren
Bindemittels, wird mittels Siebdruck eine Antenne in Form einer
ebenen Leiterbahn aufgedruckt. Die Schichten aus einem elektrisch
leitfähigen
Material haben eine Dicke von 50 nm bis 50 μm Ein ebenfalls in Drucktechnik
auf das Substrat aufgebrachter Kondensator ist mit der Antenne elektrisch
leitfähig verbunden
und bildet mit dieser einen Resonanzkreis. Der Resonanzkreis dient
außerdem
zugleich als Energiequelle zur Energieversorgung der nachfolgend
aufgebrachten, elektrischen Komponenten.
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Darüber befindet
sich eine Schicht eines leitfähigen
Polymers, beispielsweise leitfähiges
Polyanilin (PANI), die durch ein kontinuierliches Folienbeschichtungsverfahren,
beispielsweise ein Tauchverfahren, aufgebracht ist. Diese Schicht
dient als Elektrode für
die Bauelemente mit Transistorfunktion. Das leitfähige Polymer
ist durch Belichtung entsprechend der Erfordernisse des elektronischen
Schaltkreises strukturiert, so dass in einer isolierenden Matrix
elektrisch leitfähige
Bereiche entstehen, die dann als Gate-Elektroden der im elektronischen Schaltkreis vorliegenden
Bauelemente mit Transistorfunktion (Feldeffekt-Transistoren = FETs)
dienen können.
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Eine
auf diese Schicht aufgebrachte isolierende Polymerschicht, z. B.
Polyhydroxystyrol (PHS), dient als Gate-Dielektrikum für die im
elektronischen Schaltkreis verwendeten Feldeffekttransistoren. Eine weitere
darüber
angeordnete halbleitende Polymerschicht, z. B. Polythiophen, übernimmt
die Funktion des Halbleiters. Die elektronische Schaltung wird dann
durch eine zweite leitfähige
Schicht, die beispielsweise ebenfalls aus leitfähigem PANI besteht, vervollständigt. Durch
entsprechende Strukturierung entstehen in dieser leitfähigen Schicht
ebenfalls Leiterbahnen sowie die jeweiligen Drain- und Source-Elektroden
der jeweiligen FETs.
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Durch
eine Deckfolie oder Deckschicht wird die gesamte Anordnung vor mechanischen
und anderen Umwelteinflüssen
(Licht, Feuchte, Gase) geschützt.
Diese Deckschicht kann gegebenenfalls in der Art von Briefmarken
mit Werbung oder mit einer optisch auslesbaren Information, beispielsweise
einem Barcode, bedruckt sein. Nach dem Aufbringen einer Deckschicht
werden aus dem Band 402 die Teilbereiche herausgestanzt
bzw. -geschnitten, in denen die Funktionselemente 450 ausgebildet
sind. Die herausgelösten
Teilbereiche können,
eventuell nach weiteren Fertigungsschritten, als RFID-Tags Verwendung
finden.
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Alternativ
zu einem kontaktlosen Verfahren unter Verwendung einer Antenne des
Funktionselements 450 oder ergänzend hierzu ist es auch möglich, die
im elektronischen Schaltkreis des Funktionselements 450 gespeicherten
Informationen durch direkte Kontaktierung auszulesen. Hierzu ist
das Funktionselement 450 mit zumindest einem elektrischen Anschlusskontakt
versehen, der zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit einer
externen Lese-, Schreib- oder Messvorrichtung vorgesehen ist.
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5 zeigt
einen Schnitt durch eine Messeinheit 510 mit einem darauf
angepressten Band 500, das ein Foliensubstrat 502 und
ein erstes Funktionselement 550 und ein zweites Funktionselement 551 aufweist.
Entlang der Oberseite der Messeinheit 510 sind Messmodule 40, 50 angeordnet,
die mit einem zentralen Steuergerät 513 der Messelektronik verbunden
sind. Ein erstes Messmodul 40 ist dem ersten Funktionselement 550 zugeordnet
und umfasst eine Antenne 42 und einen Messkopf 43.
Es ist so von einer Abschirmung 41 umgeben, dass die Antenne 42 nur
in Richtung des ersten Funktionselements 550 senden und
empfangen kann. Ein zweites Messmodul 50 ist dem zweiten
Funktionselement 551 zugeordnet und umfasst eine Antenne 52 und
einen Messkopf 53. Es ist analog zu dem ersten Messmodul 40 so
von einer Abschirmung 51 umgeben, dass die Antenne 52 nur
in Richtung des zweiten Funktionselements 551 senden und
empfangen kann.
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Die
Messmodule 40, 50 werden durch das zentrale Steuergerät 513 gesteuert
und zur Durchführung
einer Messung einer Eigenschaft der ihnen zugeordneten Funktionselemente 550, 551 veranlasst.
Die Messung erfolgt ohne Kontakt zu den Funktionselementen 550, 551 und
wird mithilfe von RF-Signalen durchgeführt, die von den Antennen 42, 52 ausgestrahlt
bzw. detektiert werden. Die dargestellten Funktionselemente 550, 551 bilden
beispielsweise Bauteile eines RFID-Tags, deren Funktion durch die
Messmodule 40, 50 überprüft werden soll.
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Sobald
durch eine Justiereinrichtung (nicht dargestellt) festgestellt wird,
dass sich die Messmodule 40, 50 in einer vorgegebenen
Position bezüglich der
zugeordneten Funktionselemente 550, 551 befinden,
gibt die Justiereinrichtung eine Signal an das zentrale Steuergerät 513.
Ausgelöst
durch dieses Signal veranlasst das zentrale Steuergerät 513 die
beiden Messmodule 40, 50, die Messung zu beginnen. Die
Messköpfe 43, 53 generieren
je ein RF-Signal, das über
die Antennen 42, 52 jeweils an die Funktionselemente 550, 551 gesendet
wird. In Reaktion auf die empfangenen RF-Signale emittieren die
Funktionselemente 550, 551 ein entsprechendes
Antwortsignal, das mithilfe der Antennen 42, 52 von
den Messmodulen 40, 50 empfangen wird. Die empfangenen
Antwortsignale werden über
die Messköpfe 43, 53 an
das zentrale Steuergerät 513 weitergeleitete,
von wo sie zu einer Analyseeinheit (nicht dargestellt) übertragen
werden.
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6 stellt
einen Schnitt durch eine Messeinheit 610 dar, an deren
Oberseite ein Band 600, bestehend aus einem Foliensubstrat 602 mit
einem Funktionselement 650, angedrückt wird. Das Funktionselement 650 ist
auf einer Seite des Foliensubstrats 602 aufgebracht, die
der Messeinheit 610 zugewandt ist. Auf der Oberseite der
Messeinheit 610 befinden sich Kontaktelemente 612,
die einen elektrischen/galvanischen Kontakt zu dem Funktionselement 650 herstellen.
Jedes der Kontaktelemente 612 ist durch eine elektrische
Leitung 614 mit einer Reglereinheit 613 verbunden.
Durch den elektrischen Kontakt zwischen der Reglereinheit 613 und
dem Funktionselement 650 kann eine Eigenschaft des Funktionselements 650 gemessen
werden.
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7a zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel der
Kontaktelemente. Ein Band 700 umfasst eine flexible Folie 702,
auf die Schichten 7030, 7040, 7050 und 7060 eines
Funktionspolymers aufgebracht sind, wobei die erste Schicht 7030 eine
leitfähige
Schicht, die zweite Schicht 7040 eine isolierende Schicht
und die dritten Schichten 7050 und 7060 halbleitende Schichten
darstellen. Das Band 700 wird gegen eine Messeinheit 710 gepresst.
Auf dem Außenumfang der
Messeinheit 710 befindet sich eine Kunststoffschicht 7080.
Die Kunststoffschicht 7080 umfasst elastische Kunststoffelemente 7090, 7100, 7110 und 7120,
wobei die Kunststoffelemente 7090, 7100 und 7110 leitfähig sind
und die Kunststoffelemente 7120 elektrisch isolierend sind.
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Die
elektrisch leitenden Kunststoffelemente 7090, 7010 und 7110 sind
elektrisch mit einem Messmodul 713 verbunden und so ausgebildet,
dass sie zu der leitenden Schicht 7030 und den halbleitenden Schichten 7050, 7060 des
Bands 700 einen elektrischen Kontakt herstellen. Das Kunststoffelement 7090 stellt
zu der halbleitenden Schicht 7050, das Kunststoffelement 7100 zu
der leitfähigen
Schicht 7030 und das Kunststoffelement 7110 zu
der halbleitenden Schicht 7060 einen elektrischen Kontakt
her.
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Die 7b zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kontaktelemente. Auf
der Folie 702 befinden sich, wie in 7a beschrieben,
die leitenden, isolierenden und halbleitenden Kunststoffschichten 7030, 7040, 7050 und 7060 des
Funktionspolymers. In der Messeinheit 710 sind Nadeln 7140a, 7140b, 7140c vorgesehen,
welche auf Federn 7150a, 7150b, 7150c gelagert
sind. Die Nadeln 7140 sind über elektrische Leitungen mit
dem Messmodul 713 verbunden. Durch die federnde Lagerung
der Nadeln 7140 werden die Spitzen der Nadeln 7140 so
an die Kunststoffschichten 7030, 7050, 7060 gedrückt, dass
ein elektrischer Kontakt des Funktionselements zu dem Messmodul 713 hergestellt
wird.
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7c zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Kontaktelemente.
Auf der flexiblen Folie 702 befinden sich die Kunststoffschichten 7030, 7040, 7050 und 7060 des
Funktionspolymers, die wie in den 7a und 7b beschrieben
ausgebildet sind. Auf dem Außenumfang der
Messeinheit 710 befindet sich eine flexible Folie 7160,
deren Oberseite an drei Stellen metallische Beschichtungen 7170a, 7170b, 7170c aufweist.
Zwischen der Messeinheit 710 und der Folie 7160 befindet
sich eine elastische Zwischenschicht 7180, die die Folie 7160 gegen
die Schichten 7030, 7050, 7060 des Funktionselements
drückt.
Die auf der Oberseite der Folie 7160 vorgesehenen Beschichtungen 7170 stellen
einen elektrischen Kontakt zwischen den Schichten 7030, 7050, 7060 und
einem Messmodul 713 her.
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8 zeigt
eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung 800,
bestehend aus einer Messstrecke 801, einem ersten Bandspeicher 803 und
einem zweiten Bandspeicher 804, zwischen einem ersten Druckzylinder 878 und
einem zweiten Druckzylinder 879. Um die Druckzylinder 878, 879 herum
und durch die Messvorrichtung 800 hindurch wird ein Band 802 geführt, das
ein Foliensubstrat aufweist, auf das Schichten eines Funktionspolymers
aufgebracht werden. An dem ersten Druckzylinder 878 wird
durch eine Druckvorrichtung 880 eine erste Schicht eines
Funktionspolymers auf das Band 802, das in Bandlaufrichtung 821 bewegt
wird, aufgebracht. In Bandlaufrichtung 821 hinter dem ersten
Druckzylinder 878 befindet sich eine Umlenkrolle 876,
die das Band 802 zu der Messvorrichtung 800 führt. In
der Messstrecke 801 wird die Funktionsfähigkeit der an der Druckvorrichtung 880 aufgebrachten
Funktionspolymerschicht überprüft werden
kann. Nach dem Messvorgang in der Messstrecke 801 wird das
Band 802 über
eine zweite Umlenkrolle 877 zu dem zweiten Druckzylinder 879 transportiert,
wo eine weitere Schicht eines Funktionspolymers auf das Foliensubstrat
des Bands 802 aufgebracht wird.
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Mit
der dargestellten Anordnung der Messvorrichtung 800 zwischen
den beiden Druckzylindern 878, 879 ist es möglich, die
Funktionsfähigkeit
bzw. eine Eigenschaft eines Bauelements der Polymerelektronik, bestehend
aus gedruckten Schichten verschiedener Funktionspolymere, während seiner
Produktion zu testen.
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9 zeigt zwei unterschiedliche Ausgestaltungen
eines erfindungsgemäßen Bandspeichers.
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9a zeigt
einen Bandspeicher 903a mit einem ersten Bandrollenpaar 930a, 930b am
Eintritt des Bandspeichers 903a und einem zweiten Bandrollenpaar 931a, 931b am
Austritt des Bandspeichers 903a. Außerdem umfasst der Bandspeicher 903a Luftdüsen 940, 941, 942,
aus denen Luftströme 950a, 950b, 950c regelbarer
Stärke
strömen.
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Ein
Band 902 wird in Bandlaufrichtung 921 über das
erste Bandrollenpaar 930a, 930b in den Bandspeicher 903a geführt. Je
nach benötigter
Speicherung/Pufferung des Bands 902 treten aus den Luftdüsen 940, 941, 942 Luftströme 950a, 950b, 950c aus,
deren Stärke
so geregelt ist, dass sich das Band innerhalb des Bandspeichers 903a in
Schlingen 9020 gewünschter
Größe legt.
Dadurch kann eine gewünschte
Länge des
Bands 902 in dem Bandspeicher 903a gespeichert
werden. Über
das zweite Bandrollenpaar 931a, 931b wird das
Band 902 in Bandlaufrichtung 921 wieder aus dem
Bandspeicher 903a geführt.
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Die
Bandrollen 930a, 930b und 931a, 931b dienen
dem Transport eines Bands 902 in den und aus dem Bandspeicher 903a.
In einer bevorzugten Ausführung
wird die Bewegung der Bandrollen 930a, 930b, 931a, 931b mit
der Aktion der Luftdüsen 940, 941, 942 durch
eine Bandzugregelung (nicht dargestellt) so abgestimmt und geregelt,
dass das Band 902 stets eine voreingestellte Bandzugspannung
aufweist.
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9b zeigt
einen Bandspeicher 903b mit einem ersten Bandrollenpaar 930a, 930b am
Eintritt des Bandspeichers 903b und einem zweiten Bandrollenpaar 931a, 931b am
Austritt des Bandspeichers 903b. Außerdem umfasst der Bandspeicher 903b Umlenkrollen 960, 961, 962,
deren Position veränderlich
ist.
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Ein
Band 902 wird in Bandlaufrichtung 921 über das
erste Bandrollenpaar 930a, 930b in den Bandspeicher 903b geführt. Innerhalb
des Bandspeichers 903b wird das Band 902 um die
Umlenkrollen 960, 961, 962 geführt, und über das
zweite Bandrollenpaar 931a, 931b wird das Band 902 in
Bandlaufrichtung 921 wieder aus dem Bandspeicher 903b geführt. Je
nach benötigter
Speicherung/Pufferung des Bands 902 bewegen sich die Umlenkrollen 960, 961, 962 zu
Positionen innerhalb des Bandspeichers, die mehr oder weniger weit
quer zur Bandlaufrichtung liegen. Das um die Umlenkrollen 960, 961, 962 geführte Band 902 bildet
je nach Auslenkung 970, 971, 972 der
Umlenkrollen 960, 961, 962 Schlingen
gewünschter
Größe aus.
Dadurch kann eine gewünschte
Länge des
Bands 902 in dem Bandspeicher 903b gespeichert
werden.
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Die
Bandrollen 930a, 930b und 931a, 931b dienen
dem Transport eines Bands 902 in den Bandspeicher 903b hinein
und aus dem Bandspeicher 903b hinaus. In einer bevorzugten
Ausführung
wird die Bewegung der Bandrollen 930a, 930b, 931a, 931b mit
der Auslenkung/Position der Umlenkrollen 960, 961, 962 durch
eine Bandzugregelung (nicht dargestellt) so abgestimmt und geregelt,
dass das Band 902 stets eine voreingestellte Bandzugspannung
aufweist.