DE102009015742A1

DE102009015742A1 - Electrically functional multi-layer foil system, has electrically conductive material arranged in passage hole to make electrically conductive connection between contact areas of foil substrates

Info

Publication number: DE102009015742A1
Application number: DE200910015742
Authority: DE
Inventors: Andreas Drost; Martin KÖNIG; Christof STROHHÖFER; Gerhard Klink; Dieter Hemmetzberger
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-14
Anticipated expiration: 2029-04-01
Also published as: DE102009015742B4

Abstract

The system (100) has a foil substrate (102) with a contact area (104) and an electrical functional element (106) connected with the contact area. An intermediate foil (120) is arranged between the foil substrate and another foil substrate (110). An electrically conductive material (124) is arranged in a passage hole (122-1) of the structured intermediate foil to make an electrically conductive connection between the contact area of the former foil substrate and a contact area (112) of the latter foil substrate. An independent claim is also included for a method for manufacturing an electrically functional multi-layer foil system.

Description

Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein elektrisch funktionales Mehrschichtfoliensystem und ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems.embodiments according to the present The invention relates to an electrically functional multilayer film system and further to a method of making such an electrically functional one Multilayer film system.

Für die Bereitstellung von elektrischen Funktionen, z. B. Sensorfunktionen, deren Werte beispielsweise elektrisch ausgelesen werden können, werden beispielsweise Silizium-Chips eingesetzt, die auf starren Trägern oder flexiblen Substraten montiert werden können. Aufbau- und Verbindungstechniken (AVT) für Silizium-Chips auf starren Trägern sind z. B. „Wire-Bonding” und „Flip-Chip-Bonding” mittels Löten, leitfähigen und anisotrop leitfähigen Klebstoffen. Aufbau- und Verbindungstechniken für Silizium-Chips auf flexiblen Substraten sind, z. B. „Flip-Chip-Bonding”, wie zuvor genannt, und isoplanare Kontaktierungen.For the provision of electrical functions, e.g. B. sensor functions, their values For example, can be read electrically, for example Used silicon chips, those on rigid girders or flexible substrates can be mounted. Construction and connection techniques (AVT) for Silicon chips are on rigid supports z. As "wire-bonding" and "flip-chip bonding" means Soldering, conductive and anisotropically conductive adhesives. Construction and connection techniques for silicon chips on flexible substrates are, for. B. "flip-chip bonding", as before called, and isoplanar contacts.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein elektrisch funktionales Foliensystem und ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitzustellen, um unterschiedliche funktionale Schaltungselemente möglichst einfach in dem Foliensystem miteinander integrieren zu können.outgoing from this prior art, the object of the present Invention therein, an electrically functional film system and a corresponding To provide manufacturing processes to different functional Circuit elements as possible easy to integrate with each other in the film system.

Diese Aufgabe wird durch ein Mehrschichtfoliensystem gemäß Anspruch 1 und Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtfoliensystem gemäß Ansprüchen 9 und 19 gelöst.These The object is achieved by a multilayer film system according to claim 1 and a method for producing a multilayer film system according to claims 9 and 19 solved.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung schafft ein elektrisch funktionales Mehrschichtsystem, mit einem ersten Foliensubstrat mit einem ersten Kontaktbereich und einem damit verbundenen ersten elektrischen Funktionselement, mit einem zweiten Foliensubstrat mit einem zweiten Kontaktbereich und einem damit verbundenen zweiten elektrisch funktionalen Element, und mit einer mit Durchgangsöffnungen strukturierten Zwischenfolie, die zwischen dem ersten und zweiten gegenüberliegenden Foliensubstrat angeordnet und mittels einer Klebe- oder Laminierungsverbindung mit denselben flächig verbunden ist. Dabei ist in zumindest einer Durchgangsöffnung der strukturierten Zwischenschicht, die sich zwischen dem ersten Kontaktbereich und dem zweiten Kontaktbereich befindet, ein leitfähiges Material angeordnet, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem ersten Kontaktbereich des ersten Foliensubstrats und dem zweiten Kontaktbereich des zweiten Foliensubstrats herzustellen.One embodiment of the present invention provides an electrically functional multilayer system, with a first film substrate having a first contact area and a first electrical functional element connected thereto, with a second film substrate having a second contact area and a second electrically functional element connected thereto, and one with through holes structured intermediate foil, which is between the first and second opposite Foil substrate arranged and by means of an adhesive or lamination with the same area connected is. Here, in at least one passage opening of the structured intermediate layer extending between the first contact area and the second contact region, a conductive material arranged to form an electrically conductive connection between the first contact region of the first film substrate and the second contact region of the second film substrate.

Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung basieren auf dem Kerngedanken, dass eine mit Durchgangsöffnungen bzw. Löchern vorstrukturierte Zwischenfolie als strukturierte Zwischenschicht („Lochfolie” bzw. „Lochrasterfolie”) zur gleichzeitigen elektrischen und mechanischen Verbindung von funktionalen Foliensubstraten verwendet wird, wobei diese funktionalen Foliensubstrate selbst wiederum elektrische Funktionselemente, wie beispielsweise Leiterbahnen, aktiv elektrisch bzw. elektronische Bauelemente, passive elektrische oder elektronische Bauelemente integrierte Schaltungschips, Sensorelemente, und/oder Energieversorgungselemente, wie z. B. Batterien, aufweisen.embodiments according to the present Invention are based on the core idea that one with through holes or pre-structured holes Intermediate foil as a structured intermediate layer ("perforated foil" or "perforated lenticular foil") for simultaneous electrical and mechanical connection of functional film substrates is used, these functional film substrates themselves again electrical functional elements, such as strip conductors, active electrical or electronic components, passive electrical or electronic components integrated circuit chips, sensor elements, and / or energy supply elements, such. As batteries have.

Wie gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung dargestellt ist, ermöglicht das elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem bzw. die erläuterte Vorgehensweise hinsichtlich der Aufbau- und Verbindungstechnik für Folien- bzw. Foliensubstrate eine mechanische und elektrische Verbindungsmöglichkeit von funktionalen Folienelementen, die prozesstechnisch relativ unaufwändig und kostengünstig realisierbar ist. Dabei erfolgt die mechanische und elektri sche Verbindung zwischen den funktionalen Folienelementen mittels einer strukturierten Zwischenschicht, welche aus einer Anordnung leitfähiger Bereiche in einer nicht-leitenden Matrix bzw. einem nicht-leitenden Lochraster besteht.As according to embodiments of the present invention allows the electrically functional Multilayer film system or the explained procedure with regard to the assembly and connection technology for film or film substrates a mechanical and electrical connection of functional film elements that are relatively inexpensive in terms of process technology and economical is feasible. The mechanical and electrical cal takes place Connection between the functional film elements by means of a structured intermediate layer, which consists of an array of conductive areas in a non-conductive Matrix or a non-conductive hole pattern.

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine Durchgangsöffnung der strukturierten Lochfolie mit einem elektrisch leitfähigen Material versehen, wobei sich diese Durchgangsöffnung zwischen zwei einander zugewandten Kontaktbereichen auf dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat befindet, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den ersten Kontaktbereichen und dem zweiten Kontaktbereich des ersten bzw. zweiten Foliensubstrats und damit zwischen zwei elektrischen Funktionselementen an dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat herzustellen.According to embodiments the present invention is at least one passage opening of the structured perforated foil with an electrically conductive material provided, with this passage opening between two each other facing contact areas on the first and the second film substrate located to an electrically conductive connection between the first contact areas and the second contact area of the first or second film substrate and thus between two electrical Functional elements on the first and second film substrates manufacture.

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung kann somit ein elektrisch funktionales Mehrschichtfoliensystem erhalten werden bzw. ein Herstellungsverfahren für ein solches elektrisch funktionales Mehrschichtfoliensystem ausgeführt werden, bei dem flexible Foliensubstrate, die beispielsweise Dicken zwischen 100 nm und 250 μm, zwischen 500 nm und 100 μm oder zwischen 1 μm und 50 μm aufweisen, verwendet werden können, so dass das resultierende elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem selbst mechanisch flexibel bleibt und insbesondere beispielsweise auf unebene Oberflächen, das heißt auf Oberflächen mit einer Oberflächentopologie, aufgebracht werden.According to embodiments The present invention can thus be an electrically functional Multilayer film system are obtained or a manufacturing process for a such electrically functional multilayer film system are executed, in the flexible film substrates, for example, thicknesses between 100 nm and 250 μm, between 500 nm and 100 μm or between 1 μm and 50 μm, can be used so that the resulting electrically functional multilayer film system itself remains mechanically flexible and in particular, for example on uneven surfaces, this means on surfaces with a surface topology, be applied.

Darüber hinaus erlauben Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, dass Foliensubstrate großflächig einer Folienprozessierung unterzogen werden, so dass eine kostengünstige Massenproduktion elektrischer Systeme mit großen Abmessungen in Bereichen von Quadratzentimetern bis zu mehreren Quadratmetern bzw. eine Endlosverarbeitung in Rolle zu Rolle ermöglicht wird, welche auf Basis von Siliziumwafern nicht zu realisieren sind. Damit können beispielsweise äußerst zweckmäßig Mensch-Maschine-Interfaces, flächige Sensorfelder, Beleuchtungselemente, die Funktionalisierung von großen Flächen, wie Fenstern, Türen, Tischplatten, z. B. im Büro etc., hergestellt werden. Darüber hinaus ermöglichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, die sich auf die jeweiligen Herstellungsverfahren beziehen, dass verschiedene Funktionseinheiten eines Systems, das heißt beispielsweise unterschiedliche Foliensubstrate mit spezifischen elektrisch funktionalen Elementen, die jeweils unterschiedlichen Prozessbedingungen bei deren Herstellung unterzogen werden müssen, trotzdem ohne größeren Aufwand zusammengefügt und assembliert werden können. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht alle Folienelemente bzw. alle verwendbaren unterschiedlichen Foliensubstrate mit den jeweiligen Prozessbedingungen aller anderen Foliensubstrate kompatibel sind. Daher ist die erfindungsgemäße Prozessierung als Einzelelemente auf Foliensubstraten bzw. Trägerfolien und deren nachträgliche Verbindung, wie dies Ausführungsbeispiele der vorliegenden Herstellungsverfahren lehren, äußerst vorteilhaft.In addition, embodiments of the present invention allow film substrates are subjected over a large area of a film processing, so that a cost-effective mass production of electrical systems with large dimensions Sizes ranging from square centimeters up to several square meters or a continuous processing in roll to roll is made possible, which can not be realized on the basis of silicon wafers. Thus, for example, extremely useful human-machine interfaces, surface sensor fields, lighting elements, the functionalization of large areas, such as windows, doors, table tops, z. B. in the office, etc., are produced. Moreover, embodiments of the present invention relating to the respective manufacturing methods allow various functional units of a system, that is to say, for example, different film substrates with specific electrically functional elements, which in each case have to be subjected to different process conditions during their production, to be joined together without much effort and can be assembled. It should be noted in this connection that with high probability not all film elements or all usable different film substrates are compatible with the respective process conditions of all other film substrates. Therefore, the processing according to the invention as individual elements on film substrates or carrier films and their subsequent connection, as taught by embodiments of the present production method, extremely advantageous.

Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird ferner eine äußerst variable Integrierbarkeit unterschiedlicher elektrischer Funktionselemente innerhalb des elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems ermöglicht, da beispielsweise leistungsfähige Elektronikkomponenten als (z. B. gedünnte) Silizium-Chips, Displays, Elektrolumineszenzelemente, OLEDs, E-Ink, Sensoren oder Aktoren, wie z. B. Schalter oder Taster, integriert und miteinander verknüpft werden können.According to embodiments The present invention also has extremely variable integratability different electrical functional elements within the electrical functional multilayer film system allows, for example, powerful electronic components as (eg thinned) Silicon chips, displays, electroluminescent elements, OLEDs, e-ink, Sensors or actuators, such. As switches or buttons integrated and linked together can be.

Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:embodiments according to the present Invention will be described below with reference to the accompanying Figures closer explained. Show it:

1a–b ein funktionales Mehrschichtfoliensystem in einer Explosionsdarstellung und einer Schnittdar stellung gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 1a A functional multilayer film system in an exploded view and a Schnittdar position according to embodiments of the present invention;

2a–d ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines funktionalen Mehrschichtfoliensystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; 2a Figure 6 is a flowchart of a method of making a functional multilayer film system in accordance with embodiments of the present invention;

3a–c ein Flussdiagramm eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung. 3a 5 shows a flowchart of a further method for producing an electrically functional multilayer film system according to embodiments of the present invention.

Im Folgenden wird nun anhand der Figuren das erfindungsgemäße elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem und verschiedene Herstellungsverfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen funktionalen Mehrschichtfoliensystems erläutert. In der nachfolgenden Beschreibung werden für funktionsähnliche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen oder entsprechenden funktionellen Eigenschaften die gleichen Bezugszeichen verwendet, so dass die Beschreibung dieser Elemente in den unterschiedlichen Figuren untereinander austauschbar ist.in the The invention will now be electrically based on the figures functional multilayer film system and various manufacturing methods for producing such an electric functional multilayer film system explained. In the following description are for functionally similar or functionally identical Elements with the same or corresponding functional properties the same reference numerals are used, so the description of these Elements in the different figures interchangeable is.

Im Folgenden wird nun anhand der 1a–b ein elektrisch funktionales Mehrschichtsystem gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung beispielhaft erörtert, wobei zur Verdeutlichung der Anordnung des elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems in 1a eine „Explosionsdarstellung” des Mehrschichtfoliensystems dargestellt ist und in 1b der letztendlich assemblierte Zustand des elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht dargestellt ist.The following will now be based on the 1a B discusses an electrically functional multilayer system according to embodiments of the present invention by way of example, wherein to illustrate the arrangement of the electrically functional multilayer film system in 1a an "exploded view" of the multilayer film system is shown and in 1b the finally assembled state of the electrically functional multilayer film system according to embodiments of the present invention is shown in a sectional view.

Wie in 1a und 1b dargestellt ist, umfasst das elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem 100 ein erstes Foliensubstrat 102 mit einem ersten Kontaktbereich 104 und einem damit verbundenen ersten elektrischen Funktionselement 106. Das Mehrschichtfoliensystem 100 umfasst ferner ein zweites Foliensubstrat 110 mit einem zweiten Kontaktbereich 112 und einem damit verbundenen zweiten elektrisch funktionalen Element 114. Zwischen dem ersten und dem zweiten gegenüberliegenden Foliensubstrat 102, 110 ist eine mit Durchgangsöffnungen 122 strukturierte Zwischenfolie 120 angeordnet, die mittels einer Klebe- oder Laminierungsverbindung oder auch Kunststoffschweißen mit dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 flächig verbunden ist. In zumindest einer Durchgangsöffnung 122-1 der strukturierten Zwischenschicht 120, d. h. in der Durchgangsöffnung, die sich zwischen dem ersten Kontaktbereich 104 und dem zweiten Kontaktbereich 112 befindet, ist ein elektrisch leitfähiges Material angeordnet, um eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem ersten Kontaktbereich 104 des ersten Foliensubstrats 110 und dem zweiten Kontaktbereich 112 des zweiten Foliensubstrats 110 herzustellen.As in 1a and 1b is shown comprises the electrically functional multilayer film system 100 a first film substrate 102 with a first contact area 104 and a first electrical functional element connected thereto 106 , The multilayer film system 100 further comprises a second film substrate 110 with a second contact area 112 and a second electrically functional element connected thereto 114 , Between the first and second opposing film substrates 102 . 110 is one with through holes 122 structured intermediate foil 120 arranged, by means of an adhesive or lamination or plastic welding with the first and the second film substrate 102 . 110 is connected flat. In at least one passage opening 122-1 the structured intermediate layer 120 , ie in the passage opening extending between the first contact area 104 and the second contact area 112 An electrically conductive material is arranged to form an electrically conductive connection between the first contact region 104 of the first film substrate 110 and the second contact area 112 of the second film substrate 110 manufacture.

Wie aus 1b ersichtlich ist, brauchen die Grundflächen des ersten Foliensubstrats und des zweiten Foliensubstrats nicht (exakt) übereinzustimmen, wobei lediglich gewährleistet werden sollte, dass zwischen den beiden Foliensubstraten 102, 110 jeweils die strukturierte Zwischenfolie 120 zur mechanischen Fixierung angeordnet ist, wobei der erste und der zweite gegenüberliegende Kontaktbereich 104, 112 so einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass diese Kontaktbereiche zumindest teilweise zueinander überlappend ausgerichtet sind, damit das in der Durchgangsöffnung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich 104, 112 angeordnete elektrisch leitfähige Material 124 eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktbereichen 104, 112 herstellt.How out 1b it can be seen that the base areas of the first film substrate and the second film substrate need not match (exactly), but only to ensure that between the two film substrates 102 . 110 in each case the structured intermediate foil 120 is arranged for mechanical fixation, wherein the first and the second opposing contact area 104 . 112 so arranged opposite each other are that these contact areas are at least partially aligned with each other overlapping, so that in the through hole between the first and the second contact area 104 . 112 arranged electrically conductive material 124 an electrical connection between these two contact areas 104 . 112 manufactures.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen des elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems gemäß der vorliegenden Erfindung kann sowohl das erste Foliensubstrat 102 als auch das zweite Foliensubstrat 110 jeweils eine Mehrzahl von Kontaktbereichen und eine Mehrzahl jeweils damit verbundener elektrisch funktionaler Elemente aufweisen, wobei dann das leitfähige Material in einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 122 der strukturierten Zwischenfolie 120 angeordnet ist, um jeweils eine elektrische Verbindung zwischen zugeordneten Kontaktbereichen des ersten und zweiten Foliensubstrats 102, 110 herzustellen.In further embodiments of the electrically functional multilayer film system according to the present invention, both the first film substrate 102 as well as the second film substrate 110 each having a plurality of contact areas and a plurality of electrically functional elements connected thereto, in which case the conductive material in a plurality of through openings 122 the structured intermediate foil 120 is arranged to each have an electrical connection between associated contact areas of the first and second film substrate 102 . 110 manufacture.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems der vorliegenden Erfindung kann das leitfähige Material 124 beispielsweise in allen Durchgangsöffnungen zumindest eines Teilbereichs der strukturierten Zwischenfolie 120 angeordnet sein, um eine elektrische Kontaktierung zwischen einem oder mehreren zugeordneten Kontaktbereichen auf den gegenüberliegenden ersten und zweiten Foliensubstraten 102, 110 herzustellen. Bezüglich dieser Ausgestaltung der Zwischenfolie 120 wird beispielhaft auf die in der 3c dargestellte Ausführungsform des resultierten Mehrschichtfoliensystems hingewiesen.According to further embodiments of the electrically functional multilayer film system of the present invention, the conductive material 124 For example, in all passage openings at least a portion of the structured intermediate film 120 be arranged to provide electrical contact between one or more associated contact areas on the opposing first and second film substrates 102 . 110 manufacture. With regard to this embodiment of the intermediate film 120 is exemplified on in the 3c illustrated embodiment of the resulting multilayer film system pointed.

Um nun unerwünschte Kurzschlüsse zwischen dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat über die zusätzlichen mit einem elektrisch leitfähigen Material 124 versehenen Durchgangsöffnungen der strukturierten Zwischenschicht 120 zu verhindern, ist es möglich, auf dem ersten und/oder dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 an den Positionen, an denen keine Kontaktbereiche vorhanden sind oder keine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 vorzusehen ist (d. h. um einen unerwünschten, unbeabsichtigten Kurzschluss zwischen Funktionselementen an den beiden Foliensubstraten 102, 110 zu verhindern), eine Isolationsschicht oder einen Isolationsbereich 116 anzuordnen. Diese Isolationsschicht kann so ausgebildet sein, um den gesamten Bereich außerhalb der mit einem elektrisch leitfähigen Metall gefüllten Durchgangsöffnung(en) 122-1 zu überdecken.Now to unwanted short circuits between the first and the second film substrate on the additional with an electrically conductive material 124 provided through openings of the structured intermediate layer 120 to prevent, it is possible on the first and / or the second film substrate 102 . 110 at the positions where there are no contact areas or no electrical connection between the first and second film substrates 102 . 110 is provided (ie, an undesirable, unintentional short circuit between functional elements on the two film substrates 102 . 110 to prevent), an insulation layer or an insulation area 116 to arrange. This insulating layer may be designed to cover the entire area outside the passage opening (s) filled with an electrically conductive metal. 122-1 to cover.

Somit kann diese zusätzliche Isolationsschicht auch auf zumindest einer Oberfläche der Zwischenschicht 120 an den Positionen angeordnet sein, an denen keine elektrischen Verbindungen zwischen dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 vorzusehen sind bzw. ein unbeabsichtigter Kurzschluss zwischen den Foliensubstraten 102, 110 verhindert werden soll.Thus, this additional insulation layer may also be on at least one surface of the intermediate layer 120 be arranged at the positions at which no electrical connections between the first and the second film substrate 102 . 110 be provided or an accidental short circuit between the film substrates 102 . 110 should be prevented.

Wie in 1a dargestellt ist, kann die Zwischenfolie 120 ein gleichmäßiges Raster bzw. eine gleichmäßige Matrix von Durchgangsöffnungen bzw. Löchern aufweisen, wobei jedoch beachtet werden sollte, dass diese Durchgangslöcher auch nur in vorgegebenen Bereichen in der strukturierten Zwischenfolie 120 angeordnet sein brauchen. Bezüglich der Form und der Größe der Durchgangsöffnungen sind diese an die Größe und Form der zu verbindenden Kontaktbereiche auf beiden Foliensubstraten dahingehend anzupassen, dass einerseits eine sichere elektrische Verbindung so zwischen beiden Kontaktbereichen ermöglicht wird und ferner erforderliche Stromdichten aufgenommen werden können.As in 1a is shown, the intermediate film 120 a uniform grid or a uniform matrix of through holes or holes, but it should be noted that these through holes also only in predetermined areas in the structured intermediate foil 120 need to be arranged. With regard to the shape and the size of the passage openings, these are to be adapted to the size and shape of the contact areas to be connected on both film substrates such that, on the one hand, a secure electrical connection is made possible between the two contact areas and further required current densities can be accommodated.

Die Form der Durchführungsöffnungen 122 und damit der resultierenden Durchkontaktierungen, die durch das leitfähige Material 124 gebildet sind, ist typischerweise in etwa kreisförmig, wobei nicht unbedingt ein gleich bleibender Durchmesser über die Folienhöhe erforderlich ist. An sich ist die Form aber beliebig.The shape of the lead-through openings 122 and hence the resulting vias formed by the conductive material 124 are typically approximately circular, although not necessarily a constant diameter across the film height is required. In itself, however, the shape is arbitrary.

Typische Durchmesser für die Durchführungsöffnungen 122 und damit der resultierenden Durchkontaktierungen liegen beispielsweise bei 5 μm bis 1000 μm oder bei 50 μm bis 500 μm. Die Tiefe der Durchführungsöffnungen 122 und damit der resultierenden Durchkontaktierungen ist abhängig von der Dicke der Folie bzw. der polymeren Zwischenschicht, d. h. beispielsweise mehrere 100 nm bis 250 μm.Typical diameters for the lead-through openings 122 and thus the resulting plated-through holes are for example at 5 microns to 1000 microns or at 50 microns to 500 microns. The depth of the lead-through openings 122 and thus the resulting plated-through holes is dependent on the thickness of the film or the polymeric intermediate layer, ie, for example, several 100 nm to 250 microns.

Bezüglich des elektrisch leitfähigen Materials in zumindest einer der Durchgangsöffnungen der strukturierten Zwischen folie 120 ist zu beachten, dass dieses Material gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung einen leitfähigen Klebstoff oder eine leitfähige Füllmasse aufweisen kann, die plastisch oder elastisch verformbar ist. Ferner ist auch ein Metall einsetzbar, das aufgedampft, gesputtert oder galvanisch erzeugt wird, da Metalle bei den geringen Abmessungen und Dicken auch verformbar sind.With respect to the electrically conductive material in at least one of the through holes of the structured intermediate film 120 It is to be noted that this material according to embodiments of the present invention may comprise a conductive adhesive or a conductive filling material which is plastically or elastically deformable. Furthermore, it is also possible to use a metal which is vapor-deposited, sputtered or galvanically produced, since metals are also deformable given the small dimensions and thicknesses.

Die Anforderungen für das elektrisch leitfähige Material besteht beispielsweise darin, dass nach Inkontaktbringen des elektrisch leitfähigen Materials mit den Kontaktbereichen 104 und 112 möglichst eine sichere elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktbereichen 104, 112 auf dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 beibehalten wird. Dazu kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung das elektrisch leitfähige Material anhaftend ausgebildet sein, so dass, solange eine mechanische Verbindung zwischen dem ersten Foliensubstrat 102 und der Zwischenfolie 120 und dem zweiten Foliensubstrat 110 und der Zwischenfolie 120 stehen bleibt, auch eine sichere Verbindung zwischen den daran angeordneten Kontaktbereichen 104 und 112 über das elektrisch leitfähige Material 124 beibehalten wird.The requirements for the electrically conductive material include, for example, that after contacting the electrically conductive material with the contact areas 104 and 112 preferably a secure electrical connection between these two contact areas 104 . 112 on the first and second film substrates 102 . 110 is maintained. For this purpose, according to embodiments of the present invention, the electrically conductive material may be adhesively formed, so that, as long as a mechanical connection between the first film substrate 102 and the intermediate foil 120 and the second film substrate 110 and the intermediate foil 120 stops, even a secure connection between the contact areas arranged thereon 104 and 112 over the electrically conductive material 124 is maintained.

Wie nun beispielsweise in 1a–b dargestellt ist, ist mit dem auf dem zweiten Foliensubstrat 110 angeordneten Kontaktbereich 112 ein elektrisch funktionales Bauelement 114 verbunden, wobei das elektrische funktionale Bauelement 114 eine Schaltungsstruktur aufweisen kann, die beispielsweise als Leiterbahn, aktives elektrisches oder elektronisches Bauelement, passives elektrisches oder elektronisches Bauelement, ein integrierter Schaltungschip, Sensorelement, Anzeigeelement und/oder Energieversorgungselement sowie eine Batterie, ausgebildet sein kann. Insbesondere kann das elektrisch funktionale Element 114 als eine leistungsfähige Elektronikkomponente aus einem (gedünnten) Si-Chip, als Display-Element, wie z. B. Elektrolumineszenz, OLED, E-Ink- Elemente, als Sensoren oder Aktoren, wie z. B. Schalter und Taster, ausgebildet und integriert sein.Like now for example in 1a -B is with that on the second film substrate 110 arranged contact area 112 an electrically functional component 114 connected, wherein the electrical functional component 114 a circuit structure may be formed, for example, as a conductor, active electrical or electronic component, passive electrical or electronic component, an integrated circuit chip, sensor element, display element and / or power supply element and a battery. In particular, the electrically functional element 114 as a powerful electronic component of a (thinned) Si chip, as a display element such. As electroluminescence, OLED, E-ink elements, as sensors or actuators, such as. As switches and buttons, trained and integrated.

Das elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem, wie dies gemäß den oben dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ermöglicht somit, dass eine zuverlässige Verbindung zwischen elektrisch funktionalen Elementen 106 auf einem ersten Foliensubstrat 102 mit elektrisch funktionalen Elementen 114 auf einem zweiten Foliensubstrat 110 hergestellt werden, so dass komplexe elektronische Funktionalitäten mit dem Mehrschichtfoliensystem realisiert werden können.The electrically functional multilayer film system, as described according to the exemplary embodiments presented above, thus enables a reliable connection between electrically functional elements 106 on a first film substrate 102 with electrically functional elements 114 on a second film substrate 110 be prepared so that complex electronic functionality can be realized with the multilayer film system.

Im Folgenden werden nun Bezugnehmend auf die 2a–d Ausführungsbeispiele hinsichtlich eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems 100 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.In the following, reference will now be made to FIGS 2a Embodiments of a method for producing an electrically functional multilayer film system 100 represented according to the present invention.

Zunächst wird ein erstes Foliensubstrat 102 mit einem ersten Kontaktbereich 104 bzw. mehreren Kontaktbereichen 104 bereitgestellt, wobei ferner ein elektrisches Funktionselement 106 auf dem ersten Foliensubstrat 102 angeordnet ist und mit dem zumindest einen Kontaktbereich 104 verbunden ist. Auf dieses erste Foliensubstrat 102 wird daraufhin eine mit Durchgangsöffnungen 122 vorstrukturierte Zwischenfolie 120 aufgebracht und an diesen mechanisch befestigt, wie dies beispielsweise in 2b dargestellt ist.First, a first film substrate 102 with a first contact area 104 or more contact areas 104 provided, further comprising an electrical functional element 106 on the first slide substrate 102 is arranged and with the at least one contact area 104 connected is. On this first film substrate 102 will then one with through holes 122 pre-structured intermediate foil 120 applied and mechanically attached to this, as for example in 2 B is shown.

Daraufhin wird selektiv ein leitfähiges Material 124 in zumindest einer Durchgangsöffnung 122 der Zwischenfolie 120 und an dem zumindest einen ersten Kontaktbereich 104 des ersten Foliensubstrats 102 angebracht, wie dies in 2c dargestellt ist.Then selectively becomes a conductive material 124 in at least one passage opening 122 the intermediate foil 120 and at least one first contact area 104 of the first film substrate 102 attached, as in 2c is shown.

Daraufhin wird ein zweites Foliensubstrat 110 mit zumindest einem zweiten Kontaktbereich 112 und einem damit verbundenen zweiten elektrischen Funktionselement 114 bereitgestellt und an der vorstrukturierten Zwischenfolie gegenü berliegend zu dem ersten Foliensubstrat 102 derart angeordnet, dass der zweite Kontaktbereich 112 an der zumindest einen, mit dem leitfähigen Material 124 versehene Durchgangsöffnung 122 ausgerichtet und angeordnet ist. Dabei wird eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktbereich 104 an dem ersten Foliensubstrat 102 und dem zweiten Kontaktbereich 112 an dem zweiten Foliensubstrat 110 hergestellt, so dass beispielsweise das elektrisch funktionale Element 106 an dem ersten Foliensubstrat 102 elektrisch mit dem zweiten elektrisch funktionalen Element 114 an dem zweiten Foliensubstrat 110 elektrisch verbunden bzw. gekoppelt ist.Then, a second film substrate 110 with at least a second contact area 112 and a second electrical functional element connected thereto 114 provided and at the pre-structured intermediate foil opposite the first foil substrate 102 arranged such that the second contact area 112 at least one, with the conductive material 124 provided passage opening 122 aligned and arranged. In this case, an electrical connection between the first contact area 104 on the first film substrate 102 and the second contact area 112 on the second film substrate 110 made, so that, for example, the electrically functional element 106 on the first film substrate 102 electrically connected to the second electrically functional element 114 on the second film substrate 110 electrically connected or coupled.

Das resultierende elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem 100 ist in 2d dargestellt.The resulting electrically functional multilayer film system 100 is in 2d shown.

Bei dem Herstellungsverfahren kann optional bei dem Schritt des selektiven Aufbringens des leitfähigen Materials 124 ferner eine (optionale) Abdeckungsfolie 130 (vgl. 2c) auf der Zwischenfolie 120 aufgebracht sein, wobei zumindest der mit einem leitfähigen Material 124 zu versehende Bereich (bzw. Bereiche) von Durchgangsöffnungen von der zusätzlichen Abdeckungsfolie 130 freigelassen sind. Damit kann eine äußerst exakte, selektive Aufbringung und Anordnung des elektrisch leitfähigen Materials 124 auf der Zwischenfolie 120 erreicht werden.In the manufacturing method, optionally, in the step of selectively applying the conductive material 124 also an (optional) cover sheet 130 (see. 2c ) on the intermediate foil 120 be applied, at least that with a conductive material 124 area (or areas) of passage openings to be provided by the additional covering film 130 are released. This can be a very accurate, selective application and arrangement of the electrically conductive material 124 on the intermediate foil 120 be achieved.

Falls die zusätzliche (optionale) Abdeckungsfolie 130 bei dem Herstellungsschritt des selektiven Aufbringens des elektrisch leitfähigen Materials verwendet wird, wird diese zusätzliche Abdeckungsfolie 130 beispielsweise wieder entfernt, bevor die mechanische und elektrische Verbindung der Zwischenfolie 120 mit dem zweiten Foliensubstrat 110 hergestellt wird, um das in der 2d letztlich erhaltene elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem 100 zu erhalten.If the additional (optional) cover foil 130 is used in the manufacturing step of selectively applying the electrically conductive material, this additional cover sheet 130 for example, removed again before the mechanical and electrical connection of the intermediate film 120 with the second film substrate 110 is produced in the 2d ultimately obtained electrically functional multilayer film system 100 to obtain.

Falls die zusätzliche Abdeckungsfolie 130 keinen störenden Einfluss auf die Verbindung der Zwischenfolie 120 mit dem zweiten Foliensubstrat 110 hat, kann die Abdeckungsfolie 130 (beispielsweise in Form des Isolationsbereichs 116, vgl. 2c–d) zumindest teilweise an der Zwischenfolie 120 befestigt bleiben und somit in dem resultierenden Mehrschichtfoliensystem 100 vorhanden sein.If the additional cover foil 130 no disturbing influence on the connection of the intermediate foil 120 with the second film substrate 110 has, the cover foil can 130 (for example in the form of the isolation area 116 , see. 2c -D) at least partially on the intermediate film 120 remain attached and thus in the resulting multilayer film system 100 to be available.

Der Schritt des selektiven Aufbringens des elektrisch leitfähigen Materials kann beispielsweise mittels Abscheidung (galvanische Abscheidung) oder Aufdrucken (Siebdruck, Aufdrucken elektrisch funktionaler Tinte usw.) durchgeführt werden. Darüber hinaus kann das mechanische Befestigen des ersten und des zweiten Foliensubstrats 102, 110 an der Zwischenfolie 120 mittels Klebeverbinden oder Laminieren der einzelnen Folien aneinander durchgeführt werden. So kann beispielsweise die Zwischenfolie 120 beidseitig zwischen den strukturierten Zwischenräumen mit einem Haftmittel bzw. Klebstoff beschichtet sein, um eine zuverlässige, flächige Klebeverbindung mit den einander gegenüberliegend angeordneten ersten und zweiten Foliensubstraten 102, 110 an der Zwischenfolie 120 zu ermöglichen. Es ist natürlich auch denkbar, dass gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Klebeschicht auf zumindest eine der beiden Foliensubstrate aufgebracht wird, um die Klebeverbindung zwischen dem jeweiligen Foliensubstrat und der Zwischenschicht 120 zu erreichen.The step of selectively applying the electrically conductive material may be performed, for example, by means of electrodeposition or printing (screen printing, printing of electrically functional ink, etc.). Over there The mechanical fastening of the first and second film substrates may be accomplished 102 . 110 on the intermediate foil 120 by adhesive bonding or laminating the individual films together. For example, the intermediate foil 120 be coated on both sides between the structured spaces with an adhesive or adhesive to a reliable, surface adhesive bond with the oppositely arranged first and second film substrates 102 . 110 on the intermediate foil 120 to enable. Of course, it is also conceivable that, according to embodiments of the present invention, the adhesive layer is applied to at least one of the two film substrates in order to achieve the adhesive bond between the respective film substrate and the intermediate layer 120 to reach.

Ferner kann zum Erreichen einer mechanisch festen Verbindung zwischen den Foliensubstraten 102, 110 mit der dazwischenliegenden Zwischenfolie 120 zusätzlich Druck und/oder Wärme ausgeübt wird.Furthermore, to achieve a mechanically strong bond between the film substrates 102 . 110 with the intermediate film between them 120 In addition, pressure and / or heat is applied.

Ferner kann die elektrische Verbindung zuverlässig zwischen dem Erstkontaktbereich 104 an dem ersten Foliensubstrat 102 und dem zweiten Kontaktbereich 112 an dem zweiten Foliensubstrat 110 hergestellt werden, indem beispielsweise selektiv Druck und/oder Wärme zumindest an den elektrisch zu verbindenden Kontaktbereichen 104, 112 ausgeübt wird, wobei das leitfähige Material beispielsweise einen plastisch oder elastisch verformbaren, leitfähigen Klebstoff oder eine plastisch oder elastisch verformbare, leitfähige Füllmasse aufweist.Furthermore, the electrical connection can reliably between the Erstkontaktbereich 104 on the first film substrate 102 and the second contact area 112 on the second film substrate 110 be prepared by, for example, selectively pressure and / or heat at least at the contact areas to be electrically connected 104 . 112 is exercised, wherein the conductive material comprises, for example, a plastically or elastically deformable, conductive adhesive or a plastically or elastically deformable, conductive filling material.

Wie in 2b dargestellt ist, weist die Zwischenfolie 120 beispielsweise die strukturierten Durchgangsöffnungen 122 in einem gleichmäßigen Raster (Matrix) von Löchern auf. Die Durchgangsöffnungen 122 können beispielsweise aber auch nur in der Zwischenfolie 120 selektiv an den Positionen vorgesehen sein, an denen letztendlich ein elektrisch leitfähiges Material 124 angebracht wird, um eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbereichen 104, 112 auf dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 herzustellen.As in 2 B is shown, has the intermediate film 120 For example, the structured through holes 122 in a regular grid (matrix) of holes. The passage openings 122 For example, you can only use the intermediate foil 120 be selectively provided at the positions where ultimately an electrically conductive material 124 is attached to an electrical connection between the contact areas 104 . 112 on the first and second film substrates 102 . 110 manufacture.

Ferner ist in 2d das Foliensubstrat mit kreisrunden Durchführungsöffnungen dargestellt, wobei aber gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung im Wesentlichen jegliche prozesstechnisch sinnvoll herstellbare Formen und Anordnungen der Durchgangsöffnungen 122 in der Zwischenfolie 120 verwendet werden können. Es ist lediglich zu beachten, dass die Zwischenfolie 120 eine zuverlässige mechanische (Klebe-)Verbindung zwischen den beiden Substratfolien 102, 110 ermöglicht.Furthermore, in 2d the film substrate shown with circular passage openings, but according to embodiments of the present invention essentially any procedurally useful manufacturable shapes and arrangements of the through holes 122 in the intermediate foil 120 can be used. It is only to be noted that the intermediate foil 120 a reliable mechanical (adhesive) connection between the two substrate films 102 . 110 allows.

Das anhand der 2a–d dargestellte Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschichtfoliensystems wird im Nachfolgenden zur Verdeutlichung nochmals kurz zusammenfassend dargestellt.That on the basis of 2a D illustrated embodiment for a method for producing a multilayer film system will be briefly summarized below for clarity.

So wird die mechanische Verbindung zwischen zwei funktionalen Foliensubstraten, d. h. den Foliensubstraten 102 und 110, mittels einer Klebefolie in Form der der Zwischenfolie 120 hergestellt. Die Klebefolie 120 soll somit die mechanische Verbindung zwischen den Foliensubstraten 102 und 110 gewährleisten, indem die „löchrige” Zwischenschicht bzw. Zwischenfolie 120 auf das erste Foliensubstrat 112 aufge klebt bzw. auflaminiert wird. Um elektrische Verbindungen zwischen den Foliensubstraten 102 und 110 zu erlauben, ist diese als Klebefolie ausgebildete Zwischenfolie 120 vorab mit Durchgangsöffnungen bzw. Löchern 122 versehen. Um nun zusätzlich eine elektrische Verbindung zwischen zumindest einem ersten Kontaktbereich 104 auf dem ersten Foliensubstrat 102 und dem zweiten Kontaktbereich 112 auf dem zweiten Foliensubstrat 110 herzustellen, wird daraufhin Orts-selektiv ein elektrisch leitfähiges Material auf die Zwischenfolie (Klebefolie) 120 aufgebracht. Dazu kann eventuell eine optionale Abdeckungsfolie 130 auf der Klebefolie 120 verbleiben, um das Orts-selektive Aufbringen des leitfähigen Materials zu vereinfachen.Thus, the mechanical connection between two functional film substrates, ie the film substrates 102 and 110 , by means of an adhesive film in the form of the intermediate film 120 produced. The adhesive film 120 should thus the mechanical connection between the film substrates 102 and 110 ensure by the "holey" intermediate layer or intermediate film 120 on the first film substrate 112 glued or laminated. To make electrical connections between the film substrates 102 and 110 to allow this formed as an adhesive film intermediate film 120 in advance with through holes or holes 122 Mistake. To now additionally an electrical connection between at least a first contact area 104 on the first slide substrate 102 and the second contact area 112 on the second film substrate 110 is then locally selectively an electrically conductive material on the intermediate film (adhesive film) 120 applied. This may possibly include an optional cover sheet 130 on the adhesive film 120 remain in order to facilitate the location-selective application of the conductive material.

Das zu verbindende weitere Folienstück, d. h. das zweite Foliensubstrat 110, wird (möglichst) justiert an der dem ersten Foliensubstrat 102 angeordneten Zwischenfolie 120 aufgebracht und mittels der „löchrigen” Klebefolie 120 mechanisch fixiert und mittels des selektiv aufgebrachten elektrisch leitfähigen Materials 124 elektrisch kontaktiert.The further piece of film to be joined, ie the second film substrate 110 , is (as far as possible) adjusted at the first film substrate 102 arranged intermediate foil 120 applied and by means of the "holey" adhesive film 120 mechanically fixed and by means of the selectively applied electrically conductive material 124 electrically contacted.

Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird beispielsweise die elektrische Verbindung nur dort zustande kommen, wo diese durch das selektive Aufbringen des elektrisch leitfähigen Materials 124 auch tatsächlich gewünscht ist. An allen anderen Stellen und Positionen der Foliensubstrate 102, 110 dient somit mindestens ein Abstand von der Dicke der Klebefolie 120 in Luft als Isolationsschicht.According to the embodiments described above, for example, the electrical connection will only come about where they by the selective application of the electrically conductive material 124 is actually desired. At all other locations and locations of the film substrates 102 . 110 thus serves at least a distance from the thickness of the adhesive film 120 in air as insulation layer.

Im Folgenden werden nun anhand der 3a–c weitere Ausführungsbeispiele für ein Verfahren zum Herstellen eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystem gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.The following are now based on the 3a C further embodiments of a method for producing an electrically functional multilayer film system according to the present invention explained.

So wird zunächst, wie in 3a dargestellt, ein erstes Foliensubstrat 102 mit einem ersten Kontaktbereich 104 und einem damit verbundenen, ersten elektrischen Funktionselement 106 bereitgestellt. Daraufhin wird eine mit Durch gangsöffnungen 122 versehene, vorstrukturierte Zwischenfolie 120-1 bereitgestellt, wobei in zumindest einem Teilbereich der Zwischenfolie in den dortigen Durchgangsöffnungen 122 der vorstrukturierten Zwischenfolie 120-1 ein elektrisch leitfähiges Material angeordnet ist. An einer ersten Seite der Zwischenfolie 120-1 wird nun das erste Foliensubstrat 120 aufgebracht und mechanisch befestigt. Schließlich wird ein zweites Foliensubstrat 110 mit einem zweiten Kontaktbereich 112 und einem mit dem zweiten Kontaktbereich 112 verbundenen, zweiten elektrischen Funktionselement 114 bereitgestellt. Dieses zweite Foliensubstrat 110 wird nun an der gegenüberliegenden Seite der Zwischenfolie 120-1 gegenüberliegend zu dem ersten Foliensubstrat 102 an der Zwischenfolie 120-1 angebracht und beispielsweise mittels Klebeverbindung oder Laminieren mechanisch befestigt.So first, as in 3a shown, a first film substrate 102 with a first contact area 104 and an associated, first electrical functional element 106 provided. Then one with through holes 122 provided, pre-structured intermediate foil 120-1 provided, wherein in at least a portion of the Intermediate film in the local passage openings 122 the pre-structured intermediate foil 120-1 an electrically conductive material is arranged. On a first side of the intermediate foil 120-1 now becomes the first film substrate 120 applied and mechanically fastened. Finally, a second film substrate 110 with a second contact area 112 and one with the second contact area 112 connected, second electrical functional element 114 provided. This second film substrate 110 will now be on the opposite side of the intermediate foil 120-1 opposite to the first film substrate 102 on the intermediate foil 120-1 attached and mechanically fastened for example by means of adhesive bonding or lamination.

Dabei werden das erste Foliensubstrat 102 und das zweite Foliensubstrat 110 derart ausgerichtet bzw. justiert an der Zwischenfolie 120-1 angebracht, dass der erste und der zweite Kontaktbereich einander gegenüberliegend und zumindest teilweise überlappend zueinander ausgerichtet sind, wobei mittels des leitfähigen Materials 124 zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich 104, 112 eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktbereich 104, 112 an dem ersten bzw. dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 hergestellt wird.In this case, the first film substrate 102 and the second film substrate 110 aligned or adjusted to the intermediate film 120-1 attached, that the first and the second contact region are aligned opposite each other and at least partially overlapping each other, wherein by means of the conductive material 124 between the first and the second contact area 104 . 112 an electrical connection between the first and the second contact region 104 . 112 on the first and the second film substrate, respectively 102 . 110 will be produced.

Beispielsweise können bei dem anhand der 3a–c dargestellten Herstellungsverfahren bei dem Schritt des Aufbringens und Befestigen des ersten Foliensubstrats 102 an der Zwischenfolie 120-1 eine Isolationsschicht an dem ersten Foliensubstrat 102 oder an der dem ersten Foliensubstrat 102 zugewandeten Seite der Zwischenfolie 120-1 an den Positionen angeordnet sein, an denen die auf dem ersten Foliensubstrat 102 angeordneten elektrischen Funktionselemente 106 elektrisch von dem an der Zwischenfolie 120-1 angebrachten leitfähigen Materials 124 zu isolieren sind.For example, in the case of the 3a C manufacturing method in the step of applying and fixing the first film substrate 102 on the intermediate foil 120-1 an insulating layer on the first film substrate 102 or at the first film substrate 102 facing side of the intermediate foil 120-1 be arranged at the positions at which the on the first film substrate 102 arranged electrical functional elements 106 electrically from the at the intermediate film 120-1 attached conductive material 124 to isolate.

Optional oder zusätzlich kann gemäß Ausführungsbeispielen des Herstellungsverfahrens an der der Zwischenfolie zugewendeten Seite des zweiten Foliensubstrats 110 oder an der dem zweiten Foliensubstrat 110 zugewandten Seite der Zwischenfolie 120-1 eine zusätzliche Isolationsfolie (nicht gezeigt in den 3a–c) angeordnet sein, um die auf dem zweiten Foliensubstrat angeordneten elektrischen Funktionselemente 114 von dem leitfähigen Material der Zwischenfolie 120-1 elektrisch zu isolieren.Optionally or additionally, according to embodiments of the manufacturing method, on the side of the second film substrate facing the intermediate film 110 or at the second film substrate 110 facing side of the intermediate foil 120-1 an additional insulating film (not shown in the 3a C) may be arranged around the arranged on the second film substrate electrical functional elements 114 of the conductive material of the intermediate film 120-1 electrically isolate.

Falls die zusätzliche Abdeckungsfolie keinen störenden Einfluss auf die Verbindung der Zwischenfolie 120 mit dem zweiten Foliensubstrat 110 hat, kann die Abdeckungsfolie (beispielsweise in Form des Isolationsbereichs 116, 130, vgl. 2c–d) zumindest teilweise an der Zwischenfolie 120 befestigt bleiben und somit in dem resultierenden Mehrschichtfoliensystem 100 vorhanden sein.If the additional cover film does not interfere with the connection of the intermediate film 120 with the second film substrate 110 has, the cover sheet (for example in the form of the isolation area 116 . 130 , see. 2c -D) at least partially on the intermediate film 120 remain attached and thus in the resulting multilayer film system 100 to be available.

Bezüglich der zueinander ausgerichteten Anordnung des ersten und zweiten Foliensubstrats 102, 110 gegenüberliegend zu der Zwischenfolie 120-1 können gemäß Ausführungsbeispielen die in der vorstrukturierten Zwischenfolie 120-1 angeordneten Durchgangsöffnungen 122 in einem symmetrischen Raster (bzw. Matrix) ausgebildet sein, wobei die Kontaktbereiche 104, 112 auf dem ersten bzw. zweiten Foliensubstrat 102, 110 zumindest teilweise zueinander überlappend und gegenüberliegend ausgerichtet sind. Dabei können die als Raster ausgebildeten Durchgangsöffnungen 122 jeweils eine gleiche (oder auch optional zueinander unterschiedliche) Öffnungsfläche aufweisen, die jeweils kleiner als die Kontaktfläche der jeweiligen Kontaktbereiche 106, 112 ist.With respect to the aligned arrangement of the first and second film substrates 102 . 110 opposite to the intermediate foil 120-1 may, according to embodiments, in the prestructured intermediate film 120-1 arranged passage openings 122 be formed in a symmetrical grid (or matrix), wherein the contact areas 104 . 112 on the first and second film substrates, respectively 102 . 110 at least partially overlapping each other and facing each other. In this case, trained as a raster through holes 122 each have a same (or optionally mutually different) opening area, each smaller than the contact surface of the respective contact areas 106 . 112 is.

Bei Ausführungsbeispielen des Herstellungsverfahrens für ein elektrisch funktionales Mehrschichtfoliensystem kann ferner die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontaktbereich 104 an dem ersten Foliensubstrat 102 und dem zweiten Kontaktbereich 112 an dem zweiten Foliensubstrat 110 hergestellt werden, indem beispielsweise selektiv Druck oder Wärme zumindest an den elektrisch zu verbindenden bzw. verbundenen Kontaktbereichen 104, 112 ausgeübt wird. Dabei kann das elektrisch leitfähige Material an der Zwischenfolie beispielsweise als leitfähiger Klebstoff oder eine leitfähige Füllmasse ausgebildet sein, die elastisch oder plastisch verformbar sind, um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen den zu verbindenden Kontaktbereichen 104 und 110 herzustellen.In embodiments of the manufacturing method for an electrically functional multi-layer film system, furthermore, the electrical connection between the first contact region 104 on the first film substrate 102 and the second contact area 112 on the second film substrate 110 be prepared by, for example, selectively pressure or heat at least at the electrically connected or connected contact areas 104 . 112 is exercised. In this case, the electrically conductive material may be formed on the intermediate film, for example, as a conductive adhesive or a conductive filling compound, which are elastically or plastically deformable, to a reliable electrical connection between the contact areas to be connected 104 and 110 manufacture.

Damit kann beispielsweise das in 3c resultierende, elektrisch funktionale Mehrschichtfoliensystem 100 erhalten werden.Thus, for example, the in 3c resulting, electrically functional multilayer film system 100 to be obtained.

Zusammengefasst kann das anhand der 3a–d dargestellte Ausführungsbeispiel zum Herstellen eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems folgendermaßen dargestellt werden.In summary, this can be determined by the 3a The illustrated embodiment for producing an electrically functional multilayer film system can be represented as follows.

So wird die mechanische Verbindung zwischen den zwei funktionalen Foliensubstraten 102, 110 mittels einer dazwischenliegenden Klebefolie bzw. Zwischenfolie 120-1 hergestellt. Um ferner elektrische Verbindungen zwischen Kontaktbereichen auf dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat zueinander zu ermöglichen, ist diese Klebefolie 120-1 mit Durchführungsöffnungen versehen, wobei zumindest eine Mehrzahl von Durchführungsöffnungen, oder zumindest in einem Teilbereich der Zwischenfolie 120-1 alle Durchführungsöffnungen oder an der gesamten Zwischenfolie 120-1 alle Durchführungsöffnungen mit einem elektrisch leitfähigem Material vorgefüllt sind, wobei diese Durchkontaktierungen beispielsweise mittels einer galvanischen Abscheidung in den Durchführungsöffnungen der Zwischenfolie 120-1 erhalten werden.This is how the mechanical connection between the two functional film substrates becomes 102 . 110 by means of an intermediate adhesive film or intermediate film 120-1 produced. In order to further allow electrical connections between contact areas on the first and second film substrates to each other, this is adhesive film 120-1 provided with passage openings, wherein at least a plurality of passage openings, or at least in a partial region of the intermediate foil 120-1 all feedthrough openings or on the entire intermediate foil 120-1 all passage openings are pre-filled with an electrically conductive material, wherein these vias in For example, by means of a galvanic deposition in the passage openings of the intermediate foil 120-1 to be obtained.

Die mit dem elektrisch leitfähigen Material 124 gefüllten Löcher bzw. Durchführungsöffnungen 122 haben dabei beispielsweise eine vorgegebene Form, einen festgelegten Mittenabstand und eine vorgegebene Anordnung bzw. Ausrichtung, die beispielsweise den zu verbindenden Kontaktbereichen 104, 112 auf dem ersten und zweiten Foliensubstrat 102, 110 entsprechen. Wird diese Ausrichtung der Durchkontaktierungen 122, d. h. die mit dem elektrisch leitfähigen Material gefüllten Durchführungsöffnungen 122, bei dem Entwurf der zu verbindenden Foliensubstrate 102, 110 berücksichtigt, kann beispielsweise ein Kontaktbereich 104 bzw. 112 an dem ersten oder zweiten Foliensubstrat (Kontaktpad) beispielsweise nur der Größe einer mit einem leitfähigen Material gefüllten Durchgangsöffnung 122 entsprechen, um eine sichere Verbindung zwischen den zwei zu verbindenden Kontaktbereichen 104 und 112 zu erhalten.The with the electrically conductive material 124 filled holes or passage openings 122 have, for example, a predetermined shape, a fixed center distance and a predetermined arrangement or orientation, for example, the contact areas to be connected 104 . 112 on the first and second film substrates 102 . 110 correspond. Will this orientation of the vias 122 ie, the lead-through openings filled with the electrically conductive material 122 , in the design of the film substrates to be joined 102 . 110 considered, for example, a contact area 104 respectively. 112 on the first or second film substrate (contact pad), for example, only the size of a through hole filled with a conductive material 122 correspond to a secure connection between the two contact areas to be connected 104 and 112 to obtain.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen für das Herstellungsverfahren eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems 100 kann alternativ das in der Zwischenfolie vorgesehene Lochraster, d. h. die Anordnung, Ausrichtung und Größe, der in der Zwischenfolie 120-1 angeordneten Durchführungsöffnungen 122 auch kleiner gewählt werden als die Größe der Kontaktbereiche (Kontaktpads) 104, 112. Damit lassen sich die Anforderungen an eine äußerst präzise Ausrichtung zwischen den beiden gegenüberliegenden Foliensubstraten 102, 110 bzw. der darauf angeordneten Kontaktbereiche 104, 112 zueinander mit der dazwischenliegenden Zwischenfolie 120-1 mit den darin angeordneten und mit einem elektrisch leitfähigem Material gefüllten Durchführungsöffnungen 122 verringern.According to further embodiments of the manufacturing method of an electrically functional multilayer film system 100 Alternatively, the provided in the intermediate foil hole pattern, ie the arrangement, orientation and size, in the intermediate foil 120-1 arranged through openings 122 also be chosen smaller than the size of the contact areas (contact pads) 104 . 112 , This satisfies the requirements for extremely precise alignment between the two opposing film substrates 102 . 110 or the contact areas arranged thereon 104 . 112 to each other with the intermediate film between them 120-1 with the therein arranged and filled with an electrically conductive material passage openings 122 reduce.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen des dargestellten Herstellungsverfahrens kann nun ferner entweder auf einer oder beiden mit der Zwischenfolie 120-1 zu verbindenden Foliensubstraten 102, 110 eine optionale Isolationsschicht 116, 130 vorgesehen sein, um unbeabsichtigte Kurzschlüsse zwischen den beiden Foliensubstraten 102, 110 über die „ansonsten nicht genutzten” mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllten Durchführungsöffnungen 122 zu vermeiden. Solche zusätzlichen Isolationsschichten (nicht gezeigt in den 3a–c) können beispielsweise an den Positionen an geordnet sein, an denen keine Kontaktbereiche vorhanden sind oder keine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Foliensubstrat 102, 110 vorzusehen ist.According to further embodiments of the illustrated manufacturing method may now further either on one or both with the intermediate film 120-1 to be joined film substrates 102 . 110 an optional insulation layer 116 . 130 be provided to prevent accidental short circuits between the two film substrates 102 . 110 via the "otherwise unused" with an electrically conductive material filled through openings 122 to avoid. Such additional insulating layers (not shown in FIGS 3a -C) can be arranged, for example, at the positions at which no contact areas are present or no electrical connection between the first and the second film substrate 102 . 110 is to be provided.

Die im Vorhergehenden anhand der 2a–d und 3a–c erläuterten Ausführungsbeispiele der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) für Folien ermöglichen die mechanische und elektrische Verbindung von funktionalen Folienelementen. Ausführungsbeispiele können eine hohe Flexibilität, Großflächigkeit, eine einfache Prozessierbarkeit und eine einfache Integrierbarkeit von Elektronikkomponenten ermöglichen, wie im Folgenden erläutert wird.The above based on the 2a -D and 3a C illustrated embodiments of the construction and connection technology (AVT) for films allow the mechanical and electrical connection of functional film elements. Embodiments may allow high flexibility, large area, easy processability, and ease of integration of electronic components, as will be explained below.

Flexibilität: Foliensubstrate, mit Dicken zwischen 5 μm und 250 μm, vorzugsweise von 5 μm bis 500 μm bzw. 10 μm bis 100 μm, und aus ihnen bestehende Foliensysteme sind mechanisch flexibel und können auf unebene Oberflächen appliziert werden. Auf diese Weise können beispielsweise Roboterarme mit sensorischen Fähigkeiten ausgestattet werden.Flexibility: film substrates, with thicknesses between 5 μm and 250 μm, preferably of 5 μm up to 500 μm or 10 μm up to 100 μm, and existing film systems are mechanically flexible and can on uneven surfaces be applied. In this way, for example, robot arms with sensory abilities be equipped.

Weitere Ausführungsbeispiele zeichnen sich dadurch aus, dass die Foliensubstrate, die Zwischenfolie und die elektrisch funktionalen Elemente der Substratfolien mechanisch flexibel sind, in anderen Worten biegbar sind. Damit sind nicht nur die Folien selbst biegsam, und ein ungewolltes Brechen starrer elektrischer Funktionselementen kann vermieden werden. Dies erleichtert die Montage und die Freiheiten bzgl. der Positionierung solcher Foliensysteme auf unebenen oder gemischt ebenen und unebenen Oberflächen.Further embodiments are characterized by the fact that the film substrates, the intermediate film and the electrically functional elements of the substrate films mechanically are flexible, in other words are bendable. This is not only the films themselves bendable, and an unintentional breaking of rigid electrical Functional elements can be avoided. This facilitates the assembly and the liberties regarding the positioning of such film systems uneven or mixed flat and uneven surfaces.

Großflächigkeit: Foliensubstrate zusammen mit der Folienprozessierung erlauben eine kostengünstige Herstellung elektronischer Systeme mit großen Abmessungen, z. B. größer als 10 cm², vorzugsweise größer als 25 cm², und besonders vorzugsweise größer als 1 m², welche in Silizium oder Leiterplatten-Technologie nicht oder nur schwer zu realisieren sind. Anwendungsbeispiele für derartig großflächige Foliensysteme sind Mensch-Maschine-Schnittstellen, flächige Sen sorfelder, Beleuchtungselemente, die Funktionalisierung von großen Flächen, wie Fenstern, Türen, etc.Large area: Film substrates together with the film processing allow cost-effective production of large-scale electronic systems, e.g. B. greater than 10 cm ² , preferably greater than 25 cm ² , and particularly preferably greater than 1 m ² , which are not or only with difficulty to realize in silicon or printed circuit board technology. Application examples of such large-area film systems are human-machine interfaces, area sensor fields, lighting elements, the functionalization of large areas such as windows, doors, etc.

Prozessierbarkeit: Verschiedene Funktionseinheiten eines Systems können unterschiedliche Prozessbedingungen erfordern. Mit hoher Wahrscheinlichkeit kommen nicht alle Folienelemente mit den Prozessbedingungen anderer Folienelemente zurecht. Daher ist eine Prozessierung als Einzelelemente auf entsprechenden Trägerfolien und deren nachträgliche Verbindung vorteilhaft. Des Weiteren können verschiedene Funktionseinheiten eines Systems unterschiedliche Prozessmaterialien und Prozessabfolgen erfordern, die oftmals nicht untereinander kompatibel sind. Die nachträgliche Verbindung von Funktionseinheiten, die in unterschiedlichen Technologien hergestellt werden können, durch eine Folien-AVT minimiert deutlich den prozesstechnischen Aufwand bzw. macht bestimmte Kombinationen von Funktionseinheiten erst möglich.processability: Different functional units of a system can have different process conditions require. With high probability not all foil elements come copes with the process conditions of other film elements. Therefore is a processing as individual elements on corresponding carrier films and their subsequent Connection advantageous. Furthermore, different functional units a system different process materials and process sequences which are often incompatible with each other. The subsequent Connection of functional units operating in different technologies can be produced through a film AVT clearly minimizes the process engineering effort or makes certain Combinations of functional units only possible.

So sind beispielsweise die Prozessbedingungen bei der Herstellung von biologischen Sensoren, bio-chemischen Sensoren und physikalischen Sensoren nicht nur unterschiedlich, sondern können sogar schädlich für die Strukturen aus den anderen Verfahren sein. Entsprechendes gilt beispielsweise auch für die Prozessbedingungen bei der Herstellung von Halbleiter-Strukturen oder Leiterbahnstrukturen, die nicht kompatibel zu den Herstellungsprozessen von biologischen Sensoren oder bio-chemischen Sensoren sind.For example, the process conditions are In the production of biological sensors, bio-chemical sensors and physical sensors not only different, but may even be harmful to the structures of the other methods. The same applies, for example, to the process conditions in the production of semiconductor structures or interconnect structures which are not compatible with the production processes of biological sensors or bio-chemical sensors.

Ferner können Prozesskosten dadurch reduziert werden, dass nur die Funktionsfolien und nur die gegebenenfalls teilweise oder fertig prozessierten elektrisch funktionalen Elemente auf diesen Funktionsfolien aufwendigen Prozessen unterzogen werden, bei denen dies notwendig ist, z. B. die Behandlung von Substratmaterialien in den Vakuumkammern, um bestimmte Sensorfunktionalitäten zu erzeugen. Zum anderen können für bestimmte Funktionselemente, z. B. aktive Halbleiterschaltungsstrukturen, feinere und/oder aufwendigere Prozesse für die Herstellung der Halbleiterschaltstrukturen notwendig sein, als zum Beispiel für die Herstellung von Funktionsstrukturen, die lediglich Leiterbahnen für die elektrische Verbindung verschiedener aufwendigerer Funktionselemente bilden.Further can Process costs can be reduced by using only the functional films and only those optionally partially or fully processed electrically functional elements on these functional films elaborate processes be subjected where it is necessary, for. B. the treatment of substrate materials in the vacuum chambers to produce certain sensor functionalities. For another for certain Functional elements, eg. B. semiconductor active circuit structures, finer and / or more complex processes for the production of the semiconductor switching structures be necessary, for example, for the production of functional structures, the only tracks for the electrical connection of various complex functional elements form.

Integrierbarkeit: In Ausführungsbeispiele der Foliensysteme können leistungsfähige Elektronikkomponenten als Silizium-Chips, Anzeigen (Displays), Sensoren oder Aktoren integriert werden. Dabei sind die Elektronikkomponenten vorzugsweise so dünn ausgebildet, dass sie ähnlich wie die Foliensubstrate flexibel bzw. biegsam sind. Dies kann man beispielsweise bei Silizium-Chips durch entsprechendes Abdünnen erreichen. Als Anzeigen können beispielsweise Elektroluminiszenz-Anzeigen, organische Leuchtdioden, auch als OLED (organic light emitting diode) bezeichnet, elektronische Tinte, auch als „E-Ink”, bezeichnet, verwendet werden. Aktoren können beispielsweise Schalter oder Taster sein. Als Schaltungselemente können beispielsweise Halbleitertransistoren, aber auch Polymertransistoren verwendet werden. Als weitere Funktionselemente können beispielsweise flexible Solarzellen, z. B. aus amorphem Silizium, eingesetzt werden, Batterien, beispielsweise Polymerbatterien, um die anderen elektrischen Funktionselemente mit Energie zu versorgen, allgemeine Sensoren, beispielsweise Strahlungssensoren, die eine Strahlungsintensität messen, Feuchtigkeitssensoren, Temperatursensoren oder auch andere Sensoren sowie Auswerteelektroniken, beispielsweise auch Mikrocontroller sowie allgemein flexible Zuleitungen bzw. Verbinder.integration: In embodiments the film systems can powerful Electronic components as silicon chips, displays, sensors or actuators are integrated. Here are the electronic components preferably so thin trained that they are similar how the film substrates are flexible or flexible. This one can For example, achieve silicon chips by appropriate thinning. As ads can for example, electroluminescent displays, organic light-emitting diodes, also referred to as OLED (organic light emitting diode), electronic Ink, also known as "e-ink", be used. Actuators can For example, be switch or button. As circuit elements can For example, semiconductor transistors, but also polymer transistors be used. As further functional elements, for example flexible solar cells, z. B. of amorphous silicon, are used, Batteries, for example, polymer batteries to the other electrical Power functional elements, general sensors, for example, radiation sensors that measure a radiation intensity, Humidity sensors, temperature sensors or other sensors as well as evaluation electronics, for example also microcontrollers as well as generally flexible supply lines or connectors.

Als Substratmaterialien bzw. Folienmaterialien können beispielsweise Polymere, Polyester, Polyethylen, Polyethylenterephthalat (PET), Polyimid, Polyethylennaphthalat (PEN), Polycarbonat, Polymethylmethacrylat eingesetzt werden. Damit die Substrate bzw. Folienmaterialien flexibel sind, weisen sie beispielsweise einen Dickenbereich von 100 nm bis 250 μm oder eine Dicke von 1 μm bis 50 μm auf.When Substrate materials or film materials may be, for example, polymers, Polyester, polyethylene, polyethylene terephthalate (PET), polyimide, polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate, polymethyl methacrylate. In order to the substrates or film materials are flexible, they have, for example a thickness range of 100 nm to 250 microns or a thickness of 1 micron to 50 microns.

Die auf den Foliensubstraten angeordneten Leiterstrukturen, z. B. strukturierte Metallschichten, weisen Dicken von weniger als 20 μm, vorzugsweise geringer als 10 μm auf, damit sie biegsam sind.The arranged on the film substrates ladder structures, eg. B. structured Metal layers, have thicknesses of less than 20 microns, preferably less than 10 μm on, so that they are flexible.

Entsprechendes gilt auch für die Isolationsschichten, die die auf den Foliensubstraten angeordneten Leiterbahnen oder anderen Funktionselemente elektrisch isolieren. Diese Isolationsschichten, z. B. aus Polymer, weisen Dicken von bis zu 30 μm, vorzugsweise bis zu 20 μm und besonders vorzugsweise von bis zu 10 μm auf.The same applies to the insulating layers which are arranged on the film substrates Insulate strip conductors or other functional elements electrically. These insulation layers, z. B. from polymer, have thicknesses of up to 30 μm, preferably up to 20 microns and more preferably up to 10 microns.

In Ausführungsbeispielen können Siliziumstrukturen als elektrisch funktionale Elemente verwendet werden. Dabei kann das Silizium-Substrat gleichzeitig die Funktionsfolie selbst bilden. Derartige Silizium-Strukturen weisen Dicken im Bereich von 2 bis 40 μm, vorzugsweise kleiner als 25 μm und besonders vorzugsweise kleiner als 15 μm auf, damit sie biegsam sind und somit einfacher in das flexible Foliensystem integriert werden können.In embodiments can Silicon structures used as electrically functional elements become. At the same time, the silicon substrate can be the functional film form yourself. Such silicon structures have thicknesses in the range from 2 to 40 μm, preferably less than 25 microns and more preferably less than 15 microns, so that they are flexible and thus easier to integrate into the flexible film system can.

Weitere Ausführungsbeispiele der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) für Folien ermöglichen die mechanische und elektrische Verbindung von funktionalen Folienelementen, bei denen die elektrische Kontaktierung von der mechanischen Befestigungsfunktion entkoppelt wird und so aus diesen so ein entkoppeltes funktionales Foliensystem entsteht.Further embodiments the assembly and connection technology (AVT) for films the mechanical and electrical connection of functional film elements, where the electrical contacting of the mechanical fastening function is decoupled and so from these so a decoupled functional Foil system is created.

Die im Vorhergehenden dargestellten Ausführungsbeispiele für ein Verfahren zum Herstellen eines elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystems anhand der 2a–d und 3a–c ist und insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass sog. Rolle-zu-Rolle-Prozessabläufe verwendet werden können. Dabei kann beispielsweise das erste Foliensubstrat 102, das zweite Foliensubstrat 110 und/oder die Zwischenfolie 120 von einer Rolle zu dem Assemblierungsvorgang zugeführt werden, wobei dadurch aufeinander folgend eine Vielzahl von zusammenhängenden Mehrschichtfolien hergestellt werden, die jeweils nach deren Assemblierung wieder auf einer Folie aufgerollt werden können, da die Flexibilität des resultierenden, elektrisch funktionalen Mehrschichtfoliensystem weiter beibehalten wird.The above-described embodiments of a method for producing an electrically functional multi-layer film system based on the 2a -D and 3a And c is particularly advantageous in that so-called roll-to-roll processes can be used. In this case, for example, the first film substrate 102 , the second film substrate 110 and / or the intermediate foil 120 from a roll to the assembly process, thereby successively producing a plurality of contiguous multilayer films, each of which can be rolled up again on a film after assembly thereof, since the flexibility of the resulting multi-layer electrically-functional film system is further maintained.

Somit können bei der Herstellung der Substrat- und/oder Funktionsfolien zunächst großflächige Folien mit einer Vielzahl von elektrisch funktionalen Strukturen hergestellt werden, die so auf der Folie angeordnet sind und auch schon so elektrisch miteinander verbunden sein können, dass sie flexibel als Einzelmodule bestehend aus nur einem elektrisch funktionalen Element oder als Module bestehend aus mehreren derartiger elektrisch funktionaler Elemente vereinzelt werden können. Beispiele hierfür sind Solarmodule, die je nach Stromversorgungsbedarf oder verfügbarer Fläche aus einer verschiedenen Anzahl von Solar-Submodulen hergestellt werden können. Derartige großflächige Folien mit einer Vielzahl derartiger elektrisch funktionaler Elemente können effizient beispielsweise in einem kontinuierlichen Rolle-zu-Rolle-Prozess hergestellt werden.Thus, in the production of the substrate and / or functional films initially large-area films can be produced with a plurality of electrically functional structures, which are arranged on the film and can already be so electrically connected to each other that they flexible Single modules consisting of only one electrically functional element or as modules consisting of several such electrically functional elements can be isolated. Examples of these are solar modules, which can be manufactured from a different number of solar submodules depending on the power supply requirement or available area. Such large-area films having a plurality of such electrically functional elements can be efficiently produced, for example, in a continuous roll-to-roll process.

Somit können bei geeigneter Strukturierung, wie z. B. sich immer wiederholenden jedoch zusammenhängender Strukturen, diese auch beliebig konfektioniert werden, wobei dies beispielsweise bei Applikationen wie Solarzellen, Antennenstrukturen zur Integration der Antenne einerseits und zusätzlich auf das Antennensubstrat integrierter Funktionsfolien anwendbar ist.Consequently can with suitable structuring, such. B. always repetitive but more coherent Structures, these are also made up as desired, this being for example, in applications such as solar cells, antenna structures for integration of the antenna on the one hand and additionally on the antenna substrate integrated functional films is applicable.

Natürlich ist es aber auch möglich, die Vielzahl von zusammenhängenden Mehrschichtfoliensysteme nach deren Assemblierung sofort zu einzelnen Mehrschichtfoliensystemen 100 zu vereinzeln.Of course it is also possible, the variety of contiguous multilayer film systems after assembly immediately to individual multilayer film systems 100 to separate.

In Ausführungsbeispielen können zusätzlich zu den Substratfolien und Funktionsfolien dünne Siliziumsubstratstrukturen in die elektrisch funktionalen Systeme integriert werden, um weitere elektrische Funktionen bereitstellen zu können. Derartige Siliziumsubstrat-Strukturen weisen Dicken im Bereich von 2 bis 40 μm, beispielsweise kleiner als 25 μm oder kleiner als 15 μm auf, damit sie biegsam sind und somit einfacher in das flexible Foliensystem integriert werden können.In embodiments can in addition to the substrate films and functional films thin silicon substrate structures be integrated into the electrically functional systems to more To provide electrical functions. Such silicon substrate structures have thicknesses in the range of 2 to 40 microns, for example, less than 25 μm or smaller than 15 μm so that they are flexible and thus easier in the flexible Film system can be integrated.

Elektrisch funktionale Elemente können auf der ersten Oberfläche, der zweiten Oberfläche, auf beiden Oberflächen der Substratfolien und/oder Funktionsfolien angeordnet sein, und/oder in diese ganz oder teilweise integriert sein.electrical functional elements can on the first surface, the second surface, on both surfaces the substrate films and / or functional films may be arranged, and / or be fully or partially integrated into these.

Erfindungsgemäß kann somit ein elektrisch funktionales Mehrschichtfoliensystem bereitgestellt werden, wobei die Vielzahl von Funktionselementen oder Funktionsbeschichtungen auf einer der zu verbindenden Foliensubstrate erzeugt werden können, und wobei die elektronischen Funktionen mittels Funktionsbeschichtungen vorzugsweise schichttechnisch hergestellt werden können.Thus, according to the invention an electrically functional multilayer film system is provided, the plurality of functional elements or functional coatings can be produced on one of the film substrates to be joined, and the electronic functions using functional coatings can preferably be produced by coating technology.

Beispiele hierfür sind elektronische Schaltkreise auf der Basis organischer Halbleiter, organische Solarzellen, Displays (Anzeigegeräte) oder auch Sensoren usw. Diese Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass der Foliencharakter in Bezug auf mechanische Flexibilität und Dicke weitgehend erhalten bleibt und somit solche Mehrschichtfoliensysteme im Wesentlichen an beliebigen, mit einer Topologie versehenen Oberflächen mit einem relativ geringem Fixierungsaufwand angebracht werden können. Sind nun beispielsweise optische oder sensorische (lichtempfindliche) Funktionsbeschichtungen in dem Mehrschichtfoliensystem angeordnet, können die verwendeten Foliensubstrate weitgehend transparent ausgebildet werden. Sind dagegen die in dem Mehrschichtfoliensystem integrierten elektronischen Komponenten beispielsweise vor Umgebungseinstrahlungen oder anderen äußeren Einflüssen zu schützen, können die verwendeten Foliensubstrate lichtundurchlässig bzw. strahlungsundurchlässig ausgeführt werden.Examples therefor are electronic circuits based on organic semiconductors, organic solar cells, displays (display devices) or sensors etc. These systems are characterized in that the film character largely preserved in terms of mechanical flexibility and thickness remains and thus such multilayer film systems essentially on any surface provided with a topology a relatively low fixation effort can be attached. are now, for example, optical or sensory (photosensitive) Functional coatings arranged in the multilayer film system, can the film substrates used formed largely transparent become. On the other hand, they are those integrated in the multilayer film system electronic components, for example, against ambient light or to protect other external influences, the used film substrates are made opaque or radiopaque.

Insbesondere lassen sich die erfindungsgemäß ausgebildeten bzw. hergestellten Mehrschichtfoliensysteme äußerst vorteilhaft in „aggressiven” Arbeitsumgebungen anordnen, da das erfindungsgemäße Mehrschichtfoliensystem äußerst flexibel in solche Umgebungen eingebracht bzw. in beliebig geformten Gehäusen untergebracht werden kann.Especially can be inventively designed or produced multilayer film systems extremely advantageous in "aggressive" work environments arrange, since the multilayer film system according to the invention extremely flexible placed in such environments or housed in arbitrarily shaped housings can be.

Claims

Electrically functional multilayer film system ( 100 ) having the following features: a first film substrate ( 102 ) with a first contact area ( 104 ) and a first electrical functional element ( 106 ); a second film substrate ( 110 ) with a second contact area ( 112 ) and a second electrically functional element ( 114 ); and one with through holes ( 122 ) structured intermediate film ( 120 ) between the first and second opposing film substrates ( 102 . 110 ) is arranged and connected by means of an adhesive or lamination with the same surface, wherein in at least one passage opening ( 122-1 ) of the structured intermediate film ( 120 ) located between the first contact area ( 104 ) and the second contact area ( 112 ), an electrically conductive material ( 124 ) is arranged to form an electrically conductive connection between the first contact region ( 104 ) of the first film substrate ( 102 ) and the second contact area ( 112 ) of the second film substrate ( 110 ).

The system of claim 1, wherein the first and second opposing contact areas (FIG. 104 . 112 ) with respect to the intermediate film ( 120 ) are aligned opposite one another and at least partially overlapping each other.

A system according to claim 1 or 2, wherein the first film substrate ( 102 ) a plurality of contact areas ( 104 ) and a plurality of respective electrically functional elements ( 106 ), and wherein the second film substrate ( 110 ) another plurality of contact areas ( 112 ) and a plurality of electrically functional elements ( 114 ), wherein the conductive material ( 124 ) into a plurality of passage openings ( 122 ) of the structured intermediate film ( 120 ) is arranged to an electrical connection of respectively associated contact areas ( 104 . 112 ) of the first and second film substrates.

System according to one of the preceding claims, wherein the conductive material ( 124 ) in all passage openings ( 122 ) at least a portion of the structured intermediate film ( 120 ) is arranged to make electrical contact between respectively associated contact areas on the first and second film substrates (US Pat. 102 . 110 ).

System according to claim 4, wherein on the first and / or second film substrate ( 102 . 110 ) at the positions an insulation layer ( 116 ; 130 ) is arranged, at which no contact areas are present or no electrical connection between the first and second film substrate is to be provided.

System according to claim 4, wherein on at least one surface of the intermediate layer ( 120 ) at the positions an additional insulation layer ( 130 ) at which no electrical connections are to be provided between the first and second film substrates.

System according to one of the preceding claims, wherein the electrically conductive material ( 124 ) comprises a conductive adhesive or a conductive filler.

System according to one of the preceding claims, wherein the first or second functional element ( 106 . 114 ) is selected from a group of circuit structures, the group comprising printed conductors, active electrical or electronic components, passive electrical or electronic components, integrated circuit chips, sensor elements, display elements and / or energy supply elements, such as a battery.

Method for producing an electrically functional Multilayer film system, comprising the following steps: - Provide a first film substrate having a first contact area and a first electrical functional element connected thereto; - Apply and securing a pre-structured through-hole Intermediate film on the first film substrate; - selective Applying an electrically conductive material in at least a passage opening the intermediate film and the first contact region of the first film substrate; - Attach a second film substrate having a second contact area and a second electrical functional element connected thereto has, on the intermediate film opposite to the first film substrate, wherein the second contact area is at the one with the conductive material provided through opening aligned and arranged being an electrical connection between the first contact region on the first film substrate and the second contact region made on the second film substrate becomes.

The method of claim 9, wherein at the step the selective application of a cover sheet on the intermediate film is provided, which to be provided with a conductive material Area of passage openings is left free from the cover sheet.

The method of claim 10, further comprising Feature: Remove the cover sheet before the mechanical and electrically connecting the intermediate foil to the second foil substrate will be produced.

Method according to one of claims 9 to 11, wherein in the Step of selectively depositing the conductive material or imprinting is applied.

Method according to one of claims 9 to 12, wherein the attaching of the first and second film substrates on the intermediate film by means of Adhesive bonding or lamination is performed.

Method according to one of claims 9 to 13, wherein the electrical Connection between the first contact region on the first film substrate and the second contact region made on the second film substrate is exerted by applying pressure at least at the electrically connected contact areas, the conductive one Material a conductive Adhesive or a conductive Has filling compound.

Method according to one of claims 9 to 14, wherein the in the intermediate foil structured through holes as a uniform grid of holes are formed in the intermediate foil.

Method according to one of claims 9 to 15, wherein the first Film substrate, the second film substrate and / or the intermediate film be fed from a roll to the connection process.

The method of any one of claims 9 to 16, wherein successively a plurality of contiguous multilayer film systems are prepared are made, which are rolled up after production on a roll.

Method according to one of claims 9 to 16, wherein successive Following are a variety of contiguous multilayer film systems produced after their production into individual multilayer film systems to be isolated.

Method for producing an electrically functional Multilayer film system with the following steps: - Provide a first film substrate having a first contact area and a first electrical functional element connected thereto; - Provide one with through holes pre-structured intermediate film, wherein in at least a portion the intermediate film in the local through openings of the prestructured Intermediate foil is arranged an electrically conductive material; - Attach the first film substrate at a first side of the intermediate film; - Attach a second film substrate having a second contact area and having a second electrical functional element connected thereto, at the opposite lying side of the intermediate foil; the first and second across from lying contact area at least partially aligned overlapping each other are, and wherein by means of the conductive material, an electrical Connection between the first contact region on the first film substrate and the second contact region on the second film substrate becomes.

The method of claim 19, wherein at the step attaching the first film substrate to the intermediate film a Insulation layer on the first film substrate or the intermediate film are arranged at the positions where on the first film substrate arranged electrical functional elements electrically from the on the intermediate film attached conductive material to be isolated.

A method according to claim 19 or 20, wherein on second film substrate or the second film substrate facing Side of the intermediate foil an insulating film is arranged to the arranged on the second film substrate electrical functional elements from the conductive one Insulate the material of the intermediate foil electrically.

Method according to one of claims 19 to 21, wherein the in the prestructured intermediate foil arranged passage openings formed in a grid and with the contact areas on the first and second film substrate at least partially overlapping are aligned.

The method of claim 22, wherein the as trained through holes have an opening area, the smaller than the contact surface the respective contact areas.

Method according to one of claims 19 to 23, wherein the electrical Connection between the first contact region on the first film substrate and the second contact region made on the second film substrate is exerted by applying pressure at least at the electrically connected contact areas, the conductive one Material a conductive Adhesive or a conductive Has filling compound.

A method according to any one of claims 19 to 24, wherein the first Film substrate, the second film substrate and / or the intermediate film be supplied from a role to the connection process and provided.

Method according to one of claims 19 to 25, wherein successive following a multiplicity of coherent multilayer films are produced, which are rolled up after production on a roll.

Method according to one of claims 19 to 26, wherein successive following a multiplicity of coherent multilayer films are produced, after their production into individual multilayer film systems to be isolated.

Method according to one of claims 19 to 27, wherein in the Step of selectively depositing the conductive material or imprinting is applied.

A method according to any one of claims 19 to 28, wherein said attaching of the first and second film substrates on the intermediate film by means of Adhesive bonding or lamination is performed.