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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils und auf ein Verfahren zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils, beispielsweise das Gebiet folienartiger, elektronischer Bauteile betreffend.
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In der Bestücktechnologie für elektronische Komponenten, insbesondere Halbleiterbauteile, werden in der Regel Saug-Werkzeuge zum Handling der jeweiligen Bauteile eingesetzt. In der Regel werden mittels einer Vakuumöffnung am Werkzeug die Komponenten mit Vakuum angesaugt und abgesetzt. Das Absetzen wird hier in der Regel in ein pastöses Medium, z. B. Lotpaste oder Klebstoff, durchgeführt und mit diesem Prozess wird dann die die mechanische und elektrische Verbindung hergestellt. In der Elektronik werden zur Erreichung höherer Packungsdichten und der zusätzlichen Funktion, Applikationen sehr dünn und damit flexibel zu gestalten, immer dünnere Komponenten eingesetzt. Beispielsweise kommen Folien und integrierte Schaltkreise mit Dicken unter 20 Mikrometer zum Einsatz. Solche hoch empfindlichen und mechanisch labilen Bauteile erfordern zum Handling und für den Verbindungsprozess beispielsweise spezielle Werkzeuge. Die
EP 1 489 655 B1 offenbart eine Aufnahme- und Ablage-Anordnung zum Verbringen eines Films aus Material zu einer Ablageoberfläche.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Vorrichtung zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils und ein Verfahren zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils weist folgende Merkmale auf:
einen Werkzeugkörper mit einem fluiddurchlässig ausgeformten Bestückungsabschnitt; und
eine elastisch verformbare Membranfolie, die den Bestückungsabschnitt fluiddicht abdeckend an dem Werkzeugkörper angeordnet ist, wobei ein Druck innerhalb eines Zwischenraums zwischen dem Bestückungsabschnitt und der Membranfolie durch den Bestückungsabschnitt hindurch einstellbar ist, wobei die Membranfolie ausgebildet ist, um sich bei einem ersten Druck innerhalb des Zwischenraums in einem Anhaftzustand zum Anhaften des zumindest einen folienartigen Bauteils mittels Van-der-Waals-Kräften an der Membranfolie zu befinden und um sich bei einem von dem ersten Druck unterschiedlichen, zweiten Druck innerhalb des Zwischenraums in einen Ablösezustand zum Ablösen des zumindest einen folienartigen Bauteils von der Membranfolie zu verformen.
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Ein folienartiges Bauteil kann eine Dickenabmessung aufweisen, die bezüglich einer Längenabmessung und/oder einer Breitenabmessung des folienartigen Bauteils kleiner ist, beispielsweise um eine Größenordnung oder mehr. Der fluiddurchlässig ausgeformte Bestückungsabschnitt kann zumindest gasdurchlässig ausgeformt sein. Dabei kann der Bestückungsabschnitt zum Erzielen einer Fluiddurchlässigkeit ein poröses Material oder Kanäle aufweisen. Der Druck innerhalb des Zwischenraums kann mittels einer Druckveränderungseinrichtung veränderbar sein, die eine Fluidpumpe oder dergleichen aufweisen kann. Der erste Druck kann hierbei einen Umgebungsdruck oder einen Druck innerhalb eines Toleranzbereichs um einen Umgebungsdruck repräsentieren. Anders ausgedrückt kann der erste Druck einen belüfteten Zustand des Zwischenraums repräsentieren. Alternativ kann der erste Druck einen zumindest partiell evakuierten Zustand des Zwischenraums repräsentieren. Der zweite Druck kann einen zumindest partiell evakuierten, mit Umgebungsdruck beaufschlagten oder mit Überdruck beaufschlagten Zustand des Zwischenraums repräsentieren. Somit kann der zweite Druck einen Unterdruck oder einen Überdruck repräsentieren. Die Membranfolie kann eine dem zu transportierenden Bauteil zuwendbare Oberfläche oder Beschichtung aufweisen, die ausgebildet ist, um das Bauteil mittels Van-der-Waals-Kräften zu halten. Die Membranfolie kann eine dem zu transportierenden Bauteil zuwendbare Oberfläche oder Beschichtung mit Gecko-Effekt aufweisen. Wenn die Membranfolie verformt wird, kommt es zu einer Aufhebung des Anhaftens des Bauteils bzw. zu einer Aufhebung des Gecko-Effekts.
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Ein besonders vorteilhaftes Verfahren zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils, wobei das Verfahren in Verbindung mit einer Vorrichtung ausführbar ist, die einen Werkzeugkörper mit einem fluiddurchlässig ausgeformten Bestückungsabschnitt und eine elastisch verformbare Membranfolie aufweist, die den Bestückungsabschnitt fluiddicht abdeckend an dem Werkzeugkörper angeordnet ist, weist folgende Schritte auf:
Einstellen eines ersten Drucks innerhalb eines Zwischenraums zwischen dem Bestückungsabschnitt und der Membranfolie durch den Bestückungsabschnitt hindurch, um die Membranfolie in einen Anhaftzustand zum Bewirken eines Anhaftens des zumindest einen folienartigen Bauteils mittels Van-der-Waals-Kräften an der Membranfolie zu versetzen; und
Verändern des Drucks in dem Zwischenraum zu einem von dem ersten Druck unterschiedlichen, zweiten Druck, um die Membranfolie in einen Ablösezustand zum Ablösen des zumindest einen folienartigen Bauteils von der Membranfolie zu verformen.
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Das Verfahren kann in Verbindung mit einer Ausführungsform der vorstehend genannten Vorrichtung zum Transportieren vorteilhaft ausgeführt werden.
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Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein Transport bzw. eine Handhabung, insbesondere auch ein Aufnehmen und Absetzen, folienartiger Bauteile unter Ausnutzung von Van-der-Waals-Kräften ermöglicht werden. Dazu wird eine Membranfolie eingesetzt, die mit einem sogenannten Gecko-Material bzw. einem Material beschichtet ist, das ein Anhaften folienartiger Bauteile mittels Van-der-Waals-Kräften bzw. Gecko-Effekt ermöglicht. Durch eine Verformung der Membranfolie kann der Adhäsionseffekt vorteilhaft eingestellt und abgestellt werden. Ferner kann ein Aufbringen bzw. lunkerfreies Laminieren folienartiger Bauteile auf ein Zielobjekt unter Verwendung der Van-der-Waals-Kräften, von Überdruck und zusätzlichem Vakuum realisiert werden.
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Vorteilhafterweise können gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise mit einem Spezialwerkzeug ultradünne und/oder extrem empfindliche Bauteile bzw. Komponenten ohne deren Deformation oder Beschädigung gehandhabt werden. Der Gecko-Effekt bzw. die Adhäsion mittels Van-der-Waals-Kräften bietet weitreichende Verbesserungen, wie beispielsweise flächiges Haften mit guten Kräften, rückstandsfreies Ablösen, hohe Standzeiten, leichtes Ablösen durch Schälprozesse, etc. Der Gecko-Hafteffekt benötigt insbesondere kein Vakuum zum Halten von Bauteilen und somit keine Kanäle in einer Haftoberfläche und ist sehr oberflächensensitiv durch viele „Gecko-Beinchen“. Es kann ein kombiniertes Haft- und Laminierwerkzeug für dünne und hochempfindliche Bauteile und ein entsprechendes Verfahren bereitgestellt werden. Somit kann ein sicheres Handling hochempfindlicher Bauteile, insbesondere folienartiger Bauteile realisiert werden. Dies erschließt zum Beispiel das Einsatzgebiet in der Elektronik und insbesondere auch bei der Montage von Silizium-Zellen in der Fotovoltaik, beispielsweise bei der Kontaktierung von Rückkontaktzellen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung kann die Membranfolie ausgebildet sein, um sich bei zumindest partiell mit Überdruck beaufschlagtem Zwischenraum in einen Andrückzustand zum Andrücken des zumindest einen folienartigen Bauteils an ein Zielobjekt zu verformen. Das Zielobjekt kann ein Trägersubstrat, Trägermaterial oder dergleichen aufweisen. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass folienartige Bauteile nicht nur zuverlässig zu einem Zielort verbracht, sondern auch sicher an dem Zielort angebracht werden können.
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Auch kann oder können der Werkzeugkörper und zusätzlich oder alternativ die Membranfolie ausgebildet sein, um ein Verändern des Drucks innerhalb des Zwischenraums zwischen dem Bestückungsabschnitt und der Membranfolie durch den Bestückungsabschnitt hindurch in zumindest zwei unabhängig voneinander druckveränderbaren Teilabschnitten des Zwischenraums zu ermöglichen. Insbesondere kann hierbei in den zumindest zwei unabhängig voneinander druckveränderbaren Teilabschnitten des Zwischenraums ein Überdruck anlegbar sein. Dabei kann oder können der Werkzeugkörper und zusätzlich oder alternativ die Membranfolie ausgebildet sein, um das Verändern des Drucks innerhalb des Zwischenraums in einem ersten, zentralen Teilabschnitt des Zwischenraums und nachfolgend in einem zweiten, peripheren Teilabschnitt des Zwischenraums zu ermöglichen. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass über Trennmembranen oder konzentrische Anordnungen in dem Zwischenraum z. B. von innen nach außen Druck angelegt werden kann, sodass Lufteinschlüsse zwischen dem Bauteil und einer Oberfläche eines Zielobjekts ausgerollt werden können und das flexible Bauteil an der auf dem Zielobjekts vorgegebenen Topografie sicher angelegt werden kann.
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Ferner kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um ein Erwärmen des zumindest einen folienartigen Bauteils und zusätzlich oder alternativ eines Zielobjekts unter Verwendung einer Heizrampe zu bewirken oder zu ermöglichen. Hierbei kann die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung aufweisen oder mit einer Temperiereinrichtung gekoppelt sein. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Bauteile an einem Zielobjekt anfangen auszuhärten bzw. im Falle von Folien anschmelzen. So kann eine Anbringung empfindlicher, folienartiger Bauteile noch zuverlässiger erfolgen.
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Zudem können den Bestückungsabschnitt umgebend an dem Werkzeugkörper angeordnete Dichtmittel zum fluiddichten Abdichten eines Bauteilraums zwischen der Membranfolie und einem Zielobjekt vorgesehen sein. Die Dichtmittel können zumindest eine Dichtlippe oder dergleichen aufweisen. Dabei können die Dichtmittel ausgebildet sein, um bei einem Kontakt mit dem Zielobjekt einen das zumindest eine Bauteil enthaltenden, abgedichteten Bauteilraum zwischen der Membranfolie und dem Zielobjekt zu bilden. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass eine Verunreinigung des Zielortes des Bauteils bei dessen Absetzvorgang bzw. Anbringungsvorgang sicher vermieden werden kann. Ferner kann ein solcher abgedichteter Bauteilraum auch einfach evakuiert werden.
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Hierbei kann auch ein zwischen dem Bestückungsabschnitt und den Dichtmitteln angeordneter Prozessabschnitt des Werkzeugkörpers vorgesehen sein. Dabei kann der Bauteilraum durch den Prozessabschnitt hindurch evakuierbar sein. Dabei kann der Prozessabschnitt zum Erzielen einer Fluiddurchlässigkeit ein poröses Material oder Kanäle aufweisen. Der Bauteilraum ist durch den Prozessabschnitt hindurch unabhängig von einem Druck innerhalb des Zwischenraums zwischen dem Bestückungsabschnitt und der Membranfolie evakuierbar. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein Verbinden folienartiger Bauteile ohne Lufteinschlüsse durch einen Vakuumlaminationsprozess ermöglicht ist. Hierbei können zwei getrennte Druckkreise bzw. Vakuumkreise unabhängig voneinander betrieben werden, um einen lokalen Vakuumlaminationsprozess zum Aufbringen des zumindest einen folienartigen Bauteils durchzuführen. Dies ermöglicht ein Evakuieren beim Aufbringen, was bei Folienverbindungen ein blasenfreies Anheften oder Verbinden ermöglicht, z. B. direkt beim Bondprozess.
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Insbesondere kann die Vorrichtung ausgebildet sein, um zumindest ein folienartiges, elektronisches Bauteil auf ein Trägersubstrat zu bestücken und zusätzlich oder alternativ zu laminieren. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass auch besonders empfindliche elektronische Komponenten zuverlässig und schonend transportiert sowie bei Bedarf aufgebracht werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann im Schritt des Veränderns des Drucks der Zwischenraum zumindest partiell mit Überdruck beaufschlagt werden, um die Membranfolie in einen Andrückzustand zum Andrücken des zumindest einen folienartigen Bauteils an ein Zielobjekt zu verformen. Zusätzlich oder alternativ kann im Schritt des Veränderns der Druck innerhalb des Zwischenraums in zumindest zwei unabhängig voneinander druckveränderbaren Teilabschnitten des Zwischenraums verändert werden. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein Andrücken und gegebenenfalls auch ein Ausstreichen geregelt und z. B. über Membranen oder konzentrische Anordnungen beispielsweise von innen nach außen erfolgen kann, sodass Lufteinschlüsse beseitigt bzw. vermieden werden können und das Bauteil an der auf dem Zielobjekt vorgegebenen Topografie sicher angelegt bzw. aufgebracht werden kann.
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Auch kann ein Schritt des Erwärmens des zumindest einen folienartigen Bauteils und zusätzlich oder alternativ eines Zielobjekts unter Verwendung einer Heizrampe vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann ferner ein Schritt des Aufsetzens der Vorrichtung auf einem Zielobjekt vorgesehen sein, um mittels den Bestückungsabschnitt umgebend an dem Werkzeugkörper angeordneter Dichtmittel einen Bauteilraum zwischen der Membranfolie und dem Zielobjekt fluiddicht abzudichten. Zusätzlich oder alternativ kann zudem hierbei ein Schritt des Evakuierens des Bauteilraums durch einen zwischen dem Bestückungsabschnitt und den Dichtmitteln angeordneten Prozessabschnitt des Werkzeugkörpers hindurch vorgesehen sein. Eine solche Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass eine Anbringung des Bauteils noch zuverlässiger erfolgen kann, wobei gegebenenfalls auch ein Vakuumlaminationsprozess zum sauberen, lunkerfreien Aufbringen des Bauteils durchgeführt werden kann.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 und 2 schematische Darstellungen von Vorrichtungen zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung; und
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3 und 4 Ablaufdiagramme von Verfahren zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Gezeigt sind die Vorrichtung 100, ein Werkzeugkörper 110 bzw. Bestückwerkzeugkörper, ein Bestückungsabschnitt 115, eine Membranfolie 120, eine Haftschicht 125 bzw. Haftoberfläche, ein Zwischenraum 130, ein folienartiges Bauteil A und eine Substratfolie B bzw. ein Zielobjekt. Die Vorrichtung 100 weist den Werkzeugkörper 110 und die Membranfolie 120 auf. Die Membranfolie 120 ist an dem Werkzeugkörper 110 angeordnet. Der Werkzeugkörper 110 weist den Bestückungsabschnitt 115 auf. Die Membranfolie 120 weist die Haftschicht 125 auf.
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Der Bestückungsabschnitt 115 ist ein fluiddurchlässig ausgeformter Teilabschnitt des Werkzeugkörpers 110. Dabei weist der Bestückungsabschnitt 115 ein poröses Material oder kanalartige Strukturen auf, um eine Fluiddurchlässigkeit zu realisieren. Die Membranfolie 120 ist elastisch verformbar ausgeführt. Die Membranfolie 120 ist den Bestückungsabschnitt 115 fluiddicht abdeckend an dem Werkzeugkörper 110 angebracht. Hierbei ist die Membranfolie 120 in einem Randabschnitt derselben mit dem Werkzeugkörper 110 fluiddicht verbunden. Der Zwischenraum 130 ist zwischen der Membranfolie 120 und dem Bestückungsabschnitt 115 des Werkzeugkörpers 110 gebildet. Ein Druck innerhalb des Zwischenraums 130 zwischen dem Bestückungsabschnitt 115 und der Membranfolie 120 ist durch den Bestückungsabschnitt 115 hindurch einstellbar. Die Haftschicht 125 der Membranfolie 120 ist an einer von dem Zwischenraum 130 abgewandten Hauptoberfläche der Membranfolie 120 angeordnet. Die Haftschicht 125 weist ein Material bzw. eine Oberfläche mit einem sogenannten Gecko-Effekt auf bzw. ermöglicht ein Anhaften des folienartigen Bauteils A mittels Van-der-Waals-Kräften.
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Die Membranfolie 120 ist ausgebildet, um sich bei einem ersten Druck innerhalb des Zwischenraums 130 in einem Anhaftzustand zu befinden, in dem ein Anhaften des folienartigen Bauteils A mittels Van-der-Waals-Kräften an der Haftschicht 125 der Membranfolie 120 ermöglicht ist. Die Membranfolie 120 ist ferner ausgebildet, um sich bei einem von dem ersten Druck unterschiedlichen, zweiten Druck innerhalb des Zwischenraums 130 in einen Ablösezustand zum Ablösen des folienartigen Bauteils A von der Membranfolie zu verformen.
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Das folienartige Bauteil A ist zwischen der Vorrichtung 100 und der Substratfolie B angeordnet. Genauer gesagt ist das folienartige Bauteil A zwischen der Membranfolie 120 der Vorrichtung 100 und der Substratfolie B angeordnet. Dabei ist die Haftschicht 125 der Membranfolie 120 dem folienartigen Bauteil A zugewandt. Das folienartige Bauteil A ist in dem Anhaftzustand der Membranfolie 120 an der Haftschicht 125 der Membranfolie 120 anhaftbar und in dem Ablösezustand der Membranfolie 120 von der Haftschicht 125 ablösbar und auf der Substratfolie B absetzbar.
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Anders ausgedrückt zeigt 1 eine Prinzipskizze der Vorrichtung 100 ohne Vakuumlamination. Hierbei wird durch den Bestückungsabschnitt 115 hindurch der Zwischenraum 130 mit Vakuum oder Druck zum Ablösen des Bauteils A beaufschlagt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Membranfolie 120 ausgebildet, um sich bei zumindest partiell mit Überdruck beaufschlagtem Zwischenraum 130 in einen Andrückzustand zum Andrücken des folienartigen Bauteils A an die Substratfolie B zu verformen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist bzw. sind der Werkzeugkörper 110 und zusätzlich oder alternativ die Membranfolie 120 ausgebildet, um ein Verändern des Drucks innerhalb des Zwischenraums 130 zwischen dem Bestückungsabschnitt 115 und der Membranfolie 120 durch den Bestückungsabschnitt 115 hindurch in zumindest zwei unabhängig voneinander druckveränderbaren Teilabschnitten des Zwischenraums 130 zu ermöglichen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 ausgebildet, um ein Erwärmen des folienartigen Bauteils A und zusätzlich oder alternativ der Substratfolie B unter Verwendung einer Heizrampe zu bewirken oder zu ermöglichen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 sowie die Darstellung in 2 entsprechen der Vorrichtung sowie der Darstellung aus 1 mit der Ausnahme, dass die Vorrichtung 100 in 2 ferner einen Prozessabschnitt 215, lediglich beispielhaft Dichtmittel bzw. eine Dichtung 240 und einen Bauteilraum 250 aufweist. Gezeigt sind somit in 2 die Vorrichtung 100, der Werkzeugkörper 110 bzw. Bestückwerkzeugkörper, der Bestückungsabschnitt 115, die Membranfolie 120, die Haftschicht 125 bzw. Haftoberfläche, der Zwischenraum 130, der Prozessabschnitt 215, die Dichtung 240, der Bauteilraum 250, das folienartige Bauteil A und die Substratfolie B bzw. das Zielobjekt.
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Die Dichtung 240 ist den Bestückungsabschnitt 115 umgebend an dem Werkzeugkörper 110 auf einer Membranseite des Werkzeugkörpers 110 angeordnet. Die Dichtung 240 ist zum fluiddichten Abdichten des Bauteilraums 250 zwischen der Membranfolie 120 und der Substratfolie B ausgebildet. Bei einem Absetzen der Vorrichtung 100 auf der Substratfolie B ist die Dichtung 240 in Kontakt mit der Substratfolie B angeordnet. Der Prozessabschnitt 215 ist ein zwischen dem Bestückungsabschnitt 115 und den Dichtmitteln 240 angeordneter Teilabschnitt des Werkzeugkörpers 110. Der Bestückungsabschnitt 115 weist ein poröses Material oder kanalartige Strukturen auf, um zu ermöglichen, dass der Bauteilraum 250 durch den Prozessabschnitt 215 hindurch evakuierbar ist, wobei ein Prozessvakuum an den Bauteilraum 215 anlegbar ist. Bei auf der Substratfolie B aufgesetzter Vorrichtung 100 ist der Bauteilraum 215, der das folienartige Bauteil A umfasst, durch die Substratfolie B, die Membranfolie 120, den Prozessabschnitt 215 und die Dichtung 240 begrenzt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 ausgebildet, um zumindest ein folienartiges, elektronisches Bauteil A auf die Substratfolie B zu bestücken und zusätzlich oder alternativ zu laminieren. Anders ausgedrückt zeigt 2 eine Prinzipskizze der Vorrichtung 100 mit Vakuumlaminationsprozess. Hierbei wird durch den Bestückungsabschnitt 115 hindurch der Zwischenraum 130 mit Vakuum oder Druck zum Ablösen des Bauteils A und als Anpressdruck beaufschlagt. Ferner wird der Bauteilbereich 250 für den Vakuumlaminationsprozess evakuiert.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das Verfahren 300 in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils ausführbar, die einen Werkzeugkörper mit einem fluiddurchlässig ausgeformten Bestückungsabschnitt und eine elastisch verformbare Membranfolie aufweist, die den Bestückungsabschnitt fluiddicht abdeckend an dem Werkzeugkörper angeordnet ist. Insbesondere kann das Verfahren 300 in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß 1 bzw. 2 vorteilhaft ausgeführt werden.
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Das Verfahren 300 weist einen Schritt 310 des Einstellens eines ersten Drucks innerhalb eines Zwischenraums zwischen dem Bestückungsabschnitt und der Membranfolie durch den Bestückungsabschnitt hindurch auf, um die Membranfolie in einen Anhaftzustand zum Bewirken eines Anhaftens des zumindest einen folienartigen Bauteils mittels Van-der-Waals-Kräften an der Membranfolie zu versetzen. Auch weist das Verfahren 300 einen Schritt 320 des Veränderns des Drucks in dem Zwischenraum zu einem von dem ersten Druck unterschiedlichen, zweiten Druck auf, um die Membranfolie in einen Ablösezustand zum Ablösen des zumindest einen folienartigen Bauteils von der Membranfolie zu verformen.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird im Schritt 320 des Veränderns des Drucks der Zwischenraum zumindest partiell mit Überdruck beaufschlagt, um die Membranfolie in einen Andrückzustand zum Andrücken des zumindest einen folienartigen Bauteils an ein Zielobjekt zu verformen. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zusätzlich oder alternativ im Schritt 320 des Veränderns der Druck innerhalb des Zwischenraums in zumindest zwei unabhängig voneinander druckveränderbaren Teilabschnitten des Zwischenraums verändert.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dabei ist das Verfahren 400 in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Transportieren zumindest eines folienartigen Bauteils ausführbar, die einen Werkzeugkörper mit einem fluiddurchlässig ausgeformten Bestückungsabschnitt und eine elastisch verformbare Membranfolie aufweist, die den Bestückungsabschnitt fluiddicht abdeckend an dem Werkzeugkörper angeordnet ist. Insbesondere kann das Verfahren 400 in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß 1 bzw. 2 vorteilhaft ausgeführt werden. Auch kann das Verfahren 400 in Verbindung mit dem Verfahren aus 3 vorteilhaft ausführbar. Dabei weist das Verfahren 400 auch den Schritt 310 des Einstellens und den Schritt 320 des Veränderns aus dem Verfahren von 3 auf. Durch Ausführen des Verfahrens 400 wird ein Transport und ein Laminierprozess des Bauteils bewirkt.
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Das Verfahren 400 weist nach dem Schritt 310 des Einstellens und vor dem Schritt 320 des Veränderns einen Schritt 412 des Aufsetzens der Vorrichtung auf einem Zielobjekt auf, um mittels den Bestückungsabschnitt umgebend an dem Werkzeugkörper angeordneter Dichtmittel einen Bauteilraum zwischen der Membranfolie und dem Zielobjekt fluiddicht abzudichten. Auch weist das Verfahren 400 einen Schritt 414 des Erwärmens des zumindest einen folienartigen Bauteils und/oder eines Zielobjekts unter Verwendung einer Heizrampe auf. Der Schritt 414 des Erwärmens kann optional sein. Ferner weist das Verfahren 400 einen Schritt 416 des Evakuierens des Bauteilraums durch einen zwischen dem Bestückungsabschnitt und den Dichtmitteln angeordneten Prozessabschnitt des Werkzeugkörpers hindurch auf.
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Der Schritt 416 (Evakuieren) sollte vor dem Heizen und Absetzen passieren, damit die Luft von dem Verpressen und Anschmelzen oder vor dem Aufsetzen in ein pastöses Material abgezogen wird.
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hinsichtlich möglicher Prozessabläufe zum Transportieren und/oder Laminieren bzw. Aufbringen zumindest eines folienartigen Bauteils zusammenfassend und mit anderen Worten erläutert.
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Zunächst erfolgt ein Anhaften des folienartigen Bauteils A. Hierbei wird die Vorrichtung 100 so auf dem folienartigen Bauteil A platziert, dass dieses an der Haftschicht 125 der Membranfolie 120 bzw. Gecko-Folie anhaften kann. Hierbei werden die an der Oberfläche der Haftschicht 125 der Membranfolie 120 aufgrund des Gecko-Effekts verfügbaren Van-der-Waals-Kräfte zum Halten des Bauteils A genutzt.
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Nach einem Absetzen des Bauteils A auf der Substratfolie B wird mittels Druck oder Vakuum in dem Zwischenraum 130 die Membranfolie 120 auf einer Oberfläche des Bauteils A so bewegt, dass die Haftung der Membranfolie 120 unterbrochen wird und das Bauteil A sich von der Membranfolie 120 löst.
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Zusätzlich wird dies optional durch einen Heizprozess und damit verbundener Haftung z. B. durch Aushärten von Haftmedien z. B. Klebstoffen verstärkt, sodass ein schonendes Absetzen des Bauteils A bewerkstelligt werden kann.
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Auch kann ein Vakuumprozess zur lunkerfreien Verbindung des Bauteils A mit der Substratfolie B eingesetzt werden. Dabei wird beim Absetzen eines an der Vorrichtung 100 haftenden Bauteils A beim Auftreffen auf die Substratfolie B die seitliche Dichtlippen aufweisende Dichtung 240 geschlossen. Wenn das folienartige Bauteil A leicht auf der Substratfolie B oder einem darauf im Vorfeld aufgebrachten Medium wie z. B. pastösem oder folienartigem Klebstoff, Lotpaste oder dergleichen anliegt, wird an den Bauteilbereich 250 ein Vakuum angelegt. Hierbei werden Lufteinschlüsse aus dem Verbund entzogen. Auch kann die Vorrichtung 100 mittels einer Heizrampe so aufgeheizt werden, dass die Medien oder Folien anfangen auszuhärten bzw. im Falle von Folien anschmelzen.
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Dann wird der Zwischenraum 130 zwischen dem Bestückungsabschnitt 115 und der Membranfolie 120, an der das Bauteil A haftet, belüftet und optional mit Überdruck beaufschlagt. Dies kann geregelt und über Membranen oder konzentrische Anordnungen z. B. von innen nach außen geschehen, sodass Lufteinschlüsse „ausgerollt“ werden und das flexible Bauteil A an der auf der Substratfolie B vorgegebenen Topografie angelegt werden kann. Auch wird durch diesen Prozess die Haftung der Membranfolie 120 bzw. der Haftschicht 125 verringert, sodass ein leichtes Ablösen des Bauteil A ermöglicht wird.
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Nachdem der optionale Temperaturprozess einige Zeit angelegen hat, typisch im Sekundenbereich, sind die in diesem Falle eingesetzten Medien in einem zumindest teilweise vernetzten oder erstarrtem Zustand, sodass die Bestückung der Substratfolie B mit dem Bauteil A zuverlässig erfolgt ist und die Substratfolie B weiterprozessiert werden kann.
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Somit ist mit der Vorrichtung 100 durch Anlegen von seitlichem Vakuum bzw. Prozessvakuum an den Bauteilbereich 250 bei gleichzeitigem oder sequenziellem Anlegen von Druck an den Zwischenraum ein Laminierprozess zum Verbinden des Bauteils A mit der Substratfolie B unter sicherem Ausschluss von Luft oder Gaseinschlüssen erzielbar. Das Anlegen des Drucks an dem Zwischenraum dient dabei auch zur Trennung des Bauteils A von der Membranfolie 120 durch deren druckbedingte Deformation.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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