製造電子組裝的方法和設備，採用該方法或在該設備中製造的電子組裝的製作方法

2023-05-02 22:51:26

專利名稱：製造電子組裝的方法和設備，採用該方法或在該設備中製造的電子組裝的製作方法
技術領域：
在此提出生產電子模塊的方法。所述方法中，電子元件放置在載體基板(carrier substrate)上。該載體基板可以是柔韌的(flexible)。在此還提出了生產電子模塊的設備(device)。最後，還描述了具有載體基板和電子元件的電子模塊，例如，所述載體基板由柔韌的箔(foil)基板製成，圍繞所述電子元件，在所述電子元件上摺疊或設置所述載體基板上或來自所述載體基板的可摺疊區域。
背景技術：
目前，通過機械工作的夾緊和放置機器人抓取較小的電子元件，比如有源和無源器件，比如具有兩個或多個(高達幾百個)連接、電阻器、電容器、功率半導體(電晶體、晶閘管、三端雙向可控矽開關管)、發光器件(LEDs)等的半導體晶片，並且在合適的配線載體(wiring carrier)上、在多維空間(縱向、橫向、角位置等)精確定位以生產電子模塊。 這些電子元件的自動對準效應通常是不相關的。相反在目前為止常見的、將元件儘可能精確地放置在它們的組裝和接觸位置的方法中，自動對準效應是相互幹擾的，因此儘可能地避免自動對準。電子元件通常是通過倒裝晶片法如加熱或加壓ACA(各向異性導電粘合劑)或者ACF(各向異性導電箔/薄膜)接觸的。但是，生產速度一方面受所需的熔體指數 (indexers)的限制，另一方面受到單個元件的放置的限制。同樣，由於存在斷裂的危險，這樣加工極薄的元件非常困難或者報廢率高。採用夾緊和放置的機器人處理極薄的元件也很困難。以前已經討論過利用在適當的、之前已經放置在配線載體上的液體上的自動對準效應將單個元件放置在配線載體上的可能性。(關於智能系統集成的會議2008,2008年4月 8-9 日，巴塞隆納，在 K. -F. Becker, J. Bauer, G. Mollath, G. Schreck, I. Kolesnik, Ε. Jung, H. Reichl，J. Lienemann，D. Kauzlaric , J. Korvink的報告「無接觸設備處理-用於微納米集成的新組裝方法」中)。JP 2005115916A描述了生產RFID半導體元件的方法，其中RFID晶片通過傳統的倒裝晶片法機械地安裝在載體材料的金屬發送機和接收機結構上。然後摺疊載體材料。相似的生產RFID半導體元件的方法在Mitsuo Usami的出版物「超小的RFID晶片μ -晶片」 中有所描述，(2004ΙΕΕΕ關於先進系統集成電路的亞太會議(AP-ASIC2004/2004年8月4-5 日))。在所述出版物中，公開了一種RFID晶片，在其兩側具有電氣連接，且其兩側都被覆蓋住了。一方面，將RFID晶片與各向異性的導電薄膜(簡稱為ACF)的第一薄天線(thin aerial)連接並覆蓋各向異性的導電薄膜，形成RFID半導體元件的載體基板。另一方面，將 RFID晶片連接到另一薄金屬箔的薄天線上並覆蓋該另一薄金屬箔，摺疊該另一薄金屬箔以將其固定在ACF的下側。所以RFID晶片的兩個側面均由薄天線覆蓋。由於生產RFID半導體元件需要各向異性導電薄膜和額外的金屬箔，構造RFID半導體元件無疑是昂貴的。DE 19962194A1描述了生產用於發射機應答器(transponder)的可接觸的導體迴路(conductor loop)的方法，具有以下步驟用多個線圈在延性基板(ductile substrate)的一側上形成導體迴路。最初導體迴路有內端和外端，內端在導體迴路的內部、 外端在導體迴路的外部。通過預設的部件從外端開始延伸導體迴路，該預設的部件是相對於所述導體迴路向外導向的。在延伸的外端和外端之間摺疊基板以使得在摺疊後延伸的外端在導體迴路內部定義的基板區域之上。DE 602004007861T2描述了一種生產通信媒介的方法，基層從第一滾筒解開 (unwound), IC晶片焊接(bond)至基層的區域上的每個多路傳輸和接收天線(reception aerials)，然後基層纏繞到第二個滾筒上。在解開和纏繞基層之間，實施以下步驟將IC晶片焊接至基層上的每個天線，形成多個排列(arrangement)，其中每個排列具有一個天線和一個IC晶片。分別測試每個排列的通信功率，根據它們的特性對排列進行分類。在毗連的排列間的中間的空間裡，在基層上形成矩形的切割區域。通過摺疊切割區域越過一個排列覆蓋對應於切割區域的毗連排列中的一個。可以從DE 10151657C1, DE 10 2006001885A1 和EP 1 1433 78A取得進一步的技術背景。本發明的目的是提供一種與以前的生產電子模塊的方法相比有所改進的方法，並且所述方法(i)可以在大量生產中使用，(ii)給予更高的組裝生產量，以及(iii)為元件的高精度放置的提供低壓供應，以使得隨後元件的多個電氣連接可與其電氣環境容易地發生電接觸。

發明內容
為了實現這一目的，這裡提出具有權利要求1的特徵的方法。這一方法可生產具有至少一個電子元件和一個載體(carrier)的電子模塊。在所述載體上，提供適合於對準 (align)其上的元件的結構，以便所述元件可以相對於所述結構佔據希望的目標位置。這一結構覆蓋有材料以形成液體的彎月面(liquid meniscus)。所述液體的彎月面至少部分適合於接收所述元件。在所述元件的傳送點提供多個元件的貯存。具有所述結構的載體至少移動至傳送點對面附近。所述傳送點無接觸地傳送所述元件中的一個，而載體上的所述結構在傳送點附近或移動經過該傳送點，以便在自由運動的階段後，所述元件至少部分接觸所述材料。在自由運動的階段的過程中，電子元件不受任一機械裝置機械支承或引導。具有所述結構的載體移動至下遊處理點，而元件(由來自毛細力和表面潤溼張力的交互作用驅動)使其自身對準液體彎月面上的結構並佔據其目標位置。採用這一方法，上述類型的半導體元件的大量生產顯然比採用以前標準的工業方法更便宜、更快、更可靠且伴隨更少的元件壓力。這特別適用於在高速和高可靠度的情況下為箔基板上(例如在RFIDs的發射機應答器轉接板或鑲嵌物上)具有少量電氣接觸的晶片部件(例如RFIDs、LEDs等)鍍上組裝和殼體鍍層。在組裝很小和/或晶片部件很薄的情況下，這些優點尤其變得明顯，這是由於與以前的方法的概念的不同在裝配過程中沒有晶片部件的直接接觸和；僅大概供應(fed in only approximately)的晶片部件的自動對準充分利用了界面間的表面張力效應。儘管在傳送晶片的時候，僅相對於晶片的目標位置以低精度定位晶片部件的傳送點，但是隨後的自動對準實現了精確的定位。因此，隨後可實現非常有效的、可靠的電氣接觸。另外，由於隨後部分基板向其自身的摺疊，可以使得整個排列對機械應力和溼度具有高抵抗力(hight resistance)。使用昂貴的圖象識別系統而不是現有技術中必須的伺服迴路完成自對準以檢測晶片部件的位置以及在該昂貴的圖象識別系統的控制下在多個坐標和/或角位置的非常精確的主動定位。由於晶片部件無接觸的傳送，較少機械地加壓它們。因此所述過程可以連續運行；它不必如現有技術中在夾緊和放置機器人的節奏下運行。儘管載體的連續傳輸， 例如在輸送帶上，是有益的和優選的，但它絕不是必須的。反而，因為上遊或下遊處理點以間斷或時鐘控制的方式運作，所以以如上所述以間斷或時鐘控制的方式(也就是步調一致 (in steps)的方式)供應載體以及移除它們同樣是可能的。另外，這一方法與現有技術的概念完全不同，因此在設備中所需的費用顯著少於現有技術。這極大地減少了生產、對準和維修費用。可以非常迅速地在一個元件(例如RFIDs)的側面安裝具有很少電氣接觸的小的、 有源或無源電子元件，以及在頂部以及下部安裝具有接觸的電子元件。所述方法同樣使完全連續的滾筒到滾筒型(roller-to-roller)過程成為可能，在所述過程中，具有載體的發送帶不必停止。與工業中當前使用的、構造的、柔韌的基板上用於裝配電子元件(例如RFID 晶片)的過程相比，所述方法可顯著增加產量。所述方法同樣可降低在構成的箔基板上包裝其他元件的成本，並且可以容易地適用於不同的晶片類型。具備有結構的載體基板(也就是所述載體)可以由聚合物膜(例如PET、PEN、PI) 或替代性的、具有塗敷的導電結構塗層(例如銅金屬化物、鋁金屬化物、印刷銀導電油墨等)的柔韌的基板材料(例如，紙、複合材料)製成。所述晶片在液體的彎月面中傳送以及它們在液體的彎月面中的自動對準同樣可以在堅硬的載體上實施，例如印刷電路板。通過將材料塗敷於載體的表面或者通過從載體的表面移除材料可以在載體上形成所述結構。所述結構的形狀可以適應於電子元件的輪廓。通過所述結構，可以在一或多維(X，X和/或Z方向)固定所述電子元件的目標位置和/或可以在一或多個方向(角位置)固定它的方位(orientation)。所述結構同樣可以是在載體上以具有多個子結構的結構形式，每個所述子結構劃定區域，以在不同情況下形成液體的彎月面。由於所述構造的，成形基板的表面以便可以採用材料選擇性地將其弄溼。將該材料放入該結構中以形成彎月面。該材料可以是液體、粘合劑或焊料，所述焊料需可熔化。在這一液體狀態，所述材料/焊料形成彎月面。所述結構的形狀相似於或適應於所述晶片的底部區域，使得晶片對結構的自動對準成為可能。可以基於該材料(例如粘合劑、丙烯酸鹽粘合劑、環氧粘合劑、水、焊劑、有機溶劑或它們的混合物)選擇由結構定義的、並且可以選擇性弄溼的基板表面。為了生產可以結構化的方式弄溼的表面，可例如但不唯一地，採用下述方法以及它們的組合結構化金屬化 (例如採用焊料的方法)；等離子體處理(例如採用丙烯酸鹽粘合劑或水的方法)；通過衝壓、打孔或加色法產生表面形貌(surface topography)；附加塗覆矽酮、樹脂或蠟(例如採用丙烯酸鹽粘合劑、粘合劑、水、焊劑、有機溶劑和它們的混合物的方法)。對結構化載體基板上的電子元件的自動對準而言，使用最小化局部結構化的載體基板、流體和元件系統的界面自由能的效應。就可以放置在優選地柔韌的載體基板上的半導體元件而言，可以處理的元件是電的和/或電子的元件。也稱上述元件為晶片。所述載體基板可以以任一適合於半導體元件的生產的形式出現。所述載體基板可以是柔韌的和有彈性的或可無損塑性延展的。上述柔韌的載體基板可以是薄膜基板，所述薄膜基板可以摺疊到其自身中以使得所述薄膜基板的兩個毗連區域可以摺疊至彼此之上。 輸送帶可以與多個載體連續移動至電子元件的傳送點對面附近和從那裡離開，所述每個該多個載體都具有結構。所述材料可以可相對於結構中凸地形成液體的彎月面的形式，也可以可相對於結構中凸地形成液體的彎月面的量傳送至結構。在隨後的處理中，可能必須至少部分從所述結構移除所述材料。所述材料還可以是至少部分保留在結構和元件之間的粘合劑。所述材料還可以是必須被熔化的焊料。如果，在載體與結構移動至下遊處理點前，包含焊劑的焊料熔化形成液體的彎月面，那麼與液體的彎月面接觸的電子元件可以使其自身與所述結構對準，並佔據它的目標位置。所述電子元件可以是具有金屬連接接頭的半導體晶片，所述金屬連接接頭排列在半導體晶片的一個側面或兩個相對的側面上。從傳送點傳送電子元件以使得具有金屬連接接頭的側面面對所述材料，沒有連接接頭的側面背對所述材料。替代性地或額外地，具有金屬連接接頭的側面可以面對所述材料，以及具有金屬連接接頭的側面可以背對(face away from)所述材料。替代性地或額外地，至少一個具有金屬連接接頭的側面可以橫向地朝向材料的表面。多個電子元件可以作為單獨的(isolated)半導體晶片，供應給粘附於載體層的傳送點，這種情況下，單獨的半導體晶片面對所述載體粘附於載體層的側面。就無接觸傳送而言，可以通過這一載體層，將這一類型和數量的能量從背對吸附的半導體晶片的載體層的側面導向單獨的半導體晶片，這樣，半導體晶片將其自身從所述載體層分離或分開，然後該半導體晶片的一個側面的至少部分與材料和/或它的液體的彎月面接觸。可以通過(紅外線的)雷射、熱氣噴流(例如熱空氣噴流)、輻射加熱元件或類似元件提供這一能量。所述能量源還可以接觸所述載體層；由於能量源排列在背對載體層的粘附半導體元件的一側的，因此從傳送點至材料/結構的傳遞過程中不接觸粘附於載體層的半導體晶片。所述載體層可以具備用於單獨地半導體晶片的粘結層。由於至少部分的導向單獨的半導體晶片的能量的作用，這一粘結層至少部分可以分解，以施加機械衝量(mechanical impulse)至適當的半導體晶片，移動所述適當的半導體晶片遠離載體層。替代性地或額外地，粘結層可以包括密集排列的小顆粒，例如包含液體的小膠囊，所述小顆粒隨能量的作用膨脹、成為泡沫、舉起半導體晶片、增大半導體晶片的接觸面以及因此將它從粘結層分開。如上所述局部供給的能量在將從載體層分離的半導體晶片中部分或完全轉化為熱量，在其半導體晶片中和/或在載體層中。這一熱量的作用是，由於粘結層是熱溶解薄膜的粘合劑/膠囊混合物，其位於半導體晶片和載體層之間，在受熱後將半導體晶片從粘結層釋放。根據吸收的能量輻射的波長，粘結層可自身(或載體層，或將從載體層分離的半導體晶片)將供給的能量轉化為熱量，也可將它轉化為熱量並且因此加速熱反應。所述載體可以由彈性地或塑性延展材料構成。所述塑性延展材料具有導電圖案。 該導電圖案具有至少一個路徑(path)。所述導電路徑可以是下列形式，其在結構中延伸直到其在該半導體晶片在所述結構上對準自身(在液體的彎月面上)後與半導體晶片的連接接頭中的一個接觸。所述導電路徑也可以形成為其到達與結構相隔一段距離的載體的區域。這種情況中，圍繞部分圖案的路徑，在載體的區域內製造穿孔或弱化點(weakened point)，以形成包含部分路徑的薄片(flap)。然後從載體移除所述薄片，接下來摺疊所述薄片以便在薄片上的部分路徑與至少部分的其中一個半導體晶片的連接接頭接觸。替代性地，可以在載體的區域內製造穿孔或弱化點，以形成包含所述半導體晶片的薄片。然後可以從載體移除所述薄片，接下來可以摺疊所述薄片以便在薄片上的半導體晶片使至少部分的圖案的路徑與它的連接接頭的其中至少一個接觸。可以以多種不同的方式從載體的其餘部分劃定可摺疊的摺疊區域。例如，比如打孔、切割、刻槽、劃線、衝壓和/或穿孔的機械方法適合於所述目的。但是，也可採用雷射方法，比如切割、刻槽或穿孔，採用這些方法可以可靠迅速地劃界。但是，水注切割方法或類似方法同樣是可能的。可以從柔韌的載體基板上分離一個或多個可摺疊的摺疊區域。這種情況下，保留至少一個該分離的可摺疊的摺疊區域與柔韌的載體基板的連接，以便產生夾子(clip)或薄片。例如，可以通過三個完全分離的邊界邊緣和一個沒有或僅僅部分分離、打孔、刻槽或其他弱化的邊界邊緣產生矩形夾子。夾子的其他幾何形狀同樣是可能的，例如，幾乎任意的矩形、曲線或自由形狀。為了形成所述薄片，可以在所述路徑的兩個運動方向，從滾筒至滾筒的方向以及其橫向摺疊所述載體基板。由於可摺疊的摺疊區域，可以在柔韌的載體基板的兩層之間的夾層結構中容易地接收所述元件，通過所述方式，可以特別使所述元件很好地免受環境效應影響。在載體和薄片之間包含半導體晶片的空間可以填充有填充物，以便半導體晶片至少部分包埋在填充物中。這可以是合適的粘合劑，通過所述方式，半導體元件可具有特別高的抵抗機械應力的能力。這樣，還額外地保護所述元件。同樣可以摺疊具有排列其上的電子元件的可摺疊的摺疊區域至所述(金屬的)結構。通過這一方法，由於電子元件無接觸地放置在載體基板上，省略直到現在還工業中使用的、通過機械夾具或吸盤(suck)的元件的機械安裝，所述機械夾具或吸盤緊夾所述元件並將它放置在載體基板上。因此放置所述元件顯然更快，尤其就薄的元件(大約10 μ m 厚或更少)而言，需要的機械加壓比以前更少。尤其，這一方法適合於半導體元件，其中半導體晶片配備有可管理數量的電氣連接。但是，這一方法同樣適合於具有多個電氣連接的半導體元件，例如邏輯的、控制器或處理器連接。通過無接觸傳送(或放置)，所述元件到達載體(基板)。在所述元件離開貯存後， 暫時(自由運動階段、自由階段或自由飛行階段或自由下落階段)，在它到達載體上的結構中的材料前，它不受任一機械設備支承或引導。因此例如，所述元件可以以自由下落放置在載體基板上。這種情況中，由於沒有別的力或除了重力幾乎沒有什麼力，所述元件可以放置在載體基板上，所以這一方法可以是特別簡單的形式。同樣可以無接觸地加速電子元件至載體。例如，可以通過壓縮空氣支持額外加速所述元件，並且因此更有效地將所述元件放置在載體基板上。例如，上述壓縮空氣支持可以通過支承所述元件的粘結層發生，以保持加熱所述粘結層達到使得粘結層的組分進入氣態並且充當元件和載體層之間的驅動力。由於載體上的結構，它分為可以由材料弄溼/覆蓋的區域和不可以弄溼/覆蓋的區域。尤其，因此可以區別可以選擇性弄溼的區域，因為在其上的液體可以在載體上形成彎月面，所述彎月面的形式/形狀適應於元件的底部，因此使元件在結構上的自動對準成為可能。可以弄溼的區域的形狀可以取決於使用的材料和元件。為了在所述載體上產生結構化的且可以弄溼的表面，例如但不唯一地，可以提供結構金屬化物，例如採用焊料過程；等離子體處理，例如採用丙稀酸鹽粘合劑或水的過程。 這種情況中，可以產生特定的所述結構，例如環形的、表面形貌(topography)，例如通過衝壓、打孔或加色法，例如矽酮、樹脂和/或蠟添加劑塗敷，以及多個上述方法的組合。所述結構還可以是環形電軌的形式。如果載體基板具有相應的圖案化導電結構，在載體基板上的元件可以容易地與其他功能元件電氣連接。因此，在放置元件之前和/或時，可以用導電結構，尤其金屬結構覆蓋(例如印刷)所述載體基板的表面。優選地，尤其可以通過導電結構在柔韌的載體基板上產生可弄溼的區域。低粘度的液體使元件的自動對準更容易和快速。在簡單的情況中，在電子元件成功對準後理想地完全蒸發的水可以用於對準，在所述水之後，焊料或高粘度的粘合劑可以接觸對準的元件。這種情況中，所述焊料或高粘性的粘合劑接任載體基板上元件的永久固定和/或接觸。作為對準電子元件的裝置，可以使用具有與水相似的粘度的粘合劑。這樣，一方面，可以採用粘合劑在載體基板上的結構上對準電子元件，並且另一方面可以採用粘合劑將它固定在所述載體基板上。與水相比，粘度差異低於30 %，優選10 %的粘合劑可使電子元件非常快速地對準，尤其在電子元件牢牢粘住之前。自動對準還與較高粘度的粘合劑協同工作，即使這種情況中，它相對地運行更慢。 因此必須注意，至少在比低粘度的粘合劑更遲的時間之後才硬化較高粘度的粘合劑，以便電子元件在對準後才牢牢地粘住。但是，這一方法的變形允許元件通過所述粘合劑永久地與載體對準和固定。如果使用的材料具有特別優良的潤溼效應，例如，粘合劑可以到達表面積的將弄溼的結構的角落。這一效應是電子元件的優良的角對準，由於有效的角對準尤其開始於所述結構的角落區域。基板上放置的矩形或方形粘合劑可以獲得所述元件(所述元件通常也具有矩形或方形的輪廓)的特別優良的角對準，以便可以實現所述元件的特別高精度和重複性的對準，尤其旋轉的和/或平移的自動對準。在所述方法的變形中，所述元件放置於可摺疊的摺疊區域上。例如，所述元件放置於可摺疊的摺疊區域上，通過合適的連接裝置和/或通過對準電子元件的裝置作用於所述可摺疊的摺疊區域，於是它的一側背對所述連接，在該側上不提供元件的電氣連接。這樣，例如，在可摺疊的摺疊區域摺疊至載體基板上之前，所述元件可以在可摺疊的摺疊區域上的形成彎月面的材料上很好地對準其自身。由於所述摺疊，電子元件的電氣連接可以與導電結構電氣連接，以便產生功能的半導體元件。優選地，所述可摺疊的摺疊區域比柔韌的載體基板的其他區域顯著較小，以使薄片不會完全覆蓋其他區域。可使用或不適用附加材料或連接材料，比如用於焊接(bonding)和/或對準所述電子元件的裝置，僅僅通過摺疊所述載體來電氣接觸或機械固定所述元件。這種情況中，可以通過焊料、ICA、ACA、ACF或具有充足的表面粗糙度的凸起(bump)，例如柱形凸起或Pd凸起以及NCA實施電氣連接。為了接觸元件的不同的電氣連接，還可以使用不同的連接材料。總而言之，通過摺疊所述載體的摺疊區域，所述元件不僅可以優選地固定在所述載體上，而且可以與導電結構接觸。可摺疊的摺疊區域的特徵或特徵組合代表產生半導體元件的傳統方法的獨立的進一步的發展，並且即使沒有以上描述的其他特徵也可以使用。根據它們，半導體元件可以由薄膜基板以及排列其上的電子元件構成。這種情況下在所述薄膜基板上形成可摺疊的摺疊區域。這種情況中，優選可以非常精確地確定可摺疊的摺疊區域的位置，在特別小的半導體元件的情況中尤其優選。如果晶片不在夾子上而是緊挨著夾子，可以構造更小型的半導體元件。不是所述晶片而是在夾子上的具有軌道的連接區域需要比晶片更少的空間並摺疊至晶片。一方面，由於這一半導體元件僅僅由單一薄膜基板構成(這一薄膜基板具有兩層，在這兩場之間包埋有電子元件)，這一形式的半導體元件比在上述公開文件中示出的 RFID半導體元件構造顯然更加簡單。另一方面，由於在這裡只摺疊單一的、柔韌的薄膜基板的較小摺疊區域，這一半導體元件還不同於來自於以上引用的發布的說明書JP 200511916A的半導體元件。如果所述摺疊區域的底部區域佔所述半導體元件的底部區域的三分之一以上，優選地二分之一以上，僅須摺疊較小的摺疊區域。特別地，這樣在單一的、柔韌的薄膜基板上的導電結構可以由摺疊至其上的摺疊區域保持未覆蓋。例如，這樣可以改進RFID半導體元件的發送和/或接收功率。即使在可摺疊的摺疊區域的情況中，如果可摺疊的摺疊區域在所述單一的、柔韌的薄膜基板內形成窗口區域，仍然可以非常穩定地建造半導體元件的薄膜基板。所述窗口區域描述當摺疊摺疊區域時在薄膜基板內產生的材料凹槽。剩下的薄膜基板仍然完全形成窗口區域或材料凹槽的邊界。在其他例子中，所述材料凹槽也不必完全由薄膜基板圍繞。在一個變形方案中，排列在薄膜基板上的元件固定在可摺疊的摺疊區域上，以便可以相對於薄膜基板摺疊它。這樣，可以容易地摺疊所述元件(與可摺疊的摺疊區域一起) 至金屬結構，這樣可以至少部分覆蓋薄膜基板的表面。如果通過形成液體的彎月面的材料在所述載體上對準或固定所述元件，那麼在所述載體上可以很好地對準和固定它。優選地，在大氣氣氛中可以塗敷合適的材料沉積。所述材料還可以是導電的，以便所述元件也可以與導電結構電氣連接。在另一變形方案中，所述材料電氣絕緣。這種情況中，只可以通過摺疊可摺疊的摺疊區域實現所述元件的電氣連接，即當所述元件的電氣連接設備接觸到柔韌的載體基板的電氣結構時實現所述元件的電氣連接。特別的解決方案提出採用元件生產半導體元件的方法，其中金屬結構放置在柔韌的薄膜基板的表面，以及結構化的薄膜基板使其接著可以供應給連續裝配過程比如滾筒至滾筒裝配過程，其中可摺疊的摺疊區域插入到結構化薄膜基板中，其中連接裝置放置在摺疊區域上，其中所述元件放置在摺疊區域中的連接裝置上，以及其中所述元件採用所述連接裝置在薄膜基板上的結構上的表面對準其自身，以及其中所述摺疊區域與所述元件一起摺疊至金屬結構上，使得所述元件也與金屬結構電氣連接。這實現了在優選地柔韌的載體基板上，幾乎任一形式的元件的非常高效的、廉價的安裝。這裡描述的滾筒至滾筒裝配過程的特定區別特徵是沿裝配軌道移動的裝配傳送帶理想地從不必須停止或減速以實施半導體元件上的裝配步驟。因此，與現有的在結構化載體上安裝構件的時鐘控制的過程相比，這一方法能顯著增加生產量。這裡描述的方法或方法的變形還使得可採用少量電氣連接設備裝配特別小的電子元件，尤其是結合RFID的轉發器-內插器或鑲嵌物。由於所述元件的無接觸裝配和在載體上它們的自動對準，即使在非常小和/或極薄的元件的情況中，可以確保具有高可靠度和高生產速度。所述電子元件可以具有不止一個電氣連接，例如兩個至四個電氣連接。所述元件也可以具有少於十個電氣連接，優選地少於五個電氣連接。這裡，電氣連接設備是否只在一個晶片側面上，例如在現在可用的RFID晶片中，或在兩個晶片側面上，例如在當前可用的 LED晶片中，是不相關的。為了實施上述方法，例如，可以使用在所述載體上具有提供結構的裝置的設備，這種情況下，所述結構必須由所述裝置成形以便它適合於對準其上的電子元件，以便所述元件可以相對於所述結構佔據希望的目標位置。這一結構提供裝置可以是印刷單元、衝壓單元或類似單元。還提供裝載材料到所述結構以形成液體的彎月面的裝置。所述液體的彎月面至少部分適合於接收所述元件。在所述元件的傳送點還出現了用於貯存多個元件的容器 (receptacle)。第一傳送裝置移動具有所述結構的所述載體至少至傳送點對面附近。能量供應裝置從傳送點的貯存啟動所述元件中的一個的無接觸傳送，而在所述載體上的結構移動經過傳送點，以便在元件的自由運動的階段後，所述元件至少部分接觸液體的彎月面。在自由運動的階段的過程中，所述電子元件不受任一機械設備的機械支承或引導。所述傳送裝置將具有結構的載體移動至下遊處理點，而所述元件在液體的彎月面上對準其自身和所述結構，以佔據它的目標位置。所述設備的傳送裝置可以由傳送滾筒或針輥驅動，所述傳送滾筒或針輥連續傳送具有多個載體的輸送帶，每個所述載體具有所述結構。可以在所述載體上裝配提供所述結構的裝置，以通過將材料塗敷於所述載體的一個表面或通過從所述載體的一個表面移除材料形成這一結構。例如，這可以是旋轉印刷單元，採用所述旋轉印刷單元，在每個載體上印刷環形結構的矽酮、蠟或類似物。可以提供用於裝載分配裝置的裝置，以將材料以相對於結構中凸地形成液體的彎月面的形式和/或可相對於結構中凸地形成液體的彎月面的量傳送至結構。所述材料還可以是包含焊劑(flux)的焊料並且必須被熔化。如果所述材料是焊料(solder)，可以提供熔化所述焊料的加熱裝置。當具有結構的載體移動至下遊處理點時，它熔化所述焊料，形成液體的彎月面，以便與液體的彎月面接觸的電子元件在所述結構上對準其自身並且佔據它的目標位置。在隨後的處理中，如果將從所述結構至少部分移除所述材料，可以提供加熱裝置或類似裝置以從所述結構至少部分去除所述材料。所述容器可以具有至少在二維空間定位的調節裝置。可以設置其在該二維空間中定位具有粘附於載體的半導體晶片的載體層，以便在不同情況下，一個半導體晶片靠近位於一定距離的對面結構(opposite structure)。所述能量供應裝置可以是熱能源，所述熱能源是以熱輻射器或熱傳導源的形式。 所述熱能源設置成輻射載體層的背對粘附的半導體晶片的一側的熱能通過載體層傳送至單個半導體晶片，以便所述半導體晶片從載體層分離，以及然後使液體的彎月面與至少部分載體層的一個側面接觸。設置所述調節裝置以至少在二維空間中這樣定位所述載體層，以便所述載體層上的粘結層能夠支承單獨的半導體晶片。所述半導體晶片可以通過粘結層這樣粘附於載體層，以便它們的電氣連接背對所述載體層或朝向所述載體層。可以出現用於形成載體的穿孔或弱化點的裝置，以在所述載體的區域內形成薄片。所述載體可以由彈性地或塑性延展材料構成。還可以出現用於從所述載體移除/拉出所述薄片的裝置。最後，可以出現摺疊所述薄片的裝置以便在所述薄片下，半導體晶片中的一個連接接頭的至少部分與所述載體彼此接觸。同樣，可以出現用於填充物的填充設備以採用填充物填充所述載體和所述薄片之間的空間，所述薄片包含半導體晶片，使得半導體晶片至少部分包埋在所述填充物中。最後，在此描述根據以上聲明的方法和/或以上聲明的設備可獲得的、具有至少一個電子元件和一個載體的電子模塊。在所述載體上排列結構，在所述結構上所述電子元件在它的目標位置對準。在載體和電子元件之間，具有在其上接收電子元件的材料。在所述載體上，通過將材料塗敷於所述載體的一個表面或者從所述載體的一個表面移除材料，形成用於對準和接收電子元件的結構。所述結構的形狀適應於所述元件的輪廓，和/或在一維或多維空間固定所述元件的目標位置和/或在一個或多個方向固定所述元件的方位。所述結構可以是在所述載體上具有多個子結構的結構的形式，每個所述子結構劃定區域並接收所述材料。所述材料可以是粘合劑，所述粘合劑至少部分的保留在所述結構和所述元件之間，或者所述材料可以是包含焊劑和將熔化的焊料。如果將灌裝有焊劑的粘合劑，所謂的「不流動底層填料(no flow underfill) 」，額外塗敷在所述基板的接觸位置或接觸凸起在其上的晶片的表面，這將改進所述接觸並且還有助於晶片和載體基板之間的連接的機械強度。在所述電子模塊的情況中，所述電子元件可以是具有金屬連接接頭的半導體元件，所述金屬連接接頭排列在所述半導體晶片的一個側面或兩個相對的側面上。所述具有金屬連接接頭的電子元件的側面可以面對所述材料，以及沒有連接接頭的側面可以背對所述材料。替代性地，所述具有金屬連接接頭的電子元件的側面可以面對所述材料，並且具有金屬連接接頭的側面可以背對材料。在進一步的變形中，所述至少一個具有金屬連接接頭的電子元件的側面可以橫向朝向所述材料的表面。在所述電子模塊的情況中，包含半導體晶片、在所述載體和所述薄片之間的空間可以填充有填充物，以便所述半導體晶片至少部分包埋在所述填充物中。


基於以下參照附圖的描述，進一步的特徵、屬性、優點和可能的修改對本領域內的技術人員是清楚的。圖1是無接觸地將晶片部件供應薄膜基板方法步驟的示意圖；圖2是通過對準裝置在薄膜基板上對準晶片部件的另一方法步驟的示意圖；圖3是在薄膜基板上將晶片部件永久固定於對準裝置的後續方法步驟的示意圖；圖4是具有倒裝的RFID晶片的轉接板(interposer)的平面圖的示意圖；圖5是來自於圖4的轉接板沿圖4中的剖面線A-A的橫截面圖的示意圖；圖6是生產來自於圖4和5的轉接板的方法流程的示意圖；圖7是具有倒裝的LED晶片的轉接板的平面圖的示意圖；圖8是來自於圖7的轉接板沿圖7中的剖面線A-A的橫截面圖的示意圖；圖9是生產來自於圖7和8的另一轉接板的方法流程的示意圖；圖10是從連續的薄膜基板通過摺疊接觸晶片的滾筒至滾筒方法的流程圖的示意圖；圖11是用於執行從連續的薄膜基板通過摺疊接觸晶片的滾筒至滾筒方法的設備的示意圖；以及圖12是貯存晶片無接觸傳送至結構的示意圖，在所述結構上晶片對準其自身。
具體實施例方式圖中所示為上述方法(變形方法)的流程鏈的例子，特別也用於柔韌的基板的滾筒至滾筒處理至柔韌的載體(基板)，所述載體填充有小電子元件。在圖1至圖3中所示的方法流程中，為了生產半導體元件1 (參見圖3)，晶片2作為電子元件無接觸放置在載體基板3上，所述柔韌載體基板3在這裡是柔韌的薄膜基板4 的形式。將圖1至圖3分成在上側視圖5和在該上側視圖下示出的平面視圖6，以及按照箭頭7的方向從左到右進行的方法。圖1是在薄膜基板4上形成的正方形指紋(footprint)區8，並且所述指紋區的區域形狀和晶片2的區域形狀相適應。晶片2是電氣或電子元件部件。薄膜基板4的面對晶片2的表面9分為可弄溼區域10和不可弄溼區域11，可弄溼區域10實質是柔韌的薄膜基板4上的正方形指紋區8。在可弄溼區域10中，可以放置作為連接裝置13的材料12以在薄膜基板4上對準晶片2。所述材料12分布在可弄溼區域10 中成為液體沉積15，並且在平面視圖形成中凸的液體的彎月面14。現在，如果晶片2以自由落體的方式無接觸式地向柔韌的薄膜基板4移動，從而放置在材料沉積15的液體的彎液面14上(參見圖1)，晶片2接觸材料12 (參見圖幻。因為在材料12區域中使界面自由能最小化(minimisation)的效應17，在柔韌的薄膜基板4上相對於(relative to)正方形指紋區8對準晶片2，以使得晶片2覆蓋正方形區8或可弄溼區域10。特別地，如果在面對所述正方形指紋區8的晶片側面8上提供相對於材料12的非常可弄溼的晶片表面19，這非常地成功。在這個變形方案(variant)中，材料12是低粘度的熱固化粘合劑。在粘合劑沉積15上自動對準之後，粘合劑12可以固化，並且晶片12倒裝(轉向) 在柔韌的薄膜基板4上，以便半導體元件1可用於進一步處理，例如，接觸背對載體的晶片 2的電氣連接(參見圖3)。在這個實施例中，不可弄溼區域11是通過放置在柔韌的薄膜基板4上的金屬結構 20形成。在這方面，金屬結構20完全圍繞正方形指紋區8，以便在柔韌的薄膜基板4上可以以定義的方式定位液體12。在柔韌的薄膜基板4上金屬結構20還定義基準邊(reference edge)21，從所述基準邊21開始，可以參考進一步的方法步驟，以便於保證半導體元件1特別高的精度。圖4和圖5所示的半導體元件101是帶有RFID晶片102的轉接板125。半導體元件101有部分覆蓋有結構化銅金屬化物120的柔韌的薄膜基板104。結構化銅金屬化物 120也是在柔韌的薄膜基板104上的基準邊121。所有其他定位相關的操作都參照基準邊 121，以便於薄膜基底104的特別精確地、極高速地實施這些操作。在柔韌的薄膜基板104上，有可摺疊的摺疊區域126，所述摺疊區域1 作為夾子 127從柔韌的薄膜基板104的衝壓出。在夾子127和結構化銅金屬化物120之間排列有 RFID晶片102，一旦圖5中的可摺疊的摺疊區域摺疊，RFID晶片102通過電氣連接(這裡未示出更多的細節)與結構化銅金屬化物120電氣連接。摺疊前，RFID晶片102通過粘合劑沉積115焊接至可摺疊的摺疊區域126，以便可以一起摺疊RFID晶片102和夾子127。夾子127在柔韌的薄膜基板104上留下窗區域1 形狀的材料凹槽128，所述夾子 127是柔韌的薄膜基板104這樣做出的(worked out)並且摺疊至柔韌的薄膜基板104。在半導體元件101的情況中，僅使用一個柔韌的薄膜基板104，可封裝RFID晶片102，以便特別好地保護RFID晶片102免受破壞性的環境效應影響。為了能夠在摺疊的夾子127和柔韌的薄膜基板104之間的區域密封空隙130，在那裡排列更多的粘合劑131。在圖6中，所示為生產從圖4和5的轉接板125的連續過程，在輸入側133供應已經攜帶具有結構化銅金屬化物120的預結構化薄膜基板104的薄膜板。在方法步驟135中， 在此第一次示出了粘合劑沉積115噴射(噴出)至可摺疊的摺疊區域126。在隨後的方法步驟136中，無接觸地把RFID晶片102放置在粘合劑沉積115上，晶片102在這裡自動對準。粘合劑沉積115現在固化，並且在進一步方法步驟137中RFID晶片102正確的對準、 定位並固定在柔韌的薄膜基板104上。現在焊劑138可以噴射(噴出)至RFID晶片102 或者至晶片對面的載體的接觸位置，見方法步驟139。下一步，可摺疊的摺疊區域1 摺疊至柔韌的薄膜基板104或與RFID晶片102 — 起(見方法步驟140)至作為夾子127的結構化銅金屬化物120，然後在附加的方法步驟141 中，在焊劑138的幫助下，將RFID晶片102焊至結構化銅金屬化物120。為了密封所述間隙 130(見圖幻，額外地，在進一步方法步驟142中，更多的粘合劑131放置在柔韌的薄膜基板 104上，粘合劑固化(見方法步驟14 ，並且到這時為止生產的單個半導體元件101可以提供給在輸出側144的其他處理。
在圖6闡述的流程的變形方案中，粘合劑和助焊劑的混合物或者僅粘合劑131代替助焊劑放置在接觸位置或晶片102上。標出(dimensioned)數量，以便於粘合劑和助焊劑，或者只是粘合劑填充間隙130至一定程度，如前文所述，隨後的採用粘合劑131的填充不再是必要的。圖7和圖8中所示的其他半導體元件201是具有柔韌的薄膜基板204的轉接板 225，在所述轉接板225上已經無接觸地放置LED晶片202。柔韌的薄膜基板204至少部分覆蓋有結構化銅金屬化物220和220A。特別地，在薄膜基板204上的結構化銅金屬化物220A 也提供基準邊221，從所述基準邊221開始所有其他必要的操作是共坐標的。在柔韌的薄膜基板204上，這裡也提供有可摺疊的摺疊區域226，所述摺疊區域 226作為夾子227從柔韌的薄膜基板204上衝壓而成。LED晶片202放置在第一結構化銅金屬化物220和夾子227或者另一結構化銅金屬化物220A之間。一旦來自圖8的可摺疊的摺疊區域2 摺疊，LED晶片202通過電氣連接與第一結構化銅金屬化物220和其他結構化銅金屬化物220A電氣連接(未詳細示出)。摺疊之前，LED晶片202通過印刷至摺疊區域2 上的焊膏沉積215固定在可摺疊的摺疊區域2 上，以便可以一起摺疊LED晶片202和夾子227。夾子227在柔韌的薄膜基板204上留下窗區域2 形狀的材料凹槽228，所述夾子 227是柔韌的薄膜基板204這樣做出並且摺疊至柔韌的薄膜基板204。在半導體元件201的情況中，僅使用一個柔韌的薄膜基板204，可封裝RFID晶片 102，以便也在這種情況中特別好地保護RFID晶片202免受破壞性的環境效應影響。為了能夠在摺疊的夾子227和薄膜基板204之間的區域密封空隙230，在摺疊之前或之後通過塗敷供應粘合劑231。在圖9中，所示為生產從圖7和8的轉接板225的又一連續過程。在輸入側233 供應已經具有裝備銅金屬化物220、220A的預結構化薄膜基板104的薄膜板。在方法步驟 235中，在此第一次示出了焊膏沉積215印刷至柔韌的薄膜基板204。在隨後的方法步驟 236中，無接觸地把LED晶片202放置在焊膏沉積215上，以便LED晶片202至少在柔韌的薄膜基板204上預固定。接下來，例如通過加熱設備(這裡沒有另外闡述)從下方局部加熱薄膜基板204，以便焊料熔化並且晶片浮至結構指定的預期的位置。基於進一步的方法步驟237可以看出，現在可摺疊的摺疊區域2 可以摺疊至LED晶片202。在附加步驟238 中，LED晶片202接著焊至結構化銅金屬化物220和220A。額外地，為了密封間隙230 (見圖8)，在接下來的方法步驟239中粘合劑231放置在柔韌的薄膜基板204上，然後固化粘合劑231 (見進一步的方法步驟M0)。然後，至此已經生產的半導體元件201為其他加工做好準備(見輸出側對4)。在滾筒至滾筒方法的流程鏈351中，如流程圖350所示，一方面在柔韌的薄膜基板 304裝備導電結構352，另一方面在柔韌的薄膜基板304裝備可選擇性弄溼的結構353。導電結構352和可選擇性弄溼結構353可以是相同的。特別地，這裡導電結構352可以是天線、轉接板、套帶或類似物。額外地，通過在柔韌的薄膜基板304上預成型的另一可摺疊的摺疊區域，發生用於薄膜基板304的摺疊處理的準備354。所以薄膜基板304的預結構化355 (prestructuring) 實質上是受到限制的。額外地，使用所述結構352，可以創造基準或基準面積。從所述基準或基準面積，通過照相機可以測量和測定精確位置，例如穿孔的位置和/或晶片的位置。現在，採用一個敷劑(application) 356，液體或連接材料(比如粘合劑)放置在柔韌的薄膜基板304上，接下來提供晶片357，並且在基板304上的連接材料上對準其自身。 在晶片和薄膜基板304之間也發生連接形成或者固定358。晶片通過摺疊薄膜基板304進行電氣連接359。為了這個目的，首先放置粘合劑360。然後摺疊可摺疊的區域361，便於形成另一連接362。摺疊前，可放置更多的粘合劑。採用解釋的流程鏈351，完全填充有至少一個晶片的薄膜基板304A可以用於進一步處理。流程鏈351也可以用於上述作為實例的半導體元件1、101和201的生產。圖11是設備500的示意圖，所述設備500可以用於執行用於生產具有至少一個電子元件B和一個載體T的電子模塊的連續地可執行的滾筒至滾筒型式方法。在闡述的例子中，載體T是轉接板，所述轉接板來自具有柔韌的PET薄膜的滾筒，並且所述轉接板已經攜帶兩個印有銅接觸區域KK1、KK2，所述銅接觸區域KK1、KK2之間有自由區域。通過塗敷材料，印刷單元形式的裝置510用於在載體T表面的自由區域的區域內提供結構S，在這個實施例中是以在平面圖中是矩形的環的形式。裝置510也可以在印刷系統中，所述印刷系統安裝在如圖11所示的上遊。結構S的形狀和尺寸便於電子元件B可以在結構S上對準其自身以佔據希望的目標位置。在這個實例中，元件B是具有兩個連接接頭ΚΙ、K2的半導體晶片，完全組裝狀態的所述連接接觸ΚΙ、K2與兩個銅接觸區域KK1、KK2 電氣連接以及機械連接。在下遊處理站，提供採用材料F覆蓋結構S以形成液體的彎月面M的裝置520。這裡的裝置520具有用於材料F的分配傳送的可控制的噴嘴。在這個實例中，材料F是粘合劑。在結構S中形成的流體彎液面M是中凸的，在側視圖中液體的彎月面M的曲率與結構 S的邊緣圍成銳角α ( α -參見圖12)。在下遊處理站中，在傳送點A提供用於多個電子元件B的貯存的容器530。旋轉驅動器形式的第一傳送設備540用於解開具有未處理的載體T的滾筒R1。旋轉驅動器形式的第二傳送設備560用於重繞具有完全處理過的載體和放置的元件的滾筒R2。這些傳送設備用於將具有結構S的載體T移動到傳送點A對面附近。在傳送點A附近，有作為能量供應裝置550的雷射燈源，從傳送點A啟動元件B中的一個的無接觸傳送，同時在載體T上的結構S是接近運輸點A或移動經過運輸點Α，以便在自由階段之後元件B至少部分接觸液體的彎月面Μ。為了避免雷射光源550的輻射造成元件B過熱、損壞、毀損，通過透鏡(這裡的附圖未標出)或其它措施散焦它的雷射束光束，以使得照射到元件B上的輻射大概和元件 B的區域一致。在示出的變形方案中，在用於元件B的貯存的容器530和結構S之間、定義元件B 的自由階段的距離是，例如按照小於一一對應(one to one)的元件B的邊長的量值的順序 (order)。如果在自由階段裡可以通過適當的措施阻止晶片轉動，或如果在晶片的兩個相對表面形成連接接頭並且晶片沒必要與正確的極連接，空隙也可以是多個晶片邊長。在示出的變形方案中，第一和第二傳送設備M0、560連續地傳送具有多個載體T 的輸送帶TB，每個載體T具有結構S。裝載裝置(dispensing facility) 520用於裝載用於 (粘合劑)材料F的分配(apportion)裝置522。這樣，後者可以在經過分配裝置522的每個結構S中，液體的彎月面M相對於所述結構S中凸地形成的數量傳送至結構S。
容器530有可以在二維空間定位的調節裝置532、534。所述調節裝置是線性驅動器的形式。使用該驅動器可使容器530相對於運輸點A移動。由於在結構上晶片的自動對準(在它傳送至結構後)，無需特定精度的線性驅動器。如果粘附了半導體晶片的載體層C 在二維空間中定位就足夠了。這樣傳送點A的半導體晶片中的一個在結構S附近，所述結構S在相隔一段距離處與其相對。為了在傳送點A傳送來自於具有多個電子元件B的貯存的元件B中的一個，以便元件B在結構S上的材料F上對準其自身，能量供應裝置550從背對粘附的半導體晶片的載體層C(在圖12中從上面，但是晶片從下面粘附於載體層)的側面通過載體層將熱能這樣供給至單個半導體晶片B，以便相關的半導體晶片B從載體層C上的粘結層H分離，然後使液體的彎月面M至少與它中的一個側面中的一部分接觸(通常它的底部)。額外地，在這個實例中，設備500有衝壓裝置580，以形成包圍結構S的矩形穿孔 582，所述矩形穿孔582具有來自載體T、面向兩個銅接觸區域KK1、KK2的鉸鏈邊(hinge edge) 584。這樣，包圍著結構S的薄片K從載體T移除。載體板TB在傾斜滾筒586處向下傾斜90度。這種情況中，薄片K將從載體板TB的表面突出。衝壓裝置580也可以在設備 500的上遊。在隨後的處理站中，只是在載體板TB上安裝可摺疊板588，作為用於完全摺疊薄片K的裝置。這樣，半導體晶片的連接接頭K1、K2與載體T的銅接頭ΚΚ1、ΚΚ2彼此接觸。作為其他處理站，設備500有用於填充物FM的填充裝置590，以採用填充物FM填充包含半導體晶片的、在載體τ和薄片K之間的空隙R，以便半導體晶片至少部分包埋在填充物FM中。填充裝置590也可以在用於完全摺疊薄片K的裝置的上遊。在纏繞前，在最後的用於固化填充物的站中(未圖示出)，根據固化機理固化填料，例如，通過停止夾子或者供給熱量或光，比如UV光。最後，通過這種方式完成的電子模塊纏繞在滾筒R2上。本發明的方法、設備和產品的上述細節是組合描述的；但是，需要指出的是，至少至列出的用於它們的單個權利要求的程度，它們是相互獨立的，並且也可以互相自由組合。 所以，例如，還公開將半導體晶片傳送至結構，例如具有兩個或更多面對所述結構的連接接頭，所述結構由多個子結構構成，一個子結構對應每個連接接頭，每個所述連接接頭包含沉積有焊機的焊料。在半導體晶片已經落在具有材料的結構上後，溶化所述焊料並且晶片在熔化的焊料上自動使其自身與結構或子結構對準。如果晶片在它的相對的端面具有其他的連接接頭，也可以翻轉它以也接觸這些連接。如圖中所示的單個零件的比率和它們彼此的截面，以及它們的尺寸和大小不應該理解為是限制性的。相反，單個尺寸和大小可以與示出的那些不同。
權利要求
1.一種生產具有至少一個電子元件(B)和一個載體(T)的電子模塊的方法，其特徵在於，包括以下步驟(a)在所述載體⑴上提供適合於對準其上的電子元件⑶的結構⑶，以便所述電子元件(B)可以相對於所述結構(S)佔據希望的目標位置；(b)這一結構( 表面覆蓋有材料(F)以形成液體的彎月面(M)，所述液體的彎月面 (M)至少部分適合於接收所述電子元件(B)；(c)在所述電子元件⑶的傳送點㈧提供多個電子元件⑶的貯存；(d)具有所述結構(S)的載體(T)至少移動至所述傳送點(A)對面附近；(e)在所述傳送點(A)無接觸地傳送所述電子元件(B)中的一個，而所述載體(T)上的所述結構(S)在所述傳送點(A)附近，以便在自由運動的階段後所述電子元件(B)至少部分接觸所述材料(F)；以及(f)具有所述結構( 的所述載體(T)移動至下遊處理點，而電子元件(B)使其自身與所述液體的彎月面(M)上的所述結構(S)對準，並佔據它的目標位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，將具有多個載體(T)的輸送帶(TB)連續移動至所述電子元件(B)的傳送點(A)對面附近並離開那裡，每個所述多個載體(T)具有所述結構(S)，或者輸送帶(TB)與多個載體(T)步調一致地移動至所述電子元件(B)的傳送點(A)對面附近並離開那裡，每個所述多個載體(T)具有所述結構(S)。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述結構(S)(a)通過將材料塗敷於所述載體(T)的表面或通過從所述載體(T)的表面移除材料在所述載體(T)上形成，和/或(b)所述結構⑶的形狀適應於所述電子元件⑶的輪廓，和/或(c)在一維或多維空間中相對於所述結構的位置和/或在一個或多個方向上相對於所述結構的方位固定所述電子元件(B)的目標位置。
4.根據前述權利要求中一個權利要求所述的方法，其特徵在於，以具有多個子結構的結構的形式在所述載體(T)上提供所述結構以在不同情況下形成液體的彎月面(M)，每個所述子結構劃定一區域。
5.根據前述權利要求中一個權利要求所述的方法，其特徵在於，所述材料(F)(a)以相對於結構中凸地形成液體的彎月面的形式，和/或以相對於結構中凸地形成液體的彎月面的量傳送至結構，和/或(b)在隨後的處理中，必須至少部分從所述結構(S)移除，或者(c)所述材料(F)是粘合劑，所述粘合劑至少部分保留在所述結構(S)和所述元件(B) 之間，(d)所述材料(F)是包含焊劑的焊料，必須熔化所述焊料。
6.根據前述權利要求所述的方法，其特徵在於，所述材料(F)是包含焊劑和熔化的焊料，其中根據權利要求1所述在具有所述結構(S)的所述載體(T)到達下遊處理點前，熔化所述包含焊劑的焊料形成液體的彎月面(M)，以便與液體的彎月面(M)接觸的電子元件(B) 在所述結構(S)上對準其自身並且佔據它的目標位置。
7.根據前述權利要求中一個權利要求所述的方法，其特徵在於，所述電子元件(B)是具有金屬連接接頭(Kl、K2、...Kn)的半導體晶片，所述金屬連接接頭(Κ1、Κ2、...Κη)排列在所述半導體晶片的一個側面或兩個相對的側面上，從傳送點(A)傳送所述電子元件(B) 以使得(a)具有金屬連接接頭(ΚΙ、K2、.. . Kn)的側面面對所述材料(F)，以及沒有連接接頭 (ΚΙ、K2、... Kn)的側面背對所述材料(F)，或者(b)具有金屬連接接頭(K1、K2、.. . Kn)的側面面對所述材料(F)，以及具有金屬連接接頭(ΚΙ、Κ2、... Kn)的側面背對所述材料(F)，或者(c)至少一個具有金屬連接接頭(K1、K2、.. . Kn)的側面橫向朝向所述材料(F)的表面。
8.根據前述權利要求中一個權利要求所述的方法，其特徵在於，將所述多個電子元件(B)作為單獨的半導體晶片供應給粘附於載體層(C)的傳送點(A)，這種情況下，所述單獨的半導體晶片粘附於所述載體層(C)面對所述載體(T)的側面。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，將這一類型和數量的能量通過這一載體層(C)從載體層(C)背對粘附的半導體晶片的側面導向單獨的半導體晶片，以便所述半導體晶片將其自身從所述載體層(C)分離，然後使所述材料(F)和/或它的液體的彎月面 (M)，與它的一個側面的至少部分接觸。
10.根據前述權利要求所述的方法，其特徵在於，在將從所述載體層(C)分離的所述半導體晶片⑶中，在所述半導體晶片⑶中和/或在所述載體層(C)中和/或在所述粘結層(H)中，所述局部供給的能量部分或完全轉化為熱量，以便在所述半導體晶片(B)和所述載體層(C)之間並對熱量起反應的粘結層(H)從所述粘結層(H)釋放所述半導體晶片(B)。
11.根據前述權利要求所述的方法，其特徵在於，所述載體層(C)裝備有用於單獨的半導體晶片的粘結層(H)，以及其中所述粘結層(H)由於至少部分的能量的效應至少部分分解，以施加機械衝量至適當的半導體晶片，移動所述適當的半導體晶片離開所述載體層(C)。
12.根據前述權利要求中一個權利要求所述的方法，其特徵在於，(a)所述載體(T)由彈性地或塑性延展材料構成；(b)所述載體(T)裝備有導電圖案(M)，所述導電圖案(M)具有至少一個路徑，所述路徑形成如下 .所述路徑延伸入所述結構(S)直到所述半導體晶片在所述結構(S)上對準後，它與半導體晶片的連接接頭(Kl、K2、...Kn)中的一個接觸，或者 .所述路逕到達與所述結構⑶相隔一段距離的所述載體⑴的區域，這種情況下， 實施以下步驟a.圍繞部分所述圖案(M)的所述路徑，在所述載體⑴的區域內製造穿孔或弱化點，以形成包含部分所述路徑的薄片(K)，b.從所述載體(T)移除所述薄片(K)，以及c.摺疊所述薄片(K)以便在所述薄片(K)上的部分路徑與至少部分的其中一個半導體晶片的連接接頭(Kl、K2、...Kn)接觸，或者實施以下步驟d.在所述載體(T)的區域內製造穿孔或弱化點，以形成包含所述半導體晶片的薄片⑷，e.從所述載體(T)移除所述薄片(K)，以及f.摺疊所述薄片以便在薄片上g.⑷半導體晶片使至少部分的圖案(M)的路徑與它的至少一個連接接頭(K1、 K2、· · ·Κη)接觸。
13.根據前述權利要求所述的方法，其特徵在於，在所述載體(T)和所述薄片(K)之間、 包含半導體晶片的所述空間(R)填充有填充物(FM)，以便所述半導體晶片至少部分包埋在所述填充物(FM)中。
14.一種生產具有至少一個電子元件(B)和一個載體(T)的電子模塊的設備(500)，其特徵在於，所述設備(500)具有在所述載體(T)上提供結構(S)的裝置(510)，其中所述結構(S)適合於對準其上的電子元件(B)，以便所述電子元件⑶可以相對於所述結構⑶佔據希望的目標位置，或者用於供應之前已經裝備有結構⑶的載體⑴的裝置，這種情況下，所述結構⑶適合於對準其上的電子元件⑶，以便所述電子元件⑶可以相對於所述結構⑶佔據希望的目標位置；裝載材料到所述結構( 以形成液體的彎月面的裝置(520)，所述液體的彎月面(M)至少部分適合於接收所述電子元件(B)；在所述電子元件⑶的傳送點㈧的用於多個電子元件⑶的貯存的容器(530)；將具有所述結構(S)的所述載體(T)至少移動至所述傳送點(A)對面附近的第一傳送裝置(540)，從所述傳送點(A)啟動其中一個所述電子元件(B)的無接觸傳送的能量供應裝置 (550)，而所述載體(T)上的所述結構( 在所述傳送點(A)附近移動經過，以便在自由運動的階段後，所述電子元件(B)至少部分接觸所述液體的彎月面(M)；以及將具有所述結構(S)的所述載體(T)移動至下遊處理點的第二傳送裝置(560)，而所述電子元件(B)在液體的彎月面(M)上使其自身與所述結構(S)對準並且佔據它的目標位置。
15.根據權利要求13所述的設備(500)，其特徵在於，所述第一和第二傳送裝置640、 560)連續或步調一致地傳送具有多個載體(T)的輸送帶(TB)，每個所述多個載體(T)具有所述結構(S)，和/或所述第一和第二傳送裝置(M0、560)或是統一的傳送裝置或單獨的傳送裝置。
16.根據權利要求13或14所述的設備(500)，其特徵在於，在所述載體(T)上提供結構(S)的裝置(510)通過將材料塗敷於所述載體(T)的一個表面或通過從所述載體(T)的一個表面移除材料形成這一結構(S)。
17.根據前述權利要求中一個權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述的設備 (500)具有用於裝載分配裝置(522)的裝置(520)，以傳送所述材料(F)(a)以相對於結構⑶中凸地形成液體的彎月面(M)的形式，和/或以相對於結構⑶ 中凸地形成液體的彎月面(M)的量傳送至結構，和/或(b)所述材料(F)是包含焊劑並且必須熔化的焊料。
18.根據前述權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，(a)如果所述材料(F)是包含焊劑的焊料，提供熔化所述焊料的加熱裝置，當具有所述結構(S)的所述載體(T)移動至下遊處理點之前或時，它熔化所述焊料，形成液體的彎月面 (M)，以便與液體的彎月面(M)接觸的所述電子元件⑶在所述結構⑶上對準其自身並且佔據它的目標位置，或者(b)在隨後的處理中，如果將從所述結構(S)至少部分移除所述材料(F)，提供加熱裝置以從所述結構(S)至少部分去除所述材料(F)。
19.根據前述權利要求中一個權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述容器 (530)具有可以至少在二維空間中定位的調節裝置(532、534)，和/或可以裝配成所述調節裝置(532、534)在二維空間中定位具有粘附的半導體晶片的載體層(C)，以便在不同情況下，所述半導體晶片中的一個以一定距離鄰近對面結構。
20.根據前述權利要求中一個權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述能量供應裝置650)是熱能源，所述熱能源設置成輻射載體層(C)的背對粘附的半導體晶片的一側的熱能通過載體層(C)傳送至單個半導體晶片，以便所述半導體晶片從載體層(C)分離，以及然後使液體的彎月面與至少部分所述載體層(C)的一個側面接觸。
21.根據權利要求19或20所述的設備(500)，其特徵在於，裝配所述調節裝置(532、 534)以在至少二維空間中定位所述載體層(C)，以便所述載體層(C)上的粘結層(H)能夠支承單獨的半導體晶片。
22.根據前述權利要求中的一個權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述設備 (500)具有(a)用於形成所述載體⑴的穿孔或弱化點的裝置(580)，以在所述載體⑴的區域內製造穿孔或弱化點以形成薄片(K)，所述載體(T)由彈性地或塑性延展材料構成，(b)用於從所述載體⑴移除所述薄片⑷的裝置，以及(c)摺疊所述薄片(K)的裝置(588)以便在所述薄片(K)下，半導體晶片的連接接頭 (Kl、K2、...Kn)中的一個的至少部分與所述載體(T)彼此接觸。
23.根據前述權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述設備(500)具有用於填充物(FM)的填充設備(590)以採用填充物(FM)填充所述載體⑴和所述薄片⑷之間的空間(R)，所述薄片(K)包含半導體晶片，以便所述半導體晶片至少部分包埋在所述填充物 (FM)中。
24.根據前述權利要求所述的設備(500)，其特徵在於，所述設備(500)具有用於硬化所述填充物(FM)的裝置。
25.一種根據以上權利要求所述的方法和/或以上權利要求所述的設備可獲得的具有至少一個電子元件(B)和一個載體(T)的電子模塊，其特徵在於，所述電子模塊具有(a)在所述載體(T)上的結構(S)，在所述結構(S)上在所述電子元件(B)的目標位置對準所述電子元件(B)，以及(b)在所述載體(T)和所述電子元件(B)之間，在其上接收所述電子元件(B)的材料(F)。
26.根據權利要求25所述的電子模塊，其特徵在於，所述結構(S)(a)在所述載體(T)上，通過將材料塗敷於所述載體(T)的一個表面或者從所述載體 (T)的一個表面移除材料形成，和/或(b)所述結構⑶的形狀，適應於所述電子元件⑶的輪廓，和/或(c)在一維或多維空間中相對於所述結構的位置和/或在一個或多個方向上相對於所述結構的方位固定所述電子元件(B)的目標位置。
27.根據前述權利要求中一個權利要求所述的電子模塊，其特徵在於，所述結構是在所述載體(T)上具有多個子結構的結構的形式，每個所述子結構劃定區域並接收所述材料 (F)。
28.根據前述權利要求中一個權利要求所述的電子模塊，其特徵在於，所述材料(F)(a)是粘合劑，所述粘合劑至少部分的保留在所述結構(S)和所述元件(B)之間，或者(b)是包含焊劑和將熔化的焊料。
29.根據前述權利要求中的一個權利要求所述的電子模塊，其特徵在於，所述元件(B) 是具有金屬連接接頭(K1、K2)的半導體元件，所述金屬連接接頭(Κ1、Κ2)排列在所述半導體晶片的一個側面或兩個相對的側面上，這種情況下(a)所述元件(B)的具有金屬連接接頭(Kl、K2.. . Kn)的側面面對所述材料(F)，以及沒有連接接頭(Kl、K2...Kn)的側面背對所述材料(F)，或(b)所述元件(B)的具有金屬連接接頭(Kl、K2.. . Kn)的側面面對所述材料(F)，以及具有金屬連接接頭(Kl、K2...Kn)的側面背對所述材料(F)，或(c)所述元件(B)的至少一個具有金屬連接接頭(Κ1、Κ2...Κη)的側面橫向朝向所述材料(F)的表面。
30.根據前述權利要求中的一個權利要求所述的電子模塊，其特徵在於，所述載體⑴(a)由彈性地或塑性延展材料構成；(b)裝備有具有至少一個路徑的導電圖案(M)，所述路徑1.所述路徑延伸入所述結構(S)直到其與半導體晶片的連接接頭(ΚΙ、K2、. . . Kn)中的一個接觸，或者 .所述路逕到達與所述結構⑶相隔一段距離的所述載體⑴的區域，這種情況下， 實施以下步驟(c)具有移除的和摺疊的薄片(K)以便在所述薄片(K)上的部分路徑與至少部分半導體晶片的連接接頭(Kl、K2、...Kn)接觸，或者(d)具有移除的和摺疊的薄片(K)以便在所述薄片上的半導體晶片與至少部分所述圖案(M)的所述路徑接觸，所述圖案(M)具有它的連接接頭(Kl、K2、...Kn)中的至少一個。
31.根據權利要求30所述的電子模塊，其特徵在於，在所述載體(T)和所述薄片(K)之間的、包含所述半導體晶片的所述空間(R)填充有填充物(FM)，以便所述半導體晶片至少部分包埋在所述填充物(FM)中。
全文摘要
一種生產具有至少一個電子元件和一個載體的電子模塊的方法具有以下步驟在載體上提供適合於對準其上的電子元件的結構以便電子元件相對於該結構可以佔據希望的目標位置；該結構表面覆蓋有材料以形成至少部分適合於接收所述電子元件的液體的彎月面；在電子元件的傳送點提供多個電子元件的貯存；具有所述結構的載體至少移動至傳送點對面附近；該傳送點無接觸地傳送所述元件中的一個；而在載體上的所述結構在傳送點附近移動經過，以便在自由運動的階段後，電子元件至少部分接觸所述材料；具有該結構的載體移動至下遊處理點，而電子元件在液體的彎月面上使其自身與該結構對準並佔據它的目標位置。
文檔編號G06K19/077GK102272909SQ200980149976
公開日2011年12月7日 申請日期2009年12月1日 優先權日2008年12月13日
發明者漢斯·皮得·孟瑟, 荷爾弗裡德·扎貝爾, 麥可·馬克思·穆勒 申請人:米爾鮑爾股份公司