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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern zur Herstellung von flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstraten bzw. flexiblen Mehrlagenschaltungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein flexibles, mehrschichtiges, folienbasiertes Schaltungssubstrat und auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
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Folienbasierte Schaltungsträger (Funktionsfolien) können anders als flexible Leiterplatten mittels Rolle-zu-Rolle-Prozessen in einem kontinuierlichen Verfahren auf verschiedenen Folienmaterialien hergestellt werden. Dabei kommen sowohl lithographische Dünnfilmprozesse als auch Drucktechniken zur Herstellung dieser Schaltungsträger zur Anwendung. Da kostengünstige Folienmaterialien aufgrund ihrer Eigenschaften mit der Neigung zum Verzug und aufgrund ihrer begrenzten Temperaturbeständigkeit auf einer einzelnen Funktionsfolie nur eine vergleichsweise geringe Integrationsdichte zulassen, wird häufig versucht, sog. Flex-Folienstapel herzustellen, um die Integrationsdichte eines Foliensystems zu erhöhen. Mittels Mehrlagentechnik sollen komplette Foliensysteme bestehend aus verschiedenen großflächigen finktionalen Komponenten aufgebaut werden. Daher werden Folienbasierte Schaltungsträger, d. h. flexible Substrate bzw. Substratfolien, die beispielsweise elektrische Schaltungselemente aufweisen, verwendet, um durch ein Zusammenlaminieren oder Zusammenkleben solcher folienbasierter Schaltungsträger ein flexibles, mehrlagiges Schaltungssubstrat bzw. flexible Mehrlagenschaltungen zu erzeugen.
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In der industriellen Technik ist es zwar möglich, Folienbahnen in Rollenprozessen übereinander zu laminieren, das justierte Laminieren mit Genauigkeiten, wie sie in der Leiterplattentechnik gefordert werden, gestaltet sich dabei mit den bisherigen Herstellungsprozessen aber als außerordentlich schwierig. In der industriellen Produktionstechnik, in der die Folienbahnen über Rollensystemen laufen, soll das justierte Laminieren von Folienbahnen, z. B. über eine optische Bandkantensteuerung gelöst werden, die ihrerseits die Bandspannung, d. h. die Spannung der Folienbahn, regelt und so den Laminierprozess aktiv steuert. Eine weitere Möglichkeit liegt in der Nutzung einer sogenannten gestanzten Registrierlochung in den Rändern der beiden zu laminierenden Folienbänder bzw. Folienbahnen. Diese Vorgehensweise ist jedoch auf das Zusammenfügen von Folienbahnen mit identischen Randabmessungen beschränkt.
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Folienstücke können ebenfalls mittels sogenannter Registrierlöcher und Passstifte zueinander ausgerichtet und relativ lagegenau laminiert werden. Obwohl bei dieser Vorgehensweise möglicherweise auch das Verbinden von unterschiedlich großen Foliensubstraten (Folien-Modulen) grundsätzlich möglich ist, gestaltet sich aber die Notwendigkeit, in jedem Modul schon in der Phase des Schaltungsdesigns festzulegen, an welcher Stelle die Justage-Löcher vorzusehen sind, als äußerst nachteilig. Dies verhindert insbesondere die freie Wahl von Folien-Modulen für die 3D-Stapelung zur Erzeugung von sog. Flex-Folienstapel bzw. Folien-Stacks. Zudem erfordert das Vorsehen der Registrierlochung in dem Folienband zusätzlich Platz auf der Folie. Ferner erschweren die erforderlichen Passstifte den eigentlichen Laminiervorgang und müssen zu einem gegebenen Zeitpunkt während des Herstellungsprozesses entfernt werden.
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Sollen mm anstelle von Folien-Modulen kleinere Elemente, wie z. B. gedünnte Silizium-Chips, justiert auf eine Folie laminiert werden, erfolgt dies in der Technik bisher über ein optisch kontrolliertes Pick-&-Place-Werkzeug, das den Silizium-Chip mittels eines starren Vakuumträgers flächig auf eine vorbestimmte Zielstelle auf dem Substrat absetzt.
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Die bisher bekannten Vorgehensweisen zum Aufbau mehrlagiger folienbasierter Schaltungsträger bzw. Schaltungssubstrate weisen aber dahin gehend Probleme auf, dass die verschiedenen, zu laminierenden Folienebenen (Funktionsfolien) nicht sehr exakt zueinander justiert werden können, so dass beispielsweise keine exakten Durchkontaktierungen ermöglicht werden und als Folge keine hohe Integrationsdichte erreicht werden kann.
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Darüber hinaus muss bei dem Aufbau bzw. der Herstellung mehrlagiger folienbasierter Schaltungsträger gewährleistet werden, dass keine Grenzflächendefekte, z. B. in Form von Lufteinschlüssen oder Luftblasen an den jeweiligen Grenzflächen zwischen zwei Folienschichten, auftreten, da solche Grenzflächendefekte die Funktionalität, Stabilität und Zuverlässigkeit dieser folienbasierten Schaltungsträger beeinträchtigen können.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Vorgehensweise zur Herstellung eines flexiblen, mehrschichtigen Schaltungssubstrats zu schaffen, die ein fehlerfreies und exakt zueinander justiertes Handhaben und Laminieren von Folienstücken bzw. Folienelementen gleicher oder unterschiedlicher Größe erlaubt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats gemäß Anspruch 1, durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats gemäß Anspruch 14 und durch ein flexibles, mehrlagiges Schaltungssubstrat gemäß Anspruch 22 gelöst.
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Der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass beim Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern, d. h. zumindest einer ersten und zweiten Funktionsfolie, zur Herstellung von flexiblen Mehrlagenschaltungen bzw. mehrlagigen Schaltungssubstraten eine äußerst exakte und gleichmäßige Ausrichtung der beiden Funktionsfolien über deren gesamter Fläche und eine fehlerfreie mechanische Verbindung der beiden Funktionsfolien erreicht werden kann, indem die erste Funktionsfolie an einer flexiblen Trägerfolie lösbar anhaftend angeordnet wird, während sich die zweite Funktionsfolie auf einer planaren Unterlage bzw. einem planaren Auflageelement befindet, wobei bei einem erforderlichen Ausrichtungsvorgang mittels einer optischen Erfassungseinrichtung mit einer oder mehreren Kameras oder Kamerasystemen die jeweilige Position der beiden Funktionsfolien überwacht wird, und wobei bei dem Verbindungsvorgang ein Verbindungswerkszeug zur bereichsweisen, z. B. punkt- oder linienförmigen, Auslenkung der Trägerfolie und der darauf befindlichen ersten Funktionsfolie an der zweiten Funktionsfolie verwendet wird, um die erste und zweite Funktionsfolie mittels der dazwischen liegenden Klebstoffschicht zu verbinden.
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Erfindungsgemäß können entweder zwei Folienstücke (Funktionsfolien) oder auch ein Folienverbund und ein Folienstück mit einer hohen Genauigkeit hinsichtlich einer verbleibenden Fehlausrichtung von weniger als z. B. 100 μm zueinander ausgerichtet werden, indem beide Funktionsfolien möglichst parallel zueinander über ihre gesamte Fläche angeordnet werden (also in zwei parallelen Ebenen liegen und auch nicht teilweise aus der jeweiligen Ebene herausgebogen sein sollten). Erfindungsgemäß wird dann die erste Funktionsfolie an einer Hauptoberfläche einer flexiblen und optisch transparenten Hilfs- oder Trägerfolie lösbar anhaftend angeordnet, während sich die zweite Funktionsfolie auf einer planaren Unterlage bzw. einem planaren Auflageelement, wie z. B. einer Vakuumplatte, befindet. Die flexible Trägerfolie ist nun beispielsweise so in einen Trägerrahmen eingespannt, dass sich diese mit der daran angebrachten ersten Funktionsfolie im Wesentlichen nicht bzw. nur äußerst wenig durchbiegt. Ferner sind der Trägerrahmen und das planare Auflageelement so ausgebildet, um relativ zueinander in drei Translationsrichtungen (x-, y- und z-Richtung) bewegt und in der Ausrichtungsebene bzw. Rotationsebene auch gedreht werden zu können. Dabei kann entweder der Trägerrahmen und/oder auch das planare Auflageelement bewegbar ausgebildet sein. Auf diese Weise wird es ermöglicht, die Position der ersten Funktionsfolie gegenüber der zweiten Funktionsfolie mit einer einfachen optischen Erfassungseinrichtung, wie z. B. einer oder mehreren Videokameras, zu erkennen. Die optische Erfassungseinrichtung weist senkrecht von oben durch die Trägerfolie und die erste Funktionsfolie ihren Erfassungsbereich auf die zweite Funktionsfolie auf. Somit kann die lagegenaue Ausrichtung der ersten und zweiten Funktionsfolie zueinander mittels der von der optischen Erfassungseinrichtung bereitgestellten Bilddaten und einer zugeordneten Auswerte- und Ansteuereinrichtung basierend auf der Ausrichtung des Tragerahmens hinsichtlich des Auflageelements gesteuert werden. Befinden sich nun die erste und die zweite Funktionsfolie in einer vorgegebenen Ausrichtungsposition zueinander, kann nun mittels eines Verbindungswerkzeugs aufgrund der Flexibilität der Trägerfolie diese so gezielt bzw. bereichsweise in Richtung der zweiten Funktionsfolie ausgelenkt werden, um eine fehlerfreie bzw. lufteinschlussfreie Verbindung zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie über eine dazwischenliegende Klebstoffschicht zu erreichen. Dabei lenkt das Verbindungswerkzeug die flexible Trägerfolie so aus, dass die erste und zweite Funktionsfolie und die dazwischenliegende Klebstoffschicht bereichsweise, d. h. punkt- oder linienförmig, in Kontakt gebracht werden, wobei eine fortschreitende Andruckbewegung (Laminierbewegung) durch das Verbindungswerkzeug erfolgt. Diese Laminierbewegung kann z. B. von einer Mitten-Rand- oder auch einer beliebigen Zwischenposition an der Trägerfolie zu Außenpositionen der Trägerfolie erfolgen. Mittels dieser Laminierbewegung des Verbindungswerkzeugs kann die erste Funktionsfolie über die dazwischen liegende Klebstoffschicht vollständig in Kontakt mit der zweiten Funktionsfolie gebracht werden. Da nun die zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie angeordnete Klebestoffschicht eine höhere Adhäsionswirkung aufweist, als dies zwischen der ersten Funktionsfolie und der flexiblen Trägerfolie der Fall ist, kann der Folienverbund mit der ersten und zweiten Funktionsfolie ohne Weiteres von der Trägerfolie gelöst werden.
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Somit kann eine Funktionsfolie bzw. ein Folienstück mit Strukturen, wie z. B. Funktions- oder Schaltungselementen, auf ein zweites Folienstück bzw. eine zweite Funktionsfolie wieder mit Strukturen bzw. Funktionselementen lagegenau zueinander ausgerichtet und aufeinander laminiert werden, so dass die Strukturen bzw. Funktionselemente zueinander in einer vorbestimmten geometrischen Position liegen und die beiden Funktionsfolien mechanisch fest miteinander verbunden sind. Dabei kann insbesondere eine fehlerfreie Grenzfläche zwischen den beiden Funktionsfolien ohne störende Einschlüsse von Luftblasen zwischen den Schichten erreicht werden, indem ein Verbindungswerkzeug zur bereichsweisen Auslenkung der flexiblen Trägerfolie verwendet wird, um die erste und zweite Funktionsfolie und die dazwischenliegende Klebstoffschicht bereichsweise, z. B. punkt- und linienförmig, in Kontakt zu bringen und eine fortschreitende Andruckbewegung durchzuführen. Die sich auf den Funktionsfolien befindlichen Strukturen bzw. Funktionselemente können beispielsweise elektrische Leiterbahnen, passive oder aktive elektrische Bauelemente, Löcher oder größere Aussparungen in den Folien, aufgedruckte Lacke, Farben oder auch örtlich beschränkte, funktionale Beschichtungen, mit z. B. sensorischer, optischer oder energetischer Funktionalität (z. B. Sensorfelder, Solarzellen, Displays usw.), aufweisen.
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Somit befinden sich nach dem Verbindungsvorgang der ersten und zweiten Funktionsfolie (oder auch noch weiterer Funktionsfolien) die Strukturen oder Funktionselemente auf dem ersten Folienstück in vorbestimmbaren, festgelegten, geometrischen Positionen in Bezug auf die Strukturen oder Funktionselemente auf der zweiten Funktionsfolie (bzw. den weiteren Funktionsfolien). Dies kann bei gleichen Strukturen auf der jeweiligen Vorder- oder Rückseite eine deckungsgleiche Lage sein oder bei verschiedenen Strukturen die Ausbildung eines bestimmten Musters bewirken. Im Falle von Leiterbahnstrukturen auf beiden Folienstücken bzw. Funktionsfolien ermöglicht die vorliegende justierbare Laminationstechnik die Ausbildung funktionaler elektrischer Mehrlagenschaltungen. So können beispielsweise im Falle von Leiterbahnstrukturen und Löchern an der einen Funktionsfolie und Leiterbahnstrukturen an der anderen Funktionsfolie mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zur Folienlamination und einem sich anschließenden Verfüllen der Löcher mit einem elektrisch leitfähigen Material durch einen Druck- oder Dispensprozess äußerst exakt ausgerichtete und damit sehr kleine, dicht aufeinander folgende, zuverlässige elektrische Durchkontaktierungen hergestellt werden, so dass die Funktionsdichte und auch die Integrationsdichte eines entsprechenden Foliensystems durch die resultierende vertikale Integration (in der dritten Dimension senkrecht zur Folienebene) deutlich erhöht werden kann.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein allgemeines Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines flexiblen, mehrschichtigen Schaltungssubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3a–f einen prinzipiellen Prozessablauf zur Herstellung eines flexiblen, mehrschichtigen Schaltungssubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 eine schematische Prinzipdarstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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Bevor nachfolgend die vorliegende Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert wird, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung diese Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
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Im Folgenden werden nun anhand von 1 die prinzipielle Anordnung und Funktionsweise der Elemente der Vorrichtung 10 zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats 12 bzw. zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern zur Herstellung von flexiblen Mehrlagenschaltungen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt ist, weist die Vorrichtung 10 zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats (im Folgenden Herstellungsanordnung 10) beispielsweise ein planares Auflageelement 20, einen Tragerahmen 30 mit einer darin eingespannten, flexiblen Tragefolie 32, eine optische Erfassungseinrichtung 40, z. B. in Form einer oder mehrerer Videokameras, ein Bearbeitungs- bzw. Verbindungswerkzeug 50 und eine Steuerungs- und/oder Verarbeitungseinrichtung 60 auf.
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Die Steuerungseinrichtung 60 ist beispielsweise über eine Verbindungseinrichtung 62 mit der optischen Erfassungseinrichtung 40, über eine Verbindungseinrichtung 64 mit dem Verbindungswerkzeug 50, über eine Verbindungseinrichtung 66 mit dem Tragerahmen 30 und optional über eine Verbindungseinrichtung 68 mit dem planaren Auflageelement 20 zum Informationsaustausch (z. B. von Steuersignalen und/oder Sensorsignalen) und (optional) zur Energieversorgung verbunden. Zum Informationsaustausch können die Verbindungseinrichtungen 62, 64, 66 und 68 als leitungsgebundene, optische und/oder drahtlose Datenverbindungen ausgebildet sein. Wie in 1 ferner mit den Doppelpfeilen dargestellt ist, können die Verbindungseinrichtungen 62–68 beispielsweise eine bidirektionale Funktionalität aufweisen, so dass einerseits Steuersignale S1, S2, S3, S4 zum Betätigen der Funktion der einzelnen Funktionselemente zu diesen übermittelt werden können und ferner Informationssignale (z. B. Sensorsignale) von den jeweiligen Funktionselementen, z. B. auf eine Abfrage hin, zu der Steuerungs- und/oder Verarbeitungseinrichtung 60 übermittelt werden können. Natürlich können die einzelnen Funktionselemente der Herstellungsanordnung 10 jeweils auch beispielsweise eine eigene Energieversorgung unabhängig von der Steuerungseinrichtung 60 aufweisen.
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Wie in 1 dargestellt ist, befindet sich an der Vorderseite 32-1 (d. h. an der, dem Auflageelement 20 zugewandten Hauptoberfläche) der flexiblen Trägerfolie 32 eine erste Funktionsfolie 70, die ein erstes Funktionselement 72 und eine erste Ausrichtungsmarkierung 74 aufweist. Ferner ist an einer Vorderseite 20-1 (d. h. an der, dem Trägerrahmen 30 zugewandten Hauptoberfläche) des planaren Auflageelements 20 eine zweite Funktionsfolie 80, die ein zweites Funktionselement 82 und eine zweite Ausrichtungsmarkierung 84 aufweist, (aufliegend) angeordnet. Dabei weist beispielsweise sowohl die erste Ausrichtungsmarkierung 74 als auch die zweite Ausrichtungsmarkierung 84 mindestens zwei räumlich von einander getrennte, einzelne Ausrichtungselemente auf, so dass also jeweils mindestens zwei Ausrichtungselemente an der ersten Funktionsfolie 70 und an der zweiten Funktionsfolie 80 als die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 angeordnet sind.
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Als alternative oder auch zusätzliche Ausrichtungselemente der Ausrichtungsmarkierungen 74, 84 an der ersten oder zweiten Funktionsfolie 70 bzw. 80 können auch eine oder mehrere Folienkanten der jeweiligen Funktionsfolie verwendet werden. Damit wird es möglich, auch optisch intransparente Funktionsfolien mit dieser Anordnung justiert auf eine zweite Funktionsfolie zu laminieren. Ferner können auch die jeweiligen Funktionselemente 72, 82 selbst oder vorgegebene Teilbereiche derselben ausgebildet sein, um die an der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 angeordneten Ausrichtungsmarkierungen 74, 84 bzw. deren getrennte Ausrichtungselemente zu bilden.
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Im Folgenden wird nun die Funktionsweise der in 1 dargestellten Herstellungsanordnung 10 und deren Funktionsgruppen erläutert.
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Bei der in 1 dargestellten Anordnung 10 zur Herstellung eines lagegenau ausgerichteten Folienstapels haftet nun die erste Funktionsfolie 70 lösbar an der Vorderseite 32-1 der flexiblen Trägerfolie 32. Dabei sind beispielsweise die flexible Trägerfolie 32, die erste Funktionsfolie 70 und eine Klebstoffschicht 90 optisch transparent ausgebildet, während die zweite Funktionsfolie 80 transparent oder auch intransparent sein kann. Als optisch transparent wird beispielsweise die Trägerfolie 32 und die erste Funktionsfolie 70 bezeichnet, wenn die optische Erfassungseinrichtung 40 bei einem im Nachfolgenden noch detailliert erörterten Ausrichtungsvorgang die an der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 angeordneten Ausrichtungsmarkierungen 74 bzw. 84 erkennen und deren geometrische Position erfassen kann. Dadurch wird die lagegenaue Ausrichtung der ersten und zweiten Funktionsfolie zueinander mittels der optischen Erfassungseinrichtung 40 überwachbar.
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Die an der Unterseite 32-1 der Trägerfolie 32 lösbar anhaftende erste Funktionsfolie 70 wird beispielsweise unter Einwirkung von Kapillarkräften, Adhäsionskräften, reversiblen Klebeverbindungen, elektrostatischen Kräften und/oder magnetischen Kräften an der Trägerfolie 32 gehalten. Diese transparente Trägerfolie 32 ist beispielsweise über den Trägerrahmen 30 gehaltert bzw. an demselben (fest) eingespannt. Die Trägerfolie 32 kann dabei beispielsweise an der Oberseite 30-1 (vgl. 1) oder optional auch an der Unterseite 30-2 des Tragerahmens 30 angebracht sein. Der Tragerahmen 30 ist nun beispielsweise translatorisch entlang der in 1 dargestellten Achsen x, y und z (linear) verschiebbar und/oder rotatorisch um die z-Achse mit dem Winkel φ drehbar angeordnet. An dem Tragerahmen 30 befinden sich beispielsweise Aktoren (nicht gezeigt in 1), die die Bewegung des Tragerahmens 30 in x-, y- und z-Richtung und die Dreh-Bewegung jeweils auf ein Steuersignal S3 von der Steuerungseinrichtung 60 hin ausführen bzw. bewirken können.
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Die zweite Funktionsfolie 80 befindet sich nun auf der Vorderseite 20-1 (d. h. der dem Tragerahmen 30 zugewandten Hauptoberfläche 20-1) des planaren Auflageelements 20, das z. B. in Form einer Vakuumplatte als eine planare Unterlage für die zweite Funktionsfolie 80 wirksam ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist auch das Auflageelement 20 in x-, y- und/oder z-Richtung bewegbar oder auch um die z-Achse mit dem Winkel φ drehbar angeordnet. Auch hier können jeweils entsprechende Aktoren (nicht gezeigt in 1) zum Ausführen der jeweiligen Bewegung in x-, y- und/oder z-Richtung oder der Dreh-Bewegung mittels von der Steuerungseinrichtung 60 zugeführter Steuersignale S4 angeordnet sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es lediglich wesentlich, dass eine Relativbewegung in x-, y- und z-Richtung und/oder eine Dreh-Bewegung um die z-Achse mit dem Winkel φ des Auflageelements 20 relativ zu den Tragerahmen 30 z. B. unter Steuerung der Steuerungseinrichtung 60 durchführbar ist. Dabei ist die lagegenaue Ausrichtung der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 zueinander in eine vorgegebene Ausrichtungsposition mittels der optischen Erfassungseinrichtung 40, die z. B. eine oder mehrere mit der Steuerungseinrichtung 60 verbundene Videokameras aufweisen kann, überwachbar und entsprechend steuerbar.
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Um das Ausrichten der beiden Folien zueinander zu erleichtern, sind als optische Erfassungseinrichtung 40 beispielsweise zwei oder auch mehrere Kamerasysteme vorgesehen, die auf verschiedene Ausrichtungselemente der Ausrichtmarkierungen 74, 84 der jeweiligen Funktionsfolie 70, 80 (z. B. an deren Oberfläche) gerichtet sind. Durch eine solche Anordnung ist es möglich, einen iterativen Ausrichtungsprozess bestehend aus Drehbewegung und x-, und/oder y-Bewegung der Funktionsfolien 70, 80 parallel an verschiedenen Stellen auf der jeweiligen Funktionsfolie zu überwachen.
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Unter Verwendung von nur einer Kamera ist es dagegen erforderlich, diese nach einer Ausrichtungsbewegung auf ein anderes Ausrichtungselement der Ausrichtungsmarkierung auf der Folienoberfläche zu verfahren und einzurichten. Nach Ausführung der Ausrichtungsbewegung ist es dann wieder erforderlich die Kamera auf das ursprüngliche Ausrichtungselement zu setzten. Diese Vorgänge sind dann bis zur endgültigen Ausrichtung der Funktionsfolien zueinander zu wiederholen. Mit einer optischen Erfassungseinrichtung, die z. B. zwei oder mehr Kamerasysteme aufweist, wird gegenüber einem Einkamerasystem das ständige Verfahren der Kamera überflüssig und damit der Ausrichtungsvorgang vereinfacht.
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Die optische Erfassungseinrichtung 40 ist nun so gegenüber dem Tragerahmen 30 und dem planaren Auflageelement 20 positioniert, um jeweilige Ausrichtungsmarkierungen bzw. Justagemarken (Ausrichtungselemente) an der ersten bzw. zweiten Funktionsfolie 70, 80 zu lokalisieren bzw. deren Position zu erfassen, wobei die entsprechenden Video- bzw. Bildinformationen mittels eines Informationssignals S1 an die Steuerungseinrichtung 60 übermittelbar sind, die diese Video- oder Bildinformationen nun auswertet und entsprechend die an dem Tragerahmen 30 (oder optional an dem Auflageelement 20) angeordneten Aktoren betätigt, um vorgegebene Ausrichtungsmarkierungen, z. B. die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 in eine vorgegebene, festgelegte geometrische Position zueinander oder zur Deckung derselben zu bringen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die an der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 angeordneten Ausrichtungsmarkierungen 74, 84 auch durch die jeweiligen Funktionselemente 72, 82 selbst oder durch vorgegebene Teilbereiche derselben ausgebildet sein können.
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Die Ausrichtungsposition ist erreicht, wenn sich die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 der ersten bzw. zweiten Funktionsfolie 70, 80 in einer vorbestimmten Position zueinander befinden, d. h. wenn die erste und zweite Funktionsfolie (innerhalb eines Toleranzbereichs für die durch die Aktoren ausgeführte Auslenkung und für die Auflösung der optischen Erfassungseinrichtung 40) ”optimal” zueinander ausgerichtet sind und einen vorgegebenen Abstand zueinander aufweisen. Um diesen vorgegebenen Abstand einzustellen, kann beispielsweise noch der Tragerahmen 30 mit der an der Trägerfolie 32 lösbar anhaftenden ersten Funktionsfolie 70 in z-Richtung so weit auf die zweite Funktionsfolie 80 zubewegt bzw. (bezüglich der Darstellung in 1 in negativer z-Richtung) abgesenkt werden, dass in der nun erreichten Ausrichtungsposition zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 nur noch ein relativ geringer Abstand, z. B. in Form eines schmalen Luftspalts zwischen den möglichst parallel ausgerichteten Funktionsfolien 70, 80, verbleibt. Dieses in z-Richtung Aufeinanderzubewegen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 ist lediglich dann erforderlich, wenn für die (endgültige) Ausrichtungsposition der z-Abstand zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 (falls erforderlich) noch einzustellen ist.
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Um nun beispielsweise einen definierten Abstand zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 in der Ausrichtungsposition einzustellen, kann der Trägerrahmen 30 in Kontakt mit der ersten Hauptoberfläche 20-1 des Auflageelements 20 oder (bei einer entsprechenden Größe der zweiten Funktionsfolie 80, wie dies durch den gestrichelten Bereich für die mögliche Ausdehnung der zweiten Funktionsfolie 80 in 1 dargestellt ist) auf die auf dem Auflageelement 20 aufliegende zweite Funktionsfläche 80 gebracht werden bzw. dort abgelegt werden. Da die Trägerfolie 32 beispielsweise über den oberen Rand 30-1 des Tragerahmens 30 gespannt ist, definiert der Durchmesser bzw. die Höhe h (in z-Richtung) des Tragerahmens 30 abzüglich der Dicke der ersten Funktionsfolie 70 (und abzüglich der Dicke der zweiten Funktionsfolie 80, falls sich diese nicht in den Bereich des Tragerahmens 30 erstreckt) die Breite des Luftspalts und damit den Abstand zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80, soweit der Tragerahmen 30 flächig mit dessen Unterseite 30-2 auf der ersten Hauptoberfläche 20-1 des planaren Auflageelements 20 bzw. der darauf aufliegenden zweiten Funktionsfolie 80 aufliegt.
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Dieses im Vorhergehenden dargestellte flächige Aufliegen des Tragerahmens 30 auf dem Auflageelement 20 ist jedoch lediglich als optional anzusehen, da auch ein anderer Abstand zwischen dem Trägerahmen 30 und dem Auflageelement 20 vorgegeben sein kann, soweit die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 (möglichst) parallel und in einem definierten Abstand zueinander in der Ausrichtungsposition angeordnet sind, und der Abstand z. B. weniger als 20 mm, 10 mm oder 5 mm beträgt.
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Den Tragerahmen 30 als Abstandshalter zur Definition bzw. Überwachung des Luftspalts zu verwenden, ist nur eine Möglichkeit oder Option. So kann die Trägerfolie 32 beispielsweise an der Oberseite 30-1 (vgl. 1) oder optional auch an der Unterseite 30-2 des Tragerahmens 30 angebracht sein. Wenn die Trägerfolie 32 an der Unterseite 30-2 des Tragerahmens 30 angebracht ist, kann der Abstand zwischen der ersten Funktionsfolie 70 und der zweiten Funktionsfolie 80 über eine optische Sensorfunktionalität, z. B. in Form einer einfachen Lichtschranke (nicht gezeigt in 1), überwacht werden. Dazu ist ein Verfahren des Auflageelements 20 oder des Tragerahmens 30 in z-Richtung erforderlich. Bei einer solchen Anordnung kann der Abstand zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70 und 80 vor dem Laminationsvorgang aufgrund der aktiven Abstandskontrolle deutlich minimiert werden. Es wird dann möglich mit weniger flexiblen Trägerfolien zu arbeiten, da die insgesamt erforderliche Auslenkung aus der Ebene während des Laminierprozesses kleiner wird.
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Vor der Ausführung des präzisen Ausrichtungsvorgangs der Herstellungsanordnung 10 kann beispielsweise noch eine ”grobe” Vorpositionierung der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 vorgenommen werden, so dass sich die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 bzw. jeweils eines Ausrichtungselements derselben an der ersten bzw. zweiten Funktionsfolie 70, 80 unterhalb bzw. im Erfassungsbereich 42 der optischen Erfassungseinrichtung 40 befinden. Dazu wird zunächst die optische Erfassungseinrichtung 40 vor der Justage- bzw. Ausrichtungsbewegung des Tragerahmens 30 (relativ zu dem Auflageelement 20) auf ein Ausrichtungselement der Ausrichtungsmarkierung 84 an der zweiten Funktionsfolie 80 gerichtet bzw. diese Ausrichtungsmarkierung 84 befindet sich im Erfassungsbereich 42 der optischen Erfassungseinrichtung 40. Der Abstand L zwischen der optischen Erfassungseinrichtung 40 (bzw. deren Objektiv) und der Oberfläche der zweiten Funktionsfolie 80 ist so gewählt, dass ausreichend Platz vorhanden ist, um den Tragerahmen 30 mit der Trägerfolie 32 und der ersten Funktionsfolie 70 zwischen optischer Erfassungseinrichtung 40 und zweiter Funktionsfolie 80 aufzunehmen. Der Tragerahmen 30 wird nun vorab (grob) zwischen optischer Erfassungseinrichtung 40 und zweiter Funktionsfolie 80 positioniert, so dass das Gesichtsfeld der optischen Erfassungseinrichtung 40 vor dem eigentlichen Ausrichtungs- bzw. Justagevorgang beispielsweise senkrecht von oben durch die Trägerfolie 32 und die erste Funktionsfolie 70 hindurch auf die zweite Funktionsfolie 80 gerichtet ist, und sich nach dem Vorpositionieren der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 zumindest jeweils ein Ausrichtungselement der ersten Funktionsfolie 70 und ein zugehöriges Ausrichtungselement der zweiten Funktionsfolie 80 im Erfassungsbereich bzw. Gesichtsfeld 42 der optischen Erfassungseinrichtung 40 befinden.
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Wie in 1 dargestellt ist, befindet sich beispielsweise auf der Rückseite 70-2 (d. h. an der der zweiten Funktionsfolie 80 zugewandten Hauptoberfläche) der ersten Funktionsfolie 70 eine Adhäsionsschicht bzw. Klebstoffschicht 90, die beispielsweise auch optisch transparent ausgebildet ist, und deren Adhäsionswirkung die Adhäsion der ersten Funktionsfolie 70 gegenüber der Trägerfolie 32 deutlich übertrifft. Die Anordnung der Adhäsionsschicht 90 an der ersten Funktionsfolie 70 ist lediglich als optional anzunehmen, da die Adhäsionsschicht 90 gleichermaßen an einem entsprechenden Bereich an der Vorderseite 80-1 (d. h. an der der ersten Funktionsfolie 70 gegenüberliegenden Hauptoberfläche) der zweiten Funktionsfolie 80 angeordnet sein kann. Gleichermaßen kann die Adhäsionsschicht 90 auch an beiden Funktionsfolien an den im Vorhergehenden beschriebenen Bereichen angeordnet sein. Es ist lediglich erforderlich, dass sich die Adhäsionsschicht bzw. Klebstoffschicht 90 zwischen den gegenüberliegenden, zu verbindenden Hauptoberflächen 70-2, 80-1 der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 befindet.
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Wenn die Klebeschicht 90 auf der Vorderseite 80-1 der zweiten Funktionsfolie 80 aufgebracht ist/wird, erfolgt dies beispielsweise strukturiert mittels eines Dispens- oder Druckprozesses, damit die Leiterbahnstrukturen 82 im Bereich von etwaigen Löchern (in der ersten Funktionsfolie 70) für die Durchkontaktierungen (nicht gezeigt in 1) offen bleiben. Dies gilt auch, wenn die Klebeschicht 90 auf die Rückseite 70-2 der ersten Funktionsfolie 70 aufgebracht wird, im Fall dass erst etwaige Löcher geschnitten werden und dann erst der Klebstoff 90 aufgebracht wird. Wird erst die Kleberschicht 90 aufgebracht und werden dann die etwaigen Löcher geschnitten, kann der Klebstoff auch flächig aufgebracht werden (wie dies z. B. bezugnehmend auf 1 beschrieben wird).
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Nach erfolgter Fixierung der ersten Funktionsfolie 70 an der zweiten Funktionsfolie 80 (die im Nachfolgenden noch eingehend erläutert wird), kann die schwacher anhaftende Trägerfolie 32 einfach von der ersten Funktionsfolie 70 gelöst bzw. abgezogen (delaminiert) werden. Die Adhäsionsschicht 90 kann z. B. ein flüssiger oder pastöser Klebstoff, oder ein Klebstofffilm sein. Ein etwaiger, nachträglicher Aushärtungsvorgang kann entweder über Druck, Temperatur, UV-Bestrahlung oder Verdunstung eines Lösungsmittels oder auf eine andere Weise erfolgen. Das Aufbringen der Adhäsionsschicht 90 an der ersten und/oder zweiten Funktionsfolie 70, 80 kann in Abhängigkeit von dem aufzubringenden Material beispielsweise durch Rakeln, Spin-Coating, Laminieren, Drücken und/oder Dispensen erfolgen.
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Nachdem sich die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 in einer vorgegebenen Ausrichtungsposition zueinander befinden, wird durch eine von der Steuerungseinrichtung 60 gesteuerte Auslenkung des Verbindungswerkzeugs 50 anhand des Steuersignals 52 eine Verbindung der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 mittels der dazwischen liegenden Klebstoffschicht 90 vorgenommen. Dazu wird die flexible Trägerfolie 32 mittels des Verbindungswerkzeugs 50 (gezielt) bereichsweise ausgelenkt, um die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 und die dazwischenliegende Klebstoffschicht 90 bereichsweise, z. B. punkt- oder linienförmig, in Kontakt zu bringen und mittels einer fortschreitenden Andruck- bzw. Auslenkbewegung der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 möglichst fehlerfrei (ohne Lufteinschlüsse) aneinander zu befestigen. Dazu wird beispielsweise das Verbindungswerkzeug 50 in einem Mitten-, Rand- oder Zwischenbereich an der Trägerfolie 32 aufgesetzt und in Richtung der zweiten Funktionsfolie 80 ausgelenkt, um den punkt- oder linienförmigen Kontaktbereich der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 mit der dazwischenliegenden Klebstoffschicht 90 zu erhalten, wobei die fortschreitende Laminierbewegung des Verbindungswerkzeugs 50 von einem Mitten-, Rand- oder beliebigen Zwischenbereich zu einem jeweiligen Außenbereich der Trägerfolie 32 bzw. der daran angebrachten ersten Funktionsfolie 70 so lange ausgeführt wird, bis eine flächige (möglichst fehlerfreie) Verbindung zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 vorliegt.
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Wie oben dargestellt, wird also gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die erste Funktionsfolie 70 nach deren geometrischer Ausrichtung mit der zweiten Funktionsfolie 80 mittels des Verbindungswerkzeugs 50 auf die zweite Funktionsfolie 80 laminiert. Aufgrund der Flexibilität der Trägerfolie 32 wird ermöglicht, dass die Auslenkung des Verbindungswerkzeugs 50 und ferner auch eine fortschreitende Laminierbewegung des Verbindungswerkzeugs 50 proportional auf die erste Funktionsfolie 70 übertragen wird und so eine fehlerfreie bzw. lufteinschlussfreie Verbindung zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 erreicht wird. Wie oben bereits angegeben wurde, wird bei dem Ausrichtungsvorgang die erste Funktionsfolie 70 in eine solche Ausrichtungsposition bewegt bzw. in z-Richtung von 1 auf die zweite Funktionsfolie 80 zubewegt, dass der Abstand zwischen der ersten und zweiten, möglichst parallel ausgerichteten Funktionsfolie 70 und 80 beispielsweise kleiner gleich 20 mm, 10 mm oder 5 mm wird, wobei aber aufgrund der Parallelität zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 ein Abstand bzw. Luftspalt über der ganzen Fläche (bzw. der Überlappungsfläche) der beiden Funktionsfolien 70, 80 erhalten bleibt.
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Das Verbindungswerkzeug 50 wird mm von oben (vgl. 1 in negativer z-Richtung) auf die Trägerfolie 32 aufgesetzt, wobei die Trägerfolie 32 entsprechend ausgelenkt wird, so dass die erste Funktionsfolie 70 je nach Ausgestaltung des Verbindungswerkzeugs 50 einen punktförmigen oder linienförmigen Kontakt mit der zweiten Funktionsfolie 80 und der dazwischenliegenden Klebstoffschicht 90 herstellt. Die Steuerungseinrichtung 60 ist nun so ausgebildet, um das Verbindungswerkzeug 50 bzw. die dem Verbindungswerkzeug 50 zugeordneten Aktoren (nicht gezeigt in 1) mittels des Steuersignals S2 so anzusteuern, um das Verbindungswerkzeug 50 so über die Trägerfolie 32 zu bewegen bzw. auszulenken, dass im Zuge dieser Laminierbewegung die erste Funktionsfolie 70 vollständig in Kontakt mit der zweiten Funktionsfolie 80 und mit der dazwischen liegenden Klebstoffschicht 90 kommt.
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Das Verbindungswerkzeug 50 kann beispielsweise ein flexibler Stempel (ähnlich wie beim sogenannten Tampondruck) oder ein Rollenelement sein. Ist nun die Klebstoffschicht bzw. Adhäsionsschicht 90 beispielsweise eine drucksensitive Schicht, kann der Verbindungsvorgang nach Abschluss der Laminierbewegung durch das Verbindungswerkzeug 50 beendet sein. Alternativ kann es erforderlich sein, die Klebstoffschicht bzw. Adhäsionsschicht 90 noch auszuhärten, so dass sich an den Laminiervorgang bzw. Verbindungsvorgang noch ein Aushärtungsschritt anschließt. Dazu wird beispielsweise das erhaltene Folienverbundelement 12 aus erster und zweiter Funktionsfolie 70, 80 und dazwischenliegender Klebstoffschicht 90 erhitzt oder mit UV-Licht bestrahlt.
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Die Funktionalität der in 1 dargestellten Herstellungsanordnung 10 ist nun dahin gehend erweiterbar, dass nach Herstellung des Folienverbundelements mit der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 und der dazwischenliegenden Klebstoffschicht 90 an der flexiblen Trägerfolie 32 eine weitere Funktionsfolie (nicht gezeigt in 1) lösbar anhaftend angebracht wird, wobei die weitere Funktionsfolie ein weiteres Funktionselement und eine weitere Ausrichtungsmarkierung aufweist. Diese weitere Funktionsfolie kann nun (entsprechend den obigen Ausführungen) wiederum mit dem sich weiterhin an dem planaren Auflageelement 20 befindenden Folienverbundelement 12 ausgerichtet und verbunden werden, um ein weiteres Folienverbundelement zu erhalten, das nun drei Funktionsfolien umfasst. Diese Vorgehensweise ist nun mit jeweils weiteren Funktionsfolien nacheinander durchführbar, um einen Folienstapel mit einer Vielzahl von miteinander verbundenen Funktionsfolien herzustellen, die äußerst exakt zueinander ausgerichtet sind.
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Die erfindungsgemäße Herstellungsvorrichtung 10 ist ferner einsetzbar, um mehrere Folien-Module (einzelnen Funktionsfolien) in nur einem Verbindungsprozess nebeneinander auf einer auf dem Auflageelement 20 aufliegenden Funktionsfolie mit einer äußerst exakten Ausrichtung aufzubringen. Dadurch ist die in 1 dargestellte Herstellungsanordnung und das von dieser Herstellungsanordnung 10 durchgeführte Herstellungsverfahren auch auf mehrere Einzelfunktionsfolien bzw. Folien-Module anwendbar, die auch eine unterschiedliche Größe aufweisen können und an der Trägerfolie 32 gehalten werden. Hierzu können beispielsweise zunächst die einzelnen Folien-Module bzw. Funktionsfolienelemente zueinander justiert auf einer Platte (nicht gezeigt in 1) angeordnet werden. Dies kann beispielsweise eine Vakuumplatte mit Anschlagstiften oder Kanten zur Lagedefinition sein. Die Folien-Module mit geometrisch definierter Seitenkante, z. B. nach einem Laserschneidevorgang, können nun auf dieser Trägerplatte zueinander lagekorrekt angeordnet werden. Diese justierte Anordnung von Folien-Modulen wird dann vollständig auf die flexible Trägerfolie 32 der Herstellungsanordnung 10 übertragen und reversibel an der flexiblen Trägerfolie 32 fixiert. Anschließend wird der Trägerrahmen 30 mit der Trägerfolie 32 und den daran angeordneten Folien-Modulen bzw. Funktionsfolienabschnitten (als Gesamtmodul-Anordnung) wiederum während des Ausrichtungsvorgangs in eine vorgegebene Ausrichtungsposition zu der Grundsubstratfolie, d. h. der auf dem Auflageelement 20 aufliegenden zweiten Funktionsfolie 80, ausgerichtet. Dabei kann beispielsweise eine Justagegenauigkeit von 100–200 μm oder auch darunter erreicht werden. Höhere Justagegenauigkeiten können erzielt werden, wenn jedes einzelne Folien-Modul bzw. jede einzelne Funktionsfolie bereits optisch justiert auf die Trägerfolie 32 aufgebracht wird. Das Ausrichten und dauerhafte Verbinden aller Folien-Module erfolgt dann wieder entsprechend der im Vorhergehenden dargestellten Vorgehensweise zum Ausrichten der ersten und zweiten Funktionsfolie in eine vorgegebene Ausrichtungsposition zueinander und des Verbindens der ersten und zweiten Funktionsfolie mittels eines Verbindungswerkzeugs 50.
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Im Folgenden werden mm verschiedene Ausführungsbeispiele und Alternativen für eine reversible Fixierung der ersten Funktionsfolie 70 bzw. mehrerer Folien-Module an der flexiblen Trägerfolie 32 während des Justage- und Laminiervorgangs beschrieben. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgenden Ausführungen gleichermaßen auf eine lösbare bzw. reversible Fixierung der zweiten Funktionsfolie bzw. der Grundsubstratfolie 80 an dem planaren Auflageelement 20 anwendbar sind.
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Die Nutzung von Kapillarkräften stellt eine besonders unaufwendig zu realisierende Lösung für die reversible Folienfixierung dar. In diesem Fall wird in Teilbereichen der zu montierenden bzw. zu fixierenden Funktionsfolie 70 (bzw. des Folien-Moduls) ein dünner Flüssigkeitsfilm oder mehrere Flüssigkeitstropfen aufgebracht. Die Funktionsfolie 70 oder das Folien-Modul kann dann mit dessen Vorderseite an die flexible Trägerfolie 32 der Herstellungsvorrichtung 10 angebracht bzw. angedrückt werden, wodurch die Funktionsfolie 70 somit durch Kapillarkräfte an der flexiblen Trägerfolie 32 fixiert wird. Nach dem Ausrichten und Verbinden der (ersten) Funktionsfolie 70 und der Grundsubstratfolie (der zweiten Funktionsfolie 80) mittels einer dauerhaften Klebung kann die flexible Trägerfolie 32 einfach angehoben oder abgezogen werden. So wird sich die flexible Trägerfolie 32 ausgehend von deren Rand von dem darunterliegenden Folienstapel ablösen, da die Kapillarkräfte des Flüssigkeitsfilms zwischen der Funktionsfolie 70 und der Trägerfolie 32 viel kleiner sind als die dauerhafte Verklebung zwischen der Funktionsfolie 70 und dem Foliengrundsubstrat 80. Die zur reversiblen Folienfixierung verwendete Flüssigkeit kann beispielsweise dahin gehend ausgewählt werden, dass dieselbe nach dem Ablösen des Folienstapels von der Trägerfolie leicht von der Trägerfolie bzw. dem resultierenden Folienstapel wieder entfernt werden kann. Dies gelingt beispielsweise mit Wasser oder organischen Lösemitteln, die bei niedriger Temperatur verdunsten und somit praktisch keine Rückstände hinterlassen. Die bei der erfindungsgemäßen Herstellungsvorrichtung 10 eingesetzte Trägervorrichtung 32 ist deshalb nach erfolgter Ausrichtung/Justage und dauerhafter Verbindung einer Funktionsfolie bzw. mehrerer Folien/Module an einem Foliengrundsubstrat unmittelbar wieder für einen nächsten Verbindungsprozess einsatzbereit.
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Eine weitere Variante zur reversiblen Fixierung einer Funktionsfolie an der flexiblen Trägerfolie 32 stellen beispielsweise reversible Klebstoffe dar. Reversible Klebstoffe sind Polymere, die nach Einwirkung von Temperatur oder Strahlung (UV-Licht) ihre Klebkraft bzw. Klebewirkung wieder verlieren. Bei dem von der erfindungsgemäßen Herstellungsanordnung 10 durchgeführten Herstellungsprozess bzw. Verbindungsprozess von mehreren Funktionsfolien kann der reversible Klebstoff vorher zumindest in Teilbereichen der an der flexiblen Trägerfolie 32 anzubringenden Funktionsfolie oder auch direkt an der flexiblen Trägerfolie aufgetragen werden. Nach der mechanischen Verbindung der Funktionsfolie 70 mit dem Foliengrundsubstrat kann aber eine Reinigung der Klebepunkte an der Funktionsfolie bzw. der flexiblen Trägerfolie erforderlich sein.
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Als eine weitere Alternative zur reversiblen Fixierung einer Funktionsfolie an der Trägerfolie oder einer Grundsubstratfolie an dem planaren Auflageelement kann eine elektrostatische Fixierung der Funktionsfolie realisiert werden. Dazu wird beispielsweise eine strukturierte, leitfähige Schicht an der Trägerfolie (oder an dem planaren Auflageelement) aufgebracht. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass zwischen einer unipolaren und einer bipolaren elektrostatischen Fixierung unterschieden wird. Im ersten Fall einer unipolaren Fixierung wird eine elektrische Spannung zwischen der Trägerfolie (bzw. dem planaren Auflageelement) und einer leitfähigen Schicht auf der Funktionsfolie angelegt, wobei die leitfähigen Schichten durch eine Isolationsschicht voneinander getrennt sind. Bei einer bipolaren Fixierung sind zwei oder mehrere elektrisch voneinander getrennte Elektrodenflächen auf der Trägerfolie (bzw. dem Auflageelement) vorgesehen, wobei nur an diesen Elektrodenflächen eine elektrische Spannung angelegt wird.
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Für den Fall einer elektrostatischen Fixierung einer Funktionsfolie an der flexiblen Trägerfolie (bzw. dem planaren Auflageelement) können die Elektrodenflächen beispielsweise aus einem transparenten Material hergestellt werden. Solche transparenten Materialen sind beispielsweise Indium-Zinn-Oxid-Schichten (ITO = Indium Tin Oxide) oder allgemein TCO-Schichten (TCO = Transparent Conductive Oxide). Auf diese Weise kann ein elektrostatisch aktivierbarer Folien-Träger (in Form der flexiblen Trägerfolie oder des planaren Auflageelements) realisiert werden, der auf seiner gesamten Fläche Halteeigenschaften aufweist und der ferner aufgrund der Transparenz keine Einschränkung gegenüber der frei wählbaren optischen Justage für die reversible fixierbare Funktionsfolie bedeutet. Bezüglich der optional verwendeten elektrostatischen Fixierung einer Funktionsfolie an der flexiblen Trägerfolie oder dem planaren Auflageelement ist anzumerken, dass etwaige Flüssigkeiten oder Polymere zur reversiblen Fixierung vollständig entfallen können. Dies ermöglicht ein besonders einfaches und schnelles Montieren von Funktionsfolien bzw. Folien-Modulen beliebiger Größe.
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Im Folgenden wird nun anhand von dem in 2 dargestellten prinzipiellen Ablaufdiagramm ein allgemeines Verfahren 100 zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats erläutert. Zunächst wird bei einem Schritt 110 eine erste Funktionsfolie 70 lösbar anhaftend an einer flexiblen Trägerfolie 32 angeordnet und (zur Weiterverarbeitung) bereitgestellt, wobei die erste Funktionsfolie 70 ein erstes Funktionselement 72 und eine erste Ausrichtungsmarkierung 74 aufweist. Bei einem weiteren Schritt 120 wird eine zweite Funktionsfolie 80 auf ein planares Auflageelement 20 aufliegend angeordnet und (zur Weiterverarbeitung) bereitgestellt, wobei die zweite Funktionsfolie 80 ein zweites Funktionselement 82 und eine zweite Ausrichtungsmarkierung 84 aufweist. Bei einem weiteren Schritt 130 werden die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 zueinander in eine vorgegebene Ausrichtungsposition gebracht, wobei mittels einer optischen Erfassungseinrichtung 40 eine Relativbewegung zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 40, 80 anhand der ersten und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 überwacht wird, und wobei die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 in der Ausrichtungsposition ferner eine vorgegebene Beanstandung zueinander aufweisen. Dabei weist beispielsweise sowohl die erste Ausrichtungsmarkierung 74 als auch die zweite Ausrichtungsmarkierung 84 mindestens zwei räumlich von einander getrennte, einzelne Ausrichtungselemente auf so dass also jeweils mindestens zwei Ausrichtungselemente an der ersten Funktionsfolie 70 und an der zweiten Funktionsfolie 80 angeordnet sind. Bei einem Schritt 140 werden die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 mittels einer an der ersten oder zweiten Funktionsfolie angebrachten Klebstoffschicht 90 miteinander verbunden, indem die flexible Trägerfolie 32 gezielt und bereichsweise ausgelenkt wird, und dadurch die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 und die dazwischenliegende Klebstoffschicht 90 mittels eines Verbindungswerkzeugs 50 bereichsweise, z. B. punkt- oder linienförmig, in Kontakt gebracht werden.
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Die Klebstoffschicht 90 kann auf eine erste Hauptoberfläche 70-2 der ersten Funktionsfolie 70 oder auf eine erste Hauptoberfläche 80-1 der zweiten Funktionsfolie 80 aufgebracht werden, wobei bei dem Schritt 140 des Verbinden die erste Hauptoberfläche 70-2 der ersten Funktionsfolie 70 und die erste Hauptoberfläche 80-1 der zweiten Funktionsfolie 80 mittels der dazwischen liegenden Klebstoffschicht 90 miteinander verbunden werden. Die Klebstoffschicht 90 kann mittels Rakeln, Spin-Coating, Laminieren, Drucken oder Dispensen auf die erste oder zweite Funktionsfolie 70, 80 aufgebracht werden.
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Die flexible Trägerfolie 32 ist beispielsweise in den bewegbaren Tragerahmen 30 eingespannt ist, wobei bei dem Schritt 130 des Ausrichten eine Translation- und/oder Rotationsbewegung mit dem bewegbaren Tragerahmen 30 ausgeführt wird, um die Ausrichtungsposition und den vorgegebenen vertikalen Abstand zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 einzustellen. Dabei sind die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 in der Ausrichtungsposition dann parallel zueinander angeordnet, wobei in der Ausrichtungsposition der Tragerahmen 30 auch auf dem Auflageelement 20 aufliegen kann.
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Schließlich kann ein Vorpositionieren der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 vor dem Schritt 130 des Ausrichten ausgeführt werden, so dass sich zumindest die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 im Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinrichtung 40 befinden.
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Der Schritt des Verbinden 140 kann ferner ein Aufsetzen eines Verbindungswerkzeugs 50 in einem Mitten-, Rand- oder beliebigen Zwischenbereich an die Trägerfolie 32, und ein Auslenken des Verbindungswerkzeugs 50 in Richtung der zweiten Funktionsfolie 80, um einen punkt- oder linienförmigen Kontaktbereich der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 mit der dazwischen liegenden Klebstoffschicht 90 zu erhalten, als Teil- bzw. Unterschritte aufweisen. Dabei kann eine fortschreitende Laminierbewegung des Verbindungswerkzeugs 50 von dem Mitten-, Rand- oder Zwischenbereich zu einem Außenbereich an der Trägerfolie 32 ausgeführt werden, wobei die Laminierbewegung des Verbindungswerkzeugs 50 wiederholt werden kann, bis eine kontinuierliche Verbindung der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 mit der dazwischen liegenden Klebstoffschicht 90 vorliegt. Abschließend kann die mit der zweiten Funktionsfolie 80 verbundene erste Funktionsfolie 70 von der Trägerfolie 32 abgelöst werden, um das auf dem Auflageelement aufliegende Folienverbundelement 12 zu erhalten.
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Für den Fall, das noch weitere Funktionsfolien an das Folienverbundelement 12 angebracht werden sollen, kann zunächst eine an der flexiblen Trägerfolie 32 lösbar anhaftende weitere Funktionsfolie bereitgestellt werden, wobei die weitere Funktionsfolie ein weiteres Funktionselement und eine weitere Ausrichtungsmarkierung (mit weiteren Ausrichtungselementen) aufweist. Dann können das Verbundfolienelement 12 und die weiteren Funktionsfolie entsprechend der oben beschriebenen Vorgehensweise wieder in eine Ausrichtungsposition gebracht werden, und das Verbundfolienelement und die weitere Funktionsfolie können mittels einer an dem Verbundfolienelement oder der weiteren Funktionsfolie angebrachten Klebstoffschicht verbunden werden.
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Alternative oder zusätzlich können an der flexiblen Trägerfolie 32 die erste Funktionsfolie und getrennt dazu zumindest eine weitere Funktionsfolie angeordnet sein, wobei bei dem Schritt des Verbinden 140 die erste und die weitere Funktionsfolie bereichsweise mit der zweiten Funktionsfolie und der dazwischen liegenden, weiteren Klebstoffschicht verbunden werden.
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Im Folgenden wird nun anhand der 3a–f beispielhaft ein prinzipieller Prozessablauf 200 zur Herstellung eines flexiblen, mehrlagigen Schaltungssubstrats 12 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Bezüglich des nachfolgenden anhand der 3a–f beispielhaft beschriebenen prinzipiellen Prozessablaufs wird darauf hingewiesen, dass die im Vorhergehenden beschriebenen optionalen oder alternativen Funktionen der verschiedener Elemente oder Funktionsgruppen der Herstellungsanordnung 10 gleichermaßen auf die bei dem nachfolgend beschriebenen prinzipiellen Prozessablauf dargestellten, entsprechenden Prozessschritte oder Elemente und deren Funktionen anwendbar sind.
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Im Folgenden wird also als ein Ausführungsbeispiel ein beispielhafter, kompletter, lagegenauer Montagevorgang einer ersten Funktionsfolie 70 an einer zweiten Funktionsfolie 80 (Folienbasissubstrat) dargestellt.
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Als Ausgangsmaterialien werden beispielsweise die erste Funktionsfolie 70, die zweite Funktionsfolie 80, die flexible Trägerfolie 32 und eine drucksensitive Klebefolie 90 verwendet. Dabei weist die erste Funktionsfolie 70 beispielsweise ein Polyethylenterephthalat-Material auf, wobei an einer der Hauptoberflächen (Vorderseite 70-1) der ersten Funktionsfolie 70 Leiterbahnstrukturen als das erste Funktionselement 72 angeordnet sind. Die zweite Funktionsfolie 80 weist beispielsweise ein Polyimid-Material auf, wobei an einer der Hauptoberflächen (der Vorderseite 80-1) der zweiten Funktionsfolie 80 Leiterbahnstrukturen als das zweite Funktionselement 82 angeordnet sind. Die flexible Trägerfolie 32 weist beispielsweise eine „Adhäsionsfolie” (nicht gezeigt) auf wie sie beispielsweise auch beim Sägen von Siliziumwafern eingesetzt wird. Die drucksensitive Klebefolie 90 weist beispielsweise abziehbare Schutzschichten (Liner) auf beiden Hauptoberflächen (Seiten) derselben auf.
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Zunächst wird die Rückseite 70-2 der ersten Funktionsfolie 70 mit der drucksensitiven Klebefolie 90 beschichtet, indem nach Abziehen des Vorderseitenliners (nicht gezeigt) die drucksensitive Klebefolie 90 flächig und (möglichst) blasenfrei auf die die Rückseite 70-2 der ersten Funktionsfolie 70 auflaminiert wird. Daraufhin wird beispielsweise die auf den Tragerahmen 30, z. B. einen 6-Zoll-Sägerahmen, gespannte Trägerfolie 32 mit der ersten Funktionsfolie 70 beladen, die mit der Adhäsionsschicht 90 beschichtet ist. Die erste Funktionsfolie 70 klebt dabei mit der Vorderseite 70-1, an der sich auch die Funktionselemente bzw. Leiterbahnen 72 befinden, reversibel bzw. lösbar an der flexiblen Trägerfolie 32. Falls erforderlich werden die Kontaktierungslöcher (nicht gezeigt in 3a) durch die erste Funktionsfolie 70, die Klebefolie 90 und den sich auf der Klebefolie 30 befindenden Rückseitenliner (optional) ausgeschnitten oder gestanzt. Anschließend wird beispielsweise der Liner von der Rückseite der Klebefolie 90 abgezogen (nicht gezeigt).
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Unabhängig zu dem obigen Befestigungsvorgang der ersten Funktionsfolie 70 an der flexiblen Trägerfolie 32 wird die zweite Funktionsfolie 80 auf dem planaren Auflageelement 20 reversibel fixiert, wobei die als Leiterbahnstrukturen bzw. Kupferstrukturen ausgebildeten Funktionselemente 82 an der Vorderseite 80-1 der zweiten Funktionsfolie 80 angeordnet sind.
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Allgemein ausgedrückt werden also die Schritte 110 und 120 von 2 ausgeführt.
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Im Folgenden wird nun ein (optionales) Vorpositionieren der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 und der darauf angeordneten Ausrichtungsmarkierungen 74, 84 durchgeführt, so dass sich die erste und zweite Ausrichtungsmarkierung 74, 84 unterhalb bzw. im Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinrichtung 40, z. B. in Form einer oder mehrerer Kameras, befinden. Es wird also eine grobe Ausrichtung des Tragerahmens 30 der Trägerfolie 32 und der ersten Funktionsfolie 70 im Bezug zur zweiten Funktionsfolie 80 durchgeführt (vgl. 3a und 3b).
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Wie insbesondere in 3b dargestellt ist, ist die optische Erfassungseinrichtung 40 auf die Ausrichtungsmarkierungen 84 (bzw. geeignete Justagemarken) auf der zweiten Funktionsfolie 80 gerichtet. Die optische Erfassungseinrichtung 40 befindet sich somit (bezüglich der in 3b dargestellten Zeichenebene und bezüglich des x-y-z-Koordinatensystems in z-Richtung) geometrisch oberhalb der Trägerfolie 32, der ersten Funktionsfolie 70 und der zweiten Funktionsfolie 80. Die optische Erfassungseinrichtung 40 wird nun optisch fokussiert, so dass sich sowohl die Ausrichtungsmarkierungen 74 und 84 auf der ersten Funktionsfolie 70 als auch auf der zweiten Funktionsfolie 80 im Gesichtsfeld bzw. Erfassungsbereich 42 der optischen Erfassungseinrichtung 40 befinden und als solche erkannt werden können. Entsprechende Bilder oder Videoframes können dann an eine Steuerungseinrichtung (nicht gezeigt in den 3a–f) übermittelt werden.
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Wie nun in 3c dargestellt ist, kann ein Justier- bzw. Ausrichtungsvorgang durch Bewegung des Trägerrahmens 30 mit der flexiblen Trägerfolie 32 und der ersten Funktionsfolie 70 in x- und y-Richtung sowie durch eine Drehung um die z-Achse mit einem Winkel φ vorgenommen werden. Die Justierung ist dann abgeschlossen, wenn die zusammengehörenden bzw. zusammenpassenden Ausrichtungsmarkierungen bzw. Justagemarken 74, 84 auf der ersten Funktionsfolie 70 und der zweiten Funktionsfolie 80 optimal (d. h. innerhalb eines Toleranzbereiches für die Auslenkung des Trägerrahmens 30 und der Auflösung der optischen Erfassungseinrichtung 40) zur Deckung gekommen sind bzw. eine vorbestimmte geometrische Position zueinander haben (vgl. 3c).
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Optional kann daraufhin der Trägerrahmen 30 mit der Trägerfolie 32 in negativer z-Richtung bewegt bzw. auf die zweite Funktionsfolie 80 abgesenkt werden, wobei ein ganzflächiger Luftspalt zwischen der ersten Funktionsfolie 70 und der zweiten Funktionsfolie 80 bestehen bleibt, und wobei die erste und zweite Funktionsfolie 70, 80 beispielsweise möglichst parallel ausgerichtet sind. Der Trägerrahmen 30 (Sägerahmen) kann nun z. B. soweit abgesenkt werden, um vollflächig auf dem Auflageelement 20 oder auf der zweiten Funktionsfolie 80 aufzuliegen, wobei dann die Höhe h des Trägerrahmens 30 die Breite des Luftspalts zwischen der ersten und zweiten Funktionsfolie 70, 80 (abzüglich der Dicke der ersten Funktionsfolie) definiert (vgl. 3d).
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Diese Prozessschritte entsprechen dem anhand von 2 allgemein dargestellten Schritt 130.
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Wie nun in 3e dargestellt ist, wird das Laminierwerkzeug bzw. Verbindungswerkzeug 50 von oben auf die Trägerfolie 32 aufgesetzt, um diese auszulenken. Die erste Funktionsfolie 70 kommt damit über die Klebstoffschicht 90 in Kontakt mit der zweiten Funktionsfolie 80. Daraufhin wird die Laminationsbewegung des Verbindungswerkzeugs 50 über die gesamte Fläche der ersten Funktionsfolie 1 ausgeführt (vgl. 3e).
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Diese Prozessschritte entsprechen damit den in 2 allgemein dargestellten Verfahrensschritt 140.
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Falls erforderlich, wird nun beispielsweise der Klebstoff der Klebstoffschicht 90 ausgehärtet. Ferner wird die Trägerfolie 32 von der ersten Funktionsfolie 70 abgezogen (vgl. 3f), um das Folienverbundelement 12 in Form eines mehrlagigen Schaltungssubstrats zu erhalten. Gegebenfalls können nachfolgende Prozessschritte wie eine Auffüllung der Durchkontaktierungsöffnung mit einem leitfähigen Material oder entsprechende weitere Prozessschritte durchgeführt (nicht gezeigt in den 3a–f).
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Wie bereits im Vorhergehenden detailliert ausgeführt wurde, können gleichzeitig auch mehrere Funktionsfolien bzw. Funktionsfolienabschnitte an der flexiblen Trägerfolie 32 lösbar befestigt sein und parallel oder nacheinander lagegenau auf die zweite Funktionsfolie 80 (das Foliengrundsubstrat) übertragen werden.
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4 zeigt nun in einer schematischen Prinzipdarstellung ein flexibles, mehrlagiges Schaltungssubstrat 12, wie es durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern erhalten wird. Wie in 4 dargestellt ist, ist die erste Funktionsfolie 70 mit den darin angeordneten Funktionselementen 72 mittels der dazwischen liegenden Klebstoffschichten 90 an der zweiten Funktionsfolie mit den daran befindlichen Funktionselementen 72 angeordnet. Wie in 4 dargestellt ist, weist beispielsweise die erste Funktionsfolie 70 eine kleinere bzw. unterschiedliche Grundfläche als die zweite Funktionsfolie 80 auf.
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Im Nachfolgenden werden nochmals wesentliche Aspekte und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern zur Herstellung von flexiblen Mehrlagenschaltungen dargestellt.
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Der exakt justierte Aufbau mehrlagiger folienbasierter Schaltungsträger erlaubt die Herstellung von funktionalen elektronischen Foliensystemen mit einer sehr hohen Integrationsdichte durch die Erschließung der dritten Dimension, d. h. in einer Richtung vertikal zur Hauptoberfläche der Funktionsfolien. Dabei beschränkt sich die Integration nicht nur auf den Schaltungsträger an sich, sondern es können auch weitere flexible Komponenten, wie z. B. gedünnte ICs (in Form sogenannter bare dies) als auch folienbasierte Komponenten wie Sensoren, Batterien, Antennen oder Photovoltaikmodule etc. integriert werden.
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Folienbasierte Schaltungsträger, d. h. die verschiedenen Funktionsfolien 70, 80 mit den Funktionselementen 72, 82 und den Ausrichtungsmarkierungen 74, 84, können anders als flexible Leiterplatten mittels Rolle-zu-Rolle-Prozessen kostengünstig in einem kontinuierlichen Verfahren auf verschiedenen Folienmaterialien, z. B. Polyethylenterephthalat (PET), Polyimide (PI), Polyethylennaphthalat (PEN), hergestellt werden. Dabei kommen sowohl lithographische Dünnfilmprozesse als auch Drucktechniken, wie z. B. Siebdruck, Ink-Jet-Druck, Aerosol-Druck, usw. zur Herstellung dieser Schaltungsträger zur Anwendung. Da kostengünstige Folienmaterialien aufgrund ihrer Eigenschaften mit ihrer Neigung zum Verzug und aufgrund ihrer begrenzten Temperaturbeständigkeit auf einer einzelnen Funktionsfolie nur eine vergleichsweise geringe Integrationsdichte zulassen, bietet die erfindungsgemäße Vorgehensweise zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern zur Herstellung von flexiblen Mehrlagenschaltungen eine Möglichkeit, die dritte Dimension zu nutzen, um die Integrationsdichte eines Foliensystems drastisch zu erhöhen, wobei aber weiterhin die Vorteile folienbasierter Schaltungsträger beibehalten werden. Mittels der erfindungsgemäßen Mehrlagentechnik können komplette Foliensysteme bestehend aus verschiedenen großflächigen funktionalen Komponenten, wie z. B. Photovoltaikmodulen, Dünnfilmbatterien, Sensoren und Antennenstrukturen, kompakt und äußerst lagegenau zueinander aufgebaut werden. Die Flexibilität des resultierenden mehrlagigen Schaltungssubstrats bleibt dabei erhalten (wenn beispielsweise die jeweilige Dicke und Anzahl der Folienschichten entsprechend eingestellt wird).
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Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird erreicht, dass beim Aufbau mehrlagiger folienbasierter Schaltungsträger die verschiedenen Folienebenen äußerst exakt zueinander justiert bzw. sehr ausgerichtet sind, um z. B. Durchkontaktierungen zu ermöglichen, und um damit eine hohe Integrationsdichte zu erreichen. Darüber hinaus werden durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise äußerst effektiv Grenzflächendefekte, z. B. in Form von Luftblasen oder Lufteinschlüssen an den Grenzflächen zwischen zwei Folienschichten vermieden, so dass die Funktionalität, Stabilität und Zuverlässigkeit der resultierenden Schaltungsträger bzw. der resultierenden flexiblen Mehrlagenschaltungen äußerst hohen Anforderungen entspricht.
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Um dies zu erreichen, werden bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zum justierten Laminieren von folienbasierten Schaltungsträgern zwei Folienstücke bzw. Funktionsfolien oder ein Folienverbund und ein Folienstück mit einer hohen Genauigkeit von beispielsweise kleiner 200 oder 100 μm zueinander ausgerichtet, wobei die beiden zu verbindenden Funktionsfolien beispielsweise parallel über deren gesamter Fläche zueinander angeordnet sind, also in zwei parallelen Ebenen liegen und z. B. auch nicht teilweise aus dieser Ebene herausgebogen sind. Somit wird ein gleichmäßiges Ausrichten der ersten und zweiten Funktionsfolie über deren gesamter Fläche erreicht. Ferner wird erfindungsgemäß erreicht, dass die beiden Funktionsfolien fehlerfrei, d. h. ohne Lufteinschlüsse, zusammenlaminiert werden, da die beiden zu verwendenden Funktionsfolien nicht flächig aufeinandergelegt werden, sondern über eine fortschreitende Andruckbewegung einem bereichsweisen, z. B. punkt- oder linienförmigen, Andruckbereich ausgesetzt sind. Dies wird erreicht, indem eine der beiden zu verbindenden Funktionsfolien über eine flexible Trägerfolie bereichsweise so mit dem zweiten Funktionsfolie in Kontakt gebracht wird, und eine weitere fortschreitende Andruckbewegung ausgeführt wird, dass sich keine Lufteinschlüsse an der Grenzfläche der zu verbindenden ersten und zweiten Funktionsfolie ausbilden können. Dies wird insbesondere durch den Einsatz einer flexiblen, aber gespannten Trägerfolie erreicht, an der eine der beiden verbindenden Funktionsfolien angeordnet ist, während die andere Funktionsfolie auf einem planaren bzw. festen Untergrund fixiert ist.
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Obwohl im Vorhergehenden manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Element einer Vorrichtung oder dessen Ausgestaltung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Entsprechend darzustellende Aspekte, die im Zusammenhang mit einem Verfahrensschritt oder als ein Verfahrensschritt selbst beschrieben wurden, stellen auch eine Beschreibung eines entsprechenden Elements, Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch eine Hardware-Vorrichtung (oder unter Verwendung einer Hardware-Vorrichtung), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
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Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung oder einzelne Funktionsgruppen, wir z. B. die Steuerungseinrichtung 60, in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
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Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahin gehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein. Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
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Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahin gehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
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Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichtung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sein.