PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE UN COMPONENTE ELECTRÓNICO.

Procedimiento para la fabricación de un componente electrónico sobre una superficie de un sustrato (1),

configurándose el componente electrónico, visto en perpendicular a la superficie del sustrato (1), con al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') dispuestas una sobre otra y de manera que se solapan al menos en una zona de superficie F, estructurándose las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') sobre el sustrato (1) directa o indirectamente en un proceso continuo, moviéndose el sustrato (1) relativamente respecto a una unidad de estructuración, usándose como sustrato (1) un sustrato flexible con un espesor en el intervalo de 6 µm a 200 µm, que se transporta de rodillo a rodillo durante el proceso continuo,

a) estructurándose una primera capa funcional eléctrica de las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') de modo que una primera dimensión de longitud (L1) de la primera capa funcional eléctrica en paralelo a la superficie del sustrato (1) y en la dirección de movimiento relativo del sustrato (1) relativamente respecto a la unidad de estructuración se configura más larga en al menos 5 µm que una dimensión de longitud (LF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1), configurándose la primera capa funcional eléctrica como uno o varios electrodos y

b) estructurándose una primera capa funcional eléctrica de las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') de modo que una primera dimensión de anchura (B1) de la primera capa funcional eléctrica en paralelo a la superficie del sustrato (1) y en perpendicular a una dirección de movimiento relativo del sustrato (1) relativamente respecto a la unidad de estructuración se configura más ancha en al menos 5 µm que una dimensión de anchura (BF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/007441.

Solicitante: POLYIC GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: TUCHERSTRASSE 2 90763 FURTH ALEMANIA.

Inventor/es: FIX, WALTER, ULLMANN, ANDREAS, KNOBLOCH,Alexander, WELKER,Merlin.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H01L51/05 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01L DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES; DISPOSITIVOS ELECTRICOS DE ESTADO SOLIDO NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (utilización de dispositivos semiconductores para medida G01; resistencias en general H01C; imanes, inductancias, transformadores H01F; condensadores en general H01G; dispositivos electrolíticos H01G 9/00; pilas, acumuladores H01M; guías de ondas, resonadores o líneas del tipo guía de ondas H01P; conectadores de líneas, colectores de corriente H01R; dispositivos de emisión estimulada H01S; resonadores electromecánicos H03H; altavoces, micrófonos, cabezas de lectura para gramófonos o transductores acústicos electromecánicos análogos H04R; fuentes de luz eléctrica en general H05B; circuitos impresos, circuitos híbridos, envolturas o detalles de construcción de aparatos eléctricos, fabricación de conjuntos de componentes eléctricos H05K; empleo de dispositivos semiconductores en circuitos que tienen una aplicación particular, ver la subclase relativa a la aplicación). › H01L 51/00 Dispositivos de estado sólido que utilizan materiales orgánicos como parte activa, o que utilizan como parte activa una combinación de materiales orgánicos con otros materiales; Procedimientos o aparatos especialmente adaptados para la fabricación o el tratamiento de dichos dispositivos o de sus partes constitutivas (dispositivos consistentes en una pluralidad de componentes formados en o sobre un sustrato común H01L 27/28; dispositivos termoeléctricos que utilizan material orgánico H01L 35/00, H01L 37/00; elementos piezoeléctricos, magnetoestrictivos o electroestrictivos que utilizan material orgánico H01L 41/00). › especialmente adaptados a la rectificación, a la amplificación, a la generación de oscilaciones o a la conmutación y que tienen al menos una barrera de potencial o de superficie; Condensadores o resistencias con al menos una barrera de potencial o de superficie.

PDF original: ES-2375937_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricación de un componente electrónico La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un componente electrónico sobre una superficie de un sustrato, configurándose el componente electrónico, visto en perpendicular a la superficie del sustrato, con al menos dos capas funcionales eléctricas dispuestas una sobre otra y de manera que se solapan al menos en una zona de superficie F, estructurándose las al menos dos capas funcionales eléctricas sobre el sustrato directa o indirectamente en un proceso continuo y moviéndose el sustrato relativamente respecto a una unidad de estructuración.

Un procedimiento de este tipo se conoce del documento WO 2004/047144 A2. Se describe un componente electrónico orgánico, como un transistor orgánico de efecto de campo (OFET) , circuitos con este tipo de componentes y un procedimiento de fabricación. La formación del componente electrónico se lleva a cabo mediante un procedimiento económico de impresión.

El documento DE 101 26 859 A1 describe un procedimiento para la producción de estructuras conductoras, componentes activos fabricados con éstas, como transistores orgánicos de efecto de campo (OFETs) o diodos luminosos orgánicos (OLEDs) , así como circuitos con este tipo de componentes. Las estructuras conductoras, como los circuitos impresos o los electrodos, se producen mediante la técnica de impresión sobre una película de plástico fina y flexible, mencionándose como adecuados todos los procedimientos conocidos de impresión, en especial el huecograbado, la impresión en relieve, la impresión planográfica, la impresión por penetración (serigrafía) o la impresión tampográfica.

El artículo "Inkjet printing of polymer thin film transistors" PREPARATION AND CHARACTERIZATION, ELSEVIER SEQUOIA, NL, tomo 438-439, páginas 279-287, ISSN: 0040-6090, describe asimismo la fabricación de transistores de película fina mediante la técnica de impresión por inyección. Los electrodos de fuente (source) , drenador (drain) y puerta (gate) se imprimen mediante el uso de un polímero conductor. El semiconductor y el dieléctrico de puerta se aplican mediante la técnica de spin-coating. Como semiconductor se usa un polímero conjugado. Para superar el límite de resolución de la técnica de impresión por inyección, el polímero conductor se imprime aquí sobre un sustrato elaborado previamente.

La aplicación de procesos continuos en la fabricación de componentes electrónicos posibilita su producción económica en masa con altas velocidades de proceso. A fin de obtener valores eléctricos lo más uniformes posibles y la funcionalidad de un componente electrónico, las capas funcionales eléctricas individuales, con las que se construye el componente electrónico, se han de formar sucesivamente y colocar una sobre otra en una posición y una disposición correctas según un layout predefinido. Mientras mayor sea la velocidad seleccionada del sustrato y/o de la unidad de estructuración en el proceso continuo, más probable será la aparición en la zona de desviaciones del posicionamiento ideal de la capas funcionales eléctricas respecto a otras capas funcionales eléctricas ya existentes sobre el sustrato.

Una formación directa y una estructuración simultánea de la capa funcional eléctrica se llevan a cabo preferentemente mediante un procedimiento de impresión. Sin embargo, una capa funcional eléctrica se puede estructurar alternativamente también mediante láser o la técnica de aguafuerte sólo después de su formación. En ambos casos, una parte de la superficie de la capa funcional eléctrica se configura en dependencia del proceso fuera de la posición ideal predefinida por el layout.

Por consiguiente, es objetivo de la invención poner a disposición un procedimiento para la fabricación de un componente electrónico que también a altas velocidades de proceso proporcione un componente electrónico funcional con los parámetros eléctricos deseados.

El objetivo se consigue mediante un procedimiento según la reivindicación 1.

Las posibles líneas o pistas eléctricas necesarias para crear el contacto eléctrico entre las capas funcionales eléctricas se consideran aquí como no pertenecientes a la respectiva capa funcional.

Si el sustrato se mueve relativamente respecto a la unidad de estructuración, se entiende por esto que el propio sustrato y/o la unidad de estructuración se pueden mover. A este respecto, sólo se puede mover el sustrato y la unidad de estructuración puede ser inmóvil, o la unidad de estructuración puede ser móvil y el sustrato, inmóvil, o tanto el sustrato como la unidad de estructuración pueden ser móviles.

El procedimiento según la invención permite posicionar con un costo extremadamente pequeño otra capa funcional eléctrica que se ha de formar después de la formación de una primera capa funcional eléctrica dimensionada de este modo y orientar respecto a la primera capa funcional eléctrica, ya que una ligera desviación respecto al posicionamiento ideal de la otra capa funcional eléctrica no influye en la funcionalidad ni en los parámetros eléctricos del componente electrónico. Por tanto, un componente electrónico formado mediante el procedimiento según la invención tolera en dirección del movimiento relativo y/o en perpendicular a la dirección de movimiento relativo una desviación del layout en el posicionamiento de la primera capa funcional eléctrica respecto a otra capa funcional eléctrica, dependiendo de la posición ideal de la primera capa funcional eléctrica respecto a la zona de superficie F. De este modo se puede seguir aumentando la velocidad del proceso y reducir la probabilidad de producción de componentes electrónicos defectuosos.

A este respecto se prefiere especialmente que la primera dimensión de longitud de la primera capa funcional eléctrica se configure en la dirección de movimiento relativo más larga en 50 a 500 μm que la dimensión de longitud de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo. Este diseño representa un compromiso entre la necesidad del espacio adicional, requerido por el procedimiento, para las capas funcionales eléctricas y la probabilidad de la obtención de un componente que no funcione o funcione sólo de manera limitada.

Ha resultado eficaz que la primera capa funcional eléctrica se posicione respecto a la zona de superficie F de modo que un primer centro de gravedad de superficie de la primera capa funcional eléctrica y un centro de gravedad de superficie de la zona de superficie F queden situados uno sobre otro en el layout, visto en perpendicular a la superficie del sustrato. La primera capa funcional eléctrica sobresale tanto por delante como por detrás, según layout, de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo, de modo que un centro de gravedad de superficie de otra capa funcional eléctrica se puede posicionar en la dirección de movimiento relativo tanto con una desviación negativa como positiva de su posición ideal según layout. La primera capa funcional eléctrica sobresale según layout de la zona de superficie F en perpendicular a la dirección de movimiento relativo por ambos lados, de modo que un centro de gravedad de superficie de otra capa funcional eléctrica se puede posicionar en perpendicular a la dirección de movimiento relativo tanto con una desviación lateral negativa como positiva de su posición ideal según layout.

Ha resultado eficaz que como proceso continuo se use un proceso de impresión, como un procedimiento de huecograbado, impresión en relieve, impresión planográfica, impresión por penetración o impresión tampográfica. Por impresión por penetración se entiende aquí la serigrafía o impresión con plantilla.

Los procedimientos de impresión de este tipo se pueden realizar con altas velocidades de proceso. A este respecto, una capa funcional eléctrica se puede formar de manera directa mediante impresión sobre el sustrato directamente y con la forma ya deseada.

Ha resultado eficaz además usar como proceso continuo un procedimiento de estructuración por láser o un procedimiento de estructuración por fotolitografía, entendiéndose en general aquí por el término procedimiento de estructuración por fotolitografía todos los procedimientos de aguafuerte que funcionan con máscaras o capas de enmascaramiento.

Con este tipo de procedimientos es posible la configuración o conformación indirecta de una capa funcional eléctrica que ha sido formada sobre el sustrato, por ejemplo, mediante... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de un componente electrónico sobre una superficie de un sustrato (1) , configurándose el componente electrónico, visto en perpendicular a la superficie del sustrato (1) , con al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') dispuestas una sobre otra y de manera que se solapan al menos en una zona de superficie F, estructurándose las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') sobre el sustrato (1) directa o indirectamente en un proceso continuo, moviéndose el sustrato (1) relativamente respecto a una unidad de estructuración, usándose como sustrato (1) un sustrato flexible con un espesor en el intervalo de 6 μm a 200 μm, que se transporta de rodillo a rodillo durante el proceso continuo,

a) estructurándose una primera capa funcional eléctrica de las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') de modo que una primera dimensión de longitud (L1) de la primera capa funcional eléctrica en paralelo a la superficie del sustrato (1) y en la dirección de movimiento relativo del sustrato (1) relativamente respecto a la unidad de estructuración se configura más larga en al menos 5 μm que una dimensión de longitud (LF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1) , configurándose la primera capa funcional eléctrica como uno o varios electrodos y b) estructurándose una primera capa funcional eléctrica de las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') de modo que una primera dimensión de anchura (B1) de la primera capa funcional eléctrica en paralelo a la superficie del sustrato (1) y en perpendicular a una dirección de movimiento relativo del sustrato (1) relativamente respecto a la unidad de estructuración se configura más ancha en al menos 5 μm que una dimensión de anchura (BF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la primera dimensión de longitud (L1) de la primera capa funcional eléctrica en la dirección de movimiento relativo se configura más larga en 50 a 500 μm que la dimensión de longitud (LF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la primera capa funcional eléctrica se posiciona respecto a la zona de superficie F en un layout de modo que un primer centro de gravedad de superficie de la primera capa funcional eléctrica y un centro de gravedad de superficie (SF) de la zona de superficie F quedan situados uno sobre otro, visto en perpendicular al sustrato (1) .

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como proceso continuo se usa un proceso de impresión, como un procedimiento de huecograbado, de impresión en relieve, de impresión planográfica, de impresión por penetración o de impresión tampográfica, un procedimiento de estructuración por láser o un procedimiento de estructuración por fotolitografía.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se selecciona una velocidad relativa del sustrato (1) respecto a la unidad de estructuración en el proceso continuo en el intervalo de 0, 5 a 200 m/min.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque como sustrato (1) se usa una película alargada de plástico.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se selecciona un espesor del sustrato (1) en el intervalo de 12 μm a 50 μm.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') se configuran con un espesor de capa en cada caso en el intervalo de 1 nm a 100 μm.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') se configuran con un espesor de capa en cada caso en el intervalo de 10 nm a 300 μm.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') , visto en corte transversal a través del sustrato (1) , se disponen en el componente electrónico de manera que colindan directamente una con otra.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque entre las al menos dos capas funcionales eléctricas (2, 2', 3, 3', 4, 4') , visto en corte transversal a través del sustrato (1) , se dispone en el componente electrónico al menos una tercera capa funcional eléctrica al menos en la zona de superficie F.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la al menos una tercera capa funcional eléctrica sobresale por todos los lados de la zona de superficie F, visto en perpendicular a la superficie del sustrato (1) , configurándose una tercera dimensión de longitud de la al menos una tercera capa funcional eléctrica en

paralelo a la superficie del sustrato (1) y en la dirección de movimiento relativo más larga en al menos 5 μm que la dimensión de longitud (LF) de la zona de superficie F en la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1) y configurándose una tercera dimensión de anchura de la tercera capa funcional eléctrica en paralelo a la superficie del sustrato (1) y en perpendicular a la dirección de movimiento relativo más ancha en al menos 5 μm que una dimensión de anchura (BF) de la zona de superficie F en perpendicular a la dirección de movimiento relativo y en paralelo a la superficie del sustrato (1) .

13. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque la segunda capa funcional eléctrica se configura como capa de aislamiento eléctrico o capa semiconductora. 10

14. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la segunda capa funcional eléctrica se configura como uno o varios electrodos.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque como componente electrónico

se configura un transistor de efecto de campo, un condensador, un diodo o un componente que contiene al menos una vía, en cada caso con al menos una capa funcional eléctrica orgánica.


 

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