用聚合物层制造工件的方法和系统技术方案

公开了用于制造工件的方法和系统。该方法包括在基板(110)的至少一部分上提供(810)聚合材料层(120)以及通过将该层用频率和强度在所述一定频率范围和强度范围内的电磁辐照曝光而图案化(830)聚合材料层，从而形成具有第一电导率的区域(122)和具有第二电导率的区域(124)的图案。该方法还包含在聚合材料层上安装(840)电子部件(140)和固化(850)聚合材料的动作。还公开了一种工件，其包括基板(110)、聚合材料层(120)，聚合材料层(120)适配为，在用一定频率和强度范围内的电磁辐照(E)曝光时，在非固化状态下改变其电导率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用聚合物层制造工件的方法和系统
本专利技术涉及制造工件的方法，且特别是其中电子部件借助于图案化的聚合材料层贴附到基板的工件。本专利技术还涉及这样的工件。
技术介绍
表面安装技术(SMT)是其中电子部件安装或放置在印刷配线板(PWB)的表面上从而形成印刷电路板组件的方法。电子部件可借助于由回流焊膏形成的例如焊点电连接和机械连接到PWB的电接触垫。传统上，焊膏可以以沉积物的形式丝网印刷到接触垫上而提供在PWB上。现在，人们对更小的电子部件、更高密度封装的印刷电路板组件、更高的容量和更高的吞吐量越来越感兴趣。因此，需要改善工件和在基板上安装电子部件的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于制造工件的改进的方法，工件包括具有导电区域和安装的电子部件的基板。因此，本专利技术提供在独立权利要求中阐述的制造方法和具有该特征的工件。本专利技术的有利实施例由从属权利要求限定。因此，根据第一方面，提供了一种制造方法，其中聚合材料层或涂层提供在基板的至少一部分上。聚合材料在暴露于电磁辐照时能改变其电导率。在该方法中，用电磁辐照聚合材料层以形成不同电导率的区域的图案。在其他步骤中，电子部件安装在聚合材料层上且固化聚合材料。根据第二方面，提供了一种工件，其包括基板和电子部件，电子部件借助于根据第一方面的方法图案化的聚合材料层贴附到基板。在电磁辐照的一定频率和强度下，可以诱导或至少更充分地诱导电导率上的改变。在一个示例中，紫外光可用于改变电导率。聚合材料的电导率可能在暴露于频率和强度在一定范围内的电磁辐照时劣化。然而，应理解，在其它示例中，在聚合材料暴露于一定类型的电磁辐照时，电导率可能提高。这些方面基于以下认识，可在没有层的材料的选择性沉积和/或移除的情况下，形成具有第一电导率的区域和具有第二电导率的区域的图案化层。替代地，诸如光的电磁辐照可用于在聚合材料层中直接限定导电图案和结构。优选地，在将聚合材料曝光成所希望的图案时可采用已知的图案化技术，例如光刻法。这样的技术例如可包括使用光掩模和直接印刷。使用光(或电磁辐照)允许限定相对精细的间距结构和图案特征，特别是与涉及材料的选择性沉积、涉及例如材料的印刷和电镀以及选择性移除、涉及例如蚀刻的现有技术方法相比。此外，通过改变聚合材料的电导率而在聚合材料中形成图案，具有不同电导率的区域可提供在相同的可能连续的层中。因此，最初提供的聚合材料层可就其在基板上的范围而言保持完好，而不需要材料移除来形成图案。通过省略有关通过选择性移除材料而限定图案的步骤，工件的制造可得到简化且较便宜。聚合材料例如可以以液体、喷雾或薄膜的形式提供，并且可具有粘附性以使其贴附到基板的表面。聚合材料也可借助于例如旋涂施加到基板。聚合材料的固化应理解为改变例如聚合材料的机械或流变特性的步骤。在固化中，聚合材料可被硬化或强化成相对固体层，可电耦接和/或机械耦接到基板。聚合材料可描绘成非固化状态和固化状态，其中电导率优选地可在非固化状态下而不是固化状态下改变。换言之，固化可导致电导率固定或至少对暴露于电磁辐照较不敏感。此外，诸如硬度、粘性和弹性的机械性质在非固化状态和固化状态之间可能有所不同。在某些示例中，固化可导致聚合材料从液体或粘性状态过渡到固体状态或至少过渡到具有较高硬度、粘性或弹性较低的状态。替代地或附加地，聚合材料可在固化期间经受粘性或粘度的减小。固化例如可能涉及化学过程，该化学过程可通过暴露于热量、电磁辐照和/或化学试剂而诱导。在一个示例中，可采用如现有技术的表面安装技术中的焊膏回流中所用的相同类型的回流炉。在其它示例中，聚合材料层借助于暴露于电子束、微波或紫外光而固化。聚合材料可包括一定的粘性或粘度以允许电子部件在制造期间且特别是在至聚合材料固化的处理期间贴附到基板。因此，聚合材料且特别是贴附电子部件的材料区域可用作胶水或粘合剂，以保持安装的部件在基板的正确位置。粘性可在诸如烘烤步骤的附加处理步骤中调整。在固化期间，聚合材料可被硬化或以其他方式改变以在电子部件和基板之间提供更固定或永久的连接。电子部件例如可设置在基板上，使得借助于聚合材料层在部件和基板之间建立电耦接和/或机械耦接。部件例如可设置为使部件的接触部分接触聚合材料的具有第一电导率的区域，从而形成与基板的电连接。此外，部件可贴附到具有具有第二、优选较低电导率的区域，从而例如提供去往基板的机械连接和/或热连接。这些方面的优点在于，它们提供在基板上提供电结构和部件的替代方法。聚合材料中的图案例如可用于限定印刷配线板和要求电气通信路径的其它基板上的导电轨迹。此外，聚合材料及其具有不同电导率的区域可提供去往其它部件的电连接、热连接和/或机械连接。这样连接的示例可以包含电接头(例如，替代现有技术的焊点)、热沉和底部填充。这些方面的其它应用可涉及电子装置或印刷电路，其中具有不同电导率的区域可限定电路和电子部件，诸如电阻器、电容器和电感器，它们可直接印刷在基板上。借助于电磁辐照限定图案就导电区域的分辨率和间距而言是有利的，因为与例如焊膏的丝网印刷相比，电磁辐照可允许更高的分辨率和更加精细的间距。聚合材料可为至少部分地透光的或透明的，并且特别是对于在一定波长范围内的光。透光能力在光伏应用、窗格玻璃和可视显示器方面是特别关注的，其中图案化的聚合材料可用于限定例如电气部件或导电轨迹。根据第一方面的方法的最终产品和根据第二方面的工件可为成品印刷电路板组件或电路卡组件，即填充有电子部件的基板(例如，包括导电垫的印刷配线板)。在一个示例中，多数电气部件或实质上所有的部件可在根据本实施例的方法中组装。这样的方法与在已经组装的电路卡组件上修理仅一个或几个部件或在其上附加一个或几个部件的修理过程不同。在本申请的上下文中，术语“导电”是指聚合材料的一个区域传导或传输例如电子部件操作所需的所希望的电力或信号的能力。电功率或信号可在平行于聚合材料的方向上和/或在实质上正交于该层的方向上传输。第一电导率是指这样的导电区域，而第二电导率是指具有较小电导率的区域甚或不导电区域，即聚合材料不能传输或传递这样的电力或信号的区域。根据实施例，聚合材料可能经受一个或几个烘烤步骤，其中聚合材料可暴露于例如热量。(多个)烘烤步骤例如可执行为实现所希望的粘度或粘性以适于后续的处理步骤(例如，部件的安装)。应注意，聚合材料的烘烤与固化不同，因为烘烤例如可在温度低于固化所需的温度和/或在不足以固化材料的时间周期上进行。根据实施例，具有第一电导率的区域可由具有第二电导率的区域彼此电分离或电隔离。具有第一电导率的区域例如可形成电接触区域或端子或导电轨迹，以用于传输例如电功率或信号。通过借助于具有较地电导率的中间区域将具有第一电导率的区域彼此分开，可降低电短路、电磁串扰和损耗的风险。根据实施例，具有第一电导率的区域可形成为提供去往基板的导电垫、轨迹和其它导电结构或特征的电连接。具有第一电导率的区域例如可直接形成在基板的导电结构上，从而提供堆叠的电接触结构。具有第一电导率的区域可形成为在随后的安装步骤中要安装在基板上的电子部件之间提供电连接，或者该区域甚至可形成为在导电垫之间提供电连接，例如以形成传导导电垫之间电流的导电路径，其中所述导电路径在与基板的聚合材料层相同的平面中的涂覆的基板的表面上延伸，并且其中所述基板例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造工件(100)的方法，包括：在基板(110)的至少一部分上提供(810)聚合材料层(120)，所述聚合材料适配为，在用一定频率范围和一定强度范围内的电磁辐照(E)曝光时改变其电导率；通过用具有在所述一定频率范围和强度范围内的频率和强度的电磁辐照将该层曝光而图案化(830)该聚合材料层，从而形成具有第一电导率的区域(122)和具有第二电导率的区域(124)的图案；在该聚合材料层上安装(840)电子部件(140)；以及固化(850)该聚合材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.03 SE 1500497-11.一种用于制造工件(100)的方法，包括：在基板(110)的至少一部分上提供(810)聚合材料层(120)，所述聚合材料适配为，在用一定频率范围和一定强度范围内的电磁辐照(E)曝光时改变其电导率；通过用具有在所述一定频率范围和强度范围内的频率和强度的电磁辐照将该层曝光而图案化(830)该聚合材料层，从而形成具有第一电导率的区域(122)和具有第二电导率的区域(124)的图案；在该聚合材料层上安装(840)电子部件(140)；以及固化(850)该聚合材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中该具有第一电导率的区域是导电区域，并且该具有第二电导率的区域是非导电区域。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括烘烤(820)该聚合材料的步骤，以提供该层的所希望的硬度和/或粘性。4.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该具有第一电导率的区域由具有第二电导率的区域彼此电分离。5.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中形成该具有第一电导率的区域，从而在该电子部件和该基板的导电垫(112)之间提供电连接。6.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料包括一定粘性，在制造期间允许所安装的部件粘附到该基板。7.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中图案化该聚合材料层的步骤是借助于光掩模(130)进行的。8.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中图案化该聚合材料层的步骤包括同时曝光该聚合材料层的总表面面积的至少50％。9.根据权利要求8所述的方法，其中该聚合材料层的实质上整个表面积是基本上同时被曝光的。10.根据权利要求1至6的任何一项所述的方法，其中图案化该聚合材料层的步骤包括直接印刷。11.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，还包括在该基板上形成电子装置(126)的步骤，该电子装置由具有相互不同的电导率的区域限定。12.根据权利要求11所述的方法，其中该电子装置包括在与该聚合材料层相同的平面中延伸的主电流路径。13.根据权利要求11所述的方法，其中该电子装置包括在正交于该聚合材料层的方向上延伸的主电流路径。14.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中用所述电磁辐照曝光以具有相互不同电导率的所述区域中的至少一些限定电路和以电阻器、电容器和电感器中的至少一个的形式的无源部件，该电路和无源部件从而直接印刷在该基板上。15.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料层借助于暴露于热量、电子束、紫外光或化学添加剂而固化。16.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中通过使该聚合材料的聚合物链交联而固化该聚合材料层。17.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该基板是印刷配线板和该工件印刷电路板组件。18.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料提供在该基板上时是粘性的。19.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料层是借助于所述聚合材料的喷涂而提供的。20.根据权利要求1至17的任何一项所述的方法，其中该聚合材料层是以贴附于该基板的膜的形式提供的。21.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料层提供为具有1至10.000微米的最大厚度。22.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料层提供为使厚度在该基板的表面上看变化小于5微米。23.根据前述权利要求的任何一项所述的方法，其中该聚合材料是导电聚合物，诸如3,4-乙烯二氧噻吩、PEDOT或其任何衍生物。24.一种工件(100)，包括基板(110)、聚合材料层(120)和电子部件(140)，该聚合材料层提供在该基板的至少一部分上；其中该聚合材料适配为，在用一定频率和强度范围内的电磁辐照(E)...

【专利技术属性】
技术研发人员：R赫勒戴，
申请(专利权)人：迈康尼股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE