施加电子部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于将至少一个电子部件施加到表面的方法。解决了以下目的：提供一种方法，用于将电子部件可靠地施加到表面，特别是施加到3D形状物体的复杂表面，以避免焊料涂抹并提高焊料位置准确性和再现性，以及允许获得改装应用所期望的光学属性，在于，该方法包括：将部件模板放置在支撑件上，其中部件模板包括对应于电子部件的至少一个开口；将至少一个电子部件布置在部件模板的对应开口中；将接触材料模板定位在部件模板上，其中接触材料模板包括至少一个开口，该至少一个开口对应于至少一个电子部件的至少一个接触区；将接触材料施加在至少一个电子部件的至少一个接触区上，该接触材料布置在接触材料模板的对应开口中；以及将至少一个电子部件施加到表面，其中接触材料将至少一个电子部件连接到表面。本发明专利技术还涉及供本发明专利技术方法使用的系统，以及电子设备。

Methods of applying electronic components

【技术实现步骤摘要】
施加电子部件的方法
本公开涉及用于将至少一个电子部件施加到表面的方法，特别是涉及将至少一个电子部件施加到3D形状物体的复杂表面内部或上面的方法。
技术介绍
在工业中，用于生产电子设备的表面安装技术（SMT）已经基本上取代了利用引线将部件装配到印刷电路板（PCB）的孔中的通孔技术（tht）构造方法。在SMT方法中，诸如发光元件（例如发光二极管（LED））的电子部件常规地通过回流焊接安装在基本平坦或2D形状的PCB上。然而，如今，尝试将电子部件安装到相当复杂的表面，诸如内部物体或非平坦或3D形状物体的表面上。特别地，近来，已经努力通过包括发光元件（诸如LED）的照明设备来替换包括线路灯丝的传统光源（诸如白炽光源）。对于一些特定应用，比如在汽车照明中，合乎期望的是执行这种照明设备的“改装”。例如，如果只有诸如白炽灯泡的传统光源被LED照明设备替换，而灯的其余元件（例如诸如反光杯和透镜的光学元件）不需要替换，则是有利的。然而，配置用于改装传统光源的照明设备是具有挑战性的。由于照明设备旨在利用与传统光源相同的光学元件，因此必须通过发光元件的布置和规格来密切地模仿传统光源的光照图案。例如，可能需要以表示白炽光源的灯丝的形状的方式布置LED，其中多个LED沿着彼此靠近的布置方向布置。因此，需要特别精确地执行将LED安装到特别是诸如用于改装应用的复杂形状的物体。通过采用SMT，可能增加生产工艺，但是由于部件小型化和表面上电子部件的更密集堆积（packing），缺陷的风险也增加。特别是，由于焊料量不充足所致的焊点可靠性变得更加重要。如果一方面施加的焊料量太高，则通过回流熔化的焊料泄漏到电子部件的接触区之外，并且在回流时电子部件和表面的翘曲将导致焊接失效，从而导致电子设备的产率下降。而且，可能发生竖碑（Tombstone）效应。另一方面，如果电极之间的焊料量太小，则空隙的存在可能恶化接合强度并最终导致接合失效。
技术实现思路
用于将电子部件施加到表面的常规方法在电子部件的应用中可能具有不足的准确性。特别是，附接到复杂结构的表面仍然需要优化，因为焊料图案定位不精确或具有不充足的焊料量。因此，本专利技术的目的是提供一种用于将电子部件可靠地施加到表面、特别是3D形状物体的复杂表面的方法。特别地，应避免现有技术的上述缺点，并且应当提供一种降低生产成本、避免焊料涂抹和提高焊料位置准确性和再现性的方法。本专利技术还涉及一种使得该方法能够被高效且可再现地执行的系统。本专利技术还涉及一种电子设备，特别是用于改善光照图案（特别是用于改装应用）的照明设备。根据本专利技术的第一方面，提议了一种用于将至少一个电子部件施加到表面的方法，该方法包括：将部件模板放置在支撑件上，其中部件模板包括至少一个对应于电子部件的开口；将至少一个电子部件布置在部件模板的对应开口中；将接触材料模板定位在部件模板上，其中接触材料模板包括至少一个开口，该至少一个开口对应于至少一个电子部件的至少一个接触区；在位于接触材料模板的对应开口中布置的至少一个电子部件的至少一个接触区上施加接触材料；并且将至少一个电子部件施加到表面，其中接触材料将至少一个电子部件连接到表面。根据本专利技术的第二方面，提议了一种供将至少一个电子部件施加到表面的方法使用的系统，该系统包括：支撑件，其可选地能够符合至少一个电子部件待被施加在其上的表面；部件模板，其中该部件模板包括对应于至少一个电子部件的至少一个开口；接触材料模板，其中该接触材料模板包括至少一个开口，该至少一个开口对应于至少一个电子部件的至少一个接触区。根据本专利技术的第三方面，提议了一种电子设备，该电子设备包括：载体的表面和布置在该表面上的至少一个电子部件，其中，所述至少一个电子部件通过将至少一个电子部件施加到表面的方法而被布置在表面上。本专利技术的第一、第二和第三方面的示例性实施例可以具有下述属性中的一种或多种。如与常规的SMT方法相比，上述方法有利于将至少一个电子部件施加在表面上，因为可以确保接触材料应用的准确性和再现性。由于表面可以具有复杂的形状并且可以特别地以三维（非平坦）方式布置，因此比如借助于诸如焊料掩模的标准技术可能不能实现接触材料（诸如焊料）在表面上的可靠定位。焊料掩模可能特别难以施加到复杂形状和相对小的表面。此外，当焊料设置在表面的安装面的边缘附近时，焊料的定位和量难以控制。特别是在焊料回流期间，因此可能发生电子部件的不期望的重新定位。已经发现，将诸如焊膏的接触材料施加在至少一个电子部件上、特别是施加在至少一个电子部件的接触区上是有利的。至少一个电子部件可以比如可拆卸地固定在支撑件上，其中特别地，至少一个电子部件被施加到表面，同时该至少一个电子部件可拆卸地固定在支撑件上。支撑件可以用于精确定位和至少一个电子部件的施加。比如，至少一个电子部件被施加到载体（诸如具有导体结构（例如，印刷电路板/PCB）的支撑件）的表面的（多个）安装面。接触材料可以经受回流和/或固化。可以在接触材料的回流和/或固化之前、之后或期间移除支撑件。特别地，可以同时施加多个电子部件，其中电子部件的数量和类型不受特别限制。而且，至少一个电子部件的形式和物理尺寸不受限制，然而，优选地，至少一个电子部件具有适合于表面安装制造方法的形式和物理尺寸。特别地，它可以是非常小的大小并且通常具有紧凑的矩形或正方形形状的电子部件，诸如LED、电容器、电阻器等。如上所述，至少一个电子部件还可以包括接触区，例如形成在电子部件的表面上的至少一对电极，优选地至少一对垫（pad），更优选地至少一个阳极垫和至少一个阴极垫。至少一个电子部件可以精确地施加到诸如PCB的载体的基本平坦或2D形状的表面。术语“载体”可以理解为包括可以制备以接纳电子部件的任何合适的材料。通常，载体可以具有形成在非导电衬底上的导电迹线、垫等。安装垫可以被布置成接纳至少一个电子部件。有利地，至少一个电子部件可以以高位置准确性和可靠的再现性被施加在3D形状的表面上，特别是在3D形状物体的复杂表面内部或上面。支撑件可以能够符合至少一个电子部件待被施加在其上的表面。支撑件的大小或形状没有限制。支撑件的大小和形状两者优选地对应于至少一个电子部件施加到的表面的大小和形状。然而，如果支撑件和/或部件和/或接触材料模板的大小和/或形状对应于表面的大小和形状，则也可能是足够的。支撑件可以由金属（诸如铝）、塑料材料或任何其他足够稳定的材料组成，以便为模板和电子部件的应用提供合适的支撑，并且在应用期间可靠地定位和保持表面上的支撑。支撑件还可以包括导热材料以提供散热功能。部件模板放置在支撑件上。然而，不需要部件模板和支撑件之间的直接接触，其他元件布置在支撑件和部件模板之间。例如，可以部分地掩蔽支撑件以避免支撑件和部件模板的直接接触，例如，当支撑件被提供有粘合剂层并且部件模板的粘附要被避免时。在其他实施例中，部件模板也可以与支撑件形成为整体部件，或者直接形成在支撑件上。这可以例如通过部件模板和/或支撑件的3D机械加工来实现。部件模板的大小、形状和厚度可以根据其要被使用于的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于将至少一个电子部件（5）施加到物体的表面的方法，所述方法包括：/n- 将部件模板（3）放置在支撑件（6）上，其中所述部件模板（3）包括至少一个对应于电子部件（5）的开口（7）；/n- 将至少一个电子部件（5）布置在所述部件模板（3）的对应开口（7）中，其中所述电子部件（5）的顶表面在所述支撑件（6）上；/n- 将接触材料模板（4）定位在所述部件模板（3）上，其中所述接触材料模板（4）包括至少一个开口，所述至少一个开口对应于所述至少一个电子部件（5）的底表面上的至少一个接触区（8）；/n- 将接触材料（9）施加在所述至少一个电子部件（5）的所述至少一个接触区（8）上，所述接触材料（9）布置在所述接触材料模板（4）的对应开口中；/n- 从所述部件模板（3）移除所述接触材料模板（4）；/n- 从所述支撑件（6）移除所述部件模板（3）；以及/n- 将所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面，其中所述接触材料将所述至少一个电子部件（5）连接到所述物体的所述表面。/n

【技术特征摘要】
20180907 EP 18193210.41.一种用于将至少一个电子部件（5）施加到物体的表面的方法，所述方法包括：
-将部件模板（3）放置在支撑件（6）上，其中所述部件模板（3）包括至少一个对应于电子部件（5）的开口（7）；
-将至少一个电子部件（5）布置在所述部件模板（3）的对应开口（7）中，其中所述电子部件（5）的顶表面在所述支撑件（6）上；
-将接触材料模板（4）定位在所述部件模板（3）上，其中所述接触材料模板（4）包括至少一个开口，所述至少一个开口对应于所述至少一个电子部件（5）的底表面上的至少一个接触区（8）；
-将接触材料（9）施加在所述至少一个电子部件（5）的所述至少一个接触区（8）上，所述接触材料（9）布置在所述接触材料模板（4）的对应开口中；
-从所述部件模板（3）移除所述接触材料模板（4）；
-从所述支撑件（6）移除所述部件模板（3）；以及
-将所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面，其中所述接触材料将所述至少一个电子部件（5）连接到所述物体的所述表面。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中，将所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面至少部分地由SMT部件放置系统（16、17）执行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，所述至少一个电子部件（5）可拆卸地固定在所述支撑件（6）上，并且
其中特别地，所述至少一个电子部件（5）被施加到所述表面，同时所述至少一个电子部件（5）可拆卸地固定在所述支撑件（6）上。


4.根据权利要求3所述的方法，
其中将固定在所述支撑件（6）上的所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面包括使所述支撑件（6）弯曲以符合所述表面的形状，
其中可选地，至少一个固持设备（12a、12b、12c）用于使所述支撑件（6）弯曲以符合所述表面的所述形状和/或将固定在所述支撑件（6）上的所述至少一个电子部件（5）布置在所述表面上。


5.根据权利要求3或4所述的方法，
其中所述支撑件（6）具有特别是诸如材料减少或穿孔的材料弱化的至少一个预定的弯曲线（13）。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，
其中所述接触材料（9）能够提供电气接触，并且特别地包括焊膏和/或导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：M埃普迈尔，P韦尔迈尔，F吉泽，C韦伯，M德克尔斯，G亨宁格，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL