CN110890451A - 施加电子部件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。本发明还涉及供本发明方法使用的系统，以及电子设备。

Description

施加电子部件的方法

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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，本发明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。本发明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。本发明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。

根据本发明的第一方面，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。

根据本发明的第二方面，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。

根据本发明的第三方面，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。

本发明的第一、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应用而变化。然而，部件模板的大小和形状优选地对应于至少一个电子部件被期望施加到的表面的大小和/或形状。

部件模板例如在大小和/或形状方面限定了对应于至少一个电子部件的开口。因此，至少一个电子部件可以布置在部件模板的对应开口中，并且比如由开口的侧壁保持在适当的地方。在一些实施例中，可以提供至少一个电子部件和（多个）侧壁之间的直接接触，而在其他实施例中，至少一个电子部件和（多个）侧壁可以间隔开，其中例如该开口提供了使至少一个电子部件居中的引导。

开口的布置还可以对应于电子部件被期望施加到的表面上的位置的负面。部件模板可以具有多种不同的配置和开口图案，这取决于特定操作所需的内容，并且本发明不限于任何特定的模板配置或开口图案。

在将部件模板放置在支撑件上之前，可以通过例如机械加工、激光刻蚀和/或化学刻蚀金属板（诸如不锈钢和/或铝）来形成部件模板。可替换地，可以通过光刻或任何其他用于施加预定图案的手段来形成部件模板。此外，模板也可以由任何合适的柔性材料制成。在本发明的实施例中，模板由柔性聚合物材料构成。用于部件模板的合适材料的一个示例是由杜邦（DuPont）以商品名卡普顿®（Kapton®）销售的聚酰亚胺。在各种实施例中，部件模板可以是可重复使用的，从而提供成本节省。

接触材料模板的大小和形状优选地对应于部件模板和可选的支撑件的大小和/或形状。接触材料模板包括对应于至少一个电子部件的至少一个接触区的大小和/或形状的开口。该至少一个接触区可以包括垫，该垫可以优选地由各种导电材料形成。电气部件例如包括基部表面处的一组至少两个电气接触垫，该一组至少两个电气接触垫可以延伸超过基部表面的宽度的至少一部分或宽度的大部分，并且可以通过合适的间隙分离。

执行接触材料模板在部件模板上的定位，使得接触材料模板的至少一个开口与至少一个电子部件的至少一个接触区对准。接触材料模板可以包括与部件模板和/或支撑件相同的材料。然而，该材料也可以与部件模板和/或支撑件的材料不同。当然，也可以使用柔性材料。

通过使用接触材料模板来执行将接触材料施加到至少一个电子部件的至少一个接触区上。可以通过接触材料模板的开口施加接触材料，以在接触区上提供接触材料沉积物。例如，精密刮刀在一次处理（one pass）中使接触材料通过接触材料模板的开口驱动到电气部件的接触区的表面上。在实施例中，可以通过使用刮刀将接触材料从源扩散到接触材料模板的顶表面上来施加接触材料。可以手动地或可以自动地操纵刮刀。

通过使接触材料模板的开口的侧壁对应于接触区的大小和形状，接触材料的范围可以严格限于接触区的大小和/或形状。因此，可以确保接触材料的位置准确性。

借助于接触材料，至少一个电子部件可以连接到载体的表面。优选地，建立电子部件的至少一个接触区与载体的至少一个接触区之间的电气连接。电气接触可以例如借助于焊接（特别是通过使用焊膏（可选地具有焊剂）和/或通过使用导电粘合剂）来建立。

利用上述方法，可以确保将电子部件极其精确和可靠地放置在甚至复杂的3D形状载体的表面上。而且，可以确保准确量的接触材料的施加，并且因此可以有效地避免现有技术的所描述的缺点。

根据本发明的第一实施例，将至少一个电子部件施加到表面至少部分地通过SMT部件放置系统执行。例如，可以使用自动取放机器将至少一个电子部件放置在载体的表面上。这种取放装备可以具有多个机器人头，用于在载体表面的各种位置处同时施加部件或一组电子部件，从而提高生产量以及位置准确性，因为可以以高精度来自动管理电子部件安装过程。

比如，可以在双向过程中将至少一个电子部件施加到载体的表面。例如，自动镊子可以用于从支撑件单独地抓取和移除单个电子部件并将其交给固持设备，诸如真空喷嘴。然后，固持设备可以将单个电子部件施加到载体的表面。这种双向过程也可以分别由多个镊子和多个固持设备同时执行。除了使用取放机器作为至少一个固持设备之外，诸如真空镊子、真空笔或其他工具的镊子也可以被用于布置和/或施加至少一个电子部件。

根据本发明的实施例，至少一个电子部件可拆卸地固定在支撑件上。通过将至少一个电子部件可拆卸地（例如，磁性地、通过非永久性粘合剂、通过胶合、通过机械耦合或任何其他种类的可拆卸连接）固定到支撑件，至少一个电子部件可以在支撑件上固持就位，直到其被施加到表面。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。

而且，部件模板可以可选地可拆卸地紧固到支撑件，以避免部件模板的滑动或翘曲，并提供与支撑件的精确对准。

根据本发明的另一实施例，将固定在支撑件上的至少一个电子部件施加到表面包括使支撑件弯曲以符合表面的形状，其中可选地至少一个固持设备被用于使支撑件弯曲以符合表面的形状和/或将固定在支撑件上的至少一个电子部件布置在表面上。支撑件的弯曲和可选的部件和/或接触材料模板的弯曲允许在各种形状的表面上灵活地使用系统。使支撑件弯曲尤其可以用于符合表面的多个区域的形状，使得电子部件可以同时安装在多个安装面上。优选地，系统可以围绕至少两个、更优选地围绕三个线性独立轴弯曲。例如，可以灵活地采用物体的形式和形状。因此，在单个应用步骤中，电子部件不仅可以被施加到2D形状载体的表面，而且可以被施加到各种3D形状物体的表面。例如，支撑件（以及可选地模板）可以包括柔性材料，诸如聚酰亚胺和/或硅树脂。柔性材料还可以帮助支撑件和/或模板符合任何表面不规则性。

支撑件可以由一个或多个固持设备（诸如吸嘴）拾取。比如，对于每个电子部件或电子部件组（例如，对应于安装面或表面的区域的每个组），可以使用固持设备。固持设备可以相对于彼此定位和旋转，以灵活地调整支撑件或系统的形状，特别是获得支撑件的形状，并且可选地获得对应于载体的表面的形状的部件和/或接触材料模板的形状，以及用于将电子部件施加到表面。

例如，可以使用基底材料（例如，诸如铝板、PCB坯料等的板材料），当至少一个电子部件布置在支撑件上时，支撑件设置在该基底材料上。基底材料可以有助于通过SMT部件放置系统处理支撑件和至少一个电子部件。

在一些实施例中，支撑件、部件模板和/或接触材料模板，进一步可选地基底材料可以包括标记元件，其允许对应元件相对于彼此的对准。

根据本发明的另一实施例，支撑件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。弯曲线可以比如对应于分离支撑件的部分的线，其中每个部分对应于一电子部件或一组电子部件，例如，对应于表面的安装面。借助于弯曲线，可以显著提高支撑件的弯曲的精度，并且因此显著提高电子部件的定位的精度。弯曲线可以比如由材料弱化（诸如支撑件中的穿孔）形成。附加地或作为可替代方案，其他配置也可以是可能的，诸如材料减少和/或具有比支撑件的其余部分更高的柔性的不同材料。

根据本发明的另一实施例，接触材料能够提供电气接触并且特别地包括焊膏和/或导电粘合剂，其中将至少一个电子部件施加到表面包括建立至少一个电子部件到表面的电气接触。为了建立至少一个电子部件到表面的电气接触，也可以将接触材料施加到载体表面上的对应接触区。优选地，可以通过使用至少一个对应于载体表面的焊料掩模的常规焊料印刷方法来应用接触材料在载体表面上的施加。然后，可以将可拆卸地固定到支撑件的（多个）电子部件放置到表面上，其中它们的接触区与载体表面的接触区对准。

接触材料可以包括焊膏，其可以是焊料的混合物（例如，锡和铅或锡、银和铜的合金）并且具有粘性稠度。焊膏的柔韧性导致开口中的每一个基本上填充有焊膏以形成焊膏沉积物。在实施例中，可以在接触材料和/或部件模板的移除之后执行焊膏检查（SPI）。SPI可以包括向焊膏沉积物施加光并分析光的反射以标识缺陷，检查焊膏沉积物在接触区上的对准等。可替换地或附加地，例如，导电粘合剂或焊剂可以用作接触材料。

使用焊膏作为接触材料，优选地执行焊料回流以通过在至少电气部件和表面的对应接触区之间形成焊点来建立电气接触。接触材料沉积物，例如，具有或不具有焊剂的焊膏沉积物可以被回流以在至少一个电气部件和载体的表面上的垫之间形成对应的焊点。使沉积物回流可以包括向结构（包括载体、垫、沉积物和至少一个电气部件）暂时施加热量，例如，导致接触材料沉积物熔化。例如，可以通过将结构放置在加热的环境（诸如回流炉）中来加热该结构。加热的环境可以包含过量的氮，以能够实现焊料沉积物的更好的润湿特性，并防止焊料沉积物在高温下的氧化。当焊膏沉积物处于熔化或熔融状态时，它们变得基本上是圆形的（有效地形成半圆形或半椭圆形）。可以执行根据接触材料的类型具有温度的预定义时间序列的热循环。然后移除热量，使得接触材料固化成例如焊点，从而将至少一个电气部件附接到表面垫。显著地，沉积物的胶粘质地使至少一个电气部件在回流过程期间基本上固持在适当的地方处，使得至少一个电气部件实际上未有效地改变方位和/或取向。接触材料接头的形成结束了将电气部件施加到表面上的垫的方法的过程。在实施例中，可以在沉积物回流之后执行焊剂清洁，以便从载体移除过量或残留的接触材料。

为了允许至少一个电气部件和可选的部件模板可拆卸地紧固到支撑件，可以在支撑件上提供粘合剂，用于将至少一个电子部件可拆卸地固定到支撑件。特别地，支撑件的上侧可以涂覆有粘合剂。在一些实施例中，粘合剂可以是高温、永久或半永久性粘合剂，其将确保即使在升高的温度下部件和模板也将长时间段地保持粘附到支撑件。可选地，如果需要，可以配制粘合剂，使得至少一个电子部件和/或部件模板可以重新施加并重新对准若干次，直到它被正确地放置。在一些实施例中，支撑件并且特别是粘合剂可以是耐热的，在于，支撑件能够抵抗执行接触材料的固化/回流所需的温度。然后，支撑件可以在固化/回流时保留在（多个）电子元件上，并且在之后被移除。

根据本发明的另一实施例，粘合剂是可固化的，特别是可UV固化的。优选地，在将部件模板放置在支撑件上之前并且在将至少一个电子部件布置在部件模板的对应开口中之前，将UV胶带施加到支撑件。在UV胶带中，通过暴露于UV光来破坏粘合剂粘合，从而允许粘合剂在粘附部件期间变得坚固，同时仍允许清洁和容易的移除。功率越高，固化越完全，并且粘附力越低，并且越少的粘合剂残留物可以留下。因此，可UV固化的粘合剂可以优选地在回流之前被UV固化和移除。因此，可固化粘合剂还开启了使用不耐热的支撑件（在于固化/回流所需的热量将损坏支撑件）的可能性。

UV和光固化粘合剂被设计成在需要的应用中粘附到广泛范围的衬底。针对结合和涂覆属性而被配制的这些粘合剂对于需要耐热影响（诸如焊接温度）的应用是理想的。比如，避免了可UV固化粘合剂的不想要的膨胀。利用紫外光固化粘合剂的另一优点是可以准备最终产品的速度。除了加速生产之外，还可以减少缺陷和错误，因为减少了不期望的颗粒（诸如灰尘）可能停在支撑件上的时间量。这可以提高成品的质量并允许更大的一致性。

支撑件还可以包括聚酰亚胺。聚酰亚胺因其耐热、低释气、耐辐射和绝缘属性而用于电气工程中。高达230°C并且短时间高达400°C的高连续工作温度是可能的。由于其大范围的温度稳定性和其电气隔离能力，卡普顿®胶带通常用于电子制造中，作为静电敏感和易碎部件的绝缘和保护层。由于它可以能够维持各种回流焊接操作所需的温度，因此遍及整个生产过程可以获得支撑件的属性。因此，使用卡普顿®胶带，优选地在移除胶带之前回流至少一个电气部件。

另外，在将至少一个电子部件施加到表面之前，可以从部件模板移除接触材料模板，并且可选地，可以从支撑件移除部件模板。填充到接触材料模板的开口中的接触材料覆盖至少一个电子部件的接触区，其中可以从接触材料模板撇去过量的接触材料。因此，接触材料与接触材料模板的表面齐平，并且当在支撑件的帮助下施加至少一个电子部件的情况下，利用剩余的接触材料模板来使电子部件上的接触材料沉积物与载体的表面上的对应接触区的对准将是困难的。特别地，剩余的接触材料模板可以导致诸如焊料回流不规则的问题，并且从而导致电子部件的不精确应用。

此外，当在没有支撑件而单独地施加至少一个电子部件的情况下，例如在如上所述的双向过程中，剩余的接触材料模板可能妨碍自动镊子抓取至少一个电子部件。

可选地，在至少一个电子部件的施加之前，也可以从支撑件移除部件模板。然而，在一些实施例中，部件模板也可以留在支撑件上，例如，当在施加期间在支撑件的帮助下施加至少一个电子部件以在施加期间横向稳定并将电子部件固持就位的情况下，从而确保精确放置。

根据本发明的优选实施例，表面包括至少两个安装面，所述安装面彼此相邻地布置和/或彼此成角度地布置，其中特别地，多个电子部件沿着至少两个安装表面中的至少一个的布置方向布置。比如，3D形状物体的安装面可以是至少部分平坦的或平面的，以提供适合于容纳电气部件的区域。安装面各自具有布置方向，并且被配置用于容纳沿布置方向布置的至少一个电气部件。布置方向可以对应于对应安装面和/或至少一个电气部件的延伸方向。比如，布置方向可以对应于安装面和/或至少一个电气部件的最长尺寸。安装面可以特别地被配置成使得多个电气部件可以沿着线（例如，直线）布置，其中布置方向对应于电气部件的线的取向。

通过使用多个安装面和发光元件作为电气部件，可以以更高的精度模拟由灯丝提供的光照。比如，每个安装面的布置方向可以基本上彼此平行，其中安装面代表灯丝的不同侧面。特别地，至少两个安装面彼此相邻布置，使得获得用于安装发光元件的连续区域。至少两个安装面可以基本上彼此平行地布置，例如，以获得朝向相同方向的光照的若干区域，并且特别是用于模拟具有多个灯丝的光源。至少两个安装面并且特别是相邻的安装面可以彼此成角度地布置。比如，彼此成角度布置的安装面可以代表灯丝的不同侧面和/或提供增大的光照角度。

根据本发明的另一实施例，表面包括三个安装面，三个安装面中的一个被布置在其他两个安装表面之间，并且特别是基本上垂直于其他两个安装表面布置。另外，三个安装面中的一个可以布置在其他两个安装表面之间，并且可以可选地与其他两个安装面直接相邻地布置。安装部分可以例如包括四个侧面，其中三个侧面提供安装面，并且第四侧面提供与主体部分的接触。

至少一个电子部件可以特别地包括发光二极管（LED）。LED可以包括至少一个半导体元件，诸如p-n结、二极管和/或晶体管。比如，LED可以以独立的或组合的LED管芯和/或LED封装的形式提供，其中特定的至少一个LED可以布置在衬底（例如蓝宝石衬底）上。LED封装可以包括波长转换元件（例如，基于磷光体的）和/或可以包括至少一个光学元件，诸如漫射层、衍射元件（例如透镜）和/或反射元件（例如反射杯）。一个或多个LED可以比如集成到LED引线框架中。

以上描述的本发明的特征和示例实施例可以同样地适合于根据本发明的不同方面。特别地，通过与根据第一方面的方法有关的特征的公开，还公开了与根据第二和第三方面的系统和电子设备有关的对应特征。

应理解，在此区中本发明的实施例的呈现仅是示例性且非限制性的。

从以下结合附图考虑的详细描述中，本发明的其他特征将变得清楚明白。然而，应理解，附图仅仅是为了说明的目的而设计的，而不是作为本发明的限制的定义，针对本发明的限制的定义应该参考所附的权利要求。应当进一步理解，附图未按比例绘制，并且它们仅旨在概念性地图示本文所描述的结构和过程。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的示例，在附图中：

图1a-e以侧视图示出了方法的第一示例性实施例的示意表示；

图2a-d示出了用于制造电子设备的方法的实施例的示意表示；以及

图3a-c示出了用于制造电子设备的方法的另一实施例的示意表示。

具体实施方式

图1a-e以侧视图示出了本发明方法的示例性实施例的示意表示。在图1a中，提供基底材料2，其可以由金属材料、塑料材料、树脂或任何其它足够稳定的材料组成，以为模板和电子部件的施加提供合适的载体。

支撑件6设置在基底材料2上并且可以由柔性材料制成以能够符合表面，特别是3D形状物体的表面。支撑件6可以包括粘合剂层（未示出），比如，在于，支撑件6是粘合剂聚酰亚胺胶带或可UV固化的粘合剂胶带。

部件模板3放置在支撑件6上。可选的，部件模板3可以由于粘合剂层而可拆卸地附接到支撑件6。部件模板3的大小和形状对应于支撑件6的大小和形状。部件模板3还在大小和形状上限定对应于电子部件的开口7。如将变得更加清楚明白的，开口7相对于彼此定位，对应于表面上的对应电子部件的方位，该部件待被安装在该表面上。

如图1b中示出的，提供电子部件5，其在示例性实施例中包括独立的发光元件（例如LED），每个发光元件包括在相应发光元件的底表面上的两个接触区8。每个电子部件5的顶表面可拆卸地粘附到支撑件6。附加地，电子部件5通过接触到部件模板3的对应开口7的侧壁而被固持并精确地保持就位。

如图1c中示出的，执行部件模板3上的接触材料模板4的定位，使得接触材料模板4的开口与发光元件5的接触区8对准。比如，部件模板3和接触材料模板4可以包括标记元件以便于对准。接触材料模板4的开口的大小小于发光元件的接触区8，但也可以对应于电子部件5的接触区8的大小和形状。支撑件6、部件模板3和接触材料模板4可以形成根据本发明的系统1。

通过接触材料模板4的开口施加接触材料9，以在接触区8上提供对应的接触材料沉积物，诸如焊料沉积物9。在将可拆卸地固定在支撑件6上的电子部件5施加到表面之前，接触材料模板4从部件模板3移除，并且部件模板3从支撑件6移除。如图1d中描绘的，焊料沉积物9保留在电子部件5的接触区8上，并且可以用来建立与载体的表面的对应接触区的电气接触。由于电子部件5可拆卸地固定在支撑件6上，所以支撑件6可以被从基底材料2拾取并用于电子部件5的安装。由于分别借助于部件模板3和接触材料模板4来进行发光元件5和焊料沉积物9的布置，所以发光元件可以准确地定位在载体10的表面上，同时可以精确地控制接触材料的方位和量，如图1e中示出的。特别地，焊料沉积物9可以定位在载体10的表面中形成的边缘附近。

图2a-d示出了根据本发明的用于制造电子设备的方法的示意图示。配置为发光元件的电子部件5安装在3D形状载体11的表面上。图2a表示支撑件6的前视图，其中发光元件5可拆卸地固定在支撑件6上，支撑件6比如由粘合剂聚酰亚胺胶带或可UV固化的粘合剂胶带形成。支撑件6具有以穿孔13形式的预定弯曲线，该穿孔13将电子部件5分成组，每组对应于3D形状载体11的表面的安装面14a、14b、14c。作为接触材料的焊膏被施加在电子部件5（未示出）的接触区上。

支撑件6被固持设备（未示出）的吸嘴12a、12b、12c拾取。使用三个吸嘴12a、12b、12c或三组吸嘴12a、12b、12c，每个或每组吸嘴对应于一组电子部件5和3D形状载体11的表面的安装面14a、14b、14c。在已经施加了对应于安装面14b的电子部件5之后，如图2b中的3D形状载体11的俯视图示出的，吸嘴12a、12c被重新定位和旋转，使得支撑件6在穿孔13处弯曲，以符合3D形状载体的表面的安装面14a、14b、14c的形状，如图2c中示出的。

作为可替代方案，支撑件6可以被切割成条带，每个条带对应于3D形状载体（未示出）的表面的安装面14a、14b、14c，并且条带以类似的方式施加。

在电子部件5的定位之后，焊膏经受回流，使得焊膏将电子部件5永久地连接到3D形状载体11的表面的安装面14a、14b、14c。可以在回流之后（例如，当使用粘合剂聚酰亚胺胶带时）或在回流之前（例如，当使用可以暴露于UV光的可UV固化的粘合剂胶带以减少对电子部件5的粘附时），从发光元件15移除支撑件6。如图2d中示出的，获得发光设备15。

也可以借助于SMT部件放置系统来执行将至少一个电子部件5施加到表面。如图3a和3b中示出的，自动镊子16单独地从支撑件6抓取并移除单个电子部件5并将其交给固持设备17，诸如真空喷嘴。借助于如图3c中示出的固持设备17来执行将单个电子部件5施加到载体11的表面。

Claims (15)

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：

- 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/或导电粘合剂，

其中将所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面包括建立所述至少一个电子部件（5）与所述表面的电气接触。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，

其中在所述支撑件（6）上提供粘合剂，用于将所述至少一个电子部件（5）可拆卸地固定到所述支撑件（6）。

8.根据权利要求7所述的方法，

其中所述粘合剂是可固化的，特别是可UV固化的。

9.根据权利要求7或8所述的方法，

其中所述支撑件（6）包括聚酰亚胺。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，

其中，在将所述至少一个电子部件（5）施加到所述表面之前，从所述部件模板（3）移除所述接触材料模板（4），并且可选地，从所述支撑件（6）移除所述部件模板（3）。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，

其中，所述表面包括至少两个安装面（14a、14b），所述至少两个安装面彼此相邻地布置和/或彼此成角度地布置，

其中特别地，多个电子部件（5）沿着所述至少两个安装表面（14a、14b）中的至少一个的布置方向布置。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述表面包括三个安装面（14a、14b、14c），所述三个安装面中的一个（14b）布置在其他两个安装表面（14a、14c）之间，并且特别地，基本垂直于所述其他两个安装表面（14a、14c）布置。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，

其中，所述至少一个电子部件（5）包括发光二极管（15）。

14.一种供根据权利要求1至13所述的方法使用的系统（1），所述系统包括：

- 支撑件（6），其可选地能够符合至少一个电子部件（5）待被施加在其上的表面；

- 部件模板（3），其中所述部件模板（3）包括对应于至少一个电子部件（5）的至少一个开口；

- 接触材料模板（4），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）的至少一个接触区（8）。

15.一种电子设备（10），包括：

- 载体（11）的表面和布置在所述表面上的至少一个电子部件（5），其中所述至少一个电子部件（5）通过根据权利要求1至13中任一项所述的方法布置在所述表面上。

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