CN115669239A - 基于形貌的沉积高度调节 - Google Patents

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Abstract

一种用于将部件(100)安装在工件(106)上的方法，所述方法包括获取关于部件的安装表面(102)和其上待安装部件的工件的局部表面(108)中的至少一者的表面形貌的信息。所述方法还包括在安装表面和局部表面中的至少一者上形成多个粘性介质沉积物(110)，其中多个沉积物中的每一者均具有基于所获取的信息的高度(h1、h2、h3)，并且是通过使用非接触式分配独立施加粘性介质(232)的至少一个珠滴(234)而形成的。所述方法还包括将部件放置在基板上，使得多个粘性介质沉积物在部件和工件之间形成连接。

Description

基于形貌的沉积高度调节
技术领域
本公开总体上涉及安装技术领域。更具体地，本公开涉及一种用于将部件安装到工件上的方法，以及一种用于将粘性介质沉积在工件和/或部件上的系统。
背景技术
在许多技术领域(诸如集成电路的生产)中，使用一些形式的粘性介质(如粘合剂、焊膏等)将部件安装并连接到工件上。
部件和工件并不总是完全平坦的。在生产期间，部件和/或工件可能变得略微弯折或翘曲。尤其是在部件和/或工件变得越来越薄的领域(诸如印刷电路板组件(PCBA))中，部件和工件的翘曲的普遍性可能增强。通过在安装期间或在安装之后加工包括部件和工件的组件，可能进一步加强部件和工件的这些形貌特征。例如，出于熔化或硬化粘性介质的目的而施加能量(诸如热或光)可以增强部件和/或工件的翘曲。
翘曲可能导致部件和工件的表面之间的不匹配。如果表面不平行，则在表面之间或在表面和用于将表面结合在一起的粘性介质之间可能出现间隙。这样的间隙可能降低部件的安装稳定性，这可能例如增加部件脱离的风险。
发明内容
因此，本发明的一个目的是克服上述缺点中的至少一些，并且提供一种用于将部件安装在工件上的改进方法和一种用于将粘性介质沉积在部件和/或工件上的改进系统。本目的和其他目的借助于如所附独立权利要求中限定的方法和系统来实现。其他实施例例由从属权利要求限定。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于将部件安装在工件上的方法。所述方法包括获取关于部件的第一表面和工件的其上待安装部件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
所述方法还包括在第一表面和局部表面中的至少一者上形成多个粘性介质沉积物。多个沉积物中的每一者均具有基于所获取的信息的高度。多个沉积物中的每一者均通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴而形成。
所述方法还包括将部件放置在工件上，使得多个粘性介质沉积物在部件和工件之间形成连接。
将部件放置在基板上可以包括将第一表面和局部表面放在一起，使得多个粘性介质沉积物确保部件与工件之间的(物理和/或电)接触。
局部表面可以是工件的安装表面的一部分。工件的安装表面可以包括一个或多个局部表面，其中每个局部表面均可以适应于接收部件。
关于表面形貌的信息可以包括有关部件的第一表面和/或工件的局部表面的形状的信息。例如，其可以包括有关表面与平坦平面的偏差的信息(诸如第一表面或局部表面的翘曲或曲率)。所述信息还可以描述或指示表面上的结构(诸如凸块、脊、谷或孔)。可以例如由(或通过使用)计算装置(诸如处理器、控制单元或计算机)来执行获取和分析关于第一表面和局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
可以例如通过(或通过使用)用于沉积/施加粘性介质的沉积装置或非接触式分配装置来执行沉积物的形成。非接触式分配可以包括用于将粘性介质的珠滴射(喷射、推进)到基板(表面)上的不同方法。这样的方法可以提供以下的一种或多种：珠滴的快速沉积、一次沉积一个以上珠滴，以及沉积单独尺寸的珠滴。
在本公开的第一方面的方法中执行沉积物的形成的非接触式分配装置可与计算装置(诸如处理器、控制单元或计算机等)通信连接，在该计算装置中执行获取关于表面形貌的信息。该计算装置也可以集成在非接触式分配装置中。
可以例如通过(或通过使用)安装机、拾放机、粘片机或安装机器人来执行将部件放置在工件上，或将第一表面和局部表面放在一起。
当将部件安装在工件上时，由于例如部件或工件的翘曲而带来的第一表面和/或局部表面的形貌差异可能导致表面之间的非恒定距离。为了在安装工件时使沉积物在部件和工件之间形成连接，沉积物的高度可能需要适应一个或两个表面的形貌。
例如，在距离大于平均值的位置(部分)，可能需要施加更多的粘性介质以确保在安装部件时粘性介质与两个表面均接触。在部件的第一表面与工件的局部表面之间的距离大于表面之间的平均距离的部分中形成较大(较高)的沉积物可以确保部件与工件之间的连接。因此，可以更牢固地安装部件。
工件可以例如包括板(诸如印刷电路板(PCB)、柔性PCB或印刷线路板(PWB)等)。可替选地，工件可以是用于球栅阵列(BGA)的基板、柔性基板(例如纸或塑料)、芯片级封装(CSP)、四方扁平封装(QFP)、晶片、倒装芯片等。在一些应用中，工件可以是可以接收粘性介质的材料或表面。工件可以是平坦表面或翘曲表面，但是也可以设想的是，基板可以形成三维表面和/或包括粘性介质待沉积在其中的井和/或不规则形状。
在本公开的上下文中，术语“沉积物”可以指例如以珠滴或点的形式沉积到工件上的粘性材料。
沉积物的高度可以与沉积物的体积相关。因此，可以通过增大沉积物的体积来形成较高的沉积物。沉积体积的增大通常可以导致沉积高度以及沉积覆盖区(即，沉积物所覆盖的工件或部件的面积)的增加。
通过向已经存在的沉积物添加更多的粘性介质，可以使沉积物较高(更大)。可替选地，可以首先形成体积较大的沉积物。可以例如通过形成具有较小体积的沉积物来形成较小(较低)的沉积物。可替选地，可以形成标准(平均)高度的沉积物，然后例如通过抽吸移除沉积物的一些粘性材料。
在本公开中，在确定距离或高度(或控制高度的控制参数)的上下文中的术语“基于”可以包括“根据……确定”、“成比例”、“直接成比例”和“源于”。
根据一些实施例，获取关于部件的第一表面和工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息可以包括执行第一表面和局部表面中的至少一者的表面测量。
例如，可以以扫描或以其他方式测量工件的局部表面。又例如，可以以扫描或以其他方式测量工件的整个安装表面(包括一个或多个局部表面)。可以以扫描或以其他方式测量部件的第一表面。用于扫描和测量表面的不同方法和装置在本领域中是公知的。
根据一些实施例，获取关于部件的第一表面和工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息可以包括从存储单元检索第一表面和局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
许多制造商提供了他们生产的部件的详细形貌数据。存储单元可以例如包括由部件制造商提供的形貌数据。可替选地或附加地，存储单元可以包括来自在部件和/或工件上进行的先前测量的数据。
存储单元可以例如是服务器、非易失性存储介质、内部存储器等。
根据一些实施例，所述方法还可以包括从所获取的表面形貌信息识别第一表面或局部表面的至少一个部分，在该部分处，在将部件安装在工件上时，第一表面和局部表面之间的距离将大于第一表面和局部表面之间的平均距离。此外，形成多个沉积物可以包括在至少一个识别的第一部分形成至少一个沉积物，其具有大于多个沉积物内的沉积物的平均高度的高度。
根据(或基于)所获取的信息，可以计算或推定当部件安装在工件上时第一表面和局部表面之间的平均距离。可以进一步识别出第一表面和局部表面之间的距离将大于平均距离的第一部分(或多个第一部分)。
应当理解，在例如第一表面和局部表面之间的距离基本相同(除了距离较短的一部分)的情况下，表面之间的平均距离将(略微)小于中位距离(中位距离将等于其余表面之间基本相同的距离)。在距离较短的一部分中形成相对较小的沉积物，然后将导致其他区域的沉积物具有(略微)大于平均高度的高度。
根据一些实施例，所述方法还可以包括从所获取的信息识别第一表面或局部表面的至少一个第二部分，在该第二部分处，在将部件安装在工件上时，第一表面和局部表面之间的距离将小于第一表面和局部表面之间的平均距离。在至少一个第二部分中形成的至少一个沉积物可以具有小于多个沉积物的平均高度的高度。
一些部件和/或工件，特别是具有较大表面积的部件和/或工件，可能具有更明显的翘曲或若干表面形貌不同于平面的区域。识别具有较大距离的第一部分和具有较小距离的第二部分可以提供：通过改变沉积高度可以补偿距离的较大偏差。根据一些实施例，所述方法还可以包括：对于待形成沉积物的多个位置，基于关于表面形貌的信息，分析第一表面与局部表面之间的预测距离，该距离将在将部件安装在工件上时形成。所述方法还可以包括：对于待在多个位置中的一者中形成的每个沉积物，基于对距离的分析来计算补偿系数。形成多个沉积物还可以包括基于其补偿系数来调整在多个位置中的一者中形成的每个沉积物的高度。
补偿系数可以确定沉积体积或高度不同于多个沉积物的平均体积/高度的量或系数。可替选地，补偿系数可以确定沉积体积或高度不同于标准或标称沉积体积或高度的量或系数。
可以确定每个沉积物的补偿系数，以补偿每个沉积物的位置处的第一表面和局部表面之间的距离差异。
应当理解，分析第一表面和第二表面之间的距离的步骤可以包括识别距离大于表面之间的平均距离的至少第一部分和/或距离小于表面之间的平均距离的至少第二部分。
根据一些实施例，在形成多个沉积物之后，可以使用非接触式分配向多个沉积物中的至少一者施加另外的粘性介质。
例如，可以通过重复施加类似或不同尺寸/体积的珠滴来构建(形成)沉积物。例如，可以首先形成全部具有基本相同的高度的多个沉积物。然后，可以将额外的粘性介质添加到需要较大高度的沉积物。
作为替选方案，可以已经在第一表面或局部表面形成初始的一组沉积物(例如，具有类似的尺寸/体积/高度)。然后，通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴，可以在初始的一组沉积物中的至少一些沉积物的顶部形成多个沉积物。
例如，将另外的粘性介质施加到多个沉积物中的至少一者可能导致至少一个沉积物具有大于多个沉积物的平均高度的高度。
给定足够的时间，表面上的一定量的粘性材料(诸如沉积物)可以变形以优化其表面能。这种效果可能导致表面上的粘性介质的珠滴展平和扩散。如果沉积物扩散，则较大体积的沉积物可能导致较大的覆盖区。然而，当在较短的时间跨度内作业时，可以在彼此的顶部上形成两个或更多个沉积物，而不会使沉积物扩散/展平。
形成所谓的“双沉积物”，即在已经形成的沉积物上沉积额外的材料，可以增加沉积物的高度，而不会像形成具有较大体积的单个沉积物时那样增加宽度/覆盖区。因此，可以降低两个沉积物之间桥接(例如焊接)的风险。
在形成多个沉积物并且之后进行高度调整的实施例中，可以通过移除(例如，通过抽吸)沉积物并在相同位置形成较小(具有较小体积)的沉积物来形成较小(高度较低)的沉积物。可替选地，可以通过移除沉积物的一些材料来降低沉积物的高度。
根据一些实施例，获取信息包括：在形成多个沉积物时，对其上形成有多个沉积物的局部表面和第一表面中的至少一者执行测量。
换言之，可以在形成多个珠滴的同时或期间执行表面的测量。
例如，可以基于接收自早期测量值或存储值的初始信息来形成多个沉积物。在形成多个沉积物时，或者在形成沉积物之前或之后，可以进行表面的补充测量。例如，可以在进行沉积的位置处或接近进行沉积的位置处进行测量。如果需要，可以至少部分地基于补充测量值向一个或多个沉积物添加另外的粘性介质。
可替选地，可以在进行第一次测量的同时形成具有例如标准高度的多个沉积物。
许多非接触式分配方法涉及用分配装置(例如，喷嘴、喷头等)扫描、飞过或扫掠其上形成沉积物的表面，使得表面的所有相关部分可以被分配装置接取/处理。可替选地，固持例如工件或部件的固持器可以相对于分配装置移动。测量装置可以配置成在沉积物的形成(施加)期间也接取表面的相关部分。
根据一些实施例，所述方法还可以包括：在将部件放置在工件上之后，向沉积物、部件和/或工件施加能量，以处理沉积物。关于表面形貌的信息可以包括关于由施加能量引起的第一表面和局部表面中的至少一者的形貌的预测变化的信息。
通过向沉积物、部件和/或工件施加能量来处理沉积物能够改变粘性介质的一种或多种性质。取决于材料，粘性介质的粘度可以例如作为对所施加能量的反应而降低(熔化、回流)或增加(硬化)，这进而能够导致部件和工件之间更坚固的接合。
例如，所述方法可以包括工件和部件经受呈受控的热形式的能量的回流步骤。
这可以(部分地)熔化沉积物，其可以在冷却时硬化以形成永久接合。例如当粘性介质包括焊膏时可以使用回流。
暴露于热可以引起工件和/或部件的形貌的进一步变化。形貌的这些变化通常遵循类似的模式，使得可以至少近似地预测所得的形貌变化。预测值可以例如基于先前的知识、试验、测量、来自生产者的信息等。使用这些预测值作为所获取的形貌信息的一部分(基于这些形貌信息可以确定一个或多个沉积物的高度)可以允许调整沉积尺寸以补偿这些变化。
例如，能量的施加可以包括向沉积物施加辐射(诸如可见光、UV光或IR辐射等)。使用辐射加工/或处理沉积物可以固化/硬化沉积物。
可替选地，可以以声音或振动的形式施加能量。
能量的施加对于沉积物可以是选择性的，例如通过使用直接对准沉积物的激光或其他形式的聚焦能量发射器。在这样的实施例中，诸如热量的能量可以从沉积物扩散到工件和/或部件以引起进一步的翘曲。可替选地，能量的施加可以更广泛，例如对准部件或工件，或者对准由安装在工件上的部件形成的组件。
根据一些实施例，非接触式分配可以包含喷射印刷或激光诱导前向转移(LIFT)。喷射印刷或喷射涉及粘性介质的珠滴/体积的非接触产生。向粘性介质施加脉冲，从而产生使珠滴从粘性介质的主要体积脱离并通过喷嘴喷射(到基板上)的动量。因此，由惯性力和/或表面张力控制珠滴形成。喷嘴可以在基板的表面上滑动并将焊膏的珠滴射到表面上。为了一次喷射一个以上的珠滴，可以使用一个以上的喷嘴。
激光诱导前向转移(LIFT)是一种非接触、无喷嘴的分配方法，其允许使用脉冲激光束将小体积的粘性介质从供体膜/基板沉积到接收基板上。通过调节激光参数，可以调整所驱动的珠滴的体积。当使用多个激光束时，LIFT能够同时或彼此独立地沉积多个各自具有单独的体积的珠滴/沉积物。
可以使用本文所述的方法将许多不同类型的部件安装到不同类型的工件上。方法可以具体地应用于具有一个以上待连接到工件的接触点的部件。根据一些实施例，部件可以是电气部件。
部件可以是具有一个以上连接点的任何电气部件。部件可以例如是多输入/输出(I/O)电气封装。
根据一些实施例，粘性介质可包括导电材料。
特别是在其中部件为电气部件的实施例中，包含导电材料的粘性介质不仅可以确保部件和工件之间的粘合或物理/机械连接，还可以确保电气连接。因此，在这样的实施例中，至少一些沉积物可以用作允许电信号在部件和工件之间传递的电导体。例如，粘性介质可包括焊膏、导电胶或其他导电材料。
根据一些实施例，部件可以包括用于光信号的接收器和/或发射器，工件可以包括适应于与部件通信的光信号的对应接收器和/或发射器。在这样的实施例中，当部件安装在工件上时，粘性材料沉积物可以形成通信通道(诸如波导等)，允许光信号在部件和工件之间传递。
当第二部件待安装到工件的第二局部表面上时，还可以使用根据本公开的第一方面的方法。第二部件的表面形貌可以不同于(第一)部件的表面形貌。此外，第二局部表面的表面形貌可以不同于(第一)局部表面的表面形貌。
因此，所述方法还可以包括获取关于第二部件的第一表面和其上待安装第二部件的工件的第二局部表面中的至少一者的表面形貌的另外的信息。
所述方法还可以包括在第二部件的第一表面和第二局部表面中的至少一者形成第二批粘性介质沉积物。第二批沉积物中的每一者均具有基于所获取的另外的信息的高度。第二批沉积物中的每一者均通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴来形成。
所述方法还可以包括将第二部件放置在工件上，使得第二批粘性介质沉积物在第二部件与工件之间形成连接。
所述方法还可以包括从另外的信息识别第二部件的第一表面或第二局部表面的至少一个另外的第一部分，在该第一部分处，在将第二部件安装在工件上时，第二部件的第一表面与第二局部表面之间的距离将大于第二部件的第一表面与第二局部表面之间的平均距离。
方法还可以包括在第二部件的第一表面和第二局部表面中的至少一者形成第二批粘性介质沉积物，其中在至少一个另外的第一部分中形成的至少一个沉积物的高度大于第二批沉积物的平均高度，将第二部件放置在工件上，使得第二批粘性介质沉积物在第二部件与工件之间形成连接。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于沉积粘性介质的系统。(沉积)系统包括非接触式分配装置，该非接触式分配装置配置成用于将粘性介质的珠滴施加到待安装在工件上的部件的第一表面和/或其上待安装部件的工件的局部表面。
系统还包括控制单元，该控制单元适应于获取关于工件的第一表面和局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
控制单元还适应于/构造为基于所获取的信息确定待在第一表面和局部表面中的至少一者上形成的多个粘性介质沉积物的高度，使得在将部件放置在工件上时，多个沉积物在部件与工件之间形成连接。
控制单元还构造为通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴，使非接触式分配装置在第一表面或局部表面上形成多个粘性介质沉积物中的每一者。例如，控制单元可以向沉积装置发送运行请求，指示沉积装置形成沉积物。
控制单元可以是沉积装置的集成部分。控制单元可以在沉积装置外部并且配置成与沉积装置通信。控制单元可以包括沉积装置内部的子单元和沉积装置外部的子单元。控制单元还可以被构造为控制沉积装置的运行。
根据一些实施例，系统的控制单元可以与存储单元通信连接。存储单元可以包括关于部件的第一表面和工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
根据一些实施例，控制单元还可以适应于/构造为从所获取的信息识别局部表面的第一表面的至少一个第一部分，在该第一部分处，在将部件安装在工件上时，第一表面与局部表面之间的距离将大于第一表面与局部表面之间的平均距离。控制单元还可以被构造为确定沉积物的高度，使得待在至少一个所识别的第一部分中形成的至少一个沉积物的高度大于多个沉积物的平均高度。
用于沉积粘性介质的许多类型的装置在本领域中是公知的。
根据一些实施例，非接触式分配装置可以选自喷射印刷装置和激光诱导前向转移(LIFT)装置。
例如，喷射印刷(喷射)装置可以包括引射器，该引射器用于将粘性介质的珠滴喷射到第一表面或局部表面上，从而将粘性介质沉积在表面上。这种引射器通常包括用于在喷射粘性介质之前容纳一定体积的粘性介质的腔室、与喷嘴空间连通的喷射喷嘴、以及用于冲击且将粘性介质从腔室穿过喷嘴以珠滴形式喷射的冲击装置。此外，可以利用进给器将介质进给到喷嘴空间中。在基板上不同位置处沉积的粘性介质的量或体积可以通过将若干珠滴施加在彼此的顶部上从而形成更大的沉积物来改变，或者通过例如将更大或更小体积的粘性介质进给到腔室中以改变所喷射的珠滴的体积来改变。
非接触式分配装置可以使用一次产生一个沉积物的方法或同时产生若干沉积物的方法，或两者结合、并行或串行的方式。
例如，系统可以适应于接收其上已经形成初始多个沉积物的工件或基板(例如使用丝网印刷(或模版印刷)方法)。非接触式分配装置可以构造为向至少一个沉积物添加另外的粘性介质。系统还可以调整为移除沉积物并将较小的沉积物放置在其位置。作为替选方案，系统可以包括一个以上的沉积装置，其中第一沉积装置形成多个沉积物，第二沉积装置改变一个或多个已经形成的沉积物的高度/体积。
根据一些实施例，所述系统还可以包括表面测量装置，表面测量装置构造为对第一表面和局部表面中的至少一者执行测量。
表面测量装置可以使用本领域公知的许多公知扫描、距离和表面测量技术中的一种或多种。
例如，表面测量装置可以包括距离测量装置(例如LIDAR)以进行表面的测量。
根据一些实施例，表面测量装置可以配置成在非接触式分配装置将粘性介质珠滴施加到安装表面和局部表面中的至少一者时，对第一表面和局部表面中的至少一者执行测量。
根据本公开的第三方面，提供了一种包括指令的存储介质。当用于沉积粘性介质的系统的控制单元实施这些指令时，指令将使控制单元获取关于部件的第一表面和其上待安装部件的工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
当沉积系统的控制单元实施指令时，指令还将使控制单元基于所获取的信息确定待沉积在第一表面和局部表面中的至少一者上的粘性介质的多个沉积物的高度，使得在将部件放置在工件上时，多个沉积物在部件与工件之间形成连接。
此外，当沉积系统的控制单元实施指令时，指令将使沉积装置通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴以在第一表面和局部表面中的至少一者上形成粘性介质的多个沉积物。
根据一些实施方案，当沉积系统的控制单元实施指令时，指令还可以使沉积系统的控制单元从所获取的信息识别第一表面或局部表面的至少一部分，在该部分处，在将部件安装在工件上时，第一表面和局部表面之间的距离将大于第一表面和局部表面之间的平均距离。指令还可以使控制单元确定高度，使得所识别的部分中的至少一个沉积物的高度大于多个沉积物的平均高度。
注意，可以设想使用上述实施例中记载的特征的所有可能组合的其他实施例。因此，本公开还涉及本文提及的特征的所有可能组合。具体地，参考本公开的方面更详细解释的特征可以应用于本公开的其他方面的对应特征。例如，所述系统可以适应于执行参考本公开的第一方面描述的方法步骤。此外，第三方面的存储介质可以包括指令，该指令可以使第二方面的系统执行本公开的第一方面的方法步骤。
附图说明
在此将参考以下附图更详细地描述示例性实施例：
图1是根据一些实施例的部件和工件的图；
图2是根据一些实施例的部件和工件的局部表面的截面图；
图3是根据一些实施例的在其上已经形成多个沉积物的工件的局部表面的图；
图4是根据一些实施例的部件和工件的局部表面的截面图；
图5是根据一些实施例的在其上已经形成多个沉积物的工件的局部表面的图；
图6a至图6c是根据一些实施例的安装在工件的局部表面上的部件的图；
图7是根据一些实施例的安装在工件的局部表面上的部件的另外的图；
图8是根据一些实施例的用于沉积粘性介质的系统的示意图；
图9是根据一些实施例的用于沉积粘性介质的系统的示意图。
如图所示，出于示出的目的，元件和区域的尺寸可能被放大，并且因此被提供成示出实施例的一般结构。相同的附图标记始终表示相同的元件。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述示例性实施例，在附图中示出了当前优选的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且将本发明的范围充分传达给技术人员。
参考图1，将描述根据一些实施例的部件100和工件106。图1示出了待安装在工件106的局部表面108上的部件100。部件100具有包括多个接触垫104的第一表面102。接触垫104以网格图案配置在第一表面102上，但是并非所有垫104都在图1中可见。例如，部件100可以包括球栅阵列(BGA)。
部件100翘曲成使得部件100的角部略微弯曲远离工件106。出于说明的目的，已经放大了这种翘曲。
在工件106上，在局部表面108上形成了多个粘性介质沉积物110。这些沉积物110形成在与部件100的接触垫104的位置匹配的位置。当部件100安装在工件106的局部表面108上时，沉积物110与接触垫104对齐。在安装之后，沉积物110的粘性介质将部件100保持适当位置。然而，当部件100翘曲时，第一表面102与局部表面108不平行。图1中描绘的沉积物110均具有相同的高度，因此，由于部件100的第一表面102与工件106的局部表面108之间的距离改变，并非所有的沉积物110都可以到达其对应的接触垫104。因此，可能在沉积物110与其对应的接触垫104之间形成间隙，这可能导致部件100未被适当地保持适当位置。在部件100是电学部件或光学部件的实施例中，粘性介质沉积物110可以用于在部件100和工件106之间传送电信号或光信号。在这样的实施例中，沉积物110和接触垫104或接触点之间的间隙可能导致功能问题。
应当理解，并非所有的部件均具有从如图1所示的第一表面102延伸的接触垫104。一些部件具有其他类型的接触点，并且其他部件可能根本不具有具体的接触点。
此外，在图1和一些以下的示例中，仅部件100是弯曲的/翘曲的。然而，应当理解，工件106并且特别是其局部表面108也可以是翘曲的。在一些情况下，部件和工件都可以是翘曲的/弯曲的，并且在其他情况下，仅部件或仅工件可以是翘曲的。此外，部件的第一表面和/或工件的局部表面可以包括例如孔、脊、凸块或谷的结构。
参考图2和图3，将描述根据一些实施例对部件100a的第一表面102的形貌的分析以及在工件106上沉积物110a至100c的形成。
图2是部件100a的图。图2的部件100a可以等同于上文参考图1所述的部件100。图3是包括局部表面108的工件106的一部分的图。在局部表面108上形成了多个粘性介质沉积物110a至100c。在图2所示的示例中，第一表面102弯曲，因此关于第一表面102的形貌的信息可以包括关于第一表面102的曲率的信息。图3中的工件106的局部表面108是平坦的(未翘曲)，因此关于局部表面108的形貌的信息可以包括局部表面108是平坦的信息。
关于第一表面102的形貌的信息还可以包括有关接触垫104、104a及其位置的信息。关于第一表面102的形貌的信息可以例如描述第一表面如何不同于平面P。所述信息可以包括形貌图或具体位置的测量值。
在图3中，通过使用非接触式分配施加粘性介质的珠滴，在局部表面108上形成了多个沉积物110a至100c。当部件100a安装在工件106上时，沉积物形成在与接触垫104对准的位置。基于关于第一表面102的表面形貌的信息，沉积物110a至100c中的每一者均有高度h1、h2、h3，。在一些实施例中，沉积物的高度可以基于第一表面102和局部表面108两者的表面形貌。在其他实施例中，可以假设表面中的一者是平坦的(平面的/非弯曲的)。
在图2中，平面P从中央接触垫104b的最低点延伸。由于部件100a的翘曲，最外侧接触垫104a与平面P分开一段距离p1。因此，定位成与最外侧接触垫104a对准的沉积物110a的高度h1必须高于中央沉积物110b的高度h2，以便在将部件100a安装在工件106上时与接触垫104a接触。在本示例中，中央沉积物110b可以通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一珠滴而形成。中央沉积物110b可以例如具有标准高度/体积或最小可接受的高度/体积。其他沉积物110a、110c中的每一者可以通过非接触式分配单个珠滴而形成，该珠滴具有适应于提供高度的较大体积，使得所得沉积物形成工件与相应接触垫之间的连接。可替选地，其他沉积物110a、110c中的每一者均可以通过非接触式分配一个以上珠滴而形成，使得所得沉积物在工件与相应接触垫之间形成连接。
参考图4，将描述根据一些实施例对第一部分112和第二部分114的识别。参考图5，将描述根据一些实施例的沉积物110a至100c在工件106上的形成。
图4是部件100和包括局部表面108的工件106的一部分的图，部件100待安装到局部表面108的该部分上。除了在此示例中不存在部件100a的第一表面102上的接触垫104之外，图4的部件100和工件106可以等同于上文参考图1至图3所述的部件100、100a和工件106、106a。然而，应当理解，参考图4和图5描述的方法也适用于包括接触垫(或其他结构)的部件。
图5是包括局部表面108的工件106的一部分的图。在局部表面108上已经形成了多个粘性介质沉积物110a至100c。
如图2和图3所示，第一表面102是弯曲的，并且工件106的局部表面108是平坦的(未翘曲)。当已经获取到关于表面102、108的数据时，可以预测和分析当部件100安装在工件106上时第一表面102和局部表面108之间的未来距离变化。
第一表面102和局部表面108之间的距离d在图2中变化。已经识别出距离大于平均距离da的两个第一部分112。还识别出距离小于平均距离da的第二部分114。
在图5所示的示例中，多个沉积物110a至100c已经形成在局部表面108上。所有沉积物110a至100c的高度并不相等。特别地，在第一区域112中形成的沉积物110a具有大于沉积物110a至100c的平均高度ha的高度h1。在第二区域114中形成的沉积物110b具有小于沉积物110a至100c的平均高度ha的高度h2。在第一区域112和第二区域114之外形成的其余两个沉积物110c具有与沉积物的平均高度ha一致的高度。
可以以不同的方式执行距离的分析。例如，可以计算平均距离da。此后，可以识别出距离大于平均距离da的第一部分112，并且(可选地)可以识别出距离小于平均距离da的第二部分114。基于此，可以调整形成沉积物的步骤，使得第一区域112中的(至少一些)沉积物110a具有大于多个沉积物110a至100c的平均高度ha的高度h1。此外，(可选地)形成在第二部分114中的至少一些沉积物110c可以具有小于沉积物110a至100c的平均高度ha的高度h2。
通常，沉积物的位置被预先确定以匹配部件100和/或工件106的接触点。因此，又例如，可以分析沉积物的每个预定位置(或沉积物的预定位置的至少一个子集)处的距离d。根据该分析，可以确定距离大于或小于平均值的区域112、114，并且相应地调整沉积物的高度。可替选地，可以基于对位置的距离的分析来对每个分析位置(换言之，对分析位置中的每个沉积物)计算补偿系数。因此，分析位置中的每个沉积物均可以接收适应于该位置中的具体距离的高度。如果两个表面102、108都是完全平坦的，则每个被分析的沉积物的补偿系数将是1，由于所有的沉积物均具有相同的尺寸，可以使用基于例如接触点/垫的尺寸或接触点之间的距离的体积(和高度)的初始推定值或标称体积。
关于表面102、108的表面形貌的信息不仅可以包括有关表面的当前形貌的信息。如前所述，所分析的距离是在将部件100安装在工件106上时第一表面102与局部表面108之间的距离。在某些实施例中，安装部件可以包括直接向沉积物或向部件和工件施加例如热或辐射(诸如光)的能量，以便进一步使部件固定在适当位置。根据所使用的粘性介质，例如可向沉积物施加光以固化(硬化)沉积物，或者可以施加热以熔化/回流沉积物的粘性材料。能量的施加可以引起部件100、100a和/或工件106的进一步变形。由能量施加导致的这种进一步的变形通常遵循某些模式，意味着可以预测进一步的变形。关于表面102、108的表面形貌的信息还可以包括关于预测的形貌变化的信息，使得沉积物110a至100c的高度可以被调整以补偿预测的形貌变化。
参考图6a至图6c，将描述将部件100a至100c安装到工件106a至106c的局部表面108上。
图6a至图6c是安装在工件106a至106c的局部表面108上的部件100a至100c的图。
图6a的部件100a和工件106a可以等同于上文参考先前附图所述的部件100、100a和工件106。
如图1和图2所示，部件100a在其第一表面102上具有多个接触垫104。在局部表面108上，多个沉积物110已经形成在与接触垫104的位置对准的位置中。如图3和图5所示，沉积物110的高度已经基于第一表面和第二表面的表面形貌和/或由部件100a的翘曲/弯曲导致的第一表面102和局部表面108之间的距离变化而调整。因此，每个沉积物110都在工件106与其相应的接触垫104之间形成连接(确保接触)。
将部件放置在工件上或将部件100a安装到工件上可以包括将部件100a和工件106c放在一起，并将第一表面102与局部表面108对准。因此，每个接触垫104可以与对应的沉积物110对准。沉积物110的粘性介质可以使部件100保持在适当位置。
图6b示出了安装在工件106b的局部表面108上的部件100b。除了部件100b并不是翘曲的/弯曲的而工件106b是翘曲的/弯曲的且部件100b没有接触垫之外，图6b中所示的示例可以等同于图6a中所示的示例。
更具体地，工件106b是弯曲的，使得局部表面108的端部113朝向部件100b弯曲。因此，部件100b和工件106b之间的距离在端部113中较小，而对于局部表面108的其余部分，该距离基本相同。形成在端部113中的沉积物110b具有基于第一表面和局部表面108的形貌的高度h2。因此，形成在端部113中的沉积物110b的高度h2小于其他沉积物110a的高度h1。高度h2小于平均高度ha，而其他沉积物110a具有大于平均高度ha的相同的高度h1。
图6c示出了安装在弯曲的/翘曲的工件106c的局部表面108上的翘曲的/弯曲的部件100c。在将部件100c安装在工件106c上之前，已经在部件100c的第一表面102上形成了多个沉积物110。每个沉积物110均具有基于(适应于)第一表面和局部表面的形貌和/或基于单个沉积物的形成位置处的第一表面102和局部表面108之间的距离的单独高度。
在其他实施例中，可以在安装之前在第一表面和局部表面两者上都形成沉积物。沉积物可以形成在表面上的对应的位置，使得它们在将部件安装在工件上时对齐。可替选地，沉积物可以形成在互补的位置。
参考图7，将描述将部件100安装在工件106上的另外的步骤。
图7示出了与图6a所示相同的示例，不同之处在于，在该图中，接触垫104部分地沉入沉积物110中。沉积物110的粘性材料可以允许沉积物110在初始放置/安装部件100a之后变形。例如，变形可能由于作用在部件100a上的重力或者由于部件100a的安装期间施加在部件100a和/或工件106a上的外力而发生。在一些实施例中，在将部件100a和工件106a放在一起以形成组件之后，可以将热、光或其他形式的能量施加到组件(包括部件100a和工件106a)。
在一些实施例中，热的受控施加可以导致沉积物110回流或熔化。粘度的这种降低(由施加热导致)可以允许沉积物与部件100a和工件106a上的接触垫104或点之间具有较大的接触表面。如图7所示，粘度的这种降低例如可以导致接触垫部分地沉没到沉积物中。当粘性材料冷却时，其可以硬化以形成更坚固的接合。
例如，在包括电学部件且粘性介质包括焊膏的实施例中，热、光或其他形式的能量的受控施加可以使焊膏回流并形成永久的焊接部。
可替选地，可以执行光或其他形式的能量的受控施加以固化(硬化)沉积物110的粘性材料，从而将部件100、100a固定到工件106。
参考图8和图9，将描述根据一些实施例的系统220。
图8是用于沉积粘性介质的(沉积)系统220的框图。如上文参考图1至图7所述，沉积系统220包括非接触式分配(沉积)装置222，该非接触式分配(沉积)装置222用于将粘性介质沉积到表面(诸如部件100的第一表面102或工件106的局部表面108)上。
图9是用于沉积粘性介质的系统220的部件的示意图，示出的是在粘性介质沉积到工件106上的期间。
沉积系统还包括控制单元224。控制单元224可以在非接触式分配系统220内部。在其他实施例中，控制单元224可以是与非接触式分配系统220通信连接的外部控制单元(诸如处理器、计算机等)。
控制单元224被构造为获取关于待安装在工件上的部件的第一表面和/或其上待安装部件的工件106的局部表面的表面形貌的信息。可以例如从与控制单元224通信连接的存储单元226检索该信息。可替选地，沉积系统可以被构造为使用测量装置230执行第一表面和/或局部表面的测量。
控制单元224还可以被调整为使用所获取的信息来分析表面形貌将如何影响部件的第一表面与工件106的局部表面之间的距离。例如，可以如上文参考先前附图所述地执行该分析。
例如，控制单元224可以被调整为识别第一表面或局部表面的至少一个第一部分(诸如图4和图5中的第一部分112)，在第一部分中这些表面之间的距离在安装时将大于第一表面和局部表面之间的平均距离。
控制单元224还被调整为基于关于表面形貌的信息来确定待形成在工件106上的沉积物110的高度。沉积物的高度可以适应于在安装时第一表面和局部表面之间的预测距离。因此，在距离将大于平均距离的第一部分中形成的沉积物可以具有大于多个沉积物的平均高度/体积的高度/体积。
控制单元224还被构造为通过使用非接触式分配将粘性介质的至少一个珠滴施加到工件110的局部表面或部件的第一表面上来使非接触式分配装置222形成粘性介质的沉积物中的每一者。例如，控制单元可以将指令发送到非接触式分配装置控制器(未描绘)，该非接触式分配装置控制器可以控制非接触式分配装置222的运行。可替选地，控制单元224可以直接控制非接触式分配装置222的运行。系统220可以包括第二沉积装置228。第二沉积装置可以被构造为将具有基本相同的高度的多个粘性介质沉积物沉积到部件的第一表面或工件的局部表面上。然后，非接触式分配装置222可以构造成适应于多个沉积物中的至少一者的高度，例如通过向沉积物施加额外的粘性介质和/或通过从沉积物移除粘性介质。
图9示出了经配置用于将粘性介质232的珠滴234施加到工件106的局部表面108上的非接触式分配装置222的示例。工件106可以等同于图3、图5和图6中所示的适应于接收弯曲部件100a的工件106a。
在所示的示例中，非接触式分配装置222是喷射装置，由包括一定体积的粘性介质232的喷射喷嘴示出。喷射装置222将单个珠滴234射(喷射)到局部表面108上以构建沉积物110b。在该示例中，施加多个珠滴以形成沉积物110b。在其他实施例中，可以调整每个单独喷射的珠滴的尺寸/体积，使得每个沉积物110a至100c仅由一个珠滴形成。
在所示时刻之前，喷射头在工件106上行进，并形成具有第一高度h1的第一沉积物110a和具有第二较低高度h3的第二沉积物110c。
系统220还包括测量装置230，其被配置且构造为执行局部表面108的测量。例如，测量装置230可以例如与喷射头222一起在局部表面108上方行进，从而执行表面的测量。在所示示例中，测量装置230测量距第二沉积物110c的距离。可以使用重复测量值来确定表面的(新的、更新的)表面形貌和/或来测量沉积物110a、110c的实际高度。基于测量装置230所做的测量，可以通过非接触式分配装置222向一个或多个沉积物110a至100c施加另外的粘性介质。
本领域技术人员认识到，本发明决不限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多改进和变型是可能的。
例如，可以在部件的第一表面和工件的局部表面两者上均形成多个沉积物。
尽管上文以特定组合描述了特征和元件，但是每个特征或元件可以在没有其他特征和元件的情况下独立使用，或者在具有或不具有其他特征和元件的情况下以各种组合使用。
另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件，且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。仅某些特征记载在相互不同的从属权利要求中的事实并不表明不能有利地使用这些特征的组合。

Claims (15)

1.一种用于将部件(100)安装在工件(106)上的方法，所述方法包括：
获取关于所述部件的第一表面(102)和其上待安装所述部件的所述工件的局部表面(108)中的至少一者的表面形貌的信息；
在所述第一表面和所述局部表面中的至少一者上形成多个粘性介质沉积物(110)，其中，所述多个沉积物中的每一者均具有基于所获取的信息的高度(h1)，并且通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴(234)而形成；以及
将所述部件放置在基板上，使得所述多个粘性介质沉积物在所述部件和所述工件之间形成连接。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获取信息包括：在所述第一表面和所述局部表面中的至少一者上执行表面测量。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述获取信息包括：从存储单元(226)检索所述第一表面和所述局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在形成所述多个沉积物之后，使用非接触式分配向所述多个沉积物中的至少一者施加另外的粘性介质。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述获取信息包括：在形成所述多个沉积物时，对其上形成有所述多个沉积物的所述第一表面和所述局部表面中的至少一者执行测量。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
在将所述部件放置在所述工件上之后，向所述沉积物、所述部件和/或所述工件施加能量以处理所述沉积物；其中
所述关于表面形貌的信息包括关于由施加能量引起的所述第一表面和所述局部表面中的至少一者的形貌的预测变化的信息。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述非接触式分配包含喷射印刷或激光诱导前向转移LIFT。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述部件为电气部件。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述粘性介质包括导电材料。
10.一种用于沉积粘性介质的系统(220)，所述系统包括：
非接触式分配装置(222)，其配置成用于将粘性介质(232)的珠滴(234)施加到待安装在工件(106)上的部件(100)的第一表面(102)或所述部件待安装在其上的所述工件的局部表面(108)上；以及
控制单元(224)，其适应于：获取关于所述工件的所述第一表面和所述局部表面中的至少一者的表面形貌的信息；
基于所述信息确定待在所述第一表面和所述局部表面中的至少一者上形成的粘性介质的多个沉积物的高度(h1、h2、h3)，使得在将所述部件放置在所述工件上时，所述多个沉积物在所述部件与所述工件之间形成连接；以及
通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴使非接触式分配装置形成所述多个粘性介质的沉积物中的每一者。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述控制单元与存储单元(226)通信连接，所述存储单元(226)包括关于部件的第一表面和工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息。
12.根据权利要求10至11中任一项所述的系统，其中，所述非接触式分配装置选自喷射印刷装置和LIFT装置。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的系统，还包括表面测量装置(230)，所述表面测量装置(230)被构造为对所述第一表面和所述局部表面中的至少一者执行测量。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述表面测量装置配置成在所述非接触式分配装置将粘性介质珠滴施加到所述安装表面和所述局部表面中的所述至少一者上时，对所述第一表面和所述局部表面中的所述至少一者执行测量。
15.一种存储介质，包括指令，当用于沉积粘性介质的系统的控制单元实施所述指令时，所述指令将使所述系统的控制单元：
获取关于部件的第一表面和其上待安装所述部件的工件的局部表面中的至少一者的表面形貌的信息；以及
基于所述信息确定待沉积在所述第一表面和所述局部表面中的至少一者上的多个粘性介质沉积物的高度，使得在将所述部件放置在所述工件上时，所述多个沉积物在所述部件与所述工件之间形成连接；以及
将使系统的非接触式分配装置基于所确定的高度，通过使用非接触式分配施加粘性介质的至少一个珠滴，在所述第一表面和所述局部表面中的至少一者上形成多个沉积物。
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