CN117641731A - 对部件承载件结构的孔进行填充的设备和方法 - Google Patents

对部件承载件结构的孔进行填充的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种通过填充介质(106)对部件承载件结构(104)的孔(102)进行填充的设备(100)和方法，其中，设备(100)包括：介质施加器(108)，介质施加器(108)用于将填充介质施加到部件承载件结构(104)的孔(102)中，所述介质施加器(108)构造成在部件承载件结构(104)的主表面上移动；以及控制单元(114)，控制单元(114)用于将介质施加器(108)的移动控制成使介质施加器(108)与孔(102)对准，以将填充介质(106)施加到孔(102)中。

Description

对部件承载件结构的孔进行填充的设备和方法
技术领域
本发明涉及通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的设备和方法。
背景技术
在配备有一个或更多个部件的部件承载件的产品功能不断增加、此类部件日益小型化以及连接至部件承载件比如印刷电路板上的部件的数量不断增加的情况下，具有多个部件的越来越强大的阵列式部件或封装件被采用，阵列式部件或封装件具有多个接触部或连接部，这些接触部之间的间距越来越小。特别地，部件承载件应在机械方面是坚固的，并且在电气方面是可靠的，以在恶劣的状况下也能操作。
在制造部件承载件期间，可能必须用填充介质比如电介质或金属来填充大量孔。传统上，刮板可以在具有孔的部件承载件结构上移动并且可以以完全不受控制的方式将填充介质压入到孔中。对部件承载件结构中的孔进行填充的传统方法可能缺乏精度并且可能导致部件承载件结构处的缺陷(artefact)甚至损坏。
发明内容
可能需要以故障鲁棒性的方式并且高精度地填充部件承载件结构中的孔。
根据本发明的示例性实施方式，提供了一种通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的设备，其中，该设备包括：介质施加器，介质施加器用于将填充介质施加到部件承载件结构的孔中，所述介质施加器构造成在部件承载件结构的主表面上移动；以及控制单元，控制单元用于将介质施加器的移动控制成使介质施加器与孔对准，以将填充介质施加到孔中。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的方法，其中，该方法包括通过使介质施加器在部件承载件结构的主表面上移动而将填充介质施加到部件承载件结构的孔中；以及将介质施加器的移动控制成使介质施加器与孔对准，以将填充介质施加到孔中。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够直接或间接在部件承载件上和/或部件承载件中容置一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是将上述类型的部件承载件中的不同的部件承载件组合的混合板。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件结构”可以特别地表示包括一个或多个部件承载件或其预成形件的物理结构。例如，部件承载件结构可以是部件承载件本身。部件承载件结构还可以包括多个部件承载件例如部件承载件的阵列状件或具有部件承载件的面板。此外，部件承载件结构也可以是在制造部件承载件期间获得的结构，例如包括仍可以一体连接的部件承载件的多个预成形件的面板或阵列状件。
在本申请的上下文中，术语“部件承载件结构的孔”可以特别地表示部件承载件结构中的开口。这样的孔可以是延伸穿过整个部件承载件结构的通孔、可以是延伸到部件承载件结构中但具有封闭底部的盲孔、或者可以是槽、腔(例如用于嵌入部件)或任何形状的凹部。在执行根据示例性实施方式的通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的方法期间，部件承载件的至少100个孔、特别地至少1000个孔、更特别地至少10,000个孔部分或全部地通过填充介质来填充。面板式部件承载件结构还可以包括数十万个要被填充介质填充的孔。在这种情况下，需要用填充介质快速、可靠且准确地填充大量孔。
在本申请的上下文中，术语“对孔进行填充”可以特别地表示将填充介质插入到相应的孔的至少一部分中的过程。例如，仅孔的底部部分或仅孔的周向部分可能必须用填充介质填充。整个孔也可以用填充介质填充。也可以不仅用填充介质填充整个孔，而且还可以用填充介质来填充突出成超过孔的部分。这种填充介质可以是电传导的(例如金属糊剂)、磁性的(例如磁性糊剂)、和/或介电的(例如电绝缘墨)。填充介质也可以表示为塞堵材料。
在本申请的上下文中，术语“介质施加器”可以特别地表示被构造成用于将填充介质——特别地以计量或定量的方式——施加到相应的孔中的可移动装置。例如，介质施加器可以包括印刷器或印刷头，印刷器或印刷头构造成用于通过印刷例如注射印刷而将填充介质施加到相应的孔中。然而，介质施加器也可以是分配器或类似物。
在本申请的上下文中，术语“控制单元”可以特别地表示被配置成对用于填充部件承载件结构或其一部分的孔的设备的操作进行控制的实体。例如，这样的控制单元可以包括一个处理器、多个处理器、或者处理器的包括可以被执行成实施介质填充任务的指令的一部分。例如，控制单元可以通过执行软件程序来执行介质填充任务。特别地，控制单元可以配置成用于将介质施加器与各个孔对准，从而以在空间上受控的方式执行介质填充任务。
在本申请的上下文中，术语“介质施加器移动成与孔对准以将填充介质施加到孔中”可以特别地表示介质施加器的受控运动，以在将填充介质选择性地施加到对准的孔中之前，将介质施加器具体地放置成与一个或更多个孔对准。因此，可以在通过填充介质对对准的一个或更多个孔进行填充的实际孔填充过程之前执行将介质施加器相对于部件承载件结构的一个或更多个孔在空间上对准的对准过程。
特别地，部件承载件结构可以包括两个相反的主表面。主表面可以形成部件承载件结构的两个最大的表面区域。主表面通过周向侧壁连接。部件承载件结构的厚度由两个相反的主表面之间的距离限定。主表面可以包括功能部分比如传导迹线或与另外的元件连接的传导互连部。术语主表面的所述定义经过必要的修改也可以适用于本文描述的其他结构，例如下面提到的穿孔式网状件。
根据本发明的示例性实施方式，部件承载件结构的孔可以以受控的方式通过填充介质至少部分地填充。为此目的，对应的设备可以配备有用于将填充介质施加到孔中的介质施加器。有利地，所述介质施加器可以被控制成在部件承载件结构的主表面上移动，以确保介质施加器与当前要被填充介质填充的限定子组的孔之间的正确对准。这种受控的孔填充过程可以确保部件承载件结构中的孔的受控的、快速的且准确的填充，并且因此可以导致已制造的具有较高的功能可靠性的部件承载件。通过在开始填充过程之前确保介质施加器与当前要被填充介质填充的单独的一组孔之间在空间上对准，可以以故障鲁棒性的方式并且以较高的精度对部件承载件结构中的孔进行填充。
示例性实施方式的详细描述
在下文中，进一步描述该设备和方法的示例性实施方式。
在实施方式中，该设备包括穿孔式网状件，穿孔式网状件至少部分地覆盖(特别地与部件承载件结构的顶部主表面直接物理接触)部件承载件结构。所述穿孔式网状件可以构造成允许填充介质穿过穿孔而朝向部件承载件结构的孔。通过将穿孔式网状件设置成具有与部件承载件结构的要被填充介质填充的孔对准的孔，可以可靠地防止填充介质对部件承载件结构的除了孔之外的主表面的不期望的覆盖。在孔填充过程之后，可以将穿孔式网状件从部件承载件结构移除，该部件承载件结构保留有被适当填充的孔。
在实施方式中，该设备包括用于将网状件从部件承载件结构拆卸的拆卸工具。此外，控制单元可以配置成用于对拆卸工具进行控制，以将网状件拆卸——优选地使网状件枢转——而离开部件承载件结构，特别地，控制单元可以被配置成用于：在孔的填充之后，对拆卸工具进行控制，以将网状件拆卸——优选地使网状件枢转——而离开部件承载件结构。相应地，根据本发明的示例性实施方式的方法可以包括用穿孔式网状件对部件承载件结构进行覆盖、通过介质施加器使填充介质穿过穿孔式网状件而施加到部件承载件结构的孔中、以及通过将拆卸工具控制成使网状件移动(优选地枢转)而离开部件承载件，将网状件从部件承载件结构拆卸。在部件承载件结构的孔填充期间，穿孔式网状件可以实现控制功能并且可以促进部件承载件结构的孔的精确的选择性填充，而不会在部件承载件结构上的除了孔之外过量沉积填充介质的残留物。然而，也可能被过量的填充介质覆盖的穿孔式网状件有利地在孔填充过程之后从部件承载件结构移除。根据所使用的填充介质，填充介质可能或多或少地粘在或粘附在部件承载件结构与穿孔式网状件之间。本发明人惊奇地发现，通过使穿孔式网状件枢转离开部件承载件结构，可以以可靠且受控的方式拆卸网状件，而不会对部件承载件结构产生不期望的影响。这甚至适用于填充介质在填充过程之后尚未完全固化或硬化的情况。
在实施方式中，控制单元配置成用于将拆卸工具的第一可移动部分控制成在网状件上并沿着网状件移动以及用于将拆卸工具的第二可移动部分控制成使网状件的直至第一可移动部分的连接部分枢转而离开部件承载件结构。相应地，该方法可以包括将拆卸工具的第一可移动部分控制成沿着网状件移动以及将拆卸工具的第二可移动部分控制成使网状件的直至第一可移动部分的部分枢转而离开部件承载件结构。为了在孔填充过程之后将穿孔式网状件从部件承载件结构可靠地拆卸，已证明提供具有在拆卸过程期间与穿孔式网状件配合的两个可移动部分的拆卸工具是极其有利的。当第一部分沿着穿孔式网状件的与面向部件承载件结构的主表面相反的另一主表面优选地水平移动时，第二可移动部分在被连接到穿孔式网状件的端部部分的同时沿着另一方向(优选地竖向)移动。这可以引起穿孔式网状件的在第一可移动部分与第二可移动部分之间的部分的枢转及张紧，这可以简化网状件从部件承载件结构的拆卸。在第一可移动部分的位置处，优选地可弯曲或挠性的网状件可能会成角度。通过第一可移动部分的控制，穿孔式网状件的从部件承载件结构拆卸的部分可以连续地延伸，该第一可移动部分可以将网状件的一部分按压到部件承载件结构上。这已被证明是一种非常成功的策略，从而防止网状件从部件承载件结构损坏或不适当地分离，并避免了对部件承载件结构的孔中的填充介质产生任何不期望的影响。
在实施方式中，可以使第一可移动部分以平行于网状件的相邻的主表面的方式移动，其中，第一可移动部分与穿孔式网状件之间在竖向方向上具有偏移量。通过将第一可移动部分的底表面保持在穿孔式网状件的上方，可以施加额外的拆卸力(特别是至少10N)。
在实施方式中，第一可移动部分可以结合在介质施加器的印刷头中，即可以与该印刷头一体地形成。换句话说，印刷头及其第一可移动部分(例如滚子)可以沿着穿孔式网状件移动，以将穿孔式网状件从部件承载件结构提升。通过采取这种措施，可以减少可移动部件的数量，这可以简化设备的构造。替代性地，第一可移动部分可以与印刷头分开设置。
如上所述，将穿孔式网状件从具有被填充的孔的部件承载件结构拆卸可以优选地通过使穿孔式网状件相对于固定的部件承载件结构枢转来实现。然而，也可以将第一可移动部分放置在孔的前方，并且首先升高第二可移动部分以将直至第一可移动部分的穿孔式网状件拆卸。然后，穿孔式网状件可以在第一可移动部分在孔上方的线性移动期间由第一可移动部分枢转。
在实施方式中，第一可移动部分包括用于沿着网状件滚动的滚子。第一可移动部分可以包括至少一个可旋转滚子，该至少一个可旋转滚子以低摩擦方式沿着穿孔式网状件的主表面移动。至少一个可移动滚子可以与支撑本体连接，通过该支撑本体可以控制第一可移动部分的运动。作为提供可移动滚子的替代方案，第一可移动部分可以包括用于沿着网状件滑动的叶片。有利地，叶片可以包括低摩擦材料(例如可以由聚四氟乙烯制成)，以用于防止第一可移动部分不期望地粘附在穿孔式网状件上。
在实施方式中，第二可移动部分包括对网状件进行支撑的支撑结构，特别是框架结构。特别地，第二可移动部分可以连接到穿孔式网状件的外部部分。第二可移动部分可以连接至穿孔式网状件的整个周缘，或者仅连接至沿着穿孔式网状件的周缘一部分。
在实施方式中，控制单元配置成使支撑结构移动，从而使网状件的所述部分枢转而离开部件承载件结构。特别地，支撑结构的竖向运动可以与第一可移动部分的水平运动组合并同步，从而实现穿孔式网状件从具有被填充的孔的部件承载件结构的可靠拆卸，而不造成损坏。例如，在由指定移动引起的分离过程期间，支撑结构的平面可以不与部件承载件结构共面(但与此相反，支撑结构的平面可以相对于部件承载件结构倾斜)。
在实施方式中，控制单元配置成用于将第一可移动部分控制成沿着网状件、沿着部件承载件结构的整个长度延伸部移动。在侧视图中，第一可移动部分可以在长度方向上从部件承载件结构的一个端部部分移动到相反的另一端部部分。这可以确保在完成孔填充过程之后整个穿孔式网状件与部件承载件可靠地分离。
在实施方式中，第一可移动部分沿着部件承载件结构的整个宽度延伸。这对于整个部件承载件结构而言可以仅使用单个第一可移动部分。在平面图中，第一可移动部分可以在宽度方向上从部件承载件结构的一个端部部分延伸到部件承载件结构的相反的另一端部部分。尽管第一可移动部分可以在所述端部部分的宽度方向上沿着整个部件承载件结构延伸，但是第一可移动部分可以由控制单元控制成沿着穿孔式网状件的整个长度移动。简而言之，第一可移动部分可以在从第一端部位置移动至第二端部位置时覆盖部件承载件结构的整个区域或者甚至覆盖穿孔式网状件的整个区域。
在另一实施方式中，第一可移动部分不在部件承载件的至少一部分上移动。
作为沿着部件承载件结构的整个宽度延伸的单个第一可移动部分的替代，还可以提供多个第一可移动部分例如多个滚子，每个滚子覆盖部件承载件结构的宽度的一部分。
在实施方式中，控制单元配置成用于将第一可移动部分控制成沿着网状件移动以及至少部分地同时将第二可移动部分控制成使得网状件的一部分枢转。特别地，控制单元可以配置成用于使第一可移动部分的运动和第二可移动部分的运动同步，以在网状件拆卸过程期间协调第一可移动部分和第二可移动部分的运动。
在实施方式中，介质施加器包括至少一个印刷头，印刷头用于将填充介质印刷在部件承载件结构的孔中。相应地，该方法可以包括使介质施加器的至少一个印刷头移动成与部件承载件结构的至少一个相应的孔对准，以将填充介质选择性地印刷在对准的至少一个孔中。特别地，介质施加器可以构造成用于通过受控的注射印刷过程将填充介质施加到部件承载件结构的孔。注射印刷可以表示通过将限定量的填充介质特别地经由穿孔式网状件的通孔推入部件承载件结构的孔中而将填充介质印刷到部件承载件结构的孔中的过程。介质施加器可以通过启用体积控制的计量来推动预定量的材料。注射印刷可以通过网状件或模板(stencil)直接发生在孔或腔中。为此目的，可以使用一个印刷头或多个印刷头。当使用多个印刷头时，多个印刷头可以彼此分开地操作以同时执行注射印刷任务。例如，可以提供四个印刷头，每个印刷头用于面板型部件承载件结构的四分之一面板。
在实施方式中，介质施加器可以包括热交换单元特别是加热器，以调节填充介质的温度。在优选实施方式中，相应地设置介质施加器的温度，以调节填充介质的物理性质例如粘度，从而确保无故障的孔填充过程。
例如，相应的印刷头可以包括多个填充介质注射器。经由每个填充介质注射器，部件承载件结构的指定的孔可以用能够通过所述填充介质注射器注射的填充介质来填充。通过相应的印刷头的多个填充介质注射器，填充介质可以被同时注射到部件承载件结构的多个指定的孔中。
在用来自介质施加器的填充介质来填充部件承载件的孔的过程期间，穿孔式网状件的通孔也可以部分地或全部地用填充介质来填充。特别地，穿孔式网状件的孔可以被完全填充，并且部件承载件的孔可以至少部分地、优选完全地用填充介质填充。
在实施方式中，至少一个印刷头构造成用于沿着部件承载件结构移动，以将填充介质印刷在部件承载件结构的孔中。特别地，每个相应的印刷头(例如包括一个或多个填充介质注射器)可以在控制单元的控制下移动直至目标位置，在该目标位置处填充介质注射器与穿孔式网状件的对应的孔和部件承载件结构的对应的孔对准，以用于通过填充介质同时进行填充。
在实施方式中，介质施加器包括多个印刷头，每个印刷头用于将填充介质印刷在部件承载件结构的指定部分、特别是四分之一面板的孔中。例如，不同的印刷头可以用于部件承载件的不同部分和穿孔式网状件的指定部分。以这种方式并行印刷过程可以使设备适于高生产量应用。提供多个印刷头并在孔填充方面协调多个印刷头的功能可以允许实现工业规模的填充性能。
在实施方式中，填充介质包括介电墨、金属糊剂和/或磁性糊剂。例如，介电墨可以填充在部件承载件结构的孔中，以防止部件承载件内部出现空隙。被介电墨填充的孔可以限定不导电的区域。然而，还可以用金属糊剂填充部件承载件结构的孔，例如以用于根据要被制造的部件承载件的设计文件准备焊接或烧结过程(例如焊接糊剂或烧结糊剂)或用于创建期望的电路(例如基于铜糊剂或墨)。此外，磁性糊剂(例如铁氧体糊剂)可以填充在部件承载件结构的孔中，例如以用于电磁屏蔽目的或用于在部件承载件中实现磁性功能(例如具有磁芯填充的线圈)。
在实施方式中，介质施加器包括用于将第一填充介质施加到部件承载件结构的孔的第一部分中的第一施加器单元，以及，介质施加器包括用于将另外(特别是不同的)的第二填充介质施加到部件承载件结构的孔的第二部分中的第二施加器单元。例如，第一施加器单元和第二施加器单元可以是不同的印刷头。有利地，第一施加器单元和第二施加器单元可以将不同的填充介质供应到部件承载件结构的不同孔中。例如，第一介质施加器可将介电墨供应到第一组孔中，而第二介质施加器可将磁性糊剂施加到第二组孔中。对于不同的填充介质使用不同的印刷头，可以显著加速孔填充过程并且可以使孔填充过程变得更加灵活。
在实施方式中，介质施加器构造成基于部件承载件结构的预限定的设计来控制设置成用于填充相应的孔的填充介质的量。例如，待制造的部件承载件(例如印刷电路板)的设计可以存储在包括用于制造过程的多个参数的设计文件中。所述设计文件还可以包括关于部件承载件的孔的位置的信息和关于所述孔的填充的信息(例如填充程度，即部分或全部地填充；填充介质例如介电墨或磁性糊剂)。介质施加器和/或控制单元可以访问指示所述预限定设计的信息(例如上述设计文件)并且可以相应地执行孔填充过程。
在实施方式中，介质施加器构造成对设置成用于填充相应的孔的填充介质的量进行基于体积的控制。这种向部件承载件结构的各个孔供应体积调节的填充介质可靠地确保：可以根据用于制造部件承载件的设计规则提供用于填充相应的孔的填充介质的正确体积。有利地，体积调节式填充可以独立于填充介质的粘度来执行，并且因此可以是高度精确的。因此，可以可靠地防止过度的孔填充以及不充分的孔填充。这可以确保制造过程的高成品率并且可以促进所制造的部件承载件的较高的可靠性。待插入到每个单独的孔中的填充介质的体积可以根据规定待制造的部件承载件的设计文件中指示中空容积的信息(特别地由相应的孔的深度和直径来确定)通过填充介质的体积调节式供应来限定。
在实施方式中，介质施加器构造成同时填充部件承载件结构的多个孔。这可以使孔填充过程以高速进行并且可以由此提高制造效率。
在实施方式中，该设备包括真空室，至少介质施加器和拆卸工具至少部分地布置在真空室中。描述性地讲，用填充介质填充部件承载件结构的孔可以通过处于负压——例如在低于500毫巴、特别地低于100毫巴、更特别地低于10毫巴的绝对压力值处——的部件承载件结构来执行。通过采取该措施，可以强烈抑制环境对孔填充特性的影响，从而使得孔填充过程更精确并且是可再现的。特别地，可以防止或至少减少要用填充介质填充的孔的内部的空气。
在实施方式中，部件承载件结构的叠置件或部件承载件的叠置件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构。例如，部件承载件可以是特别地通过施加机械压力和/或热能形成的所提及的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件。所提及的叠置件可以提供板状部件承载件，该板状部件承载件能够为另外的部件提供大并且仍然非常薄且紧凑的安装表面。
在实施方式中，部件承载件结构或部件承载件被成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，尽管如此，部件承载件仍为该部件承载件上的安装部件提供大的基底。此外，特别地，作为嵌入式电子部件的示例的裸晶片(die)由于该裸晶片的较小的厚度而可以方便地嵌入到薄板比如印刷电路板中。
在实施方式中，由部件承载件结构获得的部件承载件构造为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层中的一者。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示通过例如通过施加压力和/或通过供给热能而将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行层压而形成的板状部件承载件。作为用于PCB技术的优选材料，电传导层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料、或FR4材料。可以通过例如借助于激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的孔并且通过用电传导材料(特别是铜)对这些孔进行部分或完全地填充从而形成过孔或任何其他通孔连接部，可以以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。被填充的孔连接整个叠置件，(延伸穿过多个层或整个叠置件的通孔连接部)，或者，被填充的孔连接至少两个电传导层，该被填充的孔称为过孔。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连部，以接收电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入到印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常构造成用于将一个或更多个部件容置在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上。所述一个或更多个部件可以通过焊接而连接至相应的主表面。PCB的介电部分可以包括具有增强纤维(比如，玻璃纤维)的树脂。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示较小的部件承载件。相对于PCB而言，基板可以是一个或更多个部件可以被安装的相对较小的部件承载件，并且可以用作一个或更多个芯片与另外的PCB之间的连接介质。例如，基板可以具有与待安装在基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸(例如在芯片级封装(CSP)的情况下)。在另一实施方式中，基板的尺寸可以大大超过所分配的部件(例如，在倒装芯片球栅阵列(FCBGA)配置中)。更具体地，基板可以被理解为用于电连接件或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当但具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导路径，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供被容置的部件或未容置的部件(比如裸晶片)——特别是IC芯片——与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“IC基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如增强球体，特别地为玻璃球体)的树脂。
基板或中介层可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅(Si)、和/或可光成像的或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如环氧基积层膜)、或聚合物复合物(可以包括或可以不包括光敏和/或热敏分子)如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。
在实施方式中，至少一个电绝缘层结构(和/或可固化介电元件)包括以下各者中的至少一者：树脂或聚合物，例如环氧树脂、氰酸酯树脂、苯并环丁烯树脂、双马来酰亚胺-三嗪树脂、聚苯衍生物(例如基于聚苯醚、PPE)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)、液晶聚合物(LCP)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和/或其组合。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，比如网状物、纤维、球状件或其他种类的填充颗粒以形成复合物。与增强剂结合的半固化树脂、例如用上述树脂浸渍的纤维称为预浸料。这些预浸料通常以它们的特性命名，例如FR4或FR5，所述FR4或FR5描述了它们的阻燃性能。尽管预浸料、特别是FR4对于刚性PCB而言通常是优选的，但是也可以使用其他材料、特别是环氧基积层材料(比如积层膜)或可光成像的介电材料。对于高频应用，高频材料比如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可以是优选的。除这些聚合物之外，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低的、非常低的或超低的DK材料可以作为电绝缘层结构施用在部件承载件中。
在实施方式中，至少一个电传导层结构包括铜、铝、镍、银、金、钯、钨、镁、碳、(特别是掺杂)硅、钛和铂中的至少一者。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆的其他类型、特别是涂覆有超导材料或传导性聚合物、比如石墨烯或聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)也是可以的。
至少一个部件可以嵌入在部件承载件中和/或可以表面安装在部件承载件上。这样的部件可以选自：非导电嵌体、导电嵌体(比如，金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如，热管)、光引导元件(例如，光波导或光导体连接件)、电子部件或其组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层的金属块(IMS-嵌体)，嵌体可以被嵌入或被表面安装以促进散热。合适的材料是根据所述材料的导热系数限定的，导热系数应为至少2W/mK。这种材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)。为了增加热交换能力，也经常使用具有增加的表面积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(至少实现了一个p-n结)、无源电子部件、例如电阻器、电感器或电容器)、电子芯片、存储装置(例如，DRAM或其他数据存储器)、滤波器、集成电路(比如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)和复杂可编程逻辑器件(CPLD))、信号处理部件、功率管理部件(例如场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、结型场效应晶体管(JFET)或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)，上述功率管理部件全部基于半导体材料，例如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、砷化铟镓(InGaAs)和/或任何其他合适的无机化合物)、光电接口元件、发光二极管、光耦合器、电压转换器(例如，DC/DC转换器或AC/DC转换器)、密码部件、发送器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(MEMS)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、天线、逻辑芯片和能量收集单元。然而，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁性元件(比如，铁磁性元件、反铁磁性元件、多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而，该部件还可以是IC基板、中介层或例如呈板中板构型的其他部件承载件。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部中。此外，还可以使用其他部件作为部件，特别是使用产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件来作为部件。
在实施方式中，自部件承载件结构获得的部件承载件是层压型部件承载件。在这种实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而被叠置并连接在一起的多层结构的复合物。
在对部件承载件的内部层结构进行加工之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构将经加工的层结构的一个主表面或相反的两个主表面对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)。换句话说，可以持续积层，直到获得期望的层数为止。
在电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。
特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊剂施加至层叠置件或部件承载件的一个主表面或相反的两个主表面。例如，可以在整个主表面上形成该阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图形化以使一个或更多个电传导表面部分暴露，所述一个或更多个电传导表面部分将用于使部件承载件电耦合至电子外围件。部件承载件的用阻焊剂保持覆盖的表面部分、特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。
在表面处理方面，还可以将表面处理部选择性地施加至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面处理部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如，垫、传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)上的电传导覆盖材料。如果不对这种暴露的电传导层结构进行保护，则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)会被氧化，从而使部件承载件不太可靠性。表面处理部则可以形成为例如表面安装的部件与部件承载件之间的接合部。表面处理部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能，并且表面处理部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面处理部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(OSP)、非电镍浸金(ENIG)、非电镍浸钯浸金(ENIPIG)、非电镍非电钯浸金(ENEPIG)、金(特别是硬金)、化学锡(化学镀覆以及电镀覆)、镍金、镍钯等。此外，还可以使用无镍材料进行表面处理，特别地用于高速应用。例如ISIG(浸银浸金)和EPAG(非电钯自催化金)。
本发明的以上定义的和其他方面根据下文将要描述的实施方式的示例而明显，并且参考这些实施方式的示例来进行说明。
附图说明
图1至图6示出了根据本发明的示例性实施方式的在执行通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的方法期间的设备的不同视图。
图7至图9示出了根据本发明另一示例性实施方式的在执行通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的方法期间的设备的不同视图。
具体实施方式
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的参考符号
在参照附图对示例性实施方式进行更详细的描述之前，将先概述研发本发明的示例性实施方式所基于的一些大致考虑。
根据本发明的示例性实施方式，部件承载件结构(例如用于制造印刷电路板的面板)的孔(例如过孔和/或腔)可以部分或完全地用填充介质(例如介电墨或磁性糊剂)填充。有利地，介质施加器(例如注射印刷器)可以设置成用于通过以受控方式在部件承载件结构的主表面上移动以与随后要用填充介质填充的孔在空间上对准来将填充介质施加到孔中。当由于对准过程而被正确对准时，填充介质可以通过由控制单元控制的介质施加器施加到部件承载件结构的孔中。通过使介质施加器与部件承载件结构的要被填充介质填充的孔对准的受控运动以及通过随后以基于每个孔而供应的体积的填充介质的受控供应，可以执行非常精确但较快的孔填充过程。这样的填充过程可以导致被印刷的填充介质(例如墨)的均匀分布，而没有研磨相关的问题。此外，利用这种填充结构，铜厚度变化会非常小。根据示例性实施方式，特别地，可以以高质量和高能力以及高水平的自动化来制造IC基板类型的部件承载件。
通过优选实施方式，可以提供一种实现自动选择的注射塞堵式设备。特别地，可以提供一种高密度真空网状件印刷塞孔机，其可以包括多组(特别是四组)塞孔填充物，这些塞孔填充物可以同时对不同的部件承载件进行塞孔。有利地，这样的注射设备可以通过提供基于体积的填充控制来限定与粘度无关的孔(例如过孔或腔)的精确的填充体积。对应的设备还可以设置有用于将穿孔式网状件从部件承载件结构顺畅地拆卸的拆卸工具。有利地，这种拆卸工具可以可靠地防止部件承载件结构处的缺陷，例如由拉脱力引起的变形。
根据示例性实施方式，可以提供用于塞堵过程的选择性注射方法，其中，介质施加器将填充介质插入到部件承载件结构(例如面板)的正确对准的孔中。例如，这样的介质施加器可以包括多个施加头(例如四个)以增加产量。有利地，对孔进行填充可以根据基于体积的印刷来完成，并且因此与填充介质的粘度无关。因此，填充介质的粘度不会影响周期时间。简而言之，用于填充相应的孔的填充介质的体积可被限定并且填充介质被注射或塞堵到所述孔中。结果，正确量的填充体积被计量到待填充的每个单独的孔中。根据示例性实施方式，整体面板平坦度对这种印刷方法而言是不作要求的，使得即使具有一定量的翘曲的部件承载件结构也可以被处理并以精确的方式进行孔填充。结果，可以保证部件承载件结构(例如面板)的每个单元(例如PCB)具有相同的填充率。有利的是，这可以使塞堵均匀。根据本发明的示例性实施方式，例如由于不均匀研磨导致的铜厚度变化的不期望的现象可以被强烈抑制或者甚至消除。与传统方法相比，可以有利地省略操作者关于填充结果的质量的判断。这可以使制造过程更加高效。通过根据本发明的示例性实施方式的孔填充方法，具有高纵横比(即，深度与直径之间的比)的孔也可以用填充介质可靠地填充。根据示例性实施方式，可以制造高密度集成(HDI)印刷电路板(PCB)或集成电路(IC)基板芯层。根据本发明的示例性实施方式制造的部件承载件可以以高产量和高稳定性来生产。可以通过改进塞堵过程的均匀性来提高过程效率。由于更少的过程变化和更稳定的产品质量，可以实现效率的提高，这也可以导致较高的产量。此外，通过提供介质施加器(例如具有在部件承载件结构的不同区域中同时工作的(例如四个)施加器头的介质施加器)的多个施加器单元(例如印刷头)来缩短填充周期时间可以实现较高的生产率。
根据本发明的示例性实施方式，通过填充介质对部件承载件结构的孔进行填充的设备提供了一种有利的注射系统，以用于塞堵具有不同粘度值的呈糊剂形式的不同种类的填充介质。优选地，这样的设备还可以配备有拆卸工具，拆卸工具用于将穿孔式网状件从具有被填充的孔的部件承载件结构顺畅地拆卸，而不会产生缺陷例如由拉脱力引起的凹痕形成部。因此，根据本发明的示例性实施方式的设备允许对部件承载件结构的各个孔进行选择性的注射塞堵。因此，可以用填充介质来塞堵或填充孔(例如机械钻孔或激光钻孔以及用于嵌入技术的腔)。
图1至图6示出了根据本发明的示例性实施方式的在执行通过填充介质106对部件承载件结构104的孔102进行填充的方法期间的设备100的不同视图。所示的孔102可以是通孔和/或盲孔，通孔和/或盲孔可以例如通过激光钻孔和/或机械钻孔形成并且可以在已制造的部件承载件中形成电过孔和/或热过孔。另外或替代性地，所示的孔102可以包括形成在部件承载件的芯部或叠置件中的一个或多个腔(例如用于容置被嵌入的部件)。所示的部件承载件结构104可以是面板(例如具有18英寸×24英寸的尺寸)、或者是包括多个仍一体连接的部件承载件(例如印刷电路板或集成的电路基板)的阵列状件(例如四分之一面板)或其预成形件。部件承载件结构104还可以是单个部件承载件例如是印刷电路板或是单个IC基板。虽然图1至图6的实施方式示出了具有单个印刷头120的设备100，但是设备100的实施方式还可以包括多个印刷头120(参见图7至图9)。
在描述用于填充根据图1至图6的部件承载件结构104的孔102的设备100的操作之前，将给出设备100的构造的概述：
图1至图6的设备100构造成通过填充介质106对部件承载件结构104的多个孔102进行填充。所示的孔102是竖向延伸穿过整个面板型部件承载件结构104的通孔。如所示的，部件承载件结构104安装在支撑结构150例如夹具上。部件承载件结构104的通孔102与延伸到支撑结构150中的凹部152(比方说例如通过深度铣削形成的通孔或腔)连通。凹部152可以对过量的填充介质106进行容置，过量的填充介质106在填充过程期间不是填充孔102所需的。凹部152可以是限定在支撑结构150例如夹具上的孔。孔102与面板或其他类型的部件承载件结构104相关。孔102可以具有不同的尺寸，并且凹部152的直径可以大于孔102的直径。因此，孔102的尺寸与凹部152相比可以不同。另外或替代性地，孔102的尺寸和凹部152的尺寸可以是相同的。
支撑结构150则布置在具有气流通道156的台154上。台154可以有助于设备100的操作期间的压力平衡。部件承载件结构104覆盖有如下文更详细地描述的穿孔式网状件110。
所示设备100包括介质施加器108，介质施加器108用于将填充介质106施加到部件承载件结构104的孔102中。附图标记102表示工作面板上的将通过填充介质106填充的孔。介质施加器108的驱动机构可以使所述介质施加器108在部件承载件结构104的主表面上移动(比较图1与图2)。
此外，设备100包括用于控制介质施加器108的移动的控制单元114。例如，控制单元114可以是例如根据控制软件来协调设备100的各个构成部分的处理器。此外，由控制单元114执行的控制任务可以基于部件承载件结构104根据待制造的部件承载件的性能来调节。相应的设计文件可以表征待制造的部件承载件的性能，尤其是各个孔102的位置、尺寸和目标填充程度。有利地，介质施加器108可以配置成基于部件承载件结构104的预限定的设计(根据部件承载件结构104的设计文件)和相关的部件承载件对设置成用于对相应的孔102进行填充的填充介质106的量进行控制。因此，对于不同的孔102而言，待插入到各个孔102中的填充介质106的量可以是不同的。为了考虑孔填充过程的这个问题，图1示出了可以存储该设计文件和该控制软件的数据库160。控制单元114可以从数据库160访问相应的数据，数据库160可以被实现为大容量存储装置例如硬盘驱动器。尽管控制单元114仅在图1和图3(以及图9)中示出，但控制单元114也可以存在于每个其他附图和实施方式中。除了控制孔填充过程之外，控制单元114还可以控制网状件拆卸过程，如下所述。
特别地，控制单元114可以配置成控制介质施加器108的运动，使得介质施加器108的介质注射器与相应的孔102对准，以将填充介质106施加到孔102中，填充介质106通过该介质注射器注射到孔102中。由于待用填充介质106填充的部件承载件结构104的孔102的数量可能比可以由介质施加器在一个注射阶段中填充的一组孔的数量大(特别是大得多)，可以通过使介质施加器100在不同组的孔102之间移动来逐组地填充不同组的孔102，从而重复多次移动-注射顺序。在每个移动-注射-循环中，介质施加器108可以在空间上与当前待用填充介质106填充的当前处理的一组孔102对准。对于这样的对准，可以检测(特别是光学地检测)对准标记(未示出，例如为网状件110和/或部件承载件结构104处的物理标记)，并且对介质施加器108的位置进行调节以实现与网状件110和/或部件承载件结构104的对准。
如上所述，设备100包括穿孔式网状件110，穿孔式网状件110可以例如由塑料制成。如图1中的附图标记170所示，穿孔式网状件110可以是光结构化的。穿孔式网状件110可以是片状本体，该片状本体具有与部件承载件结构104的通孔102对准的多个通孔162。孔102的直径可以与通孔162的直径相同。附加地或替代性地，孔102的直径可以与通孔162的直径不同。优选地，通孔162具有比孔102的直径大的直径，以形成用于对准公差的圆环。直径的差异取决于机器的对准精度和填充材料的性能(例如粘度)。
因此，可以将穿孔式网状件110的设计调节成与部件承载件结构104的设计相对应。在通过填充介质106对部件承载件结构104的通孔102进行填充期间，穿孔式网状件110可以置于介质施加器108与部件承载件结构104之间。由于部件承载件结构104的通孔102与穿孔式网状件110的通孔162对准，因此填充介质106可以从介质施加器108穿过穿孔式网状件注射到当前对准及处理的部件承载件结构104的通孔102中。在填充过程之前，可以将穿孔式网状件110放置在部件承载件结构104上以用于覆盖部件承载件结构104。所述穿孔式网状件110构造成允许填充介质106穿过穿孔即通孔162而朝向部件承载件结构104的孔102。
如图3至图6中最佳可见地，设备100包括拆卸工具112，拆卸工具112用于在完成孔填充过程之后将网状件110从部件承载件结构104拆卸。上述控制单元114配置成用于：在孔102的填充之后，对拆卸工具112进行控制，以通过使网状件110枢转离开部件承载件结构104而将网状件110从部件承载件结构104拆卸。所述拆卸过程将在下文参照图3至图6进行详细描述。在所述拆卸过程中，控制单元114配置成用于将拆卸工具112的第一可移动部分116控制成沿着网状件110在水平方向上移动，参见图3至图5。此外，控制单元114配置成用于将拆卸工具112的第二可移动部分118控制成使网状件110的从第二可移动部分118直至第一可移动部分116的当前位置的连接至第二可移动部分118的部分枢转离开部件承载件结构104。这可以通过使第二可移动部分118与穿孔式网状件110的一部分一起向上运动来实现，从而使穿孔式网状件110枢转并提升穿孔式网状件110(参见图4和图5)。
在所示的实施方式中，第一可移动部分116包括用于沿着网状件110滚动的滚子。替代性地，第一可移动部分116可以包括优选地由低摩擦材料制成的叶片，以用于沿着网状件110滑动(未示出)。相比之下，第二可移动部分118包括对网状件110(例如周向地)进行支撑的支撑结构例如框架结构172。在控制单元114的控制下，第二可移动部分118的支撑结构可以竖向地移动，从而使网状件110的被连接的部分枢转离开部件承载件结构104。第一可移动部分116的当前位置限定了网状件110的被枢转而离开部件承载件结构104的部分，参见图4和图5。有利地，控制单元114可以配置成用于将第一可移动部分116控制成沿着网状件110移动以及用于至少部分地同时将第二可移动部分118控制成使网状件110的该部分枢转。通过采取该措施，可以确保可移动部分116、118的协调操作。
再次参照图1，介质施加器108可以设置有印刷头120，印刷头120用于将填充介质106印刷在部件承载件结构104的孔102中。该印刷过程可以是注射印刷过程。还可以设想多个印刷头120，参见图7至图9。在图1至图6中，仅示出了单个印刷头120，其中，在该实施方式中也可以设置多个印刷头120。在控制单元114和运动机构的控制下，印刷头120可以沿着部件承载件结构104移动，以将填充介质106顺序地印刷到部件承载件结构104的成组的孔102中。印刷头120可以填充有适合的填充介质106(例如来自储存器)。印刷头120可以填充有预定量的填充介质106。填充介质106可以被容置在介质施加器108的筒件168的内部。例如，填充介质106包括介电墨(当预期用介电材料来填充通孔102时)、磁性糊剂(当通孔102的填充需满足磁屏蔽功能或磁施加功能时)、或金属糊剂(例如焊接糊剂或烧结糊剂)。在应用时，填充介质106可以是液体或粘性的。
有利地，介质施加器108配置成用于对设置成用于填充相应的孔102的填充介质106的量进行基于体积的控制。换句话说，介质施加器108可以由控制单元114控制成用于将填充介质106注射到相应的孔102中，使得预定计量体积的填充介质106被注射。通过这种基于体积的控制，可以确保孔102的精确填充而与填充介质106的粘度无关。因此，有利地提供了基于体积的计量系统，该基于体积的计量系统可以以与粘度无关的方式来计量或定量。
如图1和图2中最佳地可见的，介质施加器108可以构造成对部件承载件结构104的成组的孔102进行同时填充。为此目的，印刷头120的注射接合部164可以在空间上被加宽，以在填充过程期间覆盖成组的孔102，从而同时填充该组中的所有所述孔102。为了避免可流动的填充介质106流到不期望的目的地，周向密封件166可以围绕注射接合部164，以用于在印刷头120与穿孔式网状件110之间进行密封。
设备100的上述构成部分中的一些或全部可以放置在真空室126的内部，以用于在真空中执行介质填充过程。特别地，介质施加器108、拆卸工具112、穿孔式网状件110和部件承载件结构104在填充过程期间布置在真空室126的内部。这可以确保孔102内部没有空气或基本上没有空气，这可以使得填充过程在很大程度上是可再现的。
根据图1的设备100还可以包括对准系统，对准系统用于将穿孔式网状件110相对于部件承载件结构104对准，以用于确保将填充介质106插入到部件承载件结构的孔102中的过程的较高程度的空间精度。
接下来，将对使用上述基于注射的设备100执行用填充介质106填充部件承载件结构104的孔102的方法进行说明：
如图1所示，注射印刷头120向下移动至零位置。当注射印刷头120被放置在零位置处时，可以使得填充介质106能够流出介质施加器108。
参照图2，介质施加器108沿着穿孔式网状件110移动，以用于随后通过以体积受控的方式使填充介质106穿过穿孔式网状件110注射到部件承载件结构的孔102中来用填充介质106填充成组的孔102。因此，就将填充介质106施加到部件承载件结构104的孔102中而言，介质施加器108在控制单元114的控制下在部件承载件结构104的主表面和穿孔式网状件110的主表面上移动并且沿着部件承载件结构104的主表面和穿孔式网状件110的主表面移动。控制单元114将介质施加器108的移动控制成使介质施加器108与当前处理的组中的孔102对准，以将填充介质106施加到孔102中。由于部件承载件结构104被穿孔式网状件110覆盖，填充介质106可以由介质施加器108以高精度的方式穿过穿孔式网状件110施加到部件承载件结构104的孔102中。在此过程期间，介质施加器108的定量系统或计量单元可以将预定体积的填充介质106定量或计量到每个指定的孔102中。当成组的孔102同时被填充介质106填充时，填充介质106的预定体积可以对应于该组的所述孔102的各个容积的和。为了随后填充所有组的孔102，运动机构可以使介质施加器108从注射位置滑动到注射位置。当介质施加器108在某个注射位置被对准时，介质施加器108可以在填充过程期间被停止以确保对准。
因此，在填充过程期间，印刷头120从第一组孔102滑动到下一组孔102、最后滑动到最后一组孔102。在将填充介质106注射到孔102中期间，印刷头120可以向穿孔式网状件110施加适当的压力，以实现适当的密封。例如，所述压力可以在10毫巴至10巴、特别是100毫巴至1巴的范围内选择。在注射期间，印刷头120将预定量的墨注射到孔102中。可以重复这些过程，直到所有孔102都被填充介质106填充为止。
在完成填充过程之后，穿孔式网状件110可以在图3中开始的拆卸过程中从部件承载件结构104拆卸。如所示的，拆卸工具112的第一可移动部分116由控制单元114控制成沿着网状件110并沿着水平方向174移动并与网状件110直接物理接触。同时，第二可移动部分118可以由控制单元114控制成沿着剥离运动方向移动，根据图3，该剥离运动方向为竖向方向176。由于第二可移动部分118形成周向地保持穿孔式网状件110的框架结构172的一部分，因此，使第二可移动部分118向上移动将引起穿孔式网状件110的在第二可移动部分118与第一可移动部分116之间的部分枢转(参见图4和图5)。这随后使穿孔式网状件110从部件承载件结构104逐段剥离，而没有损坏的风险。
因此，图3示出了网状件分离过程的开始。为此目的，印刷头120滑动至其零位置并被提升。滚子式第一可移动部分116从其非工作点行进至起始点。此后，滚子式第一可移动部分116开始在穿孔式网状件110上滚动。因此，由于框架结构172的对应于第二可移动部分118的部分被提升，因此穿孔式网状件110开始剥离运动。第一可移动部分116的可能的结束位置在图3中由附图标记178指示。
图4示出了如何通过控制拆卸工具112使网状件110枢转离开部件承载件结构104来将网状件110越来越多地从部件承载件结构104拆卸。这可以通过将拆卸工具112的第二可移动部分118控制成使得网状件110的直至第一可移动部分116的部分枢转而离开部件承载件结构104来实现。因此，第一可移动部分116可以有助于使穿孔式网状件110以顺畅的方式与部件承载件结构104分开，并且不会引起填充介质106的缺陷。
因此，图4示出了当滚子式第一可移动部分116在网状件110上行进时持续的网状件分离。网状件110的位于第一可移动部分116与第二可移动部分118之间的部分正在提升。通过将第一可移动部分116实施为滚子，可以确保第一可移动部分116沿着穿孔式网状件110以较低的摩擦力移动，而不损坏穿孔式网状件110，特别地，不损坏穿孔式网状件110的光结构。
如附图标记180所示，可能发生填充介质106对孔102的轻微的过度填充。这可以用作孔102实际上完全被填充介质106填充的确认。
参照图5，网状件分离继续进行并且此时几乎完成。当滚子式第一可移动部分116停止在其最终或结束位置时，剥离运动可以停止。如箭头1所示，台154可以向下移动，使得面板式部件承载件结构104可以与穿孔式网状件110完全分开。如箭头2所示，框架结构172的第二可移动部分118向下移动至其初始位置。如箭头3所示，滚子式第一可移动部分116可以被提升。
有利地，第一可移动部分116确保网状件110不会卡在部件承载件结构104上，使得填充介质106可以被防止无意地离开部件承载件结构104的孔102。
如图6所示，然后可以完成印刷周期。滚子式第一可移动部分116可以行进至其非工作位置，并且台154可以被移出。
图7至图9示出了根据本发明的另一示例性实施方式的在执行通过填充介质106对部件承载件结构104的孔102进行填充的方法期间的设备100的不同视图。
在该实施方式中，介质施加器108包括多个印刷头120，每个印刷头120用于将填充介质106印刷在部件承载件结构104的指定部分的孔102中。图7和图8示出了四个印刷头120的示例，每个印刷头在面板型部件承载件结构104的相应的四分之一面板182上进行操作。还如所示的，每个四分之一面板182可以包括多个部件承载件184的预成形件例如印刷电路板。在将填充介质106注射到部件承载件结构104的孔102中期间，每个印刷头120可以沿着限定的移动路线或轨迹186移动。在所示实施方式中，轨迹186可以包括沿着部件承载件184的预成形件的曲折路径。印刷头120的沿着相应的轨迹186的运动可以由控制单元114控制。简言之，图7和图8示出了涉及具有四个印刷头120的全面板概念的设计。
参照图7，以俯视图示出了通过注射装置100进行孔填充。
在图7的设备100的操作期间，注射印刷头120可以下降到零位置。印刷头120中的每个印刷头可以用预定量的墨型填充介质106填充。印刷头120中的每个印刷头可以滑动到其第一个、下一个、……、最后一个注射位置。印刷头120中的每个印刷头可以在穿孔式网状件110上施加压力以实现适当的密封。然后，可以通过每个相应的印刷头120来注射预定量的填充介质106。可以重复这些过程，直到所有孔102都被填充介质106填充为止。此后，印刷头120可以滑动到零位置并被提升。
参照图8，示出了第一可移动部分116在网状件分离过程期间的操作。在图8的左侧，第一可移动部分116被示出为处于其非工作点188。滚子剥离起始点由附图标记196示出。滚子的最终位置用附图标记198表示。如图8所示，第一可移动部分116沿着部件承载件结构104的整个宽度W延伸。与部件承载件结构的宽度W对应的宽度方向用附图标记192指示并垂直于与部件承载件结构104的长度L对应的部件承载件结构104的长度方向190延伸。控制单元114可以配置成用于将第一可移动部分116控制成沿着网状件110、沿着部件承载件结构104的整个长度L移动(参见移动方向194)。
在操作期间，滚子式第一可移动部分116从非工作点行进至起始点。此后，滚子开始在网状件110上滚动，网状件110开始其剥离运动。当滚子停止在最终位置198处时，剥离运动停止。台154向下移动，并且面板式部件承载件结构104与网状件110完全分开。框架结构172向下移动至初始位置。滚子被提升并行进至非工作位置，并且台154移出。然后，印刷周期结束。
图9示出了介质施加器108可以包括多个印刷头120或其他类型的施加器单元。根据图9，第一施加器单元122被设置成用于将第一填充介质106施加到部件承载件结构104的孔102的第一部分中。此外，第二施加器单元124被设置成用于将另外的第二填充介质106’施加到部件承载件结构104的孔102的第二部分中。例如，第一填充介质106可以是介电墨，而第二填充介质106’可以是磁性墨。因此，部件承载件结构104的不同孔102可以用不同的填充介质106、106’填充，不同的填充介质106、106’可以在控制单元114可访问的设计文件中被限定成用于各个孔102。控制单元114可以根据设计文件来控制印刷过程。
应当注意的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一个”或“一种”不排除多个。此外，可以组合与不同实施方式相关联地描述的元件。
还应当注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
本发明的实现形式不限于附图中所示和上述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，也可以使用所示的解决方案和根据本发明的原理的多种变体。

Claims (21)

1.一种通过填充介质(106)对部件承载件结构(104)的孔(102)进行填充的设备(100)，其中，所述设备(100)包括：
介质施加器(108)，所述介质施加器(108)用于将所述填充介质(106)施加到所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)中，所述介质施加器(108)构造成在所述部件承载件结构(104)的主表面上移动；以及
控制单元(114)，所述控制单元(114)用于将所述介质施加器(108)的移动控制成使所述介质施加器(108)与所述孔(102)对准，以将所述填充介质(106)施加到所述孔(102)中。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，还包括将所述部件承载件结构(104)至少部分地覆盖的穿孔式网状件(110)，所述穿孔式网状件(110)构造成允许所述填充介质(106)穿过穿孔而朝向所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)。
3.根据权利要求2所述的设备(100)，还包括：
拆卸工具(112)，所述拆卸工具(112)用于将所述网状件(110)从所述部件承载件结构(104)拆卸；
其中，所述控制单元(114)配置成用于对所述拆卸工具(112)进行控制，以将所述网状件(110)拆卸而离开所述部件承载件结构(104)。
4.根据权利要求3所述的设备(100)，其中，所述控制单元(114)配置成用于将所述拆卸工具(112)的第一可移动部分(116)控制成沿着所述网状件(110)移动，以及将所述拆卸工具(112)的第二可移动部分(118)控制成使所述网状件(110)的直至所述第一可移动部分(116)的部分枢转而离开所述部件承载件结构(104)。
5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述第一可移动部分(116)包括用于沿着所述网状件(110)滚动的滚子。
6.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述第二可移动部分(118)包括对所述网状件(110)进行支撑的支撑结构。
7.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述第一可移动部分(116)沿着所述部件承载件结构(104)的整个宽度(W)延伸。
8.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)包括至少一个印刷头(120)，所述印刷头(120)用于将所述填充介质(106)印刷在所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)中。
9.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)包括多个印刷头(120)，每个印刷头用于将所述填充介质(106)印刷在所述部件承载件结构(104)的指定部分的所述孔(102)中。
10.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)包括第一施加器单元(122)，所述第一施加器单元(122)用于将第一填充介质(106)施加到所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)的第一部分中，以及，所述介质施加器(108)包括第二施加器单元(124)，所述第二施加器单元(124)用于将另外的第二填充介质(106’)施加到所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)的第二部分中。
11.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)配置成基于所述部件承载件结构(104)的预限定的设计来控制被设置成用于填充相应的孔(102)的填充介质(106)的量。
12.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)配置成对被设置成用于填充相应的孔(102)的填充介质(106)的量进行基于体积的控制。
13.根据权利要求3所述的设备(100)，其中，所述控制单元(114)配置成用于将所述拆卸工具(112)控制成通过使所述网状件(110)枢转而离开所述部件承载件结构(104)来进行拆卸。
14.根据权利要求3所述的设备(100)，其中，所述控制单元(114)配置成：在所述孔(102)的填充之后，对所述拆卸工具(112)进行控制，以使所述网状件(110)拆卸而离开所述部件承载件结构(104)。
15.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述第二可移动部分(118)包括对所述网状件(110)进行支撑的框架结构(172)。
16.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述第二可移动部分(118)包括对所述网状件(110)进行支撑的支撑结构，其中，所述控制单元(114)配置成使所述支撑结构移动，从而使所述网状件(110)的所述部分枢转而离开所述部件承载件结构(104)。
17.根据权利要求8所述的设备(100)，其中，至少一个所述印刷头(120)构造成用于沿着所述部件承载件结构(104)移动，以将所述填充介质(106)印刷在所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)中。
18.根据权利要求1所述的设备(100)，其中，所述介质施加器(108)包括多个印刷头(120)，每个印刷头用于将所述填充介质(106)印刷在所述部件承载件结构(104)的四分之一面板的所述孔(102)中。
19.一种通过填充介质(106)对部件承载件结构(104)的孔(102)进行填充的方法，其中，所述方法包括：
通过使介质施加器(108)在所述部件承载件结构(104)的主表面上移动，将所述填充介质(106)施加到所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)中；以及
将所述介质施加器(108)的移动控制成使所述介质施加器(108)与所述孔(102)对准，以将所述填充介质(106)施加到所述孔(102)中。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述方法包括：
用穿孔式网状件(110)对所述部件承载件结构(104)进行覆盖；
通过所述介质施加器(108)使所述填充介质(106)穿过穿孔式的所述网状件(110)而施加到所述部件承载件结构(104)的所述孔(102)中；以及
通过将拆卸工具(112)控制成使所述网状件(110)枢转而离开所述部件承载件结构(104)，将所述网状件(110)从所述部件承载件结构(104)拆卸。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述方法包括：
将所述拆卸工具(112)的第一可移动部分(116)控制成沿着所述网状件(110)移动；以及
将所述拆卸工具(112)的第二可移动部分(118)控制成使所述网状件(110)的直至所述第一可移动部分(116)的部分枢转而离开所述部件承载件结构(104)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3514093A1 (de) * 1985-04-16 1986-10-23 Kaspar 5241 Gebhardshain Eidenberg Verfahren zum verschliessen von in einer leiterplatte vorgesehenen bohrungen
US5766670A (en) * 1993-11-17 1998-06-16 Ibm Via fill compositions for direct attach of devices and methods for applying same
FR2714567B1 (fr) * 1993-12-28 1996-01-26 Thomson Hybrides Procédé de bouchage de trous métallisés de circuits de connexion.
US6267818B1 (en) * 1999-04-30 2001-07-31 Jnj Industries, Inc. Squeegee blade assembly
FR2813216B1 (fr) * 2000-08-28 2003-03-21 Novatec Dispositif de remplissage de trous debouchants dans un substrat
US20070040245A1 (en) * 2003-11-17 2007-02-22 Jsr Corporation Anisotropic conductive sheet, manufacturing method thereof, and product using the same
KR100761766B1 (ko) * 2005-10-17 2007-09-28 삼성전자주식회사 프린팅 장치, 이의 제어방법과 이를 이용한 평판표시장치의제조방법
DE102011005157A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-27 JRT Photovoltaics GmbH & Co. KG Bearbeitungsstation für flächige Substrate, insbesondere Solarzellen
EP2844044A1 (de) * 2013-09-03 2015-03-04 Mass GmbH Anlage und Verfahren zum Füllen von Löchern in einer Leiterplatte
DE102014106636B4 (de) * 2014-05-12 2021-04-08 Itc Intercircuit Production Gmbh Durchgangsloch-Füllanlage
GB2553396A (en) * 2016-07-18 2018-03-07 Asm Assembly Systems Singapore Pte Ltd Screen printing apparatus and method
US10045443B2 (en) * 2016-08-29 2018-08-07 At & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Matching inclination of cavity sidewall and medium supply device for manufacturing component carrier
WO2018069448A1 (en) * 2016-10-12 2018-04-19 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Forming solid material in recess of layer structure based on applied fluidic medium
EP3736852A1 (en) * 2019-05-07 2020-11-11 AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Aligning component carrier structure with known-good sections and critical section with other component carrier with components and dummies

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