使用表面安装技术和该方法中有用的各向异性导电胶的电子装置及其制造方法与流程

本申请要求美国临时专利申请的权益，其申请号为62/301,243，提交于2016年2月29日，其全文通过引用并入在此。

本发明通常关于电子装置的集成和组装。更具体的，本发明的实施例关于使用表面安装技术的电子装置和其制造方法，和在该方法中有用的各向异性导电胶（acp）。

背景技术

放置或安装在电路板上的部件通常具有非标准的尺寸和/或形状。一些部件还可以是温度敏感型和/或柔性的。非标准尺寸和形状，温度敏感型和柔性在使用为组装标准部件的设备将部件放置或安装在电路板上时可能会导致挑战。

然而，使用标准表面安装技术（smt）的方法假设所述部件是刚性的，具有标准的形状，并且与传统的焊接温度相容。例如，在脉冲加热焊接中，施加热的热压头必须是完美的平行于所述部件，并且因此不可以用于焊接柔性部件。

本“背景技术”部分仅用于提供背景信息。本“背景技术”部分中的陈述不是对本“背景技术”部分中公开的主题构成本公开的现有技术的承认，且本“背景技术”部分中的任何部分都不应视为承认本申请的任何部分（包括本“背景技术”部分）构成本公开的现有技术。

技术实现要素：

本发明关于电子装置，其制造方法，和在所述方法中有用的各向异性导电胶（acp）。

一方面，本发明关于电子装置的制造方法，包括

将导电胶印刷到基板上迹线末端的焊盘上，将一个或多个具有非标准尺寸和/或形状的部件放置在其上具有导电胶的所述焊盘上，并且在部件被放置在基板的焊盘上之后，在预定温度或用具有预定波长或波段的光固化导电胶。

在本发明的不同实施例中，所述导电胶是在预定温度下固化，其可以是从50°cto140°c的范围。所述导电胶可以是各向异性导电胶（acp）。所述acp可以包括一种或多种可聚合单体、一种或多种共聚单体和一种或多种分散在所述acp中的导电丝或颗粒。所述共聚单体可以是与可聚合单体共聚合的。另外，所述共聚单体可以具有至少三个功能团的式，所述三个官能团可与可聚合单体共聚合。在本发明的一些实施例中，所述acp可以还包括热活化引发剂。

在本发明的一些实施例中，所述导电胶可以是在具有预定波段内的波长的光照射时固化。例如，所述光可以是或包括紫外光。另外，非导电胶可以分散到所述基板上除了焊盘以外的一或多个预定区域。一或多个部件可以放置在所述预定区域。

在本发明的不同实施例中，所述基板可以包括印刷电路板（pcb）。在其他实施例中，所述基板可以是柔性的。例如，所述基板可以包括塑料片或薄膜，纸，金属箔或薄膜，或者上述的组合。可替换地，所述基板可以包括固定到刚性基板上的柔性材料，其中所述柔性材料包括塑料片或薄膜，纸，金属箔或薄膜，或上述的组合。

在本发明的进一步实施例中，一或多个具有标准尺寸和/或形状的附加的部件可以放置在焊盘的子集上。可替代或此外的，使用标准和/或非定制的表面安装技术（smt）机器，一或多个附加部件可以放置在焊盘上。

通常，所述smt机器可以包括基板保持器或夹具，机架和带和卷站。在本发明的一些实施例中，所述机架可以包括拾取和放置机器，其中所述机架可以配置用于拾取，可选择的检查，和放置所述部件在基板上的预定区域。所述机架可以包括连接到绘图仪或类似绘图仪的装置上的若干个喷嘴，其能够在三维空间操作所述喷嘴。各个喷嘴可以独立地可旋转。至少一个所述喷嘴可以具有与其拾取部件的形状相同或配置为与其相配的表面。可替换的或附加的，至少一个所述喷嘴可以具有延伸到位于部件的最上方表面之下的表面。所述机架可以还包括若干个机器头，其配置为相互独立的工作。

在本发明的一些实施例中，所述smt机器可以包括摄像头或其他检查设备。所述摄像头或其他检查设备可以包括配置为进行自动光学检查（aqi）的摄像头。可选的或附加的，所述smt机器可以包括传送带，其沿着基板传送。所述smt机器可以进一步包括若干个传送带，其可以配置为同时生产若干个相同或不同的产品。

此外，所述方法可包括检查部件的旋转位置。在本发明的一些实施例中，可以检查部件在基板上的安装。在固化导电胶之后，可以清洁基板。可替代地或另外，可以清洗一个或多个部件。该方法还可以包括测试电子装置。另一方面，本发明涉及一种用于制造电子装置的系统，其包括打印机，所述打印机被配置为将导电胶打印到基板上的迹线末端的焊盘上，表面安装机配置为将一个或多个具有非标准尺寸和/或形状的部件放置在其上具有导电胶的焊盘上，和固化站，所述固化站被配置为在将部件放置在基板的焊盘上之后固化导电胶。此外，该系统可以包括送料器，其配置成将基板输送到打印机中，和/或收集器，其配置为从所述固化站接收所述基板。所述smt机器可以是标准的和/或非定制smt机器。例如，所述smt机器可以包括基板保持器或夹具，机架和带和卷站。进一步的，所述机架可以包括拾取和放置机器，其中所述机架可以包括拾取和放置机器，其中所述机架可以配置用于拾取，可选择的检查，和放置所述部件在基板上的预定区域。所述机架可以包括连接到绘图仪或类似绘图仪的装置上的若干个喷嘴，其能够在三维空间操作所述喷嘴。各个喷嘴可以独立地可旋转。至少一个所述喷嘴可以具有与其拾取部件的形状相同或配置为与其相配的表面。可替换的或附加的，至少一个所述喷嘴可以具有延伸到位于部件的最上方表面之下的表面。所述机架可以还包括若干个机器头，其配置为相互独立的工作。

所述smt机器可以还包括摄像头或其他检查设备。所述摄像头或其他检查设备可以包括配置为进行自动光学检查（aqi）的摄像头。可选的或附加的，所述smt机器可以包括传送带，其沿着基板传送。所述smt机器可以进一步包括若干个传送带，其可以配置为同时生产若干个相同或不同的产品。

在本发明不同的实施例中，所述打印机可以包括丝网或模板打印机。所述打印机可以配置为在所述基板上打印迹线和焊盘。此外，所述打印机可以包括配位在所述基板上施加非导电胶的分胶器。

在进一步的实施例中，所述固化站可以包括烤箱或加热器。所述烤箱或加热器配置为加热所述基板，所述导电胶和所述一或多个部件到足够高的温度用于固化所述导电胶。所述温度可能，例如在大约50°c到140°c。可选的或此外的，所述固化站可以包括紫外辐射源。

在另一方面，本发明关于电子装置，其包括基板，该基板具有其上的若干个迹线，各个迹线具有在其一或多个端部的焊盘，一或多个组件，其具有非标尺寸和/或形状，和在所述焊盘和所述一或多个部件之间固化的导电胶。各所述一或多部件位于所述焊盘的第一子集上。所述固化的导电胶电连接所述焊盘中的一个至所述一或多个部件对应的端子。

此外，所述装置可以包括一或多个附加的部件，其位于所述焊盘的第二子集上，具有标准尺寸和/或形状。典型的，一或多个所述部件是从传感器、天线和显示器组成的组中选择的。进一步的，一或多层的所述传感器、所述天线和/或所述显示器可以包括打印的材料。多层的所述传感器、所述天线和/或所述显示器可以包括打印材料。通常的，一或多个所述附加的部件从基础电路和电池组成的组中选择。一或多层的所述集成电路和/或所述电池可以包括打印的材料。进一步的，多层的所述集成电路和/或所述电池可以包括打印的材料。

在本发明不同的实施例中，所述基板可以包括印刷电路板（pcb）。可选的，所述基板可以是柔性的。例如，所述基板可以包括塑料片或薄膜，纸，金属箔或薄膜，或者上述的组合。可替换地，所述基板可以包括固定到刚性基板上的柔性材料，其中所述柔性材料包括塑料片或薄膜，纸，金属箔或薄膜，或上述的组合。

通常，所述导电胶可以是各向异性导电胶（acp）。所述acp可以包括一种或多种可聚合单体、一种或多种共聚单体和一种或多种分散在所述acp中的导电丝或颗粒。所述共聚单体可以是与可聚合单体共聚合的。另外，所述共聚单体可以具有至少三个功能团的式，所述三个官能团可一或多个可聚合单体共聚合。所述acp可以还包括热活化引发剂。可选的，所述acp可以包括辐射-活化引发剂。所述辐射可以是或包括紫外光。

在本发明的其他实施例中，所述装置可以包括在所述基板上除了焊盘外的一或多预定区域上的非导电胶。所述部件可以在一或多个预定区域上。

本发明的又一实施例关于各向异性导电胶（acp；可固化导电胶），其包括引发剂，其是热活化或由具有预定波段内波长的光照射激活，一或多个单体，其由所述活化引发剂聚合，一或多个共聚体，其与所述单体共聚，和分散在所述导电胶内的弹性导电丝或颗粒。所述共聚体具有三个功能团的式，所述功能团是与所述单体由所述活化的引发剂共聚的。所述导电胶是在150℃或以下的温度可固化的。例如，所述导电胶可以在80到140℃的温度是可固化的。

在本发明不同的实施例中，所述弹性导电丝或颗粒可以包括涂覆有元素、导电金属或合金的弹性颗粒。所述弹性颗粒可以包括聚合物，其具有约3.5gpa或更小的杨氏模量。例如，所述杨氏模量可以是2gpa或更小。所述弹性颗粒可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、橡胶、聚（乙烯-乙酸乙烯酯）、其共混物或共聚物，或有机硅聚合物。所述弹性颗粒可以涂覆有银、金、铜、镍或铝。

所述引发剂可以以0.1至10wt%的量存在。所述单体可以以10至70wt%的量存在。所述一或多种共聚单体可以以0.1到10wt%的量存在。所述导电丝或颗粒可以以1到20wt%的量存在。

所述导电胶可以还包括溶剂。所述溶剂可以以从10到70wt%的量存在。所述溶剂可以可选自由烷烃、环烷烃、用一个或多个卤素原子取代的烷烃、用一个或多个卤素原子取代的环烷烃、取代一个或多个烷基、烷氧基和/或卤素原子的芳烃、醚、环醚、酯，乙二醇、乙二醇醚、乙二醇酯和硅氧烷组成的组。例如，所述溶剂可以是c6-c10烷烃，c6-c10环烷烃，c6-c10芳烃，用1-3个c1-c4烷基取代的c6-c10芳烃，c1-c4烷氧基或1到n个卤原子（其中n是芳烃中的碳原子数），c4-c10二烷基醚，c4-c10环醚，c7-c16烷基芳基醚，c12-c16二芳基醚，c13-c16芳基芳烷基醚，c14-c16二芳基醚，c1-c6烷烃或c7-c10烷酸的c1-c4烷基酯，c2-c6亚烷基二醇，c1-c4单烷基或二烷基醚的c2-c6亚烷基二醇，和c2-c6亚烷基二醇的c1-c4单烷基醚的c1-c6烷酯。

在不同的实施例中，所述单体可以选自由烯烃、环烯烃和芳基烯烃，它们中的任何一个都可以用一个或多个卤素和/或烷氧基取代；丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯；环氧化合物；从一个或多个卤素原子、烷氧基或烷氧基取代的环氧化合物，烷氧基的基团或烷氧基取代基团，和缩水甘油醚和酯组成的组。例如，所述单体可以是c6-c10烯烃，c6-c10环烯烃，c8-c10芳基烯烃，由一个或多个卤素和/或c1-c4烷氧基团取代的c6-c10烯烃，由一个或多个卤素和/或c1-c4烷氧基团取代的c6-c10环烯烃，由一个或多个卤素和/或c1-c4烷氧基团取代的c8-c10芳基烯烃，丙烯酸或甲基丙烯酸的c1-c4酯，由1到4个c1-c10烷基、芳基和/或芳烷基取代的环氧乙烷，或者由1或2个c1-c4烷基取代的环氧乙烷，其中之一可以进一步由c1-c4烷氧基或c1-c4烷氧基取代的c2-c4烯氧基团取代。

在进一步的实施例中，所述共聚单体可以从二丙烯酸酯和三丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯组成的基团中选择。例如，所述共聚单体可以从由c4-c12二和三丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯的c1-c4酯组成的基团中选择，具体的，从c7-c12三丙烯酸酯和c10-c12三甲基丙烯酸酯的c1-c4酯组成的基团中选择。所述共聚单体可以在固化后提供预定量或水平的收缩率。

所述导电丝或颗粒可以包括元素、导电金属或导电合金的颗粒、粉末、薄片或针。所述元素、导电金属可以包括银、铜、镍或钛。所述导电合金可以包括银、铜、钢、镍或钛。

本发明优选地避免了高端smt机器相关联的全系统组装(拾取和放置)的高成本。本发明的方法可以使用广泛可以获得的使用标准smt服务和/或工艺的基本和/或标准的，低成本的机器来实现。本发明还避免了与焊料和焊料回流工艺相关的相对高温，并且解决了具有标准形状的喷嘴和smt设备与柔性部件不兼容的缺点。通过以下各种实施例的详细描述，本发明的这些和其他优点将变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的将元件放置基板上的典型方法的流程图。

图2是根据本发明的实施例的用于将元件放置在基板上的典型系统的框图

图3a-b是根据本发明实施例的典型智能标签或智能标识的框图。

图4是根据本发明一或多个实施例的用于所述智能标签或智能标识的典型集成电路的框图。

图5a-d是根据本发明一或多个实施例的用于图2所示的smt机器的典型喷嘴的示意图。

图6a-d是根据本发明一或多个实施例的用于图2所示smt机器的另一典型喷嘴的示意图。

具体实施例

下文将对本发明的各个实施例进行详细介绍，其示例将通过附图举例阐明。虽然本发明将结合下文的实施例进行描述，应当理解的是，这些说明并不是为了将本发明限制在这些实施例中。相反，本发明旨在涵盖那些可能包括在本发明的主旨和范围内的替换、修改和等同物。而且，在下文的详细说明中，对许多具体细节进行了阐明以便于对本发明的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不采用这些具体细节来实施。在其他实例中，没有详细描述众所周知的方法、程序、部件、和材料以免本发明的相关方面被不必要地掩盖。此外，应当理解，这里描述的可能的排列和组合并不意味着限制本发明。具体地，不一致的变化可以根据需要混合和匹配。

本发明的实施例的技术方案将结合下文的实施例的附图进行全面和清楚地描述。应当理解的是，这些描述并不是为了将本发明限制在这些实施例中。基于本发明已描述的实施例，本领域的技术人员能够在不做出创造性贡献的情况下获得其他实施例，而这些都在本发明所获取的法律保护范围之内。

而且，本文公开的所有的特征、措施或处理（除非特征和/或处理相互排斥）能够以任意方式结合并结合成任何可能的组合。除非另有说明，本说明书、权利要求书、摘要、和附图中公开的特征能够被其他等效特征或具有相似目标、目的和/或功能的特征替代。

为了方便和简单起见，术语“导电胶”、“各向异性导电胶”、“不对称导电浆”和“acp”通常是可互换的，可以在本文中互换使用，但一般给出它们本技术所认知的含义。无论使用哪一个术语，它也包含其他术语。此外，为了方便和简单，术语“部分”、“部”和“区域”可以互换使用，但是这些术语通常也被赋予了本技术所认知的含义。此外，除非在本文的使用上下文中另有说明，术语“已知”、“固定”、“给定”、“确定”和“预定”通常指值、数量、参数、约束、条件、状态、工艺、过程、方法、实践或其组合，其理论上是可变的，但通常是预先设定的，并且在使用时不变化。

本发明优选地允许使用具有柔性部件和/或非标准尺寸的部件制造电气装置。此外，本发明允许使用传统的和/或标准化的smt机器来用于代替昂贵的高端机器，从而减少了制造某些电气装置的成本和/或加工时间。此外，因为可以使用传统的或标准的smt机器(这些机器在许多公司普遍存在并且广泛可用)，本发明优选地减少了制造时间。此外，本方法可以优选地使用可在140℃或更低的温度下固化的acp，该温度可以保护热敏元件和/或层。此外，通过选择在加热和/或活化时缩小或收缩的acp粘合剂，本系统和工艺可以避免使用昂贵的热电极。

制造电子装置的典型方法

本发明涉及一种电子装置的制造方法，其包括将导电胶印刷到基板上迹线末端的焊盘上，将具有非标准尺寸和/或形状的一个或多个部件放置在具有导电胶的焊盘上，以及，在将部件放置在基板的焊盘上之后，以预定温度或具有预定波长或波段的光固化导电胶。在各种实施例中，预定温度为140°c或更低，并且使用传统的smt机器将多个部件放置在基板上，所述传统smt机器可以具有一个或多个喷嘴，所述喷嘴已经针对多个部件中的一个或多个的非标准尺寸和/或形状进行了修改。

图1所示为概述电子设备制造的典型方法的流程图100。在110，所述方法开始，在120，将导电胶施加到所述基板上迹线末端的所述焊盘上，例如使用丝网打印机。或者，导电胶可以通过模版或注射器分配施加到所述焊盘上。基板可以是，例如，印刷电路板（pcb）或可以在常规smt设备中处理的其他基板。在一些优选实施例中，基板具有平面或实质上为平面的最上表面，并且使用导电浆料在其上印刷（例如，丝网印刷）迹线。

在不同的实施例中，导电胶是acp。在一些这样的实施例中，acp可以是为特定的（例如，低）固化温度定制的，例如140°c或更低（例如，80-140°c）。一般而言，acp包括（i）导体、（ii）粘合剂（例如，可固化聚合物）和（iii）溶剂。

导体可以是元素、导电金属或合金（例如，银、铜、钢、镍、钛等）的颗粒、粉末、薄片或针，或者是涂覆有元素、导电金属或合金的颗粒，特别是相对弹性的颗粒。例如，诸如二氧化硅、氧化铝之类的颗粒，具有相对较低的杨氏模量（例如，大约3.5gpa、2gpa或更小）的弹性聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、橡胶（例如，聚丁二烯、聚异戊二烯、聚丙烯酸酯、其共聚物、以及其与烯烃或二烯烃的一种或多种的共聚物、聚烯烃或聚[烯烃-二烯烃]共聚物的一种或多种的共混物等）、聚（乙烯-醋酸乙烯酯）、其共混物或共聚物、有机硅聚合物等、涂有诸如银、金、铜、镍、铝等元素金属可以适用于目前的acp中。所述导电颗粒可以以1至20wt%的量存在于所述acp中。所述胶可以以10至80wt%的量存在，并且溶剂可以以10至70wt%的量存在。所述acp可以还包括剂量为0.1-10wt％的固化剂（例如，传统的热或辐射诱导固化剂）。

所述胶可以是通过热或辐射（例如紫外光）固化聚合的单体。例如，所述单体可从烯烃（例如，c6-c10烯烃、环烯烃和芳基烯烃，它们可由一个或多个卤素和/或c1-c4烷氧基取代）、丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯（例如，丙烯酸和/或甲基丙烯酸的c1-c4酯）、环氧树脂（例如，被1-4个c1-c10烷基、芳基和/或芳烃基团取代的环氧乙烷，其进一步可以被一个或多个卤素原子和/或c1-c4烷氧基或c1-c4烷氧基取代的c2-c4烯氧基团、缩水甘油醚和酯等进一步取代）。所述acp也可以是针对特定收缩量或收缩水平定制的，例如通过指定某些粘合剂组分（例如，c4-c12二元和/或三[甲基]丙烯酸酯的c1-c4酯，其可以以以0.1至10wt%的量存在）。

所述溶剂可以选自一个或多个烷烃（例如，c6-c10烷烃和环烷烃，其可以被一个或多个卤素原子取代）、芳烃（例如，可以用一个或多个c1-c4烷基或烷氧基和/或卤素原子取代的c6-c10芳烃)、醚（例如，c4-c10二烷基或环状醚、c7-c16烷基芳基、二芳基、芳基芳烷基或二芳基醚等），酯（例如，c1-c6烷酸或c7-c10芳烃酸的c1-c4烷基酯)、乙二醇（例如，c2-c6烷基乙二醇），乙二醇醚（例如，c1-c4单烷基或二烷基醚的c2-c6亚烷基二醇类，；例如甘氨酸、二甘醇等），乙二醇酯（例如c1-c6烷烃酯的c1-c4单烷基醚的c2-c6亚烷基二醇），硅氧烷等。

在130，非导电胶可以可选地分散到基板上的一或多个预定区域。当使用显示带将组件粘附到卷和带站（例如，图2中的238）中的带子上时，非导电胶不是必须的，其能与部件一起传输到基板上，以防止部件移动。然而，当不存在这种显示带时，非导电胶可以施加（例如，通过丝网印刷）到基板上的焊盘中的一或多个区域，用于在固化导电胶之前保持部件的位置。

在140，所述部件被拾取和放置在基板上的预定区域，使得所述部件的所述电气端子与已打印有acp的焊盘接触。例如，传统的拾取和放置机器可以拾取、检查和将一个或多个具有不规则或非标准尺寸和/或形状的部件以及更传统的smt部件放置在pcb上的位置，其已编程到所述拾取和放置机器中。在一些实施例中，这些部件可以在用于拾取和安放（例如，通过常规smt设备）的卷（例如，传统的胶带卷）上制备。在一个这样的示例中，显示带（已经是粘性）可以是或保持在所述部件上，并且在这样的示例中，当所述部件放置在基板上（例如，在固化acp之前）时，所述部件不会移动。

在本方法中，改变和/或设计用于拾取/放置/smt设备中的一个或多个拾取喷嘴，使其具有与其拾取的部件相同或基本相同的形状。例如，在传统的拾取合放置/smt机中，一个或多个传统的拾取和放置喷嘴可以设计成与相应部件的尺寸和形状相匹配。在某些情况下，所述部件可能具有不规则、非标准或非平面表面，在这种情况下，所述拾取工具（例如，喷嘴）可能需要接触和/或到达所述部件上最高表面以下的表面。例如，在一些实施例中，所述部件是柔性的。然而，在其他实施例中，组件可以是刚性的或硬的。

在150，所述部件放置（例如，所述部件的旋转和/或其在所述基板上的所述焊盘上的位置）是可选地检查和/或验证的。在一个实施例中，所述检查包括自动光学检查（aoi），其使用包括照相机的机器，该相机验证每个部件的正确旋转以及部件在基板的焊盘上的正确放置。尽管检查或aoi在图1的典型方法100中的固化所述导电胶之前被执行，可选地或额外地，他也能够在固化后实施。

在160，确定所述部件在基板上的旋转和放置是否正确。这可以通过视觉检查（例如，在拾取和放置/smt设备中使用照相机）或通过aoi来实现，如上所述。

在165，如果所述部件旋转和放置不正确，则所述部件可以从所述基板上提起并重新放置在所述基板上。可选地，附加的导电胶（例如，acp）可以印刷到所述部件被错误放置在其上的焊盘上。如果所述部件旋转和放置是正确的，则可以施加压力给所述部件。当在放置期间，粘着显示带在部件上时，不需要额外的压力来防止所述部件在放置之后移动。

在确定所述部件旋转和放置正确之后，将所有剩余部件放置在其预定位置并进行检查，然后度在170将导电胶（例如，acp）在预定温度下加热预定时间长固化它。在一些实例中，导电胶被加热到140℃或更低的温度（例如，80到140°c）。虽然对于给定的组分、基板和导电胶，固化时间的长度可以根据经验确定，固化时间可以是1秒至5分钟或更长。在一些实施例中，在加热期间也将压力施加到部件上以便于固化。在这些实施例中的压力可以大于0.1mpa（例如，大于0.15mpa），并且高达1mpa、10mpa或更多。当固化时，acp中的粘合剂可引起预定量的收缩，这可迫使粘合剂进入两个相对的表面，从而改善电接触和机械稳定性。

所述方法100可以还包括冷却组装后的电子装置，在180清洁基板和（可选地）所述部件，而后可选地封装和/或运输若干个所述的电子装置。所述方法100于是在190结束。

用于制造电子装置的典型系统

本发明还关于一种用于制造电子装置的系统，包括丝网或模板打印机、拾和放/smt机器和固化炉。在一个实例中，固化炉包括常规回流焊炉。

图2显示了典型的系统200，其包括一个送料器210，打印机220，smt机器230，固化站230，和收集器250。所述系统200连接一或多个具有非标尺寸和/或形状（以及标准部件）的部件到基板，例如pcb。可选的，所述基板可以是柔性的（例如，塑料，金属箔等），可以包括固定到刚性基板的柔性材料用于smt加工（例如，用于将部件放置和/或安装在这样的柔性材料上）。在粘合剂在140℃或更低的温度下固化的实施例中，柔性基板/材料可以是或包括聚对苯二甲酸乙二酯（pet）。

所述送料器210输送其上有迹线和位于迹线末端的焊盘的基板到打印机220。所述打印机220可以包括丝网或模板打印机，并且被配置为将导电胶（例如，acp）施加到基板上的焊盘位置上。可以通过打印机220中的涂胶机施加湿导电粘合剂浆料本身，或使用单独的胶粘剂的小块，所述部件可以临时粘附到pcb。

所述smt（表面安装技术）机器230是一种机器人机器或系统，其将部件放置在基板上的预定位置上。这些部件包括具有非标准尺寸和/或形状的部件，如本文所述，并且还可以包括更传统的表面安装装置(smd)。所述smt机器230包括照相机或其他检查设备232、基板保持架或夹子234、机架（包括拾取和放置机器）236和带和卷站238。在一个实施例中，所述检查设备232包括相机，该相机被配置为对基板上的组件进行自动光学检查（aoi）。

所述机架236是一个子系统，用于拾取、选择性地检查和将部件放置在基板上的预定（例如，编程）位置上。在机架236中的拾取和放置机械包括多个喷嘴（例如，具有气动吸盘或在其末端具有类似开口的突起式装置），这些喷嘴附接到绘图仪式装置，所述绘图仪式装置能够在三维中精确地操纵喷嘴。每个喷嘴也可以独立旋转。至少一个拾取喷嘴被改变和/或设计成具有与其拾取的部件相同的形状和/或具有在部件的最上表面以下延伸的表面（参见，例如，图5a至6c，如下所述）。

在进一步的实施例中，单个机架236可以包括具有独立和/或独立垂直运动的多个喷嘴，这使得能够在到带和卷站238的一次行程中拾取和放置多个所述部件。例如，具有标准形状和/或尺寸的一个或多个喷嘴可用于放置刚性或硬的部件。这样的刚性或硬部件也可以具有标准形状和/或尺寸（例如，使用标准喷嘴放置）。此外，机架236可以包括多个不同的机器人头(具有相应的软件)，以彼此独立地工作，用于进一步增加所述smt机器230的吞吐量。

所述带和卷站238位于所述smt机230的前面。可选地，所述带和卷站238沿着所述smt机器230的背面定位。所述部件可以装在纸或塑料带上，装在一个或多个带卷上，这些带卷位于安装在所述smt机230中或安装到所述smt机230的送料器上。或者，所述部件可以布置在一个或多个托盘中，这些托盘堆叠在所述带和卷站238的隔间中，并且通过机架236中的拾取和放置机械被提供到支架234中的基板上。

在一个实施例中，所述smt机230还包括传送带和pcb夹具(未示出)，所述传送带沿着空白pcb（即，其上带有电迹和焊盘的pcb，但其上没有部件）移动布置。所述传送带穿过所述机器的中部，所述pcb夹位于机器的中心。所述pcb被pcb夹子夹紧在适当的位置，所述喷嘴从送料器/托盘（例如，在带和卷站238）拾取单个部件，将它们旋转到正确的方向，然后以高精度将它们放置在pcb上的适当的焊盘上。一些smt机器230可以具有多个传送带以同时生产多个产品（可以是相同或不同的）。

当部件在pcb夹中从带和卷部分238（或其他元件送料器）被带到pcb时，它可以被拍摄或成像（例如，从下面或上面）。检查部件的轮廓以检查它是否损坏或丢失（即，它没有被拾取），并且当所述部件被放置在pcb上时，测量并补偿拾取过程中的任何配准误差。例如，如果元件在被拾取时移动0.25mm并旋转10°，则所述拾取头可以调整放置位置以将元件放置在所述pcb上的正确位置。一些smt机器在机器人手臂上具有光学检查系统232，可以在不损失时间的情况下进行测量和计算，从而实现较低的减损系数。当所述光学检查系统232安装在头上时，它也可以用来捕获非标准部件的细节，并将这些细节保存到存储器或数据库以供将来使用。除此之外，商业上还可以使用软件实时监控生产和互连数据库（即，生产层到供应链的数据库）。拾取和放置头上的可选独立相机可以拍摄所述pcb上的基准和/或对准标记，从而准确地测量其在传送带上的位置。两个基准和/或校准标记，每个都以二维测量，通常对角地放置在pcb上，使得pcb的取向和热膨胀能够被测量并补偿。一些smt机器还能够通过测量pcb上的第三基准和/或对准标记来测量pcb剪力。

所述固化站240可以包括用于固化可热固化acp的烘箱或加热器，和/或用于固化光可固化或辐射可固化acp的紫外辐射源。在固化站包括烘箱或加热器的情况下，所述烘箱或加热器使组件（即，基板、导电粘合剂和部件）达到足够高的温度以固化粘合剂（例如，例如，使用热反应引发剂引发粘合剂中的热固化单体的聚合）。例如，固化温度可以是100°c到200°c，或者其中的任何值或值范围（例如，100°c到150°c），但是在一个实施例中，最大固化温度可以低至140°c。

所述收集器250在组件冷却时存储组件，并将制造的组件放入容器或其他布置中，以便安全、方便地处理和/或装运。当组件冷却到环境温度时，它已经完成并准备就绪。

典型的电子装置

图3a-b是使用本方法制作的典型装置300和300’的框图。参考图3a，将天线320、集成电路330、传感器340和显示器350放置在或安装在基板310上（例如，使用上述图1的方法）。所述天线320、所述传感器340和所述显示器350可以具有非标准尺寸和/或形状。

例如，图3a所示的所述天线320可以包括螺线或线圈，因此具有大致圆形的外围边缘。然而，基本上直的迹线从所述螺线或线圈的端部延伸到所述集成电路330。在这些实施例中，必须在所述螺线或线圈的环与将天线螺线或线圈的内端连接到集成电路330的迹线之间形成绝缘体（未示出）。在螺线或线圈的环上或上方的预定位置上制造具有绝缘层的天线可能比在与所述基板（例如，pcb）310分离的基板上更容易。在各种实施例中，天线基板可以具有非标准形状，如图3a所示。

或者，所述天线320可以直接形成在基板310上（例如，同时并且使用与金属迹线相同的材料）。在一个这样的替代实施例中，所述天线320可以形成为单层螺线或线圈（即，没有从螺线或线圈的端部延伸到集成电路330的迹线），和所述集成电路330（其可以通过薄膜处理和/或印刷在绝缘基板上形成）可以在与螺线或线圈的末端相对应的位置上具有通过基板到天线320的键合垫或连接。在这样的实施例中，用于集成电路330的绝缘基板可以起到带或插入器的作用，跨越天线螺线或线圈的环，并将天线螺线或线圈的环与集成电路330绝缘。或者（即，在面朝下的布置中），集成电路330可以涂覆绝缘层或钝化层，并且到天线320的键合垫或连接穿过所述绝缘层或所述钝化层。

所述传感器340还可以具有非标准尺寸和/或形状。例如，传感器340可以包括连续性传感器（例如，美国专利申请号14/820,378，于2015年8月6日提交，其相关部分通过引用并入本文），其可以放置在具有不规则形状和/或非标准尺寸的包装标签的一部分上。或者，所述传感器340可以包括化学传感器，当该化学传感器在具有非标准形状（例如，圆形或椭圆形）时提供最佳性能和/或灵敏度。

在其它功能中，图3a中的所述集成电路330从天线320接收的信号中提取功率，并将所述功率提供给装置300中的其他部件。因此，除了其他逻辑（参见下面的图4所述）之外，集成电路330可以包括整流器。所述显示器350可以是或包括单色或多色的电致变色或led（例如，有机led）显示器，其从所述集成电路330接收一个或多个单位或多位数据和/或控制信号。在一些实施例中，所述显示器350可以在安装到基板310之前被印刷在柔性基板上。

所述传感器340提供传感功能，并且可以确定(a)在装置300所处的环境中是否存在一种或多种化学品，(b)装置300所附接的包装的连续性和/或安全状态，(c)装置300所在的环境温度，(d)在装置300所附接的容器中的货物的新鲜状态等。因此，所述传感器340可以包括一个或多个化学传感器、连续性传感器、温度传感器、湿度传感器、定时器等，并且所述集成电路330可以包括一个或多个比较器，每个比较器接收来自相应传感器340的一个输入和用于与来自传感器340的输入进行比较的阈值相对应的另一个输入。所述阈值可以存储在所述集成电路330中的存储器中。

图3b的示例性装置300′包括电池370和四边形基板360、传感器340′以及具有非标准形状的显示器355。所述基板360可以是柔性的（例如，塑料、金属箔、纸、层压材料或其组合等）。然而，如果基板360不能是柔性的（例如，smt机器只能加工刚性基板），则基板360可以包括固定到刚性基板上的柔性材料用于smt加工，并且所述部件可以放置和/或安装在柔性材料上。

在所述装置300′中，所述电池370向所述集成电路335、所述传感器340′和所述显示器355供电，因此所述电池370可以位于所述基板360的中央（例如，这样，从所述电池370到所述基板360上的其他部件的迹线都不会越过另一个迹线）。所述集成电路335与图3a中的集成电路330基本相同或相似，只是所述集成电路335不向所述设备300′中的其他组件提供电力。所述传感器340′与图3a中的传感器340基本相同或相似，只是所述传感器340′从所述电池370接收电力。所述显示器355与图3a中的显示器350基本相同或类似，只是所述显示器355从电池370接收电力并且可以具有不同的尺寸。

图4是集成电路（ic）400的框图，其适用于用作图3a中的集成电路330。修改集成电路400以用作图3b中的集成电路335是在本领域技术人员的技能水平之内。典型的集成电路400中的可选部件能够从图3a-b中的集成电路330和335中省略。

如图4所示，ic400可以包括一个或多个传感器410，从传感器410接收信息（例如，信号）的可选阈值比较器420，接收阈值比较器430的输出的可选脉冲驱动器440，存储器460，其存储（i）来自脉冲驱动器440的传感器数据和/或（ii）识别码，用于从存储器460读取数据的一个或多个位线（bl）472，用于将位线472上的信号转换为数字信号的一个或多个感测放大器（sa）474，用于临时存储来自感测放大器474的数据的一个或多个可选锁存器476，和发射机（例如调制器）490，其被配置为从装置输出数据（包括识别码）。图4中的典型的ic400还包括时钟450，其被配置为提供控制ic400中某些操作的定时的定时信号（例如，clk），和控制存储器读取操作的定时的存储器定时控制块或电路470。调制器490还接收来自时钟电路450的定时信号（clk）或其减速或加速变化。典型的ic400还包括电源块或电路480，其向ic400中的各种电路和/或电路块提供直流信号（例如，vcc）。包含识别码的存储器460的部分可以被打印，ic400中的其他层和/或电路块（例如，电源480，可以是或包括全桥或半桥整流器）也可以打印。ic400还可以包含接收器（例如，解调器），一个或多个可选整流器（例如，整流二极管、一个或多个半桥或全桥整流器等），一个或多个可选调谐或存储电容器等。调制器490和电源480（可以包括半桥或全桥整流器）中的端子连接到天线（例如，线圈1和线圈2）的端部。存储器460和阈值比较器420特别适用于包括传感器410的实施例。

存储器460可以包含固定数量的位。在一些实施例中（例如，当ic400是nfc和/或rfid标签的一部分时），存储器460可以包含m*2ⁿ位，其中m是正整数，n是至少3（例如，24、32、48、64、128、256或更多位）的整数。一些位被分配给开销（非有效载荷）数据，用于格式识别和数据完整性（crc）检查。设备的有效载荷（例如，图3a-b中的电子装置300或300'）消耗剩余的位。例如，有效载荷可高达（m-p）*2ⁿ位，其中p是小于m的正整数（例如，在m*2ⁿ=128位的情况下为96位，在m*2ⁿ=256位的情况下为224位）。

nfc和/或rfid标签的有效载荷可被分配给可变量的固定rom位（bits）（这些位通常，但不总是被用作唯一标识号）。当在nfc和/或rfid标签的制造中使用打印方法时，可以使用柔性的和/或非标准的基板，但是rom位是永久编码的，并且不能进行电修改。未被分配为固定rom位的任何有效载荷位可以被分配为动态传感器位。这些传感器位可以基于感测输入改变值。rom和传感器位之间的不同分割或分配由作为非有效负载或“开销”位一部分的数据格式位指示，一般在nfc和/或rfid标签存储器的第一个2ⁿ位（或2^n-q位，其中q是小于n的正整数，例如m*2ⁿ=128或256的情况下的16位）中。

典型的smt喷嘴

图5a-d示出适用于本方法的smt喷嘴500的各种视图。图5a是喷嘴500的底视图。与部件接触的喷嘴500的头部530具有长度l、宽度w和与要放置在smt基板上的部件的形状匹配或基本匹配的形状。喷嘴头530的表面具有围绕周边的凸起的珠、边或边缘510，该凸起珠、边缘或边缘510，以确保与部件的周边表面接触，即使部件是柔性的和/或具有非平面的表面形貌。喷嘴500可以适合于放置具有圆角的矩形形状的部件，如图3a-b中的显示器350和355。喷嘴头530还包括一系列孔或开口520a-520n，这些孔或开口520a-520n被配置成在通过孔或开口520a-520n施加真空时将部件保持在喷嘴500上。

图5b显示了所述smt喷嘴500的侧视图，包括头部530、其上的凸起珠510以及传统的连接器或锁定部分540。所述连接器540将喷嘴500连接到拾放机器（例如，图2的smt机器230中的机架236）中的棒或类似的放置装置。图5c显示了smt喷嘴500的透视图，包括头部530、其上的凸起珠510和连接器540。喷嘴头530还包括在其端部或侧面的开口515，用于将连接器连接到真空源，例如泵（未示出）。开口515与孔或开口520a-520n气体连通。图5d示出smt喷嘴500的端视图，包括头部530、其上的凸起珠510、其中的开口515和连接器540。

图6a-c示出适用于本方法的另一smt喷嘴600的各种视图。图6a是喷嘴600的底视图。与部件接触的喷嘴头630具有长度l1、宽度w1以及与要放置在smt基板上的部件的形状匹配或基本匹配的形状。喷嘴头630在喷嘴头630的周边表面上具有多个凸起表面或边缘610a-b，使得即使部件是柔性的和/或具有非平面的表面形貌，这些凸起表面或边缘610a-b也确保与部件的周边表面接触。图6a-c中每个凸起表面610a-b具有宽度w2和等于喷嘴头630的宽度w1的长度，尽管其他尺寸可能适合于其他实施例或变化。喷嘴600可适于具有正方形或矩形形状的部件的放置，其在其中心区域具有凸起和/或不平坦的形貌，并在其相反的端部区域上接合连接器（例如导电凸块、焊盘、焊球等），例如途3b中的集成电路335和电池370。喷嘴头630还包括孔或开口620以及沟和/或槽625的阵列和/或网格，沟和/或槽625被配置为在通过孔或开口620施加真空时将组件保持在喷嘴600上。

图6b显示了所述smt喷嘴600的透视图，包括所述头部630、其上的凸起表面610a-b、所述开口620、槽和/或沟625的阵列和/或网格，以及传统的连接器或锁定部分640。所述连接器640将所述喷嘴600连接到拾放机器中的棒或类似的放置装置(例如，图2的smt机器230中的所述机架236)。图6c示出了所述smt喷嘴600的端视图，包括所述头部630、其上的所述凸起表面610a-b和所述连接器640。所述喷嘴600还可以包括与所述孔或开口620气体连通的真空连接器/开口(未示出)，用于将连接器连接到真空源，例如泵。所述真空连接器/开口可以位于所述喷嘴600的端部或侧面，或者穿过所述连接器640或所述连接器640内部。

结论

本发明优选地避免了与高端smt机器相关联的全系统组装(拾取和放置)的高成本。本方法可以使用广泛可获得的基本和/或标准的低成本机器来实现，这些机器使用标准smt服务和/或工艺。本发明还避免了与焊料和焊料回流工艺相关的相对高温，并且解决了具有标准形状的喷嘴和smt设备与柔性部件不兼容的缺点。

基于图示和说明的目的提供了前述的本发明具体实施方式的描述。其不是穷尽性的或意图将本发明限制在这些已公开的确切形式。所选择和描述的实施例是为了最好地解释本发明的原则及其实际应用，从而使本领域技术人员能够最佳地利用本发明和具有适合于所设想的特定用途的各种修改的各种实施例。其应理解为本发明的范围由附于本文的权利要求及其等同物界定。