专利名称：用于将电路组件粘合到电路板的方法
技术领域：
本申请涉及一种用于将电路组件粘合到电路板上的方法，其适用于电子、光学和混合电路的自动装配。
背景技术：
通常使用焊接和粘合方法将电路组件固定到电路板。使用焊接方法的优点是保持电路组件和电路板接合的连接层是金属材料并具有很好的热传导性，因此电路组件产生的热量能有效地传送到电路板。但是，由于电路板必须与放置在其上的电路组件一起被加热，基于处理，焊接方法复杂。特别是在生产高频电路的时候，电路板在被放置和焊接时不能有任何振动，因为电路组件滑移可能在放置和焊接期间引起信号延迟的变化，因此，不能控制的相位在信号间变化可能影响电路的功效。
从处理方面考虑，粘合方法要简单得多，因为原则上，只要在电路组件或者电路板上涂上粘合剂，将电路组件粘上就可以，必要的话等粘合剂彻底粘合。一个缺陷是通常依赖于有机树脂的粘合剂的热传导性实质上低于焊料的热传导性。为了补偿这个缺陷，电路板和电路组件之间的粘合层必须做得尽可能薄。这样，少量粘合剂必须经过计量。例如，可以在电路板和电路组件的接触表面上通过施加相同大小的圆点为规则图案，然后在电路板和电路组件之间挤压它们，以使得这些圆点融合成连续的一层来达到上述要求。粘合剂使用的量越少，粘合剂不弄湿整个接触表面的可能性越大。未弄湿的位置形成热传导的间断点，这可能引起相关的电路组件过热并在操作中被损坏。
为了确定接触表面被粘合剂完全弄湿，每个接触表面都要进行X射线检测。这个方法需要昂贵的设备而且操作繁琐。此外，这种方法只能事后挑出没有完全粘合的工件用于质量控制，而不能预先避免不完全的粘合。
使用粘合方法另一个众所周知的问题是，当确定规则图案的滴点的位置和大小的时候，必须考虑电路组件和电路板压合时粘合剂会扩散到电路组件的边缘，尽管扩散很小，从另一方面来说，被挤压出边缘的粘合剂数量不能大到其大的数量进入相邻两个电路组件的间隔，且其大的数量通过例如毛细血管作用在电路组件相邻侧面之间扩散。假如这种情况发生，粘合剂会影响间隔产生的介电常数，以及因此与间隔长度相对应的信号传播延迟。对于高频电路操作，其后果与错误放置电路组件的后果相同。
上述需求的结果是电路组件和电路板之间的粘合层经常无法扩散到接触表面的拐角。当向电路组件的这些拐角处施加压力时，例如引线接合时，可能会导致电路组件断裂或者裂成碎片。
发明内容
因此，本发明目的是提供一种用于将电路组件粘合到电路板上的方法，该方法在电路组件和电路板之间的接触表面上得到没有空隙且具有高可靠性的粘合层。
一方面，通过具有权利要求1所述特征的方法实现这个目的。
该方法基于以下认定，当在规则图案上放置粘合点的时候，在放置操作的间断之后通过点放置滴嘴滴出的第一个点在体积上不同于连续操作滴出的点。这种体积的差别可能是由于通过滴嘴的粘合剂的滴出被中断了一段时间，该一段时间是滴嘴从一个电路组件的接触表面移到下一个电路组件的接触表面的时间。通过在放置规则图案的粘合点之前在接触表面内放置预连续的粘合点，实质上具有两点效果。一方面，在放置预连续的粘合点后再放置的粘合点的体积是稳定性的，因此，规则图案的点具有均衡的体积；另一方面，在预连续点的区域内的粘合剂的密度相对于规则图案的其他区域有所增加的事实，使得粘合点的融合从预连续点开始，当电路组件和电路板相对挤压的时候，在电路组件和电路板相互接近时，一个无空隙层从环绕预连续点的区域连续地扩散到接触表面的边缘，空气从电路板和电路组件之间向接触表面的边缘被连续地挤压出去。
优选地，多个预连续的粘合点沿着一条线被放置，以使得当这些点与规则图案的相邻点融合的时候，没有空气被围在扩张的连续粘合层之间。
预连续粘合点所含的粘合剂的数量小于规则图案的粘合点所含数量的十分之一。
为了保证无空隙粘合层不延伸到电路组件拐角以下，最好在每个规则图案的拐角附近放置附加粘合点。这些附加粘合点可以在规定图案放置前或者放置后被放置。优选地，附加粘合点放置在与规则图案拐角相对应的电路组件的拐角的等分线上。
附加粘合点距离电路组件邻近边缘的距离优选地小于规则图案上的点距离该邻近边缘的距离。
优选地，例如，通过确定规则图案点之间的距离或者上述点的体积计算粘合剂的数量，以因此获得电路板和电路组件间的粘合层的厚度为大约2μm至10μm，优选为大约5μm。
优选地，使用含有金属颗粒特别是银片的环氧树脂作为粘合剂。
图1是电路板表面的粘合点的放置图；图2是电路板上电路组件的放置图；以及图3A-3D是电路组件放置时粘合点的改进图示。
具体实施例方式
电路板1如图1所示，为部分透视截面图。在电路板1的上侧是接触表面2，由点划线框突出，打算在接触面上面安装电路组件。
截面图还示出了为了将粘结点4放置在接触表面2上而在接触表面2上方移动的分配头3。分配头3可以沿着轨道(未示出)在电路板上面的图示平面移动，也能在与该平面垂直的平面移动。分配头3的上部分包括一个放置粘合剂的容器5，图中没有完全示出，通道6从容器5通向空腔7，通过马达8旋转地驱动的蜗杆9位于空腔7中。从分配头3的底部向下突出一个中空的针10。针的尖端形成滴嘴11，由蜗杆9推出的粘合剂在滴嘴中定量。
分配头3以恒定的速度沿着破折线描绘的曲折的轨迹12在接触表面2的上方移动，以规则的时间间隔接近该表面把粘合点13放置到上面。在分配头3移动的过程中，蜗杆9连续地旋转，以使得滴出的用于每个粘合点13的粘合剂的数量相同。通过这种方法，可以得到依照行和列排列的点的规则的图案。
表示预连续粘合点的点14在点4放置前已经放置在接触表面2上。点14只比构成规则图案的点4大一点，因为它不只包括通过蜗杆9计量时放置的粘合剂，还包括在分配头3静止阶段前在滴嘴11里累积的粘合剂。通过这种方式能保证规则图案的第一个点4和随后的点具有相同的体积，因此沿着接触表面2的整个边缘的粘合剂的密度分配是相同的，而且略小于接触表面2中间的密度分配。
在完成规则图案后，分配头3在接触表面2的拐角处生成许多的附加点15。这些附加点15分别放置在接触表面2的相应拐角16或者将被放置的电路组件的相应拐角的等分线上，以使得当将电路组件17(见图2)压向电路板1时，它们之间包含的粘合剂向电路组件17的两边均匀扩散。
图2显示了在电路板1的接触表面2上电路组件17的放置方式。电路组件17由在电路板1上方可移动的夹持器18夹持，该夹持器18与分配头3移动方式相同。夹持器18有一个与电路组件17上表面接触的对接面19。附带地，对接面19四周围绕着与电路组件17的尺寸相符的环形网20，环形网20和电路组件17的侧肋相接触。抽气管21从对接面19上突出，其具有通过一个抽气泵(未示出)对其施加的负压，从而电路组件17被固定在夹持器18上。
图2中电路组件17的边缘与接触表面2的边缘对准，吸附有电路组件17的夹持器18从如图2所示的位置垂直下降，使得电路组件接触粘合点13、14、15。
图3A是接触电路组件17之前在接触表面2上的粘合点分布的俯视图。粘合点4组成规则图案，在本实施例中有8行和13列。沿着图案的纵向中心轴22，预连续点14已经提前放置。中心的预连续点14连接着中间一列的点13，两个外侧的预连续点14位于在两个不同列上的四个点13的中心。
当开始将电路组件17压向电路板1时，粘合点4、14、15因此受到挤压，如图3B所示，预连续点14是第一个开始与规则图案上的相邻粘合点4相融合并扩散。在与其周围的粘合点4继续地融合时，在图案的中央因此首先形成更大的连续粘合层，并且该粘合层向边缘继续扩大。在中央放置预连续点14保证了连续的粘合层的扩大是由内向外一直发生的；因此，避免了空气完全地被融合的粘合点包围而不能从接触区域的中心挤出的情况。替代地，空气从电路板1和电路组件17之间的空间被由内向外逐渐挤出，接触区2完全由粘合剂弄湿。
拐角处的附加粘合点15很快也和在它们附近的规则图案拐角上的粘合点相融合，并最终充满拐角区域直至最外端。最后，如图3D所示，得到一个连续的无空隙的粘合层23，该粘合层延伸整个接触区2并稍微地溢出其边缘，溢出量能够通过计算粘合剂的使用量和粘合层的厚度而控制，例如，通过限制电路板1和电路组件17之间的相互挤压的力量实现。
权利要求
1.一种用于将电路组件(17)粘合到电路板(1)上的方法，其中在所述电路组件(17)和电路板(1)之间的一个接触区(2)中，粘合点(4)被放置为规则图案，并通过将电路组件(17)和电路板(1)相互压在一起而得到融合，其特征在于，在规则图案的粘合点(4)被放置之前，至少一个预连续粘合点(14)被放置在接触区(2)内。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于几个预连续粘合点(14)沿着直线(21)放置。
3.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于预连续粘合点(14)包含的粘合剂的数量小于规则图案的粘合点(4)包含的的粘合剂的数量的十分之
4.一种用于将电路组件(17)粘合到电路板(1)上的方法，其中在所述电路组件(17)和电路板(1)之间的一个接触区(2)中，粘合点(13)被放置为规则图案，并通过将电路组件(17)和电路板(1)相互压在一起而得到融合，特别根据上述任何一项权利要求所述，其特征在于，附加粘合点(15)临近规则图案的拐角放置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于规则图案的拐角对应着电路组件(17)的拐角，附加粘合点(15)放置在电路组件(17)的拐角的等分线上。
6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于使得附加粘合点(15)到邻近电路组件(17)边缘的距离小于规则图案上的粘合点(4)到该边缘的距离。
7.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于为电路板(1)和电路组件(17)间厚度大约2至10μm优选大约5μm的粘合层(22)，设定规则图案的粘合点(4)包含的粘合剂的数量。
8.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于使用含有金属颗粒的环氧树脂作为粘合剂。
9.如上述任何一项权利要求所述的方法，其特征在于使用粘合剂经由其流动的滴嘴(11)放置粘合点(4)。
全文摘要
用于将电路组件(17)粘合到电路板(1)上，首先至少一个预连续的粘合点(14)被放置在电路组件(17)和电路板(1)之间的接触区(2)内，接着粘合点(4)被放置成规则图案，最后，通过将电路组件(17)和电路板(1)相互压在一起而使得粘合点(4)融合。
文档编号H05K3/32GK1934919SQ200580002400
公开日2007年3月21日 申请日期2005年1月10日 优先权日2004年1月16日
发明者W·康拉特, K·肖尔, H·施梅尔歇尔, U·穆勒 申请人:特伦特有限责任公司