用于在电子组件制造中执行热处理的处理室的机电门帘的制作方法

1.本发明涉及用于在电子组件制造中执行热处理的装置。本发明特别涉及根据权利要求1的前序部分的处理室。


背景技术：

2.在电子组件的制造过程中，会发生各种热过程，例如焊接、干燥以及高温和低温下的功能测试。为了避免热处理期间的氧化或结冰，处理室连续或间歇地充填保护气体、惰性气体，例如氮气。
3.在制造电子组件的典型系统中，组件被自动地从一个处理站输送到下一个处理站。例如，印刷电路板在其生产之后被提供阻焊漆，并且在处理站中被干燥。随后，印刷电路板在另一个处理站中被涂上焊膏，并在随后的处理站中被组装部件。随后，组装好的印刷电路板被传送到回流焊接处理站，然后传送到其中电子组件被涂上保护漆的站。随后，可以执行功能测试，例如在低温和高温下。单个的站在这里不是永久维持保护气体环境的密封区域。这意味着，为了不妨碍工作流程，处理站是开放的。这也意味着保护性气体环境挥发，并且只有在持续供应防护气体的情况下，才能维持处理地点的保护性气体环境的浓度。
4.在根据间歇原理，特别是根据连续通过原理的系统中，工件必须被带入和带出处理室。为此，处理室必须在室处和室中具有相应的开口。通过这些开口，会发生泄漏，从而导致惰性气体的损失。为了防止这种情况，这些开口的横截面通过相应的用于减小开口的装置来减小，例如门帘、风箱、滑动挡板等。
5.这里，例如，使用具有从底部到顶部垂下并竖立的多个翅片的翅片门帘，所述翅片门帘由层压有导电塑料的薄纸(tissue)组成，导电塑料在例如高达260℃的温度下是稳定的。翅片是坚硬的使得从底部到顶部竖立的翅片不塌陷。处理室入口中的翅片被设计成使得它们将处理室的开口横截面减小到要供应的组件的最大横截面积。在处理室的出口中，上翅片和下翅片一个位于另一个之上，即它们重叠。然而，当组件被引导穿过开口时，翅片足够柔韧以向侧面弯曲。
6.这种方法在入口和出口处的缺点是，它们仅减小了与通过的工件具有一定间距的横截面，由此仍然有相对大量的保护气体可以逸出。如果间距选择得太长，会有太多的保护气体逸出。如果间距选择得太短，组件上的部件可能移动，另外，当部件接触或弯曲翅片时，会发生过多的消耗和磨损，从而导致过多的腐蚀。
7.因此，寻求在保护气体的损失和防止组件移动和磨损之间的折衷。通过组件表面和翅片之间的“安全间距”，保留了净开口区域，保护气体可以通过净开口区域逸出，净开口区域对应于由翅片减少的开口面积和组件的横截面积之间的差值。如果没有组件通过开口，保护气体可以逸出的开口区域对应于大于差值面积的净开口区域。这意味着在执行加热处理期间，当没有组件通过开口时，更多的保护气体逸出。
8.因此，本发明的一个目的是提供一种用于处理室的装置，该装置可以灵活且有效地使开口的横截面适应给定的条件(这意味着，例如，没有组件通过，组件的大部件通过，组
件的小部件通过)，使得更少的保护气体可以逸出。


技术实现要素：

9.本目的通过根据权利要求1的处理室来实现。处理室被设计用于在电子组件的制造中执行热处理，其中处理室包括：至少一个用于引入和/或移除电子组件的开口和用于供应气体、特别是保护气体的装置。处理室的特征在于可控保护装置，可控保护装置布置在开口上，以便减少保护气体从处理室的泄漏，其中可控保护装置包括作为整体件的第一可动元件，第一可动元件覆盖开口的总宽度和电子组件的宽度之间的宽度；装置，用于检测与电子组件的尺寸相关的数据；以及控制器，其可以基于与电子组件的尺寸相关的数据来控制保护装置，使得当电子组件通过开口时，电子组件和第一可动元件之间的所限定的间距是恒定的。
10.这意味着，当组件通过开口时，组件表面和第一可动元件的面向组件的边缘之间的间距被永久地重新调整，使得元件的边缘和组件的部件(从电路板升起的最高的一个)之间的间距在通过开口的当前通过位置保持几乎恒定地小。在现有技术中，翅片门帘用于减小开口的横截面。然而，翅片门帘是无法控制的。虽然柔性翅片允许组件横截面的可变性，但是它们不能够取决于组件单独地使开口的横截面最小化，并且承受与部件接触和部件损坏的风险。作为整体件的可动元件在本文中被理解为例如由一个件制成的材料带，然而，它们也可以是几个彼此牢固地或松散地连接的带型部分，它们附接到共同的安装件上并且一起运动(这意味着不是独立的)。
11.根据本发明的实施例，电子组件由紧固到印刷电路板的上侧和/或下侧的多个电子部件组成。
12.为了能够在开口控制中更好地考虑组装在两侧的组件，可控保护装置可以包括作为整体件的第二可动元件，第二可动元件覆盖开口的总宽度和电子组件的宽度之间的宽度，其中第一可动元件和第二可动元件是单独可控的，并且布置为使得当电子组件通过开口时，它们设置在电子组件的上方和下方。
13.为了在两侧组装的印刷电路板通过期间保持开口的横截面尽可能小，可控保护装置(50)可以控制第二可动元件(50a)，使得当电子组件(30)通过开口(20)时，电子组件底侧上的部件和第二可动元件(50a)之间的所限定的间距可以维持恒定。
14.在另一实施例中，用于检测与电子组件的尺寸相关的数据的装置还包括测量装置，测量装置分别检测电子组件的形貌或三维结构。测量装置有利地布置在处理室的某位置，其中电子组件的形貌可以在通过开口之前被检测到。
15.在某些实施例中，测量装置使用成像2d和/或3d测量方法、和/或光学测量方法、和/或机械测量方法、和/或声学测量方法来检测电子组件的形貌。为了确定电子组件的位置相关的高度信息，例如，可以使用一个或几个摄像机来建立组件的三维模型。作为对摄像机图像评估的替代或支持，高度信息也可以通过用激光器或激光器阵列干涉来获得。作为替代和对上述方法的支持，机械采样方法或声学方法，例如声场的生成和评估，也可以用于获得高度信息。
16.作为替代和对上述方法的支持，组件几何形状的2d/3d数据可以从之前的处理中获取，例如组件的开发和/或组装过程。
17.在一个实施例中，处理室还包括致动装置，通过致动装置，第一和/或第二可动元件可以同时且独立地在垂直方向上运动。因此，可动元件可以灵活地用于维持组件和第一或第二可动元件之间的间距恒定。
18.作为前述实施例的替代或补充，处理室还包括致动装置，通过该致动装置，第一和/或第二可动元件能够同时且独立地围绕水平轴线旋转，使得旋转轴线位于可动元件的与组件相对的端部，垂直于组件的输送方向。如果对于处理室的改型，没有提供足够的空间用于垂直运动，则间距可以通过回旋、旋转或摆动运动维持恒定。
19.这里，致动装置可以包括电动或气动驱动器件。
20.在某些实施例中，可动元件由不锈钢制成。不锈钢是一种惰性、坚固的材料，只有轻微的腐蚀倾向，因此以这种方式设计的可动元件只需要很少的维护，并且不影响处理。此外，不锈钢是导电的，因此能够导走对电子组件有负面影响的静电。此外，由于不锈钢在尺寸上非常稳定，不锈钢的可动元件允许相对于电子组件的表面和相对于处理室的精确定位。
21.作为替代，如果必须考虑设备成本，可动元件可以由高达240℃稳定的导电塑料制成，例如peek。
附图说明
22.现在将参考以下附图描述本发明，其中
23.图1示出了具有根据本发明的保护装置的处理室的截面图。
具体实施方式
24.本发明涉及一种用于在电子组件制造中执行热处理的处理室。在电子组件的制造中，各个处理步骤，如涂层、组装、焊接、上漆、测试等，并不是彼此密封分离的。电子组件在处理站/处理室之间的输送装置上在各个处理步骤之间输送。处理室包括将电子组件带入和带出处理室的开口。这意味着，制造过程发生在开放的环境，这有利于工作流程。然而，热处理是在保护气体环境下进行的，以避免氧化。为此，通过局部供应保护气体来产生局部保护气体环境。通过处理程序的开放特性，在处理位置存在保护气体浓度的动态平衡，其中通过待补偿的开口持续且局部地供应足够的保护气体用于排放。开口越小，需要补充的保护气体就越少，以在处理位置维持一定的浓度。开发本发明是为了维持处理程序的开放特性，并维持所需的开口尽可能小。因此，减少了保护气体的消耗。此外，由此形成更稳定的处理环境，并且处理结果是可再现的。
25.为了减小取决于组件的工件周围的开口横截面，从而减少惰性保护气体的损失，开口横截面主动适应工件的形貌。为此，可以首先借助于2d和/或3d成像、光学、机械和/或声学测量方法来确定工件的形貌。作为上述方法的替代和/或支持，组件几何形状的2d/3d数据可以从之前的处理获得，例如组件开发和/或组装处理。基于这些数据，气动、电动或机械控制的可动元件可以使可动元件的边缘和组件表面之间的间距最小化，从而取决于工件在通过方向上的形貌使开口横截面最小化。
26.图1示意性地示出了根据本发明的处理室的截面图。在图1的横截面中，附图标记10表示处理室，附图标记20表示开口，附图标记30表示电子组件，附图标记30a表示组件的
部件，附图标记40表示用于供应保护气体的装置，附图标记50表示可控保护装置，附图标记50a表示可动元件，附图标记50b表示致动装置，附图标记60表示控制器，附图标记70表示测量装置。在图1中，处理室10被表示为具有两个开口20，这两个开口分别用于引入或移除电子组件30。可动元件50a被表示为第一和第二可动元件，每个可动元件分别覆盖开口的上部部分和下部部分。
27.在图1所示的布置中，组件30被引入处理室10中。图1的图示显示了组件30通过入口的开口20的时间点t1的状态。在时间点t1，控制器60已经导致保护装置50的致动装置50b将保护装置50的第一和第二可动元件50a缩回至这样的程度，即考虑到当前竖立在保护装置位置处的部件30a的高度，电子组件30通过开口装配。这里，维持了可动元件50a和部件30a的表面之间的安全间距。
28.为了一方面实现从处理室的气体泄漏的有效减少，但另一方面仅涉及轻微的结构努力，有利的是将可动元件的宽度设计成大于组件上的单个部件的宽度。以这种方式，间隙宽度仅在具有到顶部的最高延伸的部件和作为整体件的可动元件的边缘之间维持恒定地小，即处于可调节的最小值，但是可动元件的数量也减少了，其中优选地仅一个单个可动元件设置在组件的一侧。特别有利的是，将可动元件配置为具有与用于组件通过的间隙宽度相对应的宽度。另一方面，可动元件的宽度可以对应于组件的宽度，这意味着大约是其上设置有部件的印刷电路板的宽度，或者可以更大，直到间隙的宽度。在后一种情况下，有利地提供了用于减少气体泄漏的另一种布置，例如一个或几个固定的或者甚至是横向可动的板元件，其横向邻接可动元件。
29.每个可动元件可以是由一个材料件制成的单个的条型元件。然而，它们也可以由彼此牢固或松散连接的几个部分件组成。在一个实施例中，可动元件在面向各自组件的一侧具有直的边缘。作为替代，该边缘也可以已经适应组件的典型形貌。
30.虽然保护装置50已经在上面被描述为使得可动元件在垂直方向上运动动(即，缩回)，但是可动元件和相应的致动装置50b可以被设计为使得可动元件可以围绕水平轴线旋转，使得旋转轴线位于可动元件的与组件相对的端部，垂直于组件的输送方向。这在图1中的出口开口处示意性地示出。其中，图1示出了垂直于图像平面和组件输送方向的旋转轴线da。图1还示出了指示可动元件旋转方向的箭头p1。在入口开口处，箭头p2显示了替代的运动的垂直方向。这两种运动机构可以在处理室中单独或组合实施。
31.在图1所示的布置中，在时间点t1，没有电子组件通过处理室10出口处的开口。相应地，第一和第二可动元件50a定位为使得它们几乎封闭处理室10或者留有一开口敞开，所述开口对应于第一和第二可动元件50a相对于彼此或者相对于相邻结构之间的安全间距。
32.在稍后的时间点t2(未示出)，当跟随部件30a位于保护装置50的位置时，控制器60导致保护装置50的致动装置50b使保护装置50的第一和第二可动元件50a的位置适应跟随部件30a的高度。这里，第一和第二可动元件可以同时且独立地运动，使得第二可动元件可以跟随组件底侧的高度轮廓。
33.部件30a的高度信息可以例如在电子组件30通过开口20之前的前一时间点t0(未示出)用测量装置70来确定。例如，通过成像方法，例如通过摄像机，可以建立电子组件30的3d模型，从中可以读出部件30a的高度数据。替代地，位置和高度信息可以从部件数据获得，部件数据由具有部件的印刷电路板的组装引起，而不需要测量。在此过程中，生成的数据文
件被传输到控制器。与电子组件30相对于处理室10的位置和速度数据一起，控制器60可以计算特定高度的特定部件何时通过保护装置60位置处的开口20。相应地，控制器60可以激活致动装置50b，以便对应于部件30a的高度定位可动元件50a。
34.作为替代或组合地，部件30a的高度信息可以用机械传感器或/和干涉传感器直接在开口20的入口处检测。
35.优选地，可动元件50a(即第一可动元件和可选的第二可动元件)由不锈钢制成。因此，获得了耐用、尺寸稳定且导电的可动元件。腐蚀和磨损较低，因此需要的维护较少。此外，导电性考虑了例如在电子组件上输送期间出现的静电的电导。例如，通过在可单独控制的可动元件的末端的软导电刷，可以实现更好的静电传导性，可单独控制的可动元件可以使摩擦电消散。由于不锈钢的可动元件在尺寸上是稳定的，并且可以非常精确地制造，可以使到处理室的部件或其他部分的安全间距最小化，从而可以使保护气体可以通过其逸出的净开口最小化。净开口被理解为保护气体可以通过其逸出的净开口区域。净开口区域对应于由可单独控制的可动元件减少的开口面积和组件的横截面面积之间的差值。
36.如果对精度以及消耗品混合磨损的最小化要求较低，导电的、温度稳定的塑料也可以用作可动元件的材料，由此可以降低处理室的制造成本。
37.作为致动装置，优选使用电动、机电或气动驱动器件。例如，可以使用具有限定步长的步进电机、具有位置检测的气动活塞、具有可动元件的位置检测的电机等。
38.控制器60可以无线或有线的方式与测量装置70和致动装置50b通信。
39.组件的cad数据或2d/3d数据可以例如无线输入到测量装置70或控制器60。

技术特征：
1.处理室(10)，用于在电子组件(30)的制造中执行热处理，所述处理室包括：至少一个开口(20)，用于引入和/或移除所述电子组件(30)；装置(40)，用于供应气体；其特征在于，可控保护装置(50)，布置在所述开口(20)上以便减少气体从所述处理室的泄漏，其中所述可控保护装置(50)包括第一可动元件，所述第一可动元件能作为整体件(50a)运动，所述第一可动元件覆盖所述开口的总宽度与所述电子组件的宽度之间的宽度；装置，用于检测与所述电子组件(30)的尺寸相关的数据；和控制器(60)，能够基于与所述电子组件(30)的尺寸相关的数据来控制所述保护装置(50)，使得当所述电子组件(30)通过所述开口(20)时，在所述电子组件和所述第一可动元件(50a)之间恒定地维持限定的间距。2.根据权利要求1所述的处理室(10)，其中所述可控保护装置(50)包括第二可动元件(50a)，所述第二可动元件覆盖所述开口的总宽度和第二电子组件的宽度之间的宽度，其中所述第一可动元件和所述第二可动元件都能作为整体件运动，并且是单独可控的，并且布置为使得当所述电子组件通过所述开口时，所述第一可动元件和所述第二可动元件设置在所述电子组件的上方和下方。3.根据权利要求2所述的处理室(10)，其中所述可控保护装置(50)能够控制所述第二可动元件(50a)，使得当所述第二电子组件(30)通过所述开口(20)时，所述第二电子组件的底侧上的部件与所述第二可动元件(50a)之间的所限定的间距能够保持恒定。4.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，其中用于检测与所述电子组件(30)的尺寸相关的数据的装置包括测量装置(70)，所述测量装置分别检测所述电子组件的形貌或三维结构。5.根据权利要求4所述的处理室(10)，其中所述测量装置(70)使用成像2d和/或3d测量方法、和/或光学测量方法、和/或机械测量方法、和/或声学测量方法来检测所述电子组件的形貌。6.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，其中用于检测数据的装置被设计为采用所提供的组件的2d和/或3d数据。7.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，还包括致动装置(50b)，通过所述致动装置，所述第一和/或第二可动元件能够同时且独立地在垂直方向上运动。8.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，还包括致动装置(50b)，通过所述致动装置，所述第一和/或第二可动元件能够同时且独立地围绕水平轴线旋转，使得旋转轴线(da)位于所述可动元件的与所述组件相对的端部，垂直于所述组件的输送方向。9.根据权利要求7或8所述的处理室(10)，其中所述致动装置包括电动或气动驱动器件。10.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，其中所述第一和/或第二可动元件由不锈钢制成。11.根据前述权利要求中任一项所述的处理室(10)，其中所述第一和/或第二可动元件由在高达280℃时稳定的导电塑料制成。

技术总结
本发明涉及一种处理室(10)，用于在电子组件(30)的制造中执行热处理，包括以下：至少一个开口(20)，用于引入和/或移除电子组件(30)；装置(40)，用于供应气体；可控保护装置(50)，布置在开口(20)上以便减少气体从处理室的泄漏，其中可控保护装置(50)包括作为整体件的第一可动元件(50A)，其覆盖开口的总宽度与电子组件的宽度之间的宽度；装置，用于检测与电子组件(30)的尺寸相关的数据；和控制器(60)，能够基于与电子组件(30)的尺寸相关的数据来控制保护装置(50)，使得当电子组件(30)通过开口(20)时，在电子组件和第一可动元件(50A)之间恒定地维持限定的间距。恒定地维持限定的间距。恒定地维持限定的间距。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：雷姆热系统有限责任公司
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2023/10/11