CN101332453A - 用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置(100)，该装置包括：流体载体板(140)，流体容器(120)，该流体容器可在所述流体载体板(140)上运动或被运动以将所述流体层(144)涂敷到所述流体载体板(140)的表面上，其中，设置有升降机构(130、136、138、142)，通过所述升降机构，所述流体载体板(140)的表面可相对于所述流体容器(120)、尤其是相对于所述流体容器(120)的下边缘移动，并且该移动具有基本上垂直于所述流体载体板(140)的表面的运动分量，尤其是该移动基本上垂直于所述流体载体板(140)的表面来走向－并且其中，尤其通过这种移动可以在预定的工作区域内限定任意的流体层厚度并且尤其通过驱动装置自动地调节。

Description

用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置

技术领域

本发明涉及一种用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置，该装置包括流体载体板以及流体容器，该流体容器用于将流体层涂敷到流体载体板的表面上并在流体载体板上可运动或被运动。

背景技术

在现有技术中，这种装置是已知的。美国专利US 6,293,317 B1公开了一种在载体板的孔内制造流体层装置，在该装置中流体容器在具有孔的载体板上运动并在此在孔内产生流体层。所谓的现有技术的缺点在于，流体层的厚度由载体板内部的孔的深度确定。在流体的特定的应用中，当然要求流体层的厚度是灵活地可适配的。从而，例如在利用焊剂(Flussmittel)或焊膏来润湿元器件的电触点时，需要焊剂层的层厚度根据例如触点的大小来调节。因此，在US 6,293,317B1中的描述的装置仅仅良好地适用于完全确定的元器件或元器件大小。具有例如过小或过大的触点的元器件通过这种装置只能较差地处理或根本不能处理。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于制造流体层的装置，其更好地适合于流体层的不同的应用。

该目的通过一种用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置实现，该装置包括：流体载体板以及流体容器，该流体容器可在流体载体板上运动或被运动以将流体层涂敷到流体载体板的表面上，其中设置有升降机构，通过该升降机构，载体板的表面可以相对于流体容器的下边缘移动，并且其中移动具有垂直于流体载体板的表面的运动分量，尤其是移动基本上垂直于流体载体板的表面来走向。

因为在确保流体容器在流体载体板的表面上运动时提出，即层厚度与流体容器的空间位置及流体载体板的表面具有关系。因此，通过流体载体板相对于流体容器的移动可以根据突出的附件由该运动产生一种例如在已涂敷或待涂敷的流体层的层厚度上的影响。因此，例如层厚度可以通过所谓的升降机构来影响。通过这种方式可以例如使已涂敷的流体层的厚度更好地例如适配于以流体待润湿的元件。因此，通过这种方式实现了用于制造流体层的装置对不同应用更好的适配程度。

另外，待涂敷或已涂敷的流体层的层厚度与流体容器相对于流体载体板的表面的空间位置有关系，这种厚度与其他的参数有关系，像例如流体的物理化学属性、像例如表面张力和粘度。但是这种附加的依赖性应该在本发明的范畴内并不被关注。

通过装置使用的流体可以例如是焊剂、焊膏、粘合剂、导热膏、导电膏或其他流体，尤其是具有相对高的黏度的流体。

流体载体板的表面可以具有至少一个基本上平坦的区域，流体层被施加(涂敷)或可施加到该区域上。另外，用于施加流体层的流体载体板的表面由多个基本上平坦的区域，特别是多个分离的平坦的区域组成。此外，用于容纳流体层的整个上侧也可以基本上是平坦的。当流体载体板的表面包括多个平坦的表面区域，特别是多个分离的平坦的表面区域时，所有这些区域可以具有一致的高度位置或也可以具有不同的高度位置(例如，用于在处理过程中制造不同厚度的层)。

在流体载体板中例如可以设置狭窄的边缘区域，在该边缘区域中例如可以设置用于容纳剩余流体的凹槽或用于流体的限制和/或稳定性的***。在此，这种***也可以例如低于已涂敷或待涂敷的流体层的厚度。

另外，装置沿着至少部分流体载体板的边缘具有用于已涂敷或待涂敷的流体层的外限制部，其中流体载体板可以相对于外限制部运动。

流体容器在流体载体板上的运动可以例如基本上平行于流体载体板的表面和/或沿着流体载体板的表面实现。为了制造流体层，流体容器可以至少在部分的流体载体板上移动或在全部的、设置用于涂敷流体层的流体载体板的表面上运动。另外，流体容器也可以从起始位置，在用于涂敷流体层的来回运动中基本上两次在流体载体板的表面上运动。

已涂敷的流体层可以例如局部或也可以完全地通过其表面张力来稳定。另外，已涂敷的流体层也可以局部或完全地通过机械的限制部(例如侧边)来稳定。

另外，流体容器这样设计，即该流体容器具有流体保存区域，该流体保存区域与流体容器的下侧上的孔连接。在此，流体容器可以另外这样设计，即在流体容器在流体载体板的表面上的运动中，流体层通过流体从流体容器的下侧的孔中排出来制造。通过这种方式，为所述的装置提供了一种简单且机械性能良好的可制造的设计可行性方案。

根据前述的说明书的装置可以例如另外地这样设计，即待涂敷的流体层的厚度通过升降机构在预定或可预定的最小厚度值及最大厚度值之间持续地可调节或者被调节。在此，最小厚度值可以是零或也可以是不为零的最小层厚度。由此，在制造的流体层适配到相应的使用到流体层的元器件时可以进一步地改善灵活性，因为至少在大范围区域内，流体层的厚度可以准确地适配于相应地通过使用到层的元器件而预设的边界条件。从而，例如在为电接触区域包覆焊膏层的装置中，焊膏层的厚度可以准确地适配于电触点的膨胀例如长度。

待涂敷的流体层的厚度可以符合例如流体容器的下边缘相对于流体载体板的表面的距离，特别是流体容器相对于流体载体板的表面的垂直距离。从而流体容器的下边缘和流体载体板的表面的上述的间距(例如垂直间距)可以特别是流体容器的下边缘和流体载体板的表面之间的高度差。

如已经说明的，流体载体板包括对于流体层的限制和/或稳定的***。在前述的情况中，这种***例如符合最小的厚度值或者也低于最小的厚度值。在这种情况中，制成的层随后通常部分地通过设计为***的机械性的限制和部分地通过其表面张力来稳定。

这种所述的设计方案可以特别也在具有向下开放的储备空间的前述的流体容器的组合中实现特别简单和灵活的用于制造流体层的装置。

另外，流体载体板可以这样设计，即其不具有用于限制已涂敷或待涂敷的所述流体层的垂直突出表面的侧边部件。在这种设计方案中可以例如设置，已涂敷的流体层基本上完全通过流体的表面张力来稳定。流体载体板可以额外地例如在边缘区域中设置凹槽或凹部，它们可以用于排放剩余流体。

联系上下文，流体载体板的每个区域都理解为表面，已涂敷或待涂敷的流体层都位于该流体载体板上。

通过流体载体板的设计方案可以制造具有连续的厚度值的特别简单的流体层，因为在突出表面的部件上不存在妨碍，该部件可以限制流体容器在载体板上的运动。例如如果强制使用限制具有预定的高度流体层的侧边部件，那么流体容器必须在流体载体板上至少在以流体涂敷的表面上的这种高度来运动。

当在本发明的范畴内描述一种流体容器在流体载体板上的运动，则由此而表示流体容器和流体载体板的相对运动。这意味着，即在此或者流体容器可以在固定的流体载体板上运动，或者流体载体板可以在固定的流体容器之下运动经过。

另外，装置具有基本部件，其中基本部件可以例如设计用于将装置固定到载体上，或者可以设计用于将装置例如固定在自动装配设备的基本单元上。这种基本部件可以例如设计为完全或部分封闭的外壳，作为基本单元，作为支架、载体单元或类似的机械单元。

在此，装置例如这样设计，即在载体板通过垂直于流体载体板的表面的运动分量移动时，该流体载体板相对于基本单元移动并且流体容器的位置相对于基本单元保持不变。另外，也可以设计出，即在所谓的流体容器相对于基本单元的移动时，在此期间流体载体板相对于基本单元的位置保持不变。通过这种基本部件，提供了所谓装置在较大的生产设备中的集成可行性，例如一种用于为基板装配元器件的自动装配设备或一种相应的生产设备或生产线(例如装配线)。

升降机构可以这样设计，即该升降机械包括用于运动流体载体板的驱动单元。在此，驱动单元例如是一种马达，例如电动机，或者也是一种气动或液压驱动的驱动单元。在此，驱动单元可以例如固定或被固定在基本部件上。这样设计的升降机构可以实现一种流体载体板的简单的控制或位置变化，因为在用于改变流体载体板位置的装置中根本不需要手动的干预。

另外，升降机构也设计用于手动地调节流体载体板的位置。这可以实现所述装置的特别合理及简单的结构。

升降机构可以另外包括由驱动单元驱动的第一驱动部件和位于流体载体板上的第二驱动部件，其中用于使流体载体板运动的第一驱动部件和第二驱动部件共同作用。第一和第二驱动部件可以分别设计为至少部分设计为楔形的部件和/或包括滚轮、传送带、传动装置或类似的部件。

第一和第二驱动部件在此可以例如这样共同作用，即设置为彼此相应配合定位的滑动面，其中在两个驱动部件运动时，滑动面交错滑过。在此，滑动面设计为滑动支承(Gleitlager)或也设计为滚动支承(Rollenlager)或类似物。这种设计方案可以实现升降机构的机械简单和非常精准的结构。

在此，第一驱动部件可以为了流体载体板的运动基本上平行于流体载体板的表面运动或可运动。在此，第二驱动部件可以例如通过第一驱动部件垂直于流体载体板的表面运动或可运动，并且由此而起到载体板垂直于流体载体板的表面运动的效果。通过这种方式提供了可行性方案，例如制作一种特别紧凑的装置，用于在载体上形成具有预定厚度的流体层，因为例如流体载体板下的结构空间可以用于第一驱动部件的运动。

第一和第二驱动部件可以分别具有一个与流体载体板的表面呈角度的滑动面，其中两个驱动部件的滑动面这样相互适配、设置或设计，即在由驱动单元作用的流体载体板的运动时该滑动面自身一起运动。如前文所述，这种滑动面可以包括滑动轴承，转轮或导轨和相应的转动滑撬或滚轮。这种设计方案也实现了升降机构的机械简单及甚至于精确的设计方案。

另外，前述的目的例如通过一种用于将电子和/或光学元器件装配到基板上的自动装配设备来实现，其包括一种用于从自动装配设备的供应区域中拾取电子和/或光学元器件以及用于将元器件安置在基板上的握爪，以及通过一种装置来实现，用于制作根据前述说明书的流体层，其中自动装配设备这样设计及设置，该自动装配设备在使用用于制造具有流体的流体层的装置时在元器件从供应区域中拾取之后以及在安置到基板上之前至少润湿和可润湿元器件的接触部段。通过根据前述说明书的装置的设计方案，这种自动装配设备也可以实现待产生或已产生的流体层与各个已安装的元器件的要求的良好适配。

在此，元器件的接触部段可以是用于元器件和载体的电和/或机械连接的部段。为了产生电和有可能同时是机械的连接，接触部段可以例如是金属的接触脚、接触球和/或接触面，在此由此而使用的流体层可以例如由焊剂或焊膏制造。纯机械连接可以例如在使用粘接流体层时制造。

自动装配设备的握爪可以例如设计为吸移管或机械的握爪。在此，另外例如元器件以流体润湿可以通过握爪的相应的运动而实现，例如在此之间握爪将其上保持的元器件在流体层上运动并且随后至少部分通过垂直运动浸泡在流体层中。

在此，用于制造流体层的装置可以例如至少部分设置在自动装配设备的供应区域中或邻接供应区域设置。通过这种方式可以在从供应区域中拾取元器件时提供到润湿元器件的较短的路线，这有助于更简单和快速地处理元器件以及在基板上装配元器件。

前述的目的也通过一种方法来实现，该方法用于通过一种根据前述说明的用于制造流体层的装置来制造流体层，该方法由以下步骤构成：通过升降机构来调节待涂敷的流体层的厚度，涂敷流体层。通过升降机构调节流体层的层厚度的可行性可以提出一种简单的可能性，即流体层的厚度可以与特定的应用适配。

在此，待涂敷的流体层的厚度例如通过流体容器的下边缘到流体载体板的表面的间距来确定，尤其是通过流体容器到流体载体板的表面的垂直间距来确定。从而，流体层的厚度例如可以对应于流体容器的下边缘到流体载体板的表面的间距或者例如也通过该间距来确定。流体层的厚度可以也小于例如所述的流体容器和载体板表面的所述间距，其中流体容器和载体板表面的间距分别对应于流体层的层厚度。

前述的情况可以特别例如在储存容器中发生，在该储存容器中流体在制造流体层时至少部分地通过容器的下侧的孔流出。在此，另外有可能在最大厚度值和最小厚度值之间持续地调节厚度。通过这种所述的设计方案可行性另外改善了流体层与例如待润湿的元器件的适配度。

所述方法可以另外这样设计，即为了涂敷上流体层，流体容器在流体载体板上方运动。为此也可以使用在前面给出的文字中对此已经给出的说明和设计可行性方案。从而例如容器可以在板的上方运动或者板在容器下方运动经过。

前述的目的另外通过一种方法实现，该方法在使用根据前述说明书的自动装配设备时用于装配电子和/或光学元器件，该方法由以下步骤构成：

通过升降机构来调节待涂敷的流体层的厚度，涂敷流体层，至少将由握爪从供应区域中拾取的元器件的接触面浸入到流体层中，并且随后将元器件安置到待装配的基板上。

通过该可行性方案可调节待涂敷的流体层的厚度，该方法也可以改善已涂敷的流体层与待使用或已使用元器件的适配可行性。在此，自动装配设备的另一可行的设计方案可以根据前述说明来实现。

从而，例如待涂敷的流体层的厚度也可以通过流体容器的下边缘到流体载体板的表面的间距来确定。例如为了涂敷流体层，流体容器也可以在流体载体板上方运动，其中例如容器也可以在板的上方运动或板在容器下方运动经过。

其他的设计方案可行性包含在从属权利要求中。

附图说明

随后，示例地参照附图来说明本发明。其中：

图1示出了用于制造具有预定厚度的流体层的装置的示例；

图2示出了用于制造具有其他层厚度的层的图1中示出的装置。

具体实施方式

在图1中示出了用于制造焊剂层的装置100。装置100包括载体板140，焊剂层144涂敷在该载体板的表面上。为了涂敷流体层144设置有焊剂存储物124，其存放在焊剂容器120的存储物腔122中。焊剂容器120的存储物腔122向下打开，从而在焊剂容器120以由箭头123示出的方向在载体板140的表面上方运动时，焊剂124从存储物腔122的下方孔中流出并且由此而涂敷在载体板140的表面上。

流体层144具有层厚度d1，其也在图1中示出并且其由在图1的细节A中示出的载体板140的表面和流体容器120的下边缘的间距d2得出。为了涂敷所述层，流体容器120从在图1中示出的起始位置开始以箭头123的方向完全运动到载体板140的另一端并且随后又被拉回到在图1中示出的起始位置中。

如在图1的细节A中示出的，流体层144的层厚度d1通常小于载体板140的表面和流体容器120的下边缘之间的间距d2。这例如由流体层144被涂敷后的流体滑动和流体流失造成。如也在图1的细节A中示出的，在流体层144的边缘区域145中，层144的厚度通过润湿效果从d1开始增长，例如从d1向d2增长。这种边缘区域145可以例如在流体层碰撞到固定的限制部的位置产生。

通过驱动马达126驱动存储物容器120沿箭头方向123进行前述运动以制造焊剂层144，该驱动马达可通过驱动杆128水平地移动存储物容器120。在此，驱动杆128可以例如设计为螺纹杆或气缸，其中驱动马达126可以包括相应设计的、可旋转安置的驱动部件。

驱动单元126与支架110固定连接，该支架用作用于制造焊剂层的装置100的机械的基本支架。

载体板140设计成高度可调节的并且可以沿着在图1中示出的垂直箭头143相对于支架110移动。载体板140的移动通过固定在支架110上的驱动单元136来实现。该驱动单元又通过推杆138作用到推移部件130上，该推移部件可通过这种方式沿图1中示出的箭头方向133运动。推移部件130具有倾斜的接触面，其与升降部件142的相应倾斜的另一接触面产生接触，其中升降部件142与载体板140固定连接。

在推移部件130以箭头方向133的运动中，推移部件130和升降部件142的所述的接触面相抵滑过，从而产生升降部件142以及进而载体板140的沿图1中示出的箭头方向143的相应垂直运动。在此，在图1中推移部件130向右的运动产生载体板140的抬高并且在图1中推移部件130向左的相应运动产生载体板140的下降。

为了制造厚度d1的流体层144，推移部件130活动以使得载体板140的表面具有到流体容器120的下边缘的间距d2，如在图1中所示。在此，在流体容器120的下边缘和流体载体板140的表面之间的、对于层厚度d1重要的以及由此需在此考虑的流体容器120的下边缘和流体载体板140的表面之间的距离是流体容器120的下边缘和流体载体板140的表面之间的高度差d2。在此，高度差d2和层厚度d1之间的关系可以例如通过一系列因素来确定、推测或分析计算。

随后，流体容器120通过在图1中的驱动单元126以箭头方向123向右完全在载体板140上运动并且随后又回到在图1中示出的初始位置中。在该运动时，焊剂124在下方从流体容器120中排出并且沉淀到流体载体板140的表面上。随后，具有厚度d1的焊剂层144在载体板140的表面上制造。

接下来，在元器件随之例如安置到印刷电路板上并被焊接之前，例如相应的具有金属触点的电子元器件靠近流体层144移动并触点浸入到其中。

在本说明书中提及的用于制造流体层的装置的升降机构可以在本示例中包括例如推移部件130、升降部件142、以及用于推移部件130的驱动单元136和用于使推移部件运动的驱动杆138。

图2示出了在图1中示出的用于制造焊剂层的装置，该装置通过调节以制造具有其他厚度d3的流体层。在图2中的装置100的参考标识对应于在图1中的装置的参考标识。

在图2中示出的用于制造焊剂层的装置100的结构中，载体板140的垂直位置通过升降机构136、138、130、142这样调节为使得制造厚度为d2的焊剂层。对此，相对于在图1的结构，推移部件130通过在图2中的驱动单元136向左移动一段，这将起到升降部件142以及与此相连接的载体板140下降一个相应的量值的作用。下降这样实现，即载体板140的表面相对于流体容器120的下边缘的间距对应于一个数值d4，其大于d3。在此，高度差d4和层厚度d3之间的相互关系例如通过一系列的因素来确定、推测或分析计算。

随后，按照对应于图1给出的说明，焊剂层144通过流体容器120在方向123上的相应水平运动产生。

如在图2可以看出，示出的层厚度d3是最大的、通过装置实现的焊剂层144的厚度，因为在示出的位置中，升降部件142安置到载体单元上。因此，流体层可以通过装置100以数值d3(在图2中示出)之间的任意厚度调节。当载体板140的表面位于和流体容器120的下边缘相同的高度时，实现数值0。

通过这种方式可以实现装置100的非常灵活的调节，该装置用于在具有不同长度或所设计的触点的不同电子元器件上制造焊剂层。

前述的用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置可以通过利用相应的升降机构调节流体载体板的位置实现所制造的流体层的厚度与不同应用(例如，对应于不同的部件具有各自的流体层)的非常灵活的适配。这种部件可以装置来润湿，该装置用于制造流体层，例如通过粘合剂、粘附剂、焊剂、焊膏或类似的流体来润湿。灵活的适配度可以例如由此而实现，即在特定的区域内所产生的流体层的厚度可以持续地调节并且可以非常灵活地适配相应部件的准确的设计结构和几何形状。

Claims (16)

1.一种用于在载体上制造具有预定厚度的流体层的装置(100)，所述装置包括：

-流体载体板(140)，

-流体容器(120)，该流体容器可在所述流体载体板(140)上方运动或被运动以将所述流体层(144)涂敷到所述流体载体板(140)的表面上，

其特征在于，设置有升降机构(130、136、138、142)，通过所述升降机构，所述流体载体板(140)的表面可相对于所述流体容器(120)、尤其是相对于所述流体容器(120)的下边缘移动，并且该移动具有垂直于所述流体载体板(140)的表面的运动分量，尤其是该移动基本上垂直于所述流体载体板(140)的表面走向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，待涂敷的所述流体层(144)的厚度(d1、d3)通过所述升降机构(130、136、138、142)在预定或可预定的最小厚度值和最大厚度值之间可持续调节或者持续被调节。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述流体载体板(140)不具有用于限制已涂敷或待涂敷的所述流体层(144)的垂直突出表面的侧边部件。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括基本部件(110)，尤其用于将所述装置(100)固定到载体上，或者固定在自动装配设备的基本单元上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述升降机构(130、136、138、142)包括用于使所述流体载体板(140)运动的驱动单元(136)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述升降机构(130、136、138、142)另外包括由所述驱动单元(136)驱动的第一驱动部件(130)和位于所述流体载体板(140)上的第二驱动部件(142)，其中，用于使所述流体载体板(140)运动的所述第一驱动部件(130)和所述第二驱动部件(142)共同作用。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，用于使所述流体载体板(140)运动的所述第一驱动部件(130)基本上平行于所述流体载体板(140)的表面被运动或可运动。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一和第二驱动部件(130、142)分别具有一个与所述流体载体板的表面呈角度取向的滑动面，其中，所述驱动部件(130、142)的滑动面这样设置或设计，即在所述流体载体板(142)通过所述驱动单元(136)运动时，所述滑动面交错滑过。

9.一种用于将电子和/或光学元器件装配到基板上的自动装配设备，包括：

-握爪，用于从所述自动装配设备的供应区域中拾取所述电子和/或光学元器件以及用于将元器件安置在所述基板上，以及

-根据权利要求1至8中任一项所述的用于制造流体层的装置(100)，其中，所述自动装配设备这样设计及设置，即在使用用于制造具有流体的所述流体层的所述装置(100)时，在所述元器件从所述供应区域中接收之后以及在安置到所述基板上之前，润湿或可润湿所述元器件的至少接触部段。

10.根据权利要求9所述的自动装配设备，其特征在于，用于制造所述流体层的所述装置(100)至少部分地设置在所述供应区域中或设置为邻接所述供应区域。

11.一种方法，用于通过一种根据权利要求1至8中任一项所述的装置(100)来制造所述流体层，所述方法由以下步骤构成：

-通过所述升降机构(130、136、138、142)来调节待涂敷的所述流体层(144)的厚度(d1、d3)，

-涂敷所述流体层(144)。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，待涂敷的所述流体层(144)的所述厚度(d1、d3)通过所述流体容器(120)的下边缘到所述流体载体板(140)的表面的间距被预定或可预定。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，为了涂敷所述流体层(144)，所述流体容器(120)在所述流体载体板(140)上运动。

14.一种方法，在使用根据权利要求9或10所述的自动装配设备时用于装配电子和/或光学元器件，所述方法由以下步骤制造：

-通过所述升降机构(130、136、138、142)来调节待涂敷的流体层(144)的厚度(d1、d3)，

-涂敷所述流体层(144)，

-至少将由所述握爪从所述供应区域中拾取的所述元器件的接触面浸入到所述流体层(144)中，

-将所述元器件安置到待装配的基板上。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，待涂敷的所述流体层(144)的厚度(d1、d3)通过所述流体容器(120)的下边缘到所述流体载体板(140)的表面的间距来预定或可预定。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，为了涂敷所述流体层(144)，所述流体容器(120)在所述流体载体板(140)上运动。

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