粘性介质到电子基板上的涂覆的制作方法

专利名称：粘性介质到电子基板上的涂覆的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造电子元件组件的领域。特别地，本发明涉及一种 设备，其用于在借助电子元件贴装机将电子元件安装到基板上之前， 将诸如焊骨的粘性介质涂覆到电子基板的预定表面部分上。本发明还 涉及一种用于将电子元件安装到电子基板上的电子元件贴装机，以及 一种用于生产电子线路装置的生产线。此外，本发明涉及一种方法， 其用于将粘性介质涂覆到电子基板的预定表面部分上，特别是用于将 焊骨和/或导电胶涂覆到在印刷电路板上形成的预定导体结合区域上。
背景技术：
用于生产电子线路装置的高性能生产线通常包括多个电子元件
贴装机。图2示出了这种高性能生产线200，其包括四个电子元件贴装 机210。贴装机210沿两条输送路线即第一输送路线201和第二输送路 线202布置成一排。两条输送路线201和202相互平行地排列。它们用 于输送电子基板或者说印刷电路板260，电子元件借助于各贴装机210 安装到所述印刷电路板260上。
每个贴装机210均包括一个框架211和四个馈送台212。每个馈送 台212均包括用于将各种类型的电子元件馈送至电子元件贴装机210 的多个馈送单元。每个贴装机210还包括四个安装头和四个贴装区域， 所述贴装区域位于贴装机210的中央区域。因此，两条输送路线201 和202中的每条输送路线都与四个贴装区域中的两个贴装区域相交， 而每个贴装区域位于与对应的馈送台212相邻的位置。
由贴装机210执行的安装程序以将印刷电路板260放置在贴装区 域内开始。随后，对应的安装头从馈送单元212收集一个或多个电子 元件。接下来，安装头朝对应的贴装区域输送这些电子元件并将这些 元件贴装到印刷电路板260上的预定位置。
在借助一个或多个贴装机210将所有元件贴装在适当位置之后， 将制成的印刷电路板组件260进给至回流炉206。在回流炉206中，加热已配备有电子元件的印刷电路板260，使得位于电子元件的端子与 印刷电路板260上的对应焊盘之间的焊骨被熔化。在冷却之后，电子 元件与印刷电路板260上的对应的印制导线之间便建立了永久的导电 连接。
在完成焊接程序之后，借助于由附图标记208标示的卸载单元从 生产线200上移除制成的电子线路装置。
为了保证可靠的焊接工艺，需要将适量的焊骨设置到印刷电路板 的将要与元件端子接触的每个焊盘上。因此，用于生产电子线路装置
的生产线还包括用于将焊骨涂覆到电子基板的预定表面部分上的机 器。这些机器也称为焊骨印刷机，
US 2004/0238595 Al公开了 一种包括用于保持电路板的基板保持 器的焊骨印刷机。用于粘结电子元件的粘性材料借助于橡皮滚子通过 印网掩膜印刷到电路板上。
由于已知的焊骨印刷机的容量有限，所以图2所示的高性能生产 线200包括两个焊骨印刷机207a和207b。两个印刷机207a和207b并联 运转，以便能够向相对于印刷机207a和207b布置在下游的电子元件贴 装机210提供充足的基板。印刷机207a和207b借助于梭子214连接至该 排贴装机210。梭子214用于向输送路线207a和207b输送部分地涂覆有 焊骨的印刷电路板260。印刷电路板装载器205用于将空白印刷电路板 馈送至印刷机207a或者印刷机207b 。
通过采用两个印刷机来提供足够的印刷电路板具有如下缺点，即 如果这些印刷机在空间上并联布置，则会增大整个生产线的宽度(见 图2)。相反，如果这些印刷机在空间上布置成一排，则会增大生产线 的长度。结果，出于经济方面的考虑，增大了必要的生产占地面积。 相应地，单位占地面积的性能降低。出于经济方面的考虑，由于生产 占地面积应尽可能地小，所以生产占地面积是用于生产电子线路装置 的高性能生产线的收益性的重要参数。
可能存在提供如下解决方案的需要该方案用于将生产电子线路 装置的高性能生产线布置在有限的生产占地面积内。

发明内容
该需要可通过根据独立权利要求的主题来满足。本发明的有利实施方式通过从属权利要求来描述。
根据本发明的第一方面提供一种设备，其用于将粘性介质涂覆到 电子基板的预定表面部分上、特别是用于将焊骨和/或导电胶涂覆到 在印刷电路板上形成的预定导体结合区域上。所提供的粘性介质涂覆
设备包括(a)涂覆装置，其用于将粘性介质涂覆到电子基板的预定表 面部分上；和(b)接口，其适于将该设备附连至电子元件贴装机。
本发明的该第一方面基于如下思想通过将所提供的粘性介质涂 覆设备附连至电子元件贴装机，可在紧凑的格局内建立用于电子线路 装置的高性能生产线。至少与通常包括至少两个单独的粘性介质涂覆 设备的公知的高性能生产线相比较，所需的生产占地面积明显较少， 因此，由于需要明显较少的生产占地面积，所以能提高了电子线路装 置的生产效率。
特别地，所描述的设备能实现用于生产电子线路装置的生产线， 该生产线明显窄于或短于包括单独的焊骨印刷机的公知生产线.因 而，能使用一个或几个所描述的设备。因此，能够提高电子线路装置 或者说电子元件的生产率。
例如，粘性介质可以是焊骨和/或导电胶，以便可靠地接触稍后 被贴装到预定导体结合区域或者说在印刷电路板上形成的焊盘上的 电子元件。然而，必须提及的是，本发明不限于焊骨和/或导电胶的 涂覆，粘性介质也可以是用于生产电子线路组件的任何材料。例如，
层填充材料:通过使用底层填充材料，能够吸收例如由于温度变化所 引起的机械应力。
必须提及的是，要以广义方式理解术语"接口"。具体而言，接 口至少包括允许将所描述的设备附连至电子元件贴装机的机械联接 元件。特别是，所描述的设备的外部尺寸必须适应于贴装机的对应轮 廓和/或形状。此外，接口还可包括电的和/或光学的连接器，其允许 进行电力供应和/或贴装机与所描述的介质涂覆设备之间的通讯。由 于所描述的设备的运转涉及贴装机，所以不需要提供单独的动力源和 /或处理单元。然而，当然不排除介质涂覆设备包括其自身的动力源 和/或单独的数据处理器，例如用于控制涂覆设备的运转。
根据本发明的一个实施方式，接口设计成使得设备能够至少.部分
7地集成在电子元件贴装机内。这可提供的优点是用于所描述的介质涂 覆设备和电子元件贴装机的组合所需的空间能够进一 步减小。因此， 介质涂覆设备和电子元件贴装机的外壳能相互交叉.
根据本发明的另一个实施方式，接口设计成使得该设备能够在通 常设置用于将电子元件馈送至电子元件贴装机的装栽设备的位置被 附连至电子元件贴装机。
在这方面，装栽设备可以是例如相对于电子元件贴装机的传送器 设置在侧边的多个馈送器模块。通常，馈送器模块借助于能够容易地 连接至贴装机或从贴装机分离的所谓馈送器支撑台来组合。因此，通 过使用所描述的接口，介质涂覆设备能够容易地与馈送器支撑台互 换。这可提供的优点是，能够在第一操作模式与第二操作模式之间容 易地重新配置贴装机，在第一操作模式中仅将电子元件贴装到基板 上，在第二操作模式中将粘性介质涂覆于基板。
根据本发明的另一个实施方式，该设备还包括用于自动输送电子 基板的第一输送系统。
这可提供的优点是，能够以自动方式将一系列不同的基板馈送至 介质涂覆装置。因此，由于能够明显地提高单位时间内设置有粘性介 质的基板的数量，所以能够提高所描述的设备的效率.
第 一输送系统可以是例如传送系统，其中要传送的电子基板被简 单地放置在传送带上。
为了减少所需的空间，第 一输送系统可包括空间上相互盘绕的不
同部分。因此，对应的输送路线可包括一个或多个z字.此外，可将
输送路线形成在不同的高度中，使得可明显减小第 一输送系统所需的 空间。
根据本发明的另一个实施方式，该设备还包括第二输送系统，其 用于自动输送掩膜，该掩膜用于部分地覆盖电子基板从而使粘性介质 能够选择性地涂覆到电子基板的预定表面部分上。
第二输送系统可适于操纵多个掩膜，使得所描述的设备能以高效 的方式运转。这意味着在预定的时间单位内，能使大量的基板设置有 粘性介质。
优选地，第二输送系统有助于闭环输送系统，使得在涂覆程序过 程中使用掩膜之后，能将该掩膜再次用于其它电子基板。这意味着能
8以循环方式利用几个掩膜。因此，所述闭环可包括不同的输送部分， 其中笫二输送系统的一个输送部分对应于第一输送系统的至少一个
部分。这意味着第一输送系统和第二输送系统包括共用的输送部分， 在该共用的输送部分中电子基板与对应的掩膜被一起传送。
为了防止基板与对应的掩膜之间的相对位移，可使用合适的夹紧 元件，以便使基板与对应的掩膜临时地相互固定.
必须提及的是，还可例如借助于传送系统来实现第二输送系统。
根据本发明的另一个实施方式，涂覆装置包括(a)用于储存粘性介 质的储存器和(b)用于将粘性介质从储存器转移至电子基板的刮板元 件。
优选地，涂覆装置布置在第一输送系统上方，使得电子基板与对 应的掩膜可一起在刮板元件的下面直线运动。因此，能够通过掩膜的 开口将粘性介质转移到电子基板上，涂覆装置或者说刮板元件直接设 置在刮板元件的上方可提供介质转移由重力支持的优点。
所描述的刮板元件优选地位于介质转移设备内的大致固定的位 置，该刮板元件使得能够以顺续方式实现到多张不同基板的准连续的 材料转移。因此，如果提供足够数量的掩膜，则在给基板安装电子元 件之前，所描述的介质转移设备允许电子基板或者说印刷电路板的准 连续的印刷.
根据本发明的另一个实施方式，该设备还包括翻转单元，其适于 使电子基板的方向翻转，使得电子基板的底侧颠倒.所描述的翻转单 元可提供的优点是，如果最初已将电子基板放置在掩膜的顶部，则包 括电子基板和掩膜的固定的系统可一起旋转，使得在翻转程序之后掩 膜位于电子基板的顶部。这具有的效果是，能够通过掩膜的开口将介 质自顶部向下转移到电子基板上。
根据本发明的另一个实施方式，该设备还包括清理单元，其用于 从掩膜去除粘性介质的残留物。在将掩膜用于保护电子基板的某些表 面部分之后不久便可进行残留物的去除。这可提供的优点是，在无需 大量机械和/或化学清理工作的情况下便能够相对容易地去除这些残 留物。
清理单元可布置在第一和/或优选地在第二输送系统内。这可提 供的优点是，能够以自动方式实现清理程序.根据本发明的另 一个方面，提供一种用于将电子元件安装到电子
基板上的电子元件贴装机。所提供的电子元件贴装机包括(a)框架； (b)操纵头，其能够借助于定位系统在框架内运动；和(c)用于将粘性 介质涂覆到电子基板的预定表面部分上的设备。上文已描述了粘性介 质涂覆设备的实施方式。该设备可拆卸地附连至框架。
本发明的该方面基于如下思想通过提供具有上述粘性介质涂覆 设备的标准电子元件贴装机，与焊骨印刷机和贴装机为彼此独立的机 器的生产线相比较，能够在更紧凑的格局内建立高性能的电子线路装 置生产线，该生产线包括焊骨印刷机、元件贴装机和炉子。
操纵头还可标示为安装头、装备头和/或转移头。在电子元件贴 装机的常规运转期间，操纵头用于收集电子元件，并将所收集的元件 放置到电子基板或者说印刷电路板的表面上的预定位置上。因此，预 定位置由合适的导体结合区域或者说焊盘限定，其设置有诸如焊骨和 /或导电胶的粘性介质。
根据本发明的一个实施方式，电子元件贴装机还包括第一摄像 头，该第 一摄像头用于检测已被馈送至用于涂覆粘性介质的设备的电 子基板的位置。
第一摄像头优选地为固定式摄像头，其在电子元件贴装机的常规 运转期间用于测量已被操纵头的保持装置拾取的电子元件的位置。可 将第一摄像头定位于在安装程序或者说贴装程序期间电子基板位于 其中的贴装平面下方，这意味着从底部向顶部观察基板，
电子基板的位置检测可依赖于可设置在电子基板处的基准的检 测和识别。当然，可将摄像头联接至执行合适的图像处理的评估处理 器单元。可将评估处理器单元集成到控制整个电子元件贴装机的运转 的中央处理器单元内。
根据本发明的另一个实施方式，操纵头能够操纵被插入用于涂覆 粘性介质的设备中的电子基板。例如，这能够在操纵头可借助于定位 装置运动的情况下实现，该定位装置允许或多或少地延伸到粘性介质 涂覆设备中的宽的定位范围.另外，如果介质涂覆设备延伸到电子元 件贴装机中，则也能实现位于该介质涂覆设备内的电子基板的操纵。
借助于操纵头操纵电子基板可提供的优点是，可拓展操纵头的空 间精确度，以便以高的空间精确度将电子基板放置在掩膜处。这意味着无需为了将电子基板定位或者说放置到掩膜上或反之亦然，而为粘 性介质涂覆设备设置附加的操纵机器人.因此，能以相对简单且便宜 的机械组件来实现涂覆设备。
根据本发明的另一个实施方式，该电子元件贴装机还包括第二摄 像头，其用于检测电子掩膜的位置，该电子掩膜用于部分地覆盖电子 基板，使得可将粘性介质选择性地涂覆到电子基板的预定表面部分。
该第二摄像头可以是可移动的摄像头，其在电子元件贴装机的常 规运转期间用于测量已被插入电子元件贴装机的贴装区域中的电子 基板的位置。该第二摄像头可设置有单独的定位系统，使得能独立地 定位该第二摄像头。作为替代方案，可将第二摄像头附连至操纵头，
使得当操纵头被移动时，第二摄像头便被自动地定位。
可将第二摄像头定位于在安装程序期间电子基板位于其中的贴
装平面上方，在优选地也在贴装平面内操纵掩膜的假设下，这意味着 从顶部观察掩膜。因此，如果使用基准以便使掩膜识别和/或掩膜位 置检测更可靠，则这些基准必需设置在掩膜的顶面处。
必须提及的是，第二摄像头还可用于检查至少一部分之前已借助 于上述粘性介质涂覆设备涂覆于基板的粘性介质。
根据本发明的另一个方面，提供一种生产线，其用于生产电子线 路装置.该生产线包括根据上述实施方式中的任一个实施方式的电子 元件贴装机。
本发明的该方面基于如下思想与包括至少一个用于将焊骨转移 到电子基板的焊盘上的印刷机的公知生产线相比较，能够以紧凑得多 的方式建立所描述的生产线。这之所以可能实现是因为采用了一种电 子元件贴装机，译电子元件贴装机设置有上述粘性介质涂覆设备，因 此，进行基板或者说印刷电路板的印刷完全不需要或者不需要太大的 空间。与公知的生产线相比较，能够以较窄和较短的尺寸来实现所描 述的生产线，因此，所描述的生产线可允许实现高的单位占地面积生 产率。
根据具体应用，特别是根据应该建立高性能生产线还是常规生产 线的问题， 一个、两个或更多的电子元件贴装机可设置一个上述粘性 介质涂覆设备。
在这一点上，必须提及的是，能够以相对简单且有效的方式将常规电子元件贴装机重新配置成设置有粘性介质涂覆装置的上述电子 元件贴装机。用于重新配置电子元件贴装机的优选方式是用介质涂覆 装置代替馈送台.
该生产线可包括通常串联布置的多个电子元件贴装机.然而，某 些贴装机也可并联布置。
所描述的生产线可包括诸如回流炉的其它机器，该回流炉用于持 久地接触已贴装在电子基板或者说印刷电路板上的电子元件。此外， 该生产线可包括光学的检查机，用于检查是否已将电子元件贴装在正 确的位置。这种光学的检查机可相对于炉子布置在上游和/或下游。
根据本发明的另 一个方面，提供一种用于将粘性介质涂覆到电子 基板的预定表面部分上、特别是用于将焊骨和/或导电胶涂覆到在印
刷电路板上形成的预定导体结合区域上的方法.所提供的方法包括 (a)将电子基板馈送至如上所述的电子元件贴装机，其中电子基板被供 应至用于涂覆粘性介质的设备；(b)借助于操纵头操纵电子基板；和(c) 将粘性介质涂覆到电子基板的预定表面部分上，
本发明的该方面基于如下思想不需要使用独立的印刷机来涂覆 诸如焊骨和/或导电胶的粘性介质。介质涂覆也能通过利用可与常规 电子元件贴装机组合的介质涂覆设备来完成。优选地，涂覆设备能够 至少部分地集成在安装设备中，使得能够在明显减小的占地面积内建 立用于电子线路装置的整个生产线。通过减小所需的覆盖面积的尺 寸，也能够减少电子设备的整体生产成本.
必须提及的是，馈送电子基板也可包括将电子基板输送至电子基 板能由操纵头接收的位置。因此，可将用于涂覆粘性介质的设备与上 述笫一输送系统结合使用。
根据本发明的一个实施方式，该方法还包括检查所涂覆的粘性介 质。因此，能够测量电子基板的预定表面部分内的粘性介质的量和/ 或粘性介质的分布，以便防止进一步处理介质涂覆不足的电子基板。 这可提供的优点是，能够避免将电子元件安装在有缺陷的基板上。
一旦检测到有缺陷的电子基板，便能够从电子线路装置的生产过 程中去除该基板。
根据本发明的另一个实施方式，该方法还包括(a)将电子基板进给 至电子元件贴装机的贴装区域和(b)将电子元件贴装到电子基板上。
12这可提供的优点是，尽管需要在电子元件贴装机的贴装区域与用于涂 覆粘性介质的设备之间提供接合面，但仍然可以使用用于将元件贴装 在电子基板上的上述电子元件贴装机。
优选地，为了附连介质涂覆设备，原始电子元件贴装机的馈送台 可至少部分地由涂覆设备代替。然而，也可存在能被用于将电子元件 馈送至贴装区域的剩余馈送器模块。当然，能馈送至贴装区域的不同 元件类型的数量可以是有限的。然而，如果在生产线内串联地设置了 一个以上的贴装机，则这种限制可容易地通过以合适的方式在不同的 贴装机之间分布各种电子元件来补偿.
根据本发明的另一个实施方式，该方法还包括测量所馈送的电子 基板的位置。电子基板的位置测量可借助于与上述电子元件贴装机的 第一摄像头对应的摄像头来完成。该第一摄像头优选地为固定式摄像 头，其在电子元件贴装机的常规运转期间用于测量已由操纵头的保持 装置拾取的电子元件的位置。可将第一摄像头定位于在安装程序期间 电子基板位于其中的贴装平面的下方.
优选地，电子基板的位置检测基于可设置在电子基板处的基准的 检测和识别。取决于电子基板的光学特性，这些基准可具有任何合适 的颜色和/或各种形状。
根据本发明的另一个实施方式，该方法还包括将掩膜馈送至涂覆 装置内预定的位置。这可提供的优点是，通过将所馈送的电子基板与 所馈送的掩膜进行组合，能够将粘性介质的涂覆容易地限制于预定的 表面部分。因此，可借助于印刷程序来完成介质涂覆，其中介质以层 状方式被转移到预定的表面部分和掩膜上。
根据本发明的另一个实施方式，该方法还包括测量所馈送的掩膜 的位置。掩膜的位置测量可借助于与上述电子元件贴装机的第二摄像 头对应的摄像头来完成。该第二摄像头可以是可移动的摄像头，其在 电子元件贴装机的常规运转期间用于测量电子基板的位置。
如上文已描述的，可将第二摄像头附连至操纵头，使得当移动操 纵头时，第二摄像头也被自动定位。
优选地，第二摄像头定位于在安装程序期间电子基板位于其中的 贴装平面上方，在优选地也在贴装平面内操纵掩膜的假设下，这意味 着从顶部观察掩膜，因此，如果使用基准以便提高掩膜位置检测的可靠性，则这些基准必须设置在掩膜的顶面处.
根据本发明的另一个实施方式，操纵电子基板的步骤包括将电子 基板和掩膜放置在彼此的顶部。这意味着操纵头将掩膜放置在电子基 板上或将电子基板放置在掩膜上。因此，可考虑电子基板和/或掩膜 的上述位置检测的结果。
必须提及的是，电子元件贴装机的操纵头或者说安装头具有非常 高的精度。这意味着在精确测量所馈送的基板和所馈送的掩膜的位置 之后，不需要进一步的位置测量。
通过使用通常分配给电子元件贴装机的光学的检查系统，能够非 常精确地评估所馈送的基板与所馈送的掩膜之间的相对位置，因此， 与常规的电子元件贴装机相比较，无需附加的摄像头系统。当然，必 须在将电子基板进给至电子元件贴装机的贴装区域之前将掩膜与电 子基板相互分离。
根据本发明的另一个实施方式，操纵电子基板的步骤还包括夹紧 电子基板和掩膜，使得它们彼此相对固定。这可提供的优点是，能够 防止电子基板与对应的掩膜之间的不期望的相对位移。可使用合适的 夹紧元件，以便使基板和掩膜临时地相互固定。因此，该夹紧状态必 须被保持，至少直到将粘性介质完全涂覆于电子基板为止。
根据本发明的另一个实施方式，该方法还包括(a)使电子基板与掩 膜分离和(b)清理掩膜。因此，优选地在将粘性介质涂覆于电子基板 之后，执行分离步骤和清理步骤。
清理掩膜的步骤可提供的优点是，在将掩膜用于第一电子基板的 介质涂覆程序之后，能够将相同的掩膜再次用于第二基板以及其它基 板。因此，能够以循环的方式使用几个掩膜，使得能够建立掩膜的闭 环循环。
通常，清理导致从掩膜去除粘性介质的残留物.因此，优选地在 将掩膜用于保护电子基板的某些表面部分之后不久进行清理。这可提 供的优点是，在无需大量机械和/或化学清理工作的情况下能够相对 容易地去除这些残留物。
必须提及的是，可通过将被污染的掩膜插入液体清理剂中来执行 清理程序。因此，可使用用于清理剂的位于一个平面上方或优选地位 于该平面下方的对应容器，介质涂覆在该平面内完成。这意味着，在不同输送平面内的介质涂覆设备内传送掩膜.这可提供的优点是，能 够以紧凑的设计来实现上文详细描述的介质涂覆设备。当然，也能将 电子基板或者说印刷电路板的输送路径布置在不同高度.
根据本发明的一个实施方式，该方法还包括翻转电子基板的方 向，使得电子基板的底侧颠倒。
如果最初已将电子基板放置在掩膜的顶部，则两个元件可一起旋 转，使得掩膜最终位于电子基板的顶部.这可提供的优点是，能够通 过掩膜的开口将介质向下转移到电子基板上。
根据本发明的另一个实施方式，涂覆粘性介质的步骤包括借助于 刮板元件将粘性介质从储存器转移至电子基板.刮板元件也可命名为 橡皮滚子.
可将刮板元件定位在粘性介质转移设备内的大致固定的位置。这 使得能够以顺续的方式实现到多张不同基板的准连续的材料转移。因 此，如果可得到足够的掩膜，则可通过分配给刮板元件的转移区域来 传送电子基板和对应的掩膜而以准连续的方式实现转移。
根据本发明的另一个实施方式，电子基板是单一化的电子基板。 这可提供的优点是，在板已配备有电子元件之后，不需要使成组的板 单一化。如果所采用的电子元件贴装机包括比单一化的基板的尺寸大 的安装区域，则可使用合适的栽体元件，以便利用大的安装区域。
单一化的电子基板的使用可进一步提供的优点是，可将用于单一 化的电子基板的对应的单一的布局比较靠拢地一起布置在大的原始 印刷电路板面板上，如同由印刷电路板的制造商所提供的一样.
由于将焊骨涂覆到印刷电路板上的公知印刷机通常设计为用于 操纵较大的板，所以与现有的解决方案相比较，集成的印刷机模块所 需的整体空间小得多。上文已参照用于涂覆粘性介质的设备的各种实 施方式描述了这种可集成的印刷机模块。
必须指出的是，已参照不同的主题描述了本发明的实施方式。特 别是，已参照设备类型的权利要求描述了某些实施方式，同时参照方 法类型的权利要求描述了其它实施方式。然而，本领域技术人员将从 上文和下文的描述中获悉的是，除非另有说明，除属于一种主题的特 征的任意组合之外，还认为涉及不同主题的特征之间的、特别是设备
15合都已被本申请公开.
本发明的上文限定的方面以及其它方面将通过下文描述的实施 例而变得明显，并将参照实施例而得到解释.下面将参照实施例更详 细地描述本发明，但本发明不限于所述实施例。


图la示出了根据本发明实施方式的高性能生产线，该生产线包括 设置有两个粘性介质涂覆设备的电子元件贴装机。
图lb示出了在图la中描绘的电子元件贴装机的放大图，该贴装机 设置有两个粘性介质涂覆设备。
图lc示出了在图la中描绘的电子元件贴装机的进一步的放大图， 该贴装机设置有两个粘性介质涂覆设备。
图2示出了标准的高性能生产线，其包括两个印刷电路板印刷机、 四个电子元件贴装机和一个炉子，
具体实施例方式
附图中的视图是示意性的。应指出的是，在不同的视图中，相似 的或相同的元件设置有相同的附图标记或设置有与对应的附图标记 仅第一个数字不同的附图标记。
图la示出了根据本发明实施方式的高性能生产线100。该生产线 100包括载体装栽器104，其将栽体元件103馈送至两条输送路线，即 第一输送路线101和第二输送路线102。
生产线100还包括沿两条输送路线101和102布置成一排的多个电 子元件贴装机120、 110。相互平行地排列的输送路线101和102用于输 送栽体元件103。栽体元件103适于运栽单一化的电子基板或者说印刷 电路板，所述电子基板具有明显小于在每个贴装机120、 IIO中设置的 贴装平面的面积。
第一电子元件贴装机120配备有附连到贴装机120的框架上的两 个粘性介质涂覆设备150。粘性介质涂覆设备150也被称为印刷机模 块。印刷机模块150通过分别从原始贴装机移除馈送台并用印刷机模 块替换这些被移除的馈送台而附连至贴装机120。
根据在此描述的实施方式，印刷机模块150将焊骨转移至电子基板的预定表面部分上。这些预定表面部分是导体结合部或者说在基板 的表面上形成的焊盘.
其它元件贴装机110相对于第一电子元件贴装机120位于下游.每 个贴装机110均包括一个框架111和四个馈送台112。每个馈送台112 均包括用于馈送各种类型的电子元件的多个馈送单元.每个贴装机 IIO还包括四个安装头(未示出)和四个贴装区域，所述贴装区域位于贴 装机110的中央区域。因此，两条输送路线101和102中的每条输送路 线均与四个贴装区域中的两个贴装区域相交，而每个贴装区域位于与
对应的馈送台112相邻的位置。为每个贴装区域分配了四个安装头中 的一个安装头。
在借助一个或多个贴装机120、 IIO将所有预定元件贴装在适当位 置之后，将制成的印刷板组件进给至回流炉106。在回流炉106中，印 刷板组件被加热，使得位于电子元件的端子与印刷电路板上的对应焊 盘之间的焊骨被熔化。在冷却之后，电子元件与印刷电路板上对应的 印制导线之间便建立了永久性的导电连接。
在完成焊接程序之后，借助于由附图标记108标示的卸栽单元从 生产线100上移除制成的印刷板组件。在那里，印刷板组件与栽体元 件103分离。载体元件103返回至载体装载器103。栽体元件的返回由 附图标记109标示。栽体的返回109例如能通过利用适于临时容纳多个 栽体元件103的合适的盒手动地完成。作为替代方案，栽体的返回109 也能以自动方式实现.
图lb示出了电子元件贴装机120的放大图。贴装机120包括一个框 架121和四个贴装区域113。适于运栽多个单一化的基板103的载体元 件103可定位在贴装区域113内。可借助于能通过定位系统(图lb中未 示出)移动的安装头125a、 125b将电子元件安装到被运栽的基板上。 为每个贴装区域113分配了一个安装头125a、 125b。
如从图lb所能看到的，设置于贴装机120左部的安装头125a不是 用于安装电子元件的，因为在贴装机120的左部，馈送元件已由印刷 机模块150替代。如稍后将更详细地描述的，印刷机模块150用于将焊 骨涂覆到电子基板的结合区域上，
印刷机模块150借助于接口 130分别联接至贴装机120的主体。根 据在此描述的实施方式，接口包括机械联接元件，其允许印刷机模块
17150可移除地附连到电子元件贴装机120。因此，印刷机模块150的外 部尺寸与贴装机120的对应轮廓相适应。此外，接口130还包括电连接 器，其允许电力供应和/或贴装机120与印刷机150之间的通讯。
印刷机模块150部分地集成在贴装机120内。因此，对应安装头或 者说搮纵头125a能操纵当前由印刷机模块150加工的电子基板。特别 地，安装头125a用于将空白的电子基板放置在合适的掩膜上。稍后将 参考图lc给出关于印刷程序的更多细节。
贴装机120的右部对应于公知的高性能贴装机。设置馈送台122, 以便向布置于贴装机120右侧的安装头125b提供电子元件。借助于安 装头125b，电子元件被贴装在印刷电路板上。
图lc示出了电子元件贴装机120的进一步的放大图。特别地，该 图更详细地描绘了下面的印刷机模块150。在下文中，结合对用于将 粘性介质涂覆到电子基板160的预定表面部分上的程序的解释来说明 印刷机模块150的装配和印刷机模块150的部件。因此，该程序的某些 步骤完成的位置用带圆圏的附图标记标示，根据在此描述的实施方 式，粘性介质为焊骨。
焊骨涂覆程序以步骤S1开始，在步骤S1中将单一化的空白电子基 板160馈送至用于输送基板160的第一输送系统155。
在步骤S2中，沿由箭头指示的方向输送电子基板160。根据在此 描述的实施方式，基板160被成对地输送至传送器155上。在第一输送 系统155的布置于印刷机模块150右侧的第一部分155a的末端，基板 160的运动停止。
在步骤S3中，能够借助于定位系统126活动的安装头125a从传送 器155接收电子基板160。为了可靠地拾取电子基板160,安装头125a 可配备有特殊的保持装置。特别地，安装头125a可配备有吸嘴，其包 括相对较大的吸入口，以便可靠地拾取电子基板160。
在步骤S4中，安装头125a被移动，以便将电子基板160定位在固 定的第一摄像头123的向上的视野中。当将电子基板160临时地定位在 第一摄像头123的视野内时，设置在基板160处的基准被测量。通过评 估测得的基准的位置，电子基板160在贴装机120的坐标系内的位置便 得以确定。
根据在此描述的实施方式，第一摄像头123为固定式摄像头，其
18通常用于测量已被操纵头的合适吸嘴拾取的电子元件的位置。第一摄
像头123定位在贴装平面113下方。这意味着是从底部向顶部观察基板 160。
在步骤S5中，掩膜170被馈送至第一输送系统155的第二部分 155b。因此，采用第二输送系统165，其部分地布置在第一输送系统 155的第三部分155c的下方。掩膜170用于部分地覆盖电子基板160， 使得在下文将更详细地描述的另外的步骤内，能选择性地将粘性介质 涂覆到电子基板160的预定表面部分。
所描述的粘性介质涂覆程序通过另外的步骤S6a、S6b和S6c继续。 所有这些步骤都大致在印刷机模块150内相同的位置完成。因此，这 些步骤在图lc中由共用的附图标记S6标示。
在步骤S6a中，借助于可移动的第二摄像头127测量设置于掩膜处 的基准。根据在此描述的实施方式，第二摄像头127是所谓的基板摄 像头127,其通常用于测量已被引入贴装平面并准备安装电子元件的 印刷电路板的位置。
第二摄像头127定位于在常规安装程序期间电子基板位于其中的 贴装平面113的上方。由于还在贴装平面113内操纵掩膜170,所以这 意味着从顶部观察掩膜170。因此，被使用以便使掩膜的识别更可靠 的基准设置在掩膜170的顶面处。
在测量基准之后，掩膜170在贴装机120的坐标系内的位置便得以 确定。此外，由于基板的位置是已知的，所以掩膜170与基板160之间 的空间关系也得以建立。
在步骤S6b中，安装头125a将基板160放置到掩膜170上。因此， 安装头125a的通常的空间精确度是足够的。由于未期望有进一步的空 间补偿，所以不需要进一步的光学测量.根据在此描述的实施方式， 两块基板160被顺序地放置在一个掩膜170上。这意味着每个掩膜设计 为用于两块基板160。
在步骤S6c中，借助于合适的夹紧装置将基板160与掩膜170相互 固定。因此，基板160与掩膜170之间的相对空间位置将被维持，直到
松开夹紧装置为止。
在步骤S7中，在笫一输送系统155的第二部分155b上一起传送掩 膜170和电子基板160。在第二部分155b的末端，掩膜170和基板160的运动停止。
在步骤S8中，翻转单元175使掩膜170和基板160翻转。其后，基 板160定位于底部，而掩膜170定位于顶部。根据在此描述的实施方式， 关于掩膜170成对地完成翻转。这意味着使每张都设置有两块基板160 的两张掩膜一起翻转。
在步骤S9中，借助于输送系统155的第三部分155c向涂覆装置180 进一步传送被翻转的掩膜170和基板160。
在步骤S10中，借助于刮板元件181将焊骨涂覆到基板160的预定 表面部分。涂覆装置180布置在第一输送系统155上方，使得电子基板 160在刮板元件181的下面直线运动。因此，能使焊骨从储存器182通 过掩膜170的开口转移到电子基板160上。因此，焊骨转移由重力支持，
涂覆装置180或者说刮板元件181定位在印刷机模块150内的固定 位置，这使得能够以顺续的方式实现到多张不同基板的准连续的材料 转移。如果设置了足够数量的掩膜170，则在印刷电路板160于其它贴 装区域113内被安装电子元件之前，所描述的印刷机模块150允许对这 些印刷电路板160进行准连续的印刷。
在分离单元185中完成的步骤S11中，基板160与掩膜170分离。根 据在此描述的实施方式，分离单元定位在第一输送系统155的平面下 方。在分离之后，掩膜被转移至清理单元190,并且基板160被转移至 基板输送系统155的第四部分155d。
在清理单元190中完成的步骤S12中，从掩膜170上除去焊骨的残 留物。残留物的去除在掩膜170于步骤S10期间被用于保护电子基板 160的某些表面部分之后不久便进行。
在步骤S13中，借助于上文所述的笫二输送系统165将被清理的掩 膜170返回至第一输送系统155的第二部分155b。因此，重复使用掩膜 的闭合循环便得以实现。
在步骤S14中，借助于基板输送系统155的第四部分155d朝一位置 传送基板160，在该位置能对此时已设置有焊骨的基板160进行光学检 查。
在步骤S15中，基板160被以光学方式检查。因此，电子基板160 的预定表面部分内的焊骨的量和/或焊骨的分布被测量.因此能从生 产工序中去除焊骨涂覆不足的电子基板160。
20根据在此描述的实施方式，光学检查借助于附连至安装头125a 的摄像头127实现。
在光学检查之后，电子基板160被输送至同时已馈送至贴装区域 113的栽体元件103。通过将栽体元件103用于多块被提供的电子基板 160,能使这些基板160—起沿第二输送路线102朝另外的贴装区域113 运动。在这些贴装区域113内，电子元件被以公知方式贴装到基板160 上。因此，另外的贴装区域113可以是例如贴装机120的下游贴装区域 113。另外的贴装区域113也可以是相对贴装机120位于下游的贴装机 IIO的贴装区域。
应指出的是，术语"包括"并不排除其它元件或步骤，并且"一" 并不排除多个。此外，可对结合不同实施方式描述的元素进行组合。 还应指出的是，权利要求中的附图标记不应理解为限制所述权利要求 的范围。
附图标记列表
100 生产线
101 第一输送路线/传送器
102 第二输送路线/传送器
103 栽体元件
104 载体装栽器 106 回$危炉
108 卸载单元
109 载体返回路径
110 标准电子元件贴装机
111 框架
112 馈送单元/馈送台
113 贴装区域
120 电子元件贴装机/贴装机
121 框架
122 馈送单元/馈送台
123 第一摄像头/固定式摄像头/元件摄像头 125a 操纵头/安装头/装备头125b 操纵头/安装头/装备头
126 定位系统
127 第二摄像头/可移动摄像头/基板摄像头130 接口
150 粘性介质涂覆设备/印刷机模块
155 第 一输送系统/基板输送系统/传送器
155a 第一部分
155b 第二部分
155c 第三部分
155d 第四部分
160 电子基板/印刷电路板/单一化的基板
165 第二输送系统/掩膜输送系统/传送器
170 掩膜
175 翻转单元
180 涂覆装置
181 刮板元件
182 粘性介质储存器185 分离单元
190 清理单元
51 馈送电子基板
52 传送电子基板
53 借助安装头从传送器接收电子基板
54 借助安装头将基板定位在第一摄像头上方并测量基板上的基准
55 馈送掩膜
56 借助可移动的第二摄像头测量掩膜处的基准借助安装头将基板放置到掩膜上和将基板夹紧到掩膜上
57 传送掩膜和电子基板
58 翻转掩膜和电子基板
59 传送掩膜和电子基板S10 借助刮板涂覆粘性介质Sll将基板与掩膜分离
S12清理掩膜
S13返回被清理的掩膜
S14传送基板
S15检查基板
200生产线
201第一输送路线
202第二输送路线
205印刷电路板装载器
206回流炉
207a印刷电路板印刷机
207b印刷电路板印刷机
208卸栽单元
210电子元件贴装机
211框架
212馈送单元/馈送台
214梭子
260电子基板/印刷电路板/印刷板组件
权利要求
1.一种用于将粘性介质涂覆到电子基板(160)的预定表面部分上、特别是用于将焊膏和/或导电胶涂覆到在印刷电路板(160)上形成的预定导体结合区域上的设备，所述设备包括涂覆装置(180)，其用于将所述粘性介质涂覆到所述电子基板(160)的预定表面部分上；和接口(130)，其适于将所述设备(150)附连至电子元件贴装机(120)。
2. 根据权利要求l所述的设备，其中所述接口 (130)设计成使得所述设备(150)能够至少部分地集成 在电子元件贴装机(120)内。
3. 根据权利要求2所述的设备，其中所述接口 (130)设计成使得所述设备(150)能够在通常设置用于 将电子元件馈送至所述电子元件贴装机(120)的装栽设备(122)的位置 被附连至所述电子元件贴装机(120)。
4. 根据权利要求l所述的设备，还包括 第一输送系统(155)，其用于自动输送所述电子基板(160)。
5. 根据权利要求4所述的设备，还包括笫二输送系统(165)，其用于自动输送掩膜(170)，所述掩膜(170) 用于部分地覆盖所述电子基板(160)，从而使所述粘性介质能够选择性 地涂覆到所述电子基板(160)的预定表面部分上.
6. 根据权利要求l所述的设备，其中 所述涂覆装置(180)包括储存器(182)，其用于储存所述粘性介质；和 刮板元件(181)，其用于将所述粘性介质从所述储存器(182)转移 至所述电子基板(160)。
7. 根据权利要求l所述的设备，还包括翻转单元(175)，其适于翻转所述电子基板(160)的方向，使得所 述电子基板(160)的底侧颠倒。
8. 根据权利要求l所述的设备，还包括清理单元(190)，其用于从掩膜(170)去除所述粘性介质的残留物。
9. 一种用于将电子元件安装到电子基板(l 60)上的电子元件贴装 机，所述电子元件贴装机(120)包括框架(121);操纵头(125a)，其能够借助于定位系统(126)在所述框架(121)内运 动；和根据权利要求l所述的用于将粘性介质涂覆到电子基板(160)的预 定表面部分上的设备(150)，所述设备(150)可拆卸地附连至所述框架 (121)。
10. 根据权利要求9所述的电子元件贴装机，还包括第 一摄像头(123),其用于检测已被馈送至用于涂覆粘性介质的设 备(150)的电子基板(160)的位置。
11. 根据权利要求9所述的电子元件贴装机，其中 所述操纵头(125a)能够操纵被插入用于涂覆粘性介质的设备(150)中的电子基板(160),
12. 根据权利要求9所述的电子元件贴装机，还包括 第二摄像头(127)，其用于检测电子掩膜(170)的位置，该电子掩膜(170)用于部分地覆盖所述电子基板(160)，从而使所述粘性介质能 够选择性地涂覆到所述电子基板(160)的预定表面部分上。
13. —种用于生产电子线路装置的生产线，所述生产线(100)包括根据权利要求9所述的电子元件贴装机(120)。
14. 一种用于将粘性介质涂覆到电子基板(160)的预定表面部分 上、特别是用于将焊骨和/或导电胶涂覆到在印刷电路板(160)上形成 的预定导体结合区域上的方法，所述方法包括将电子基板(160)馈送至根据权利要求9所述的电子元件贴装机 (120),其中将所述电子基板(160)供应至用于涂覆粘性介质的设备 (150)，借助于所述操纵头(125a)操纵所述电子基板(160)，和 将所述粘性介质涂覆到所述电子基板(160)的预定表面部分上。
15. 根据权利要求14所述的方法，还包括检查所涂覆的粘性介质。
16. 根据权利要求14所述的方法，还包括将所述电子基板(160)进给至所述电子元件贴装机(120)的贴装区 域(U3)，以及将电子元件贴装到所述电子基板(160)上。
17. 根据权利要求14所述的方法，还包括测量所馈送的电子基板 (160)的位置。
18. 根据权利要求14所述的方法，还包括将掩膜(170)馈送至所述 涂覆装置(150)内的预定位置，
19. 根据权利要求18所述的方法，还包括测量所馈送的掩膜(no) 的位置。
20. 根据权利要求18所述的方法，其中操纵所述电子基板(160) 包括将所述电子基板(160)与所述掩膜(170)放置在彼此的顶部。
21. 根据权利要求20所述的方法，其中操纵所述电子基板(160) 还包括夹紧所述电子基板(160)和所述掩膜(l70)，使得所述电子基板 (160)与所述掩膜(170)相对于彼此固定。
22. 根据权利要求18所述的方法，还包括使所述掩膜(170)与所述 电子基板(160)分离并且清理所述掩膜(no)。
23. 根据权利要求14所述的方法，还包括翻转电子基板(160)的方 向，使得所述电子基板(160)的底侧颠倒。
24. 根据权利要求14所述的方法，其中涂覆粘性介质包括借助 于刮板元件(181)将所述粘性介质从储存器(182)转移至所述电子基板 (160)。
25. 根据权利要求14所述的方法，其中所述电子基板是单一化 的电子基板(160),
全文摘要
本发明描述一种用于将粘性介质涂覆到电子基板(160)的预定表面部分上的设备(150)。该设备(150)包括用于粘性介质的涂覆装置(180)和接口(130)。接口设计成用于将设备(150)附连至电子元件贴装机(120)。通过将设备(150)至少部分地集成在贴装机(120)内，不需要再为电子线路装置的生产线(100)提供单独的粘性介质涂覆机。因此，能够在有限的生产占地面积内实现高性能生产线(100)。本发明还描述了均包括上述涂覆设备(150)的电子元件贴装机(120)和生产线(100)。此外，本发明还描述了利用上述涂覆设备(150)将粘性介质涂覆到电子基板(160)上的方法。
文档编号H05K13/04GK101647332SQ200680056891
公开日2010年2月10日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者R·格雷, W·利格尔 申请人:西门子电子装配系统有限责任两合公司