用于执行浸锡处理或铜镀覆处理的方法和设备与流程

1.本发明涉及在部件承载件的生产中执行浸锡处理的方法和设备以及在部件承载件的生产中执行铜镀覆处理的方法和设备。


背景技术：

2.在制造诸如印刷电路板(pcb)或基板之类的部件承载件时，提供金属表面是一项常见的工作。
3.例如，锡表面可以被设置为用作可焊接或可结合的表面的最终修整部以用于后续的组装步骤。锡通常沉积到部件承载件的表示为接触垫的铜部分上。作为最常见的应用方法，锡应用的首选方法是通过利用浸锡镀覆来进行化学镀覆过程而沉积锡。特别地，对于pcb生产中的浸锡表面修整部，可以应用浸锡处理。通常通过在酸性sn(ii)硫脲溶液中进行浸镀反应而在铜pcb垫上形成薄的锡层(低至1μm)。pcb垫的铜被氧化并被锡金属代替，根据以下反应方程式，该锡金属是从酸性硫脲sn(ii)溶液中沉积的：2cu+sn
2+
→
2cu
+
+sn。
4.此外，铜表面可以设置为例如用作传导迹线。为此，通常通过铜镀覆处理来沉积铜，该铜镀覆处理可能涉及电解和化学镀覆技术。
5.通常，浸锡处理是在空气气氛中执行的。然而，当在含氧的空气气氛中执行浸锡处理时，在处理模块中可能会发生sn(ii)与来自空气的氧生成二氧化锡(sno2)的不期望的氧化反应。sno2固体的不期望的形成可能导致模块中的辊的驱动齿轮和过滤器单元的堵塞，并可能导致被破坏的最终表面的外观。由于与来自空气的氧气形成不期望的二氧化锡，因此必须在几天内进行大量的维修工作，包括更换堵塞的过滤器。而且，在含氧的空气气氛中，铜镀覆处理可能趋于产生不期望的氧化副产物(例如铜镀覆组合物中的有机化合物)。
6.当用非氧化性气氛比如氮气气氛代替空气气氛时，将需要从氮产生器或氮气瓶连续且昂贵地供给大量的例如氮气(比如：对于典型的浸锡或铜镀覆而言，每小时超过200m3)。然而，用于提供如此大量氮气的成本将超过维修和停机时间的成本，使得该方法不能代表针对商业浸锡或铜镀覆过程中上述问题的经济解决方案。
7.此外，如上所述，在浸锡处理中通常使用的是酸性的sn(ii)硫脲溶液。硫脲用于铜离子的络合，这首先可能使较稀有的铜被不太稀有的sn(ii)氧化。然而，在例如70℃的典型浸锡温度处，硫脲可以在一定程度上分解成硫化氢(h2s)，硫化氢可以继而与铜离子(特别是cu
2+
)反应而生成不期望的黑色的cus。


技术实现要素：

8.因此，本发明的目的是提供下述方法和设备：该设备和方法允许以稳定且成本有效的方式在部件承载件的生产中执行浸锡处理或铜镀覆处理，并且显著减少了维修工作和停机时间。
9.为了实现上文限定的目的，提供了根据独立权利要求的用于在部件承载件的生产中执行浸锡处理的方法和设备以及用于在部件承载件的生产中执行铜镀覆处理的方法和
设备。
10.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种在部件承载件(比如印刷电路板或基板)的生产中执行浸锡处理的方法，该方法包括：在浸锡单元中将部件承载件的铜表面(特别是铜垫)的至少一部分浸入包含锡(ii)的组合物(特别是溶液)中，同时使非氧化性(惰性)气体穿行(循环、流过、流动)通过浸锡单元(以特别地使得浸锡单元大致由非氧化性气体填充)，其中，非氧化性气体的至少一部分被再循环(特别地被循环)。
11.根据本发明的另一示例性实施方式，提供了一种用于在部件承载件(比如印刷电路板或基板)的生产中执行浸锡处理的设备(比如装置)，该设备包括：至少一个非氧化(惰性)气体(特别是氮)产生单元、至少一个浸锡单元、至少一个流体驱动单元、至少一个气-气(特别是氮-氮)热交换器、至少一个气-水(特别是氮-水)热交换器、位于气-水热交换器的上游和/或下游的至少一个水去除单元、以及至少一个h2s去除单元。该设备特别地构造成用于使非氧化性气体进行循环，并且因此可以包括相应的导管，特别是在该装置的各个单元或实体之间提供流体连接的导管。
12.根据本发明的又一示例性实施方式，提供了一种在部件承载件(比如印刷电路板或基板)的生产中执行铜镀覆处理的方法，该方法包括：在铜镀覆单元中用铜对部件承载件的表面的至少一部分进行镀覆，同时使非氧化性(惰性)气体(气氛)穿行(循环、流过、流动)通过铜镀覆单元(以特别地使得铜镀覆单元大致由非氧化性气体填充)，其中，非氧化性气体的至少一部分被再循环(特别地被循环)。
13.根据本发明的再一示例性实施方式，提供了一种用于在部件承载件(比如印刷电路板或基板)的生产中执行铜镀覆处理的设备(比如装置)，该设备包括：至少一个非氧化性(惰性)气体(氮)产生单元、至少一个铜镀覆单元和至少一个流体驱动单元。该设备特别地构造成用于使非氧化性气体进行循环，并且因此可以包括相应的导管，特别是在该装置的各个单元或实体之间提供流体连接的导管。
14.在本申请的上下文中，术语“浸锡处理”可以特别地表示在部件承载件的制造中将锡(或锡合金)化学镀覆为表面(特别是铜表面，比如铜垫)修整部的处理。因此，术语“浸锡处理”也可以称为“浸锡镀覆处理”或“化学镀锡处理”。
15.在本申请的上下文中，术语“铜镀覆处理”可以特别地表示以电解(电流)或化学(非电流)的方式在部件承载件的一部分的表面上镀覆一层铜的处理。
16.在本申请的上下文中，术语“非氧化性气体”可以特别地表示不具有引起氧化的能力的气体(或气体混合物或气体气氛)，特别是不具有使sn(ii)氧化成sn(iv)的能力和/或使有机化合物氧化的能力的气体。“非氧化性气体”可以特别地基本上不包含氧气或类似的氧化性气体，例如，包含小于2体积百分比的氧气、优选地小于1体积百分比的氧气，类似的氧化性气体比如为臭氧或过氧化物。在本申请的上下文中，术语“非氧化性气体”也可以被称为“惰性气体”或“惰性气体气氛”。
17.根据本发明的示例性实施方式，提供了一种用于执行浸锡处理的方法和设备以及用于执行铜镀覆处理的方法和设备，其中，被再循环的非氧化性(即惰性)气体(气氛)相应地穿行或循环通过浸锡单元和铜镀覆单元，使得这些单元基本上由非氧化性气体填充，同时相应地实施锡浸和铜镀覆。通过使用再循环的非氧化性气体气氛，即通过使非氧化性气体比如氮循环通过设备或装置的不同单元或实体，不仅可以以成本有效的方式抑制或甚至
避免不期望的氧化副反应，还可以有效地去除副产品，比如在浸锡镀覆的情况下的硫化氢(h2s)。结果，可以以稳定且成本有效的方式实施在部件承载件的生产中的浸锡处理以及铜镀覆处理，并且显著减少维修工作和停机时间。
18.示例性实施方式的详细描述
19.在下文中，将说明用于执行浸锡处理的方法和设备以及用于执行铜镀覆处理的方法和设备的其他示例性实施方式。然而，本发明不限于以下示例性实施方式的具体描述，示例性实施方式的具体描述仅出于说明的目的。
20.应注意的是，除非另外特别说明，否则结合一个示例性实施方式或示例性方面描述的特征可以与任何其他示例性实施方式或示例性方面组合，特别地，用执行一处理的方法的任何示例性实施方式描述的特征可以与执行一处理的方法的任何其他示例性实施方式以及用于执行处理的设备的任何示例性实施方式组合，反之亦然。
21.在提及单数术语时使用不定冠词或定冠词，比如“一个”、“一种”或“该”也包括该术语的复数，反之亦然，除非另有明确说明，否则如本文所使用的，用语“一个”或数字“1”通常意为“仅一个”或“恰好一个”。
22.应当注意的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且如本文所使用的，术语“包括”不仅具有“包括有”、“具有”或“包含”的含义，还具有“大致由
……
构成”、和“由
……
构成”的含义。
23.除非另有明确说明，否则本文所使用的表述“至少部分地”、“至少部分”或“至少一部分”可以表示其至少5％、特别是其至少10％、特别是其至少15％、特别是其至少20％、特别是其至少25％、特别是其至少30％、特别是其至少35％、特别是其至少40％、特别是其至少45％、特别是其至少50％、特别是其至少55％、特别是其至少60％、特别是其至少65％、特别是其至少70％、特别是其至少75％、特别是其至少80％、特别是其至少85％、特别是其至少90％、特别是其至少95％、特别是其至少98％、也可以表示是其100％。
24.在实施方式中，在部件承载件的生产中执行浸锡处理的方法包括：
[0025]-在浸锡单元中将部件承载件的铜表面(特别是铜垫)的至少一部分浸入包含锡(ii)的组合物(特别是溶液)中，
[0026]-同时使非氧化性(惰性)气体(气氛)穿行(循环、流过、流动)通过浸锡单元(以特别地使得浸锡单元大致由非氧化性气体填充)，其中，非氧化性气体的至少一部分被再循环(特别地被循环)。
[0027]
在实施方式中，将部件承载件的铜表面的至少一部分浸入包含sn(ii)的组合物(特别是溶液)中的步骤包括将部件承载件的铜表面的至少一部分浸渍在含有包含sn(ii)溶液的浴中。另外地或替代性地，可以将包含sn(ii)的组合物喷射或以其他方式施加到部件承载件的铜表面的至少一部分上。
[0028]
在实施方式中，包含sn(ii)的组合物还包含酸和用于铜(特别是铜离子)的络合剂。通过采取该措施，可以提高铜/锡氧化还原反应的生成量和/或速度。用于铜的络合剂可以特别地包括硫脲，以及/或者酸可以特别地包括甲磺酸，这已被证明特别适合于浸锡处理。
[0029]
在实施方式中，浸入步骤是在50℃至95℃、特别地是在60℃至85℃、特别地是在70℃至75℃的温度处实施的，这已经被证明是特别适合实施浸锡处理的温度。
[0030]
在实施方式中，浸入步骤是在浸锡单元内的升高的气压的情况下实施的，特别地，升高的气压是(正常)大气压力的1.02倍至1.2倍、特别地是大气压力的1.05倍至1.1倍。通过采取该措施，可以有效地抑制或甚至避免空气(以及因此的氧气)可以进入浸锡单元，否则，可能引起不期望的副反应，比如将sn(ii)氧化成sn(iv)，从而形成不期望的二氧化锡(sno2)。在这方面，在本发明的实施方式中，应注意的是，浸锡单元通常不是被密封地闭合的隔室，而通常可以允许进行某种气体交换，例如可以允许将过多的非氧化性气体气氛释放至周围环境。
[0031]
在实施方式中，非氧化性气体(气氛)包括至少95体积百分比的氮，特别是至少98体积百分比的氮、比如为至少99体积百分比的氮。除氮之外，非氧化性气体(气氛)可以包括其他非氧化性(惰性)气体，比如氩气、二氧化碳、氖气、氦气等，但也可以包括少量(例如小于2体积百分比、优选地小于1体积百分比)的氧化性气体、比如氧气。氮是一种相对便宜的非氧化性气体，其大量(通常为约78体积百分比)包含在空气中，因此出于成本原因，非氧化性气体(气氛)主要包括氮气是有利的。对本领域技术人员明显的是，非氧化性气体(气氛)还可以包括较大量(比如大于5体积百分比)的其他惰性气体，比如稀有气体，但是在经济上不是优选的。此外，可以容许少量的氧化性气体、比如氧气，只要氧化性气体不会引起明显的不期望的氧化副反应、比如sn(ii)氧化反应成sn(iv)从而生成二氧化锡(sno2)即可。
[0032]
在实施方式中，非氧化性气体穿行通过容纳包含sn(ii)的组合物的浸锡单元。特别地，非氧化性气体优选地在包含sn(ii)的组合物上(上方)流过或流动，而不是流过或流动通过包含sn(ii)的组合物。因此，不需要非氧化气体汩汩地通过包含sn(ii)的组合物、比如包含sn(ii)溶液的浴。相反，(仅)浸锡单元的头部空间大致由非氧化气体填充的情况可能是有利的。通过采取该措施，可以在没有由要被用锡镀覆的铜表面处的气泡引起的干扰的情况下进行浸锡处理，该气泡可能会损害铜表面与锡溶液之间的材料交换。
[0033]
在实施方式中，非氧化性气体的至少一部分被循环和再利用，特别是被重新引入到浸锡单元中。换句话说，穿行通过浸锡单元的非氧化性气体的至少一部分(比如至少80％或至少90％)循环通过用于执行浸锡处理的设备的其他单元或实体，其中可以对非氧化性气体进行处理，特别地使非氧化性气体净化，并且使非氧化性气体净化最终重新引入到浸锡单元中。
[0034]
在实施方式中，该方法还可以包括使非氧化性气体的(离开浸锡单元)至少一部分循环通过用于执行浸锡处理的设备的下述其他单元或实体中的至少一者：
[0035]-流体驱动单元(流体驱动单元构造成用于驱动包含非氧化性气体的至少一部分的流体(以下也称为“非氧化性气体的循环流”)，流体驱动单元比如为吹风机、风扇和/或压缩机)，
[0036]-气-气(特别是氮-氮)热交换器(气-气热交换器构造成用于对离开浸锡单元并被水饱和的非氧化性气体的至少一部分进行预冷却，同时对除水后的干燥的非氧化性气体进行加热)，
[0037]-气-水(特别是氮-水)热交换器(气-水热交换器构造成用于对被预冷却的非氧化性气体的循环流进行进一步冷却)，
[0038]-水去除单元(水去除单元特别是水冷凝单元或水分离器，比如旋风分离器)，水去除单元构造成用语将水从非氧化性气体的循环流去除，并且水去除单元可以布置在气-水
热交换器的上游和/或下游，和/或
[0039]-h2s去除单元(h2s去除单元包含固体或液体h2s吸收剂比如fe2o3并构造成用于将h2s从非氧化性气体的循环流消除)。
[0040]
在实施方式中，该方法还可以包括例如借助于非氧化性气体(特别是氮)产生器(或产生单元)将过多的或新鲜的非氧化性气体供给到非氧化性气体的循环流中，非氧化性气体(特别是氮)产生器(或产生单元)构造成用于从压缩空气产生非氧化性气体。通过采取这种措施，可以有效地抑制或甚至避免空气(以及因此的氧气)可以渗透到非氧化性气体的循环中并最终进入浸锡单元，否则，在浸锡单元处会引起不期望的副反应，比如使sn(ii)氧化成sn(iv)，从而形成不期望的二氧化锡(sno2)。
[0041]
在实施方式中，用于在部件承载件的生产中执行浸锡处理的设备(比如装置)至少包括下述单元或实体：
[0042]-至少一个非氧化性气体产生单元(至少一个非氧化性气体产生单元构造成用于从压缩空气产生过多的非氧化性气体(特别是氮))，
[0043]-至少一个浸锡单元(至少一个浸锡单元构造成用于通过将部件承载件的铜表面的至少一部分浸入包含sn(ii)的组合物中，同时使非氧化性气体穿行通过浸锡单元来执行浸锡镀覆，特别地，使非氧化性气体在包含sn(ii)的组合物上(上方)穿行，而不是通过含有sn(ii)的组合物，
[0044]-至少一个流体驱动单元(至少一个流体驱动单元构造成用于驱动包含非氧化性气体的至少一部分的流体，流体驱动单元比如为吹风机、风扇和/或压缩机)，
[0045]-至少一个气-气(特别是氮-氮)热交换器(气-气热交换器构造成用于对非氧化性气体的离开浸锡单元并被水饱和的至少一部分进行预冷却，并且同时对除水后的干燥的非氧化性气体进行加热)，
[0046]-至少一个气-水(特别是氮-水)热交换器(至少一个气-水热交换器构造成用于对被预冷却的非氧化性气体的循环流进行进一步冷却)，
[0047]-至少一个水去除单元(至少一个水去除单元特别是水冷凝单元或水分离器，比如旋风分离器)，至少一个水去除单元构造成用于将水从非氧化性气体的循环流去除并且布置在气-水热交换器的上游和/或下游，和
[0048]-至少一个h2s去除单元(h2s去除单元包含固体或液体h2s吸收剂、比如fe2o3并构造成用于将h2s从非氧化性气体的循环流消除)。
[0049]
在实施方式中，用于执行浸锡处理的设备特别地构造成用于使非氧化性气体进行循环，并且因此可以包括相应的导管，特别是在装置的各个单元或实体之间提供流体连接的导管。
[0050]
在实施方式中，该设备构造成用于使大于100m3/h、特别是大于200m3/h的非氧化性(惰性)气体进行循环。
[0051]
在实施方式中，至少一个非氧化性气体产生单元和至少一个浸锡单元位于同一隔室中，比如位于建造物的同一室中。通过采取该措施，可以确保周围的空气气氛中的组成被大致保持或是不变的，因为通过非氧化性气体产生单元从周围的空气气氛去除的非氧化性气体(比如氮)的量对应于从浸锡单元释放至周围的空气气氛的过多的非氧化性气体(比如氮)的量。
[0052]
在实施方式中，在部件承载件的生产中执行铜镀覆处理的方法包括：
[0053]-在铜镀覆单元中用铜来镀覆部件承载件的表面的至少一部分，
[0054]-同时使非氧化性(惰性)气体(气氛)穿行(循环、流过、流动)通过铜镀覆单元(以特别地使得铜镀覆单元大致由非氧化性气体填充)，其中，非氧化性气体的至少一部分被再循环(特别地被循环)。
[0055]
在实施方式中，用铜来镀覆部件承载件的表面的至少一部分的步骤包括电解(电流)镀覆或化学镀覆(非电镀)。
[0056]
在实施方式中，镀覆步骤是在铜镀覆单元内升高的气压的情况下实施的，特别地，升高的气压是(正常)大气压力的1.02倍至1.2倍、特别地是大气压力的1.05倍至1.1倍。通过采取该措施，可以有效地抑制或甚至避免空气(以及因此的氧气)可以进入铜镀覆单元，否则，可能在铜镀覆单元处引起不期望的副反应，比如铜镀覆组合物中的有机化合物的氧化。在这一点上，应当注意的是，在本发明的实施方式中，铜镀覆单元通常不是被密封地闭合的隔室，而通常可以允许进行某种气体交换，例如可以允许将过多的非氧化性气体释放至周围环境。
[0057]
在实施方式中，非氧化性气体(气氛)包括至少95体积百分比的氮，特别是至少98体积百分比的氮、比如为至少99体积百分比的氮。除氮之外，非氧化性气体(气氛)可以包括其他非氧化性(惰性)气体，比如氩气、二氧化碳、氖气、氦气等，但也可以包括少量(例如小于2体积百分比、优选地小于1体积百分比)的氧化性气体、比如氧气。氮气是一种相对便宜的非氧化性气体，其大量(通常为约78体积百分比)包含在空气中，因此，出于成本原因，非氧化性气体(气氛)主要包括氮气是有利的。对本领域技术人员明显的是，非氧化性气体(气氛)还可以包括较大量(比如大于5体积百分比)的其他惰性气体，比如稀有气体，但是在经济上不是优选的。此外，可以容许少量的氧化性气体、比如氧气，只要氧化性气体不会引起明显的不期望的氧化副反应、比如铜镀覆组合物中的有机化合物的氧化即可。
[0058]
在实施方式中，非氧化性气体的至少一部分被循环和再利用，特别是被重新引入到铜镀覆单元中。换句话说，穿行通过铜镀覆单元的非氧化性气体的至少一部分(比如至少80％或至少90％)循环通过用于执行铜镀覆处理的设备的其他单元或实体，其中，可以对非氧化性气体进行处理，并且特别地使非氧化性气体净化，并且使非氧化性气体最终重新引入到铜镀覆单元中。
[0059]
在实施方式中，该方法还可以包括使非氧化性气体的(离开铜镀覆单元)至少一部分循环通过用于执行铜镀覆处理的设备的下述其他单元或实体中的至少一者：
[0060]-流体驱动单元(流体驱动单元构造成用于驱动包含非氧化性气体的至少一部分的流体(以下也称为“非氧化性气体的循环流”)，流体驱动单元比如为吹风机、风扇和/或压缩机)，
[0061]-气-水(特别是氮-水)热交换器(气-水热交换器构造成用于对离开铜镀覆单元并且被水饱和的非氧化性气体的循环流进行冷却)，
[0062]-水去除单元(水去除单元特别是水冷凝单元或水分离器，比如旋风分离器)，水去除单元构造成用于将水从非氧化性气体的循环流去除，并且水去除单元可以布置在气-水热交换器的下游，
[0063]-气体过滤器单元(气体过滤器单元构造成用于比如借助于活性炭或沸石对非氧
化性气体的循环流进行净化)；以及
[0064]-冷却水供给单元(冷却水供给单元构造成用于为气-水热交换器供给冷却水)。
[0065]
在实施方式中，该方法还可以包括例如借助于非氧化性气体(特别是氮)产生器(或产生单元)将过多的或新鲜的非氧化性气体供给到非氧化性气体的循环流中，非氧化性气体(特别是氮)产生器(或产生单元)构造成用于从压缩空气产生非氧化性气体。通过采取这种措施，可以有效地抑制或甚至避免空气(以及因此的氧气)渗透到非氧化性气体的循环中并最终进入铜镀覆单元，否则，在铜镀覆单元处会引起不期望的副反应，比如使铜镀覆组合物中的有机化合物进行氧化。
[0066]
在实施方式中，用于在部件承载件的生产中执行铜镀覆处理的设备(比如装置)还包括下述单元或实体中的至少一者：
[0067]-至少一个非氧化性(惰性)气体产生单元(至少一个非氧化性气体产生单元构造成用于从压缩空气产生非氧化性气体(特别是氮))，
[0068]-至少一个铜镀覆单元(至少一个铜镀覆单元构造成用于通过用铜来镀覆部件承载件的表面的至少一部分，同时使非氧化性气体穿行通过铜镀覆单元以特别地使得铜镀覆单元大致由非氧化性气体填充来执行铜镀覆)，以及
[0069]-至少一个流体驱动单元(流体驱动单元构造成用于驱动包含非氧化性气体的至少一部分的流体，流体驱动单元比如为吹风机、风扇和/或压缩机)
[0070]
在实施方式中，用于执行铜镀覆处理的设备特别地构造成用于使非氧化性气体进行循环，并且因此可以包括相应的导管，特别是在装置的各个单元或实体之间提供流体连接的导管。
[0071]
在实施方式中，该设备构造成用于使大于100m3/h、特别是大于200m3/h的非氧化性(惰性)气体进行循环。
[0072]
在实施方式中，用于执行铜镀覆处理的设备还包括下述单元或实体中的至少一者：
[0073]-至少一个气-水(特别是氮-水)热交换器(至少一个气-水热交换器构造成用于对离开铜镀覆单元并且被水饱和的非氧化性气体的循环流进行冷却)，
[0074]-至少一个水去除单元(至少一个水去除单元特别是水冷凝单元或水分离器，比如旋风分离器)，至少一个水去除单元构造成用于将水从非氧化性气体的循环流去除并且可以布置在气-水热交换器的下游，
[0075]-至少一个气体过滤器单元(至少一个气体过滤器单元构造成用于比如借助于活性炭或沸石对非氧化性气体的循环流进行净化)；和/或
[0076]-至少一个冷却水供给单元(至少一个冷却水供给单元构造成用于为气-水热交换器供给冷却水)。
[0077]
在实施方式中，至少一个非氧化性气体产生单元和至少一个铜镀覆单元位于同一隔室中，比如位于建造物的同一室中。通过采取该措施，可以确保周围的空气气氛中的组成被大致保持或是不变的，因为通过非氧化性气体产生单元从周围的空气气氛去除的非氧化性气体(比如氮)的量对应于从铜镀覆单元释放至周围的空气气氛中的过多的非氧化性气体(比如氮)的量。
[0078]
在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或在其
中容置一个或更多个部件以用于提供机械支撑和/或电气连接性的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以构造为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板(pcb)、有机插置件、和ic(集成电路)基板中的一者。部件承载件还可以是将上面所提及类型的部件承载件中的不同的部件承载件组合的混合板。
[0079]
在实施方式中，部件承载件包括至少一个电绝缘层结构和至少一个电传导层结构的叠置件。例如，部件承载件可以是所提到的电绝缘层结构和电传导层结构的层压件，该层压件特别地通过施加机械压力和/或热能来形成。所提到的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大安装表面并且仍然非常薄且紧凑的板状部件承载件。术语“层结构”可以特别地表示在同一平面内的连续层、图案化层或多个不连续的岛状件(island)。
[0080]
在实施方式中，部件承载件被成形为板。这有助于紧凑设计，其中尽管如此，部件承载件仍为部件承载件上的安装部件提供了大的基底。此外，特别地，作为嵌入的电子部件的示例的裸晶片由于其较小的厚度可以方便地嵌入诸如印刷电路板的薄板中。
[0081]
在实施方式中，部件承载件构造为印刷电路板、基板(特别是ic基板)和插置件中的一者。
[0082]
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示通过例如借助于施加压力和/或通过供给热能将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构层压而形成的板状部件承载件。作为用于pcb技术的优选材料，电传导层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或fr4材料。通过例如以激光钻孔或机械钻孔的方式形成穿过层压件的通孔，并且通过用电传导材料(特别是铜)填充该通孔从而形成作为通孔连接部的穿孔，可以以期望的方式将各电传导层结构连接至彼此。除了可以嵌入在印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常被构造成用于在板状印刷电路板的一个表面或两个相反表面上容置一个或更多个部件。所述一个或更多个部件可以通过焊接连接至相应的主表面。pcb的介电部分可以包括具有增强纤维(比如玻璃纤维)的树脂。
[0083]
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示具有与待安装在基板上的部件(特别是电子部件)大致相同尺寸的小的部件承载件。更具体地，基板可以被理解为用于电连接件或电网络的承载件以及与印刷电路板(pcb)相当但具有相当高密度的横向和/或竖向布置的连接件的部件承载件。横向连接件例如是传导路径，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可以用于提供容置部件或未容置部件(比如裸晶片)——特别是ic芯片——与印刷电路板或中间印刷电路板的电连接、热连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“ic基板”。基板的介电部分可以包括具有增强颗粒(比如增强球体、特别是玻璃球体)的树脂。
[0084]
基板或插置件可以包括下述各者或由下述各者构成：至少一层玻璃、硅、或者可光成像或可干蚀刻的有机材料如环氧基积层材料(比如环氧基积层膜)或聚合物复合物如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯。
[0085]
在实施方式中，至少一个电绝缘层结构包括下述各者中的至少一者：树脂(比如增强树脂或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂)、氰酸酯、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸材料(比如fr-4或fr-5)、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(lcp)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(特氟隆)、陶瓷以及金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，比如网状物、纤维或球体。尽管预浸料
特别是fr4对于刚性的pcb而言通常是优选的，但是也可以使用其他材料，特别是环氧基积层膜或用于基板的可光成像的介电材料。对于高频的应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低、极低或超低的dk材料的高频材料可以在部件承载件中被实现为电绝缘层结构。
[0086]
在实施方式中，至少一个电传导层结构包括下述各者中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯和钨。尽管铜通常是优选的，但是其他的材料或其涂覆的其他类型也是可以的，特别地电传导层结构被涂覆有诸如石墨烯之类的超导材料。
[0087]
至少一个部件可以选自下述各者：非导电嵌体、导电嵌体(比如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如热管)、光引导元件(例如光波导或光导连接件)、电子部件或其组合。例如，部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储设备(例如dram或另一种数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、发光二极管、光电耦合器、电压转换器(例如dc/dc转换器或ac/dc转换器)、密码部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(mems)、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、天线、逻辑芯片以及能量收集单元。然而，其他部件也可以嵌入部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁性元件(诸如铁磁性元件、反铁磁性元件、多铁性元件或亚铁磁性元件，例如铁氧体芯)或者可以是顺磁性元件。然而，该部件还可以是例如呈板中板构造的基板、插置件或另外的部件。该部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入在部件承载件的内部。此外，也可以将其他部件用作部件，特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对从环境传播的电磁辐射敏感的部件。
[0088]
在实施方式中，部件承载件是层压式部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而叠置并连接在一起的多层结构的组合件。
[0089]
在对部件承载件的内部层结构进行处理之后，可以用一个或更多个另外的电绝缘层结构和/或电传导层结构对称地或不对称地覆盖(特别是通过层压)经处理的层结构的一个主表面或两个相反的主表面。换句话说，可以持续堆积，直到获得期望的层数为止。
[0090]
在电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以进行对所获得的层结构或部件承载件的表面处理。
[0091]
特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊剂施加至层叠置件或部件承载件的一个主表面或两个相反的主表面。例如，可以在整个主表面上形成诸如阻焊剂并且随后对阻焊剂层进行图案化以暴露一个或更多个电传导表面部分，这些电传导表面部分将用于将部件承载件电耦接至电子外围。部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分、特别是包含铜的表面部分可以被有效地保护以免受氧化或腐蚀。
[0092]
就表面处理而言，还可以选择性地将表面修整部施加到部件承载件的暴露的电传导表面部分。这样的表面修整部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(诸如垫、电传导迹线等，特别是包括铜或由铜构成)上的电传导覆盖材料。如果不保护这样的暴露的电传导层结构，暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)就可能会氧化，从而使部件承载件的可靠性较低。然后，可以将表面修整部形成为例如表面安装部件与部件承载件之间的接合部。表面修整部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜电路)的功能并且例如通过焊接来实现与一个或更多个部件的结合过程。用于表面修整部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(osp)、化学镍浸金(enig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯等。
[0093]
通过下面将要描述的示例性实施方式，本发明的以上限定的方面和其他方面将变得明显，并且参照这些示例性实施方式对本发明的以上限定的方面和其他方面进行说明。
附图说明
[0094]
图1图示了根据本发明的示例性实施方式的用于执行浸锡处理的设备。
[0095]
图2图示了根据本发明的示例性实施方式的用于执行铜镀覆处理的设备。
具体实施方式
[0096]
附图中的图示是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
[0097]
图1图示了根据本发明的示例性实施方式的用于执行浸锡处理的设备100。设备100包括浸锡单元120，在浸锡单元120处，通过将部件承载件(未示出)的铜表面的至少一部分浸入含有sn(ii)的组合物中，同时使非氧化性气体穿行通过浸锡单元120来执行实际浸镀锡。在图1示出的实施方式中，非氧化性气体的320m3/h的流(基本包含氮气)进入浸锡单元120中。关于此，20m3/h的过多的氮气被排放到周围环境中，而气体流的温度为60℃且水和h2s含量较高的大部分(更具体地为300m3/h)被循环(再循环)。为此，流体驱动单元130驱动非氧化性气体的循环流。在图1中，流体驱动单元130被描绘成紧接在浸锡单元120的下面。本领域技术人员将理解的是，流体驱动单元130也可以布置在循环系统的其他位置处，并且还可以在循环系统的不同位置处布置两个或更多个流体驱动单元130。然后使包含水(蒸汽)和h2s的非氧化性气体的仍然温暖的循环流穿行通过气-气热交换器140，在气-气热交换器140处，对非氧化性气体的温暖且水饱和的循环流进行预冷却，同时对除水后的干燥的非氧化性气体流进行加热。由于预冷却，水可以在水去除单元160、比如旋风分离器中冷凝并从非氧化性气体的循环流去除。随后，可以将非氧化性气体的部分干燥的循环流进一步给送至气-水热交换器150，在气-水热交换器150处，非氧化性气体的循环流被进一步冷却，以使水在位于气-水热交换器150的下游的另一水去除单元160比如附加的旋风分离器中进一步冷凝及去除。被如此干燥的非氧化性气体的流随后被给送到h2s去除单元170，在h2s去除单元170处，h2s被例如氧化铁(fe2o3)吸收并且因此从非氧化性气体的循环流消除。然后，不含h2s的干燥的非氧化性气体的流可以在上述相同的气-气热交换器140中加热并返回到浸锡单元120。由氮产生单元110供给的过多的氮气(在所示的实施方式中为20m3/h)可以在进入浸锡单元120之前给送至非氧化性气体流，以在浸锡单元120内提供升高的气压，从而避免空气(并且因此的氧气)渗透到浸锡单元120中。结果，可以以稳定且成本有效的方式执行具有循环的非氧化性气体气氛的浸锡处理，并且显著减少了维修工作和停机时间。
[0098]
图2图示了根据本发明的示例性实施方式的用于执行铜镀覆处理的设备200。设备200包括铜镀覆单元220，在铜镀覆单元220处，实际铜镀覆通过利用镀覆机(plater)进行化学反应，同时使非氧化性气体穿行通过铜镀覆单元220来执行。更具体地，非氧化性气体(基本包含氮)的流进入铜镀覆单元220中。关于此点，使过多的氮气的一小部分例如10m3/h至20m3/h排放到周围环境中，而使气体流的具有较大水含量的大部分被循环(再循环)。为此，流体驱动单元230驱动非氧化性气体的循环流。在图2中，流体驱动单元230被描绘成(紧接)
在铜镀覆单元220的下面。如本领域技术人员将理解的，流体驱动单元230也可以布置在循环系统的其他位置处，并且还可以在循环系统的不同位置处布置两个或更多个流体驱动单元230。然后，使包含水(蒸汽)的非氧化性气体的循环流穿行通过气-水热交换器250，在气-水热交换器250处，对非氧化性气体的循环流进行冷却，以使水在位于气-水热交换器250下游的水去除单元260比如水分离器中冷凝及去除。冷却水可以借助于冷却水供给单元280供给至气-水热交换器250。被如此干燥的非氧化性气体的流随后穿行通过包含例如活性炭或沸石的气体过滤器单元270并返回至铜镀覆单元220。由氮产生单元210供给的过多的氮气(在所示实施方式中，约为10m3/h至20m3/h)可以在进入铜镀覆单元220中之前给送至非氧化性气体流，以在铜镀覆单元220内提供升高的气压，从而避免空气(并且因此的氧气)渗透到铜镀覆单元220中。结果，可以以稳定且成本有效的方式执行具有循环的非氧化性气体气氛的铜镀覆处理，并且显著减少了维修工作和停机时间。
[0099]
应当注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
[0100]
本发明的实现形式不限于附图中所示和上述的优选实施方式。相反，即使在根本不同的实施方式的情况下，使用示出的解决方案和根据本发明的原理的多种变体也是可能的。