流体顺应体、流体中用超声处理部件承载件的设备和方法与流程

本发明涉及流体顺应体(fluid-compliant body)。此外，本发明涉及用于在流体中用超声处理部件承载件的设备并且涉及在流体中用超声处理部件承载件的方法。

背景技术：

1、在配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的产品功能不断增加以及这种部件的日益小型化以及要安装在部件承载件、比如印刷电路板上的部件数量不断增加的背景下，正在采用具有多个部件的越来越高效能的阵列状部件或封装件，该阵列状部件或封装件具有多个接触部或连接部，其中，这些接触部之间的间隔越来越小。在操作期间去除由这些部件和部件承载件自身生成的热成为与日俱增的问题。同时，部件承载件应当是机械方面坚固的且电气方面可靠的，以便即使在恶劣条件下也能够操作。

2、在制造期间将部件承载件(例如印刷电路板或中介层)与部件承载件结构(例如面板)分离时，被分离的部件承载件可能被污染，例如被强力粘附至部件承载件的灰尘所污染。这可能会影响部件承载件的可靠性。

技术实现思路

1、可能需要制造具有高可靠性的部件承载件。

2、根据本发明的示例性实施方式，提供了用于容置部件承载件的流体顺应体，其中，流体顺应体包括承载件本体和覆盖件本体，该承载件本体包括用于容置部件承载件的容置隔室，该覆盖件本体对承载件本体和部件承载件进行覆盖，其中，承载件本体和覆盖件本体中的至少一者包括开口，当部件承载件容置在容置隔室中时，该开口使部件承载件的相应主表面的主要部分暴露。

3、根据本发明的另一示例性实施方式，提供了用于在流体(特别是液体)中用超声处理部件承载件的设备，其中，该设备包括具有上述特征的流体顺应体，该流体顺应体用于容置部件承载件并且是能够与流体(特别是液体)物理接触的，使得当流体顺应体与流体(特别是液体)物理接触时，超声从流体(特别是液体)传输至容置隔室中的部件承载件。

4、根据本发明的又一示例性实施方式，提供了在流体中(特别是在液体中)用超声处理部件承载件的方法，其中，该方法包括：将部件承载件容置在位于流体顺应体的承载件本体中的容置隔室中；将承载件本体和部件承载件用流体顺应体的覆盖件本体覆盖；使流体顺应体与流体(特别是液体)物理接触，以用于将超声从流体(特别是液体)传输至容置隔室中的部件承载件；以及当部件承载件被容置在容置隔室中时，通过承载件本体和覆盖件本体中的至少一者的开口，使部件承载件的相应主表面的主要部分暴露。

5、在本技术的上下文中，术语“流体”可以特别地表示气体(例如空气)和/或液体(例如水或水性溶液)，该气体和/或液体任选地包括固体颗粒。因此，本发明的示例性实施方式涉及在气体和/或液体环境中对部件承载件的超声清洁。

6、在本技术的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够将一个或更多个部件容置在该部件承载件上和/或该部件承载件中以提供机械支撑和/或电连接的任何支撑结构。换言之，部件承载件可以构造为用于部件的机械承载件和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板、有机中介层和ic(集成电路)基板中的一者。然而，部件承载件也可以是更大的结构，例如，可以分离出多个pcb或中介层的面板(例如具有24x 18平方英寸的尺寸)或阵列(例如四分之一面板)。

7、在本技术的上下文中，术语“流体顺应体”可以特别地表示具体构造成用于容置部件承载件并且被构造(特别是在材料选择方面)成能够被致使与流体、特别是液体如水性溶液物理接触的物理结构。特别地，流体顺应体可以是液体顺应的，即，可以被构造成浸入液体中或者可以被构造成漂浮在液体上。当被构造成漂浮在液体(例如水或水性溶液)上而不是浸没到所述液体中时，流体顺应体可以被表示为漂浮体。在后面提到的构型中，流体顺应体可以被构造成用于像船一样漂浮在液体上，而不是向下移动到液体中直到容器的底部。

8、在本技术的上下文中，术语“超声源”可以特别地表示被构造成用于产生超声的装置。超声尤其可以表示频率高于人类听觉上限的声波。例如，超声源可以以20khz直至几千兆赫的频率操作。对于超声清洁，可以使用特别是20khz至80khz的超声频率、特别是20khz至40khz的超声频率。超声波可以由可以发射超声波的换能器产生。例如，超声换能器中的有源元件可以由陶瓷晶体材料、例如压电材料制成。

9、根据本发明的示例性实施方式，例如通过切割从较大的部件承载件结构(例如包括多个仍一体连接的部件承载件的布置结构的面板)分离出的部件承载件(例如印刷电路板、中介层、集成电路基板等)可以以简单、有效且可靠的方式在流体(例如气体或液体)中用超声进行清洁。在部件承载件与部件承载件结构分离或单一化(singularization)之后，分离的部件承载件可能由于分离过程而仍是被灰尘和污物污染的。有利地，在气态气氛和/或液体溶液中产生的超声可以用于分离之后的部件承载件的有效清洁。为此，超声源可以被布置成用于在液体或气体中产生超声。有利地，在超声清洁期间，部件承载件可以容置在这样的流体顺应体中，该流体顺应体包括开口以使部件承载件(特别是pcb类型)的大部分表面暴露进而有效执行清洁过程。同时，每个部件承载件可以被流体顺应体良好地固定。因此，可以以高吞吐量(throughput)和高可靠性制造相应地单一化的经清洁的部件承载件。

10、示例性实施方式的详细描述

11、在下文中，将对流体顺应体、该设备和该方法的其他示例性实施方式进行说明。

12、在实施方式中，流体顺应体被构造成用于：当流体顺应体与流体、特别地与液体和/或气体物理接触时，将超声从流体、特别地从液体和/或气体传输至容置隔室中的部件承载件。特别地，该设备可以包括耦合至超声源并且容纳液体的容器，超声源被构造成用于在液体中产生超声。以此方式，可以在流体环境中实现部件承载件的简单且有效的超声清洁。

13、在实施方式中，流体顺应体可以被构造成用于漂浮在液体上，特别是漂浮在水性液体上。此外，流体顺应体可以被构造成用于当流体顺应体漂浮在液体上时将超声从液体传输至容置隔室中的部件承载件。特别地，可以将具有所容置的部件承载件的流体顺应体放置成用于漂浮在液体上。在特定情况下或对于特定种类的部件承载件，将部件承载件单独浸入到液体中以进行超声清洁可能是不期望的，对于为了操纵的目的也是如此。为了能够实现将以简单且有效的方式操纵的对甚至液体敏感的部件承载件和/或一组部件承载件的超声清洁，本发明的示例性实施方式将部件承载件安置在共用的流体顺应体的承载件本体的容置隔室中，然后将流体顺应体放置到液体上，从而在流体顺应体漂浮在液体上并且容置部件承载件的同时促使超声从液体到部件承载件的传输以进行有效的清洁。这可以允许在高效超声清洁期间对部件承载件的简单操纵。

14、然而，在其他实施方式中，容置在流体顺应体中的部件承载件可以在将超声从液体传输至部件承载件时被浸入液体中。例如，在某些实施方式中，流体顺应体或承载件本体不漂浮在液体上，而是在罐链式传送机之间输送。

15、在实施方式中，承载件本体和覆盖件本体中的至少一者被构造成用于当部件承载件容置在容置隔室中时将部件承载件安全地保持。有利地，这可以在超声清洁期间可靠地保护敏感的部件承载件免受损坏。

16、在实施方式中，流体顺应体包括对承载件本体和部件承载件进行覆盖的覆盖件本体。因此，隔室中的部件承载件也可以通过盖而从顶侧受到保护。

17、在实施方式中，承载件本体和覆盖件本体中的至少一者包括开口，当部件承载件容置在容置隔室中时，该开口使部件承载件的相应主表面的主要部分(特别地，区域的至少50％或甚至至少80％)暴露。因此，能够在部件承载件容置在流体顺应体内的同时实现相应部件承载件的相应主表面与环境之间的功能交换，例如用于实现热漂洗处理、气刀处理、干燥处理、水刀清洁处理等。

18、在实施方式中，流体顺应体包括树脂或由树脂构成，所述树脂例如为环氧树脂。因此，流体顺应体可以由与部件承载件类似或部件承载件的至少介电部分类似的材料制成，从而可以可靠地防止异物引入到部件承载件制造过程中。同时，在流体顺应体被适当地成形时，上述树脂材料可以具有水性溶液或其他液体上的漂浮性能。此外，流体顺应体的树脂可以足够柔软或平滑，以防止对容置在流体顺应体中的部件承载件的刮擦。

19、在实施方式中，容置隔室成形为使得所容置的部件承载件仅在承载件本体的拐角部中(即，在拐角区域中)接触承载件本体。在这种情况下，可能的是，相应的部件承载件被放置在容置隔室中的一个容置隔室中并且仅接触水平的侧表面(该水平的侧表面可以是非功能性的)而不是竖向侧壁。然而，各种构型是可能的：例如，可以通过例如四个拐角部中的每个拐角部中的两个固定突出部在每个拐角部中限定部件承载件与容置隔室的结构之间的两个接触点。有利地，容置隔室的成形可以使得所容置的部件承载件在部件承载件的仅竖向侧壁表面部分处而不是在部件承载件的水平主表面上接触承载件本体。这可以通过在相应容置隔室的每个拐角部中具有相应一对固定突出部的上述构型来实现。更具体地，部件承载件的与作为整体的承载件本体和流体顺应体直接物理接触的仅表面部分可以是每个部件承载件的与承载件本体的拐角结构相邻接的竖向表面部分。例如，这样的表面部分可以是板状部件承载件的侧壁。有利地，保持接触面积较小可以保护部件承载件免受可能导致部件承载件、特别是部件承载件的阻焊层损坏的刮擦的风险。通过使部件承载件的边缘中的仅侧壁与承载件本体接触，且同时隔室中的部件承载件的主表面保持不与流体顺应体接触，可以确保对部件承载件的适当的超声清洁以及可靠的保护以防止损坏。

20、在实施方式中，流体顺应体包括容置在容置隔室中的部件承载件。因此，部件承载件可以形成流体顺应体的一部分并且可以浸入液体中或者可以与承载件本体一起漂浮在下方的液体上，其中，超声通过该液体供应至部件承载件以进行清洁。优选地，部件承载件是中介层。

21、在实施方式中，流体顺应体包括位于每个部件承载件上的至少一个表面安装部件。这种表面安装器件(smd)类型的部件、例如比如为电容器的无源部件可以是特别地对液体敏感的。通过在超声处理期间将部件承载件与部件承载件的smd部件一起安置在流体顺应体中，可以保护表面安装部件免受可能损坏这些表面安装部件的机械载荷和/或液体的过度冲击。当流体顺应体漂浮在液体上时，流体顺应体中的部件承载件的表面安装部件可以背向液体。

22、在实施方式中，该设备包括用于将部件承载件插入到容置隔室中、特别地在超声处理之前将部件承载件插入到容置隔室中的装载装置(例如包括至少一个机械手)。还可能的是，该设备包括用于将部件承载件从容置隔室取出、例如在超声处理之后将部件承载件从容置隔室取出的卸载装置(例如包括至少一个机械手)。因此，将部件承载件暂时插入承载件本体的容置隔室中以进行超声处理以及之后将部件承载件取出以进行进一步处理可以通过实施对应的机械手等而是自动化的。这可以增加部件承载件通过清洁线的吞吐量并且可以避免当被操作人员接触时部件承载件被污染的风险。

23、在实施方式中，该设备包括被构造成用于将流体顺应体放置在液体上或液体中的装载装置(例如包括至少一个机械手)。附加地或替代地，该设备可以包括被构造成用于将流体顺应体从液体取出的卸载装置(例如包括至少一个机械手)。对装载有部件承载件的流体顺应体的操纵也可以是自动化的，例如通过使用至少一个机械手。这也可以增加每次通过超声被清洁的部件承载件的数量，并且可以保护部件承载件免受因刮擦等的劣化。

24、在实施方式中，该设备包括被构造成用于将流体顺应体沿着液体传送的传送机机构，特别是传送机带。因此，传送机机构可以将装载有部件承载件的流体顺应体沿着经受超声的液体引导，以进一步提高所述超声清洁架构的自动化程度。例如，这种传送机机构可以是传送机带或辊式传送机。在除了包括超声清洁阶段之外该设备还包括至少一个另外的处理阶段(特别是清洁阶段和/或干燥阶段)的实施方式中，传送机机构可以将其中容置有部件承载件的流体顺应体沿着多个处理阶段传送，所述多个处理阶段即为至少超声清洁阶段和至少一个另外的处理阶段。例如，传送机机构可以将具有部件承载件的流体顺应体沿着用于多阶段处理的多个罐传送。

25、在实施方式中，该方法包括：通过超声对部件承载件进行清洁。特别是通过液体中的超声经由流体顺应体对容置在容置隔室中的部件承载件的间接冲击，令人惊讶地发现，尽管如此，仍可以实现对单一化部件承载件的由于单一化过程而导致的灰尘或污物的高效清洁。通过将部件承载件刚性地安装在流体顺应体中并且通过将流体顺应体浸入或漂浮在用作超声源承载件介质的液体中或该液体上，可以在液体与部件承载件(可选地，部件承载件上安装有电子部件)之间实现足够的超声耦合。同时，可以实现通过单个流体顺应体对多个部件承载件的简化批量处理。

26、在实施方式中，该方法包括：通过超声从部件承载件去除灰尘，该灰尘中的至少一部分被认为是将部件承载件结构(例如面板)切割成多个部件承载件(例如pcb或中介层)的切割过程的残留物。切割是一种会实现高吞吐量但会产生大量灰尘或污物的将部件承载件结构分离成各个部件承载件的高效过程。通过所描述的在部件承载件容置于位于超声活性液体上或超声活性液体中的流体顺应体中的同时对部件承载件的超声清洁，可以实现这种残留物从部件承载件的有效去除。然而，通过经由流体顺应体介导的超声的冲击也可以有效地将其他类型的污染物从部件承载件去除。

27、在实施方式中，该方法包括：在通过超声对部件承载件进行清洁之前，用水性喷洒物对部件承载件进行喷洒，特别是在部件承载件容置于流体顺应体内的同时用水性喷洒物对部件承载件进行喷洒。因此，所描述的对分离出的部件承载件的超声清洁可以与基于喷洒的清洁协同地组合。这两个互补的清洁过程的组合可以实现单一化之后的部件承载件的高效的清洁性能。

28、在实施方式中，该方法包括：在通过超声对部件承载件进行清洁之前和/或之后，使部件承载件经受热漂洗处理，特别是在部件承载件容置于流体顺应体内的同时使部件承载件经受热漂洗处理。对比如喷洒物的漂洗流体进行加热可以进一步提高漂洗处理的清洁效果。有利地，可以在超声清洁之前进行第一次热漂洗处理并且可以在超声清洁之后进行第二次热漂洗处理。这可以允许实现优异的清洁结果。

29、在实施方式中，该方法包括：在通过超声对部件承载件进行清洁之前和/或之后，使用气刀对部件承载件进行处理，特别是在部件承载件容置于流体顺应体内的同时使用气刀对部件承载件进行处理。这种气刀可以用于作用在容置于流体顺应体内并且沿着气刀移动的部件承载件的暴露表面上，使得气刀将碎屑、污物和/或灰尘从相应部件承载件的受冲击的表面区域去除。

30、在实施方式中，该方法包括：在热漂洗处理之后，使部件承载件经受干燥处理，特别是在部件承载件容置于流体顺应体内的同时使部件承载件经受干燥处理。在超声清洁和随后的热漂洗清洁的序列之后，可以对部件承载件进行干燥以去除液体残留物。这可以确保所制造的部件承载件的电可靠性。

31、在实施方式中，该方法包括：在将超声从液体传输至部件承载件时，使部件承载件(或至少是安装在部件承载件上的部件)保持不与液体直接接触。因此，即使是对水敏感的部件承载件(可选地在部件承载件上和/或部件承载件中安装有对水敏感的部件)也可以在不经通过完全浸入进行的直接液体冲击的情况下通过间接超声清洁过程而被可靠地清洁。

32、然而，在一些过程和实施方式中，由流体顺应体承载的部件承载件可以处于完全液体浸入状态。

33、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及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/或热能而形成。所提及的叠置件可以提供能够为另外的部件提供大的安装表面并且仍非常薄且紧凑的板状部件承载件。术语“层结构”可以特别地表示在共用平面内的连续层、图案化层或多个非连续岛状件。

34、在实施方式中，部件承载件成形为板。这有助于紧凑的设计，其中，尽管如此，部件承载件仍为该部件承载件上的安装部件提供大的基部。此外，特别地，作为嵌入式电子部件的示例的裸晶片(die)由于该裸晶片的厚度小而可以方便地嵌入到薄板、比如印刷电路板中。

35、在一实施方式中，部件承载件构造为包括印刷电路板、基板(特别是ic基板)和中介层的组中的一者。

36、在本技术的上下文中，术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示通过例如通过施加压力和/或通过供给热能而将多个电传导层结构与多个电绝缘层结构进行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。可以通过例如通过激光钻孔或机械钻孔形成穿过层压件的通孔并且通过用电传导材料(特别是铜)对这些通孔进行填充从而形成作为通孔连接部的过孔，使得各个电传导层结构以期望的方式彼此连接。除了可以嵌入到印刷电路板中的一个或更多个部件以外，印刷电路板通常构造成用于将一个或更多个部件容置在板状印刷电路板的一个表面或相反的两个表面上。所述一个或更多个部件可以通过焊接而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。

37、在本技术的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于pcb而言，基板可以是相对较小的部件承载件，该部件承载件上可以安装一个或更多个部件并且该部件承载件可以用作一个或更多个芯片与另一pcb之间的连接介质。例如，基板可以具有与待安装在该基板上的部件(特别是电子部件)大致相同的尺寸(例如，在芯片级封装(csp)的情况下)。更具体地，基板可以理解为这样的承载件：用于电连接件或电网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通道，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向连接件和/或竖向连接件布置在基板内并且可以用于提供已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，增强球状件，特别是玻璃球状件)的树脂。

38、基板或中介层可以包括至少一层以下各者或由至少一层以下各者构成：玻璃；硅(si)；感光的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)；或者聚合物化合物、如聚酰亚胺、聚苯并恶唑或苯并环丁烯-功能聚合物。

39、在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括以下各者中的至少一者：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)、氰酸酯树脂、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(ptfe、特氟隆(teflon))、陶瓷以及金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，比如网状物、纤维或球状件。尽管预浸料、特别是fr4对于刚性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感光介电材料。对于高频应用，高频材料、比如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂、低温共烧陶瓷(ltcc)或其他低的、非常低的或超低的dk材料可以在部件承载件中实现为电绝缘层结构。

40、在实施方式中，所述至少一个电传导层结构包括以下各者中的至少一者：铜、铝、镍、银、金、钯和钨。尽管铜通常是优选的，但是其他材料或其涂覆变型、特别是涂覆有超导材料、比如石墨烯也是可以的。

41、可以嵌入在叠置件中的至少一个部件可以选自包括以下各者的组：非电传导嵌体(比如，陶瓷嵌体，优选地包括氮化铝(aln))、电传导嵌体(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，光波导或光导体连接件)、光学元件(例如，透镜)、电子部件或其组合。例如，该部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如，dram或其他数据存储器)、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、发送器和/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、逻辑芯片和能量收集单元。然而，其他部件也可以嵌入在部件承载件中。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(比如，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，该部件还可以是基板、中介层或例如呈板中板构型的其他部件承载件。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中。此外，还可以使用其他部件来作为所述部件。

42、在实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这种实施方式中，部件承载件是通过施加压力和/或热而被叠置并连接在一起的多层结构的复合物。

43、在对部件承载件的内部层结构进行加工之后，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(特别是通过层压)将经加工的层结构的一个主表面或相反的两个主表面对称地或不对称地覆盖。换言之，可以持续堆叠，直到获得期望的层数为止。

44、在具有电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成完成之后，可以对所获得的层结构或部件承载件进行表面处理。

45、特别地，在表面处理方面，可以将电绝缘的阻焊剂施用至层叠置件或部件承载件的一个主表面或相反的两个主表面。例如，可以在整个主表面上形成比如阻焊剂并且随后对阻焊剂的层进行图案化以使一个或更多个电传导表面部分暴露，所述一个或更多个电传导表面部分将用于使部件承载件电耦合至电子外围件。部件承载件的用阻焊剂保持覆盖的表面部分、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。

46、在表面处理方面，还可以选择性地将表面处理部施用至部件承载件的暴露的电传导表面部分。这种表面处理部可以是部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(比如，焊盘、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。如果不对这种暴露的电传导层结构进行保护，则暴露的电传导部件承载件材料(特别是铜)会被氧化，从而使部件承载件的可靠性较低。此外，表面处理部可以形成为例如表面安装部件与部件承载件之间的接合部。表面处理部具有保护暴露的电传导层结构(特别是铜迹线和/或铜焊盘)的功能，并且表面处理部可以例如通过焊接而实现与一个或更多个部件的接合过程。用于表面处理部的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(osp)、非电镍浸金(enig)、金(特别是硬金)、化学锡、镍金、镍钯、非电镍浸钯浸金(enipig)等。

47、本发明的以上限定的方面和其他的方面通过将在下文中描述的实施方式的示例而是明显的，并且参考这些实施方式的示例来进行说明。