Método y aparato para revestir y curar una placa de circuito
Descripción general
 Se proporciona una recubridora de inmersión vertical automática para el curado ultravioleta simultáneo del revestimiento de conformación en ambos lados de una placa de circuito (18). ] Placa de circuito (18) a recubrir en ambos lados con un revestimiento de conformación se coloca en la herramienta (12) que se alimenta antes hacia el tanque de inmersión de recubrimiento que lleva revestimiento de conformación curable UV (48) (20) De modo que ambos lados de la placa de circuito (18) están sumergidos en el revestimiento de conformación en una posición predeterminada. El revestimiento se seca luego mediante las bombillas ultravioletas (34, 36) en posiciones opuestas.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y aparato para aplicar y curar un revestimiento en ambos lados de una placa de circuito.
Antecedentes de la técnica
El método de termoendurecimiento es ahora el método de curado más utilizado para el recubrimiento conformado. La mayoría de los métodos actuales de curado UV se llevan a cabo horizontalmente en una cinta transportadora.
Medios para resolver el problema
La presente invención busca proporcionar un método y aparato mejorados para curar placas de circuito. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para aplicar y curar revestimientos en ambos lados de una placa de circuito como se describe en la reivindicación 1. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato de recubrimiento por inmersión para aplicar y curar revestimientos en ambos lados de una placa de circuito como se describe en la reivindicación 4.
Se ha encontrado que este método puede reducir el tiempo de recubrimiento y curado en un 93%. Por ejemplo, se encontró que el ciclo se puede llevar a cabo en 3,5 minutos, suponiendo 20 segundos de tiempo de ciclo para curar. Ciertos sistemas de la técnica anterior requieren un tiempo de ciclo de 45 a 50 minutos, de los cuales se toman entre 40 y 45 minutos para el curado. Además, la placa de circuito puede recubrirse a una velocidad de aproximadamente 1,8 m / min en comparación con una velocidad de 0,5 m / min en los sistemas de la técnica anterior.
En una realización preferida, se proporcionan dos o más bombillas de luz ultravioleta dispuestas directamente opuestas entre sí, que curan simultáneamente la placa de circuito en ambos lados. El curado simultáneo en ambos lados de la placa de circuito puede evitar los problemas de deshumidificación que se encuentran en los sistemas que curan solo un lado de la placa de circuito a la vez. Es deseable proporcionar un dispositivo de recubrimiento por inmersión que permita que se retenga el material curable por ultravioleta sólido al 100% en el pozo abierto.
Sería deseable proporcionar un horno ultravioleta que comprenda un bulbo que consuma energía variable con ajustes posibles de 100, 200 o 300 vatios. Esto da como resultado diferentes etapas de curado para diferentes procesos, posiblemente materiales.
El horno también incluye preferiblemente un dispositivo de obturación que protege la placa de circuito cuando el transportador está alojado y también protege los bulbos entre sí. En una realización, se proporciona una mantilla de nitrógeno para proteger el tanque de inmersión de la humedad.
En una realización, hay un sistema de herramientas que permanece en el dispositivo y piezas de herramientas individuales están dedicadas a cada producto e incluye una barra de herramientas genérica que interfiere con la barra de herramientas. Por lo tanto, al cambiar de un producto a otro, no es necesario detener la máquina para cambiar el producto, y es necesario cambiar solo las herramientas individuales.
Es deseable proporcionar un aparato para determinar, nivelar y mantener la posición de una placa de circuito con relación al nivel de material de recubrimiento. Al enfriar tanto la bombilla ultravioleta y la placa de circuito, el dispositivo que permite al sistema para evitar el sobrecalentamiento de la placa de circuito está funcionando a una temperatura más baja que el sistema de la técnica anterior de la misma capacidad de calentamiento se proporciona es preferible.
Sería deseable proporcionar un sistema transportador de papel para atrapar el exceso de material de recubrimiento que gotea desde una placa de circuito revestida y desechar el exceso de material.
La cadena transportadora de descarga para la placa de circuito en cualquier parte del ciclo de trabajo después del recubrimiento que contiene toda ciclo de curado excepto inmediatamente antes como equipaje no superponerse directamente uno con el otro, se proporciona deseable.
Los recubrimientos conformales adecuados se describen en las solicitudes de patentes europeas pendientes EP A 0,501,550 y EP A 0,501,551 que se incorporan aquí como referencia. Tales revestimientos de conformación, 95 100% de polisiloxano, 0,1 1% del iniciador de la fotopolimerización (fotoiniciador): CAS 6175 45 7,0.1 1% de fotoiniciador: CAS 7473 98 5 y 0. 1 1% de derivado de titanio: CAS 546 68 9 que contiene '100% revestimientos de conformación de silicona sólidos, RTV de silicona producto de tipo especificación No. X 125 457' (Loctite Corp., EE.UU. Conn Newington) tales silicio curable altamente viscoso Puede ser un material líquido. El revestimiento de conformación incluye un agente de curado por humedad que cura la capa inferior de los componentes electrónicos en la placa de circuito que no están expuestos a la luz ultravioleta. Los materiales adecuados están disponibles en Loctite bajo el nombre comercial Shadowcure 5291 (R). La invención no se limita al uso de cualquiera de estos recubrimientos conformales. Breve descripción de los dibujos Ahora se describirá una realización de la invención a modo de ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales: la FIG.
En la Figura 1, el aparato de recubrimiento por inmersión automática vertical para curado UV simultánea, para el acceso a la herramienta de placa de circuito 12, que se determina a la barra de herramienta 14 que gira sobre la cadena transportadora doble 16 que es accionado de una manera convencional Incluyendo una ventana de carga 10. Varias barras de herramienta 14 y herramientas de placa de circuito 12 están definidas en la cadena transportadora 16 a intervalos regulares. La placa de circuito 18 a recubrir con el revestimiento de conformación se coloca en la herramienta 12 por el operador cuando la herramienta pasa a través de la ventana de carga 10. La herramienta 12 se alimenta entonces a un tanque de inmersión 20 donde la placa de circuito 18 se sumerge para producir un recubrimiento de conformación 22 de una profundidad predeterminada.
El sistema incluye una barra de guía de grafito 24 definida en el tanque de inmersión 20 para asegurar que las partes específicas de las tarjetas de circuitos sucesivas se recubran con precisión una después de la otra. La barra de herramienta 14 se extiende preferiblemente más allá de la barra de guía de grafito 24 en el bloque de barra de herramienta 26 (figura 7) para asegurar que la placa de circuito 18 se sumerja a una profundidad específica cada vez. barra de grafito 24 se puede ajustar selectivamente a como se ilustra vertical, cuando, por tanto, la barra de herramientas 14 se coloca a través las barras de guía 24, a una profundidad en la que cada placa de circuito 18 se determina de antemano en el material de revestimiento Asegúrese de estar inmerso correctamente. La barra de guía 24 está definida de manera deslizante con respecto a los dos pasadores de hombro 30 para que sea ajustable verticalmente. Además, la barra de herramientas está formada en cada extremo con una ranura 28 (figura 3) que es recibida por un pasador correspondiente (no mostrado) en la cadena de guía 16. Esto proporciona un juego vertical de aproximadamente 2,5 cm (1 pulgada) en el movimiento de la barra de herramientas 14 en la cadena de guía 16.
Cuando el sistema no funciona, el tanque de inmersión 20 se baja por debajo del piñón de la cadena y se coloca una tapa en el tanque para evitar que el material de recubrimiento se endurezca. Cuando la tapa está cerrada, todavía se utiliza nitrógeno y se proporciona un sensor para eliminar la posibilidad de indexar el transportador con la tapa en su lugar. Para reanudar el funcionamiento, el tanque 20 se tira hacia arriba para sumergir la placa de circuito cercana en el material de recubrimiento. manta de nitrógeno se suministra al tanque de inmersión por hora de 45 a 51 metros cúbicos (1600 a 1800 pies cúbicos / hora), para evitar el curado de humedad del material de recubrimiento en el tanque de inmersión durante la operación. Cuando la tapa sistema de revestimiento no utilizado se coloca en el tanque de inmersión, una capa de nitrógeno se reduce a de 14 a 17 m3 / hora (500 a 600 pies cúbicos / hora). La capa de nitrógeno se produce usando un tubo de difusión poroso 70 hecho de acero inoxidable en polvo. Como resultado, la velocidad del nitrógeno es de aproximadamente 60 m / min (200 pies / min) incluso a grandes volúmenes. El tubo de difusión 70 puede colocarse por encima de la superficie del material de recubrimiento a una distancia de aproximadamente 1 cm (1/2 pulgada) sin perturbar el líquido.
Entonces, movido de modo que la placa de circuito 18 pasa a través de la región bien de inmersión 32 por la cadena de transporte 16 (Fig. 1), donde se permite que un exceso de revestimiento conforme a gotear de la placa de circuitos 18.
En este ejemplo, se usa un sistema de transporte de papel para capturar el exceso de material de revestimiento cuando el material de recubrimiento gotea desde la placa de circuito 18 para proteger el dispositivo. Un rollo de papel pasa a través de la región 32 del pozo de inmersión desde la parte frontal de la máquina y sale por detrás de la máquina. Cadena transportadora 16, ya que no gotee sobre un revestimiento de conformación circuito se determinó en una barra de herramientas separada de la placa de circuito que se determina a la placa de barra de herramientas, para moverse en un ángulo a la horizontal o vertical Como se muestra en la FIG.
La placa de circuito 18 es luego alimentada desde la región de pozo de inmersión 32 a la estación de curado donde las fuentes de luz ultravioleta opuestas 34, 36 curan simultáneamente ambos lados de cada placa de circuito. fuente 34, 36 de luz ultravioleta para evitar daños a los componentes eléctricos contenidos en el calentamiento excesivo y la placa de circuito de la placa de circuito, es deseable incluir una bombilla UV 38 y el obturador 40. El obturador 40 es también bombilla UV 38 frente a la Garantía están construidos y dispuestos de manera que para evitar la exposición UV innecesaria mutuamente este modo bombilla 38 no se quema demasiado rápido.
Después del proceso de curado, la placa de circuito 18 avanza hacia una ventana de descarga 42 donde las placas de circuito pueden retirarse fácilmente de sus herramientas de soporte 12. Con la pantalla adecuada ubicada en la estación del operador, los siguientes elementos se monitorean continuamente. Es decir,
Viscosidad
Caudal de nitrógeno
Humedad
Velocidad del transportador, y
Nivel de cobertura
El sistema también incluye una campana 72 de ventilación de la ventana de carga, una campana 74 de aireación de la ventana de carga y descarga, y campanas 76, 78 de ventilación de la bombilla, todas conectadas al cilindro 80 central. La posición de las ventanas de carga y descarga 10, 42 también se puede cambiar de acuerdo con los requisitos de la aplicación específica.
Con referencia ahora a la Fig. 2, el tanque de inmersión 20, primera placa de circuito es una parte específica de la placa de circuito cuando se sumerge en el material de revestimiento para mantener el revestimiento de conformación a un nivel suficiente para asegurar que de forma fiable cubierto con una primaria material de revestimiento Y un depósito 44. El tanque de inmersión 20 también incluye un dique 46 y un depósito de desbordamiento 48, manteniendo así un nivel constante de material de revestimiento en el depósito principal 44. Si el nivel del material de recubrimiento cae por debajo de un nivel predeterminado en el depósito de desbordamiento 48 del depósito de inmersión 20, no más sensor de nivel ultrasónico para hacer funcionar el número adicional de material de revestimiento (que se muestra con respecto al tanque de inmersión ) También se proporcionan. El material de revestimiento se transfiere mutuamente entre los dos depósitos 44 y 48 por el sistema de bombeo que incluye un tal modelo de la bomba 100, disponible 'Teflon' recubierto bomba de la Trebor Corporation.
Este sistema de bombeo permite un ajuste mínimo de 5 cm (aproximadamente 2 pulgadas) al nivel de material de recubrimiento en el tanque. Dado que la placa de circuito 18 se mueve desde el lado frontal del tanque de inmersión 20 al lado posterior, es preferible que el dique de rebose 46 esté dispuesto detrás del tanque de inmersión. Para mantener un nivel de líquido que no cambia a ± 0.5 mm (± 0.020 pulgada) o más, se configura un sistema de recirculación provisto de un sistema de bombeo. Sin detener el aparato, por ejemplo, como reemplazo es posible mediante el accionamiento del dispositivo a través del sistema de derivación, el enfoque y el intercambio (no mostrado) del sistema fácil de filtro proporciona preferiblemente. El sistema de filtro de este ejemplo está diseñado para eliminar micropartículas del material de recubrimiento curado, protegiendo así el sistema y el viscosímetro provisto en la bomba. Es deseable que el filtro esté hecho de una malla de alambre predeterminada.
El sistema de bombeo incluye un sistema de reabastecimiento de material automatizado que no afecta el sistema de recirculación ni el nivel de líquido. En uso, la reposición de material se suministra al sistema de bombeo de recirculación. El tanque de inmersión 20 también incluye un sensor para medir la viscosidad del material de recubrimiento y para hacer una indicación para determinar cuándo el material de recubrimiento se ha deteriorado a un nivel inaceptable.
En la figura 3, la barra de herramienta 14 incluye una pluralidad de pasadores 50 para sujetar de manera extraíble la herramienta de soporte 12 y una abrazadera de resorte 52. Pin 50 está soportado mediante el ajuste en una abertura correspondiente 54 de la herramienta 12, el soporte para la determinación fiable de la herramienta 12 a una posición predeterminada de la barra de herramientas 14, cónica cargada por resorte de sujeción 52 instando fuerza de acción en la punta 56 de la herramienta 12 . La pinza de resorte 52 y la pinza 50 también funcionan para asegurar que la herramienta de soporte 12 esté en su lugar en la barra de herramientas 14.
4 y 5, una forma de realización de la herramienta 12 incluye una placa plana 60, un mango en T 58, una abertura 54 para la recogida de la clavija 50 de la barra de herramientas, y una pinza elástica en forma de U 62. El mango en forma de T 58 se proporciona para ayudar a retirar la herramienta 12 de la barra de herramientas 14. La herramienta también incluye un tope 66 para alinear la placa de circuito 18 en la herramienta 12.
Como se muestra en la Fig. 5, el clip en forma de U está diseñado de tal manera que la placa de circuito se mantiene allí durante la inmersión y se inserta la operación de curado en el clip a una posición predeterminada. El clip en forma de U está definido en la herramienta por un par de tornillos 64. La Figura 6 muestra una placa plana 56, una pluralidad de aberturas para la recogida de los pasadores 50 de la barra de herramientas 14, una realización alternativa de la herramienta 12 que ahusada resorte incluyendo el clip 68 cargado. Clip 68 se coloca de modo que se pueda tirar de estar sosteniendo el clip en contra de su parte de carga de resorte de la placa de circuito 18 a través de la superficie de pinza cónica en la inmersión y operaciones de curado en una posición predeterminada Empujé .
La herramienta de las Figuras 4 a 6 está construida y dispuesta de modo que la placa de circuito mantenida sobre la misma puede retirarse fácilmente en la ventana de descarga 42. En la figura 7, se muestra una parte del sistema de la figura 1, en la que dos barras de herramienta 14 están definidas con relación a la cadena transportadora 16. Cada barra de herramienta 14 soporta una pluralidad de herramientas de soporte 12. Algunas de las herramientas 12 se muestran que soportan la placa de circuito 18. La figura 8 muestra una vista lateral de la estación de curado. Dos pares de dispositivos de lámpara ultravioleta 34, 36 se muestran dispuestos en paralelo. Una placa de circuito 18 soportada por un clip de herramienta de soporte 62 soportado por una barra de herramientas 14 está dispuesta entre dos pares de bombillas 34, 36. El obturador 40 de cada bombilla de lámpara se abre para exponer la placa de circuito 18 a la luz ultravioleta para curar el material de recubrimiento de la placa de circuito 18. La bombilla 38 se intercala para eliminar la necesidad de girar la bombilla.
9 es una vista similar a la figura 8, cuando la placa de circuito no está en entre el dispositivo de bombilla de dos pares 34 evita que la bombilla sorprendente 38 que los rayos ultravioleta de obturación 40 está cerrada se opone, con lo que la bombilla 38 Extienda la vida útil del producto.
El mecanismo del obturador está acoplado al interruptor de la máquina de modo que la placa de circuito 18 no quede sobreexpuesta cuando la máquina se apaga. El sistema cambia automáticamente la bombilla 38 a su ajuste de potencia más bajo cuando el obturador 40 está cerrado para maximizar la vida útil de la bombilla y minimizar la formación de calor. Cuando se reinicia la máquina, se abre el obturador 40 y la salida de la bombilla se incrementa a la configuración de funcionamiento. Por seguridad, el obturador 40 también está acoplado con una ventana de visualización y un panel de acceso para evitar que el operador mire dentro de la máquina mientras la bombilla 38 está encendida.
La placa de circuito 18 está expuesta a la cantidad máxima de energía UV que no supera los 85ºC en condiciones de funcionamiento normales. Esta baja temperatura se debe a la placa especial de cuarzo 100 colocada delante del foco 38. Estas placas 100 protegen la porción de longitud de onda infrarroja del espectro que protege la mayor parte del calor generado por la lámpara 38 desde la placa de circuito 18. Además, la aireación a unos 85 metros cúbicos por minuto (3000 pies cúbicos por minuto) también ayuda a minimizar el aumento de la temperatura.
La bombilla 38 tiene al menos tres configuraciones de salida ajustables que están controladas por interruptores en el panel de control principal. Estas configuraciones permiten grandes aumentos de energía (por ejemplo, 100, 200, 300 vatios). La luz emitida y el calor asociado están completamente bloqueados desde el tanque de inmersión 20 y el operador.
El sistema incluye un dispositivo de enfriamiento autónomo que enfría la bombilla 38. Aunque no es evidente a partir de las Figs. 8 y 9, la cadena transportadora 16 se hace pasar en un ángulo a la estación de curado a la vertical, de este modo para asegurar que la placa de circuito no está directamente encima de la placa de circuito posterior en la cadena de . Se da a conocer en extracto de la presente solicitud está relacionada con este EE.UU. Solicitud de Patente No. 843.385 y No. mismo No. 926114 y llevar a la prioridad, se incorporan aquí por referencia.
Efecto de la invención
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en alzado que muestra una realización de un aparato de recubrimiento por inmersión.
La figura 2 es una vista en alzado en sección que muestra el tanque de inmersión del aparato de la figura 1.
La figura 3 es una vista frontal que muestra una barra de herramientas utilizada en el aparato de la figura 1.
La figura 4 es una vista en perspectiva que muestra una herramienta de soporte para soportar una placa de circuito en el aparato de la figura 1;
La figura 5 es una vista en sección transversal que muestra la herramienta de la figura 4 con respecto a la línea 5 5 de la figura.
La figura 6 es una vista en perspectiva que muestra una segunda realización de una herramienta de soporte para soportar una placa de circuito en el aparato de la figura 1;
La figura 7 es una vista en alzado parcial del aparato de la figura 1 que muestra una pluralidad de placas de circuito soportadas por cada herramienta soportada por una barra de herramientas.
8 es una vista lateral de la estación de curado del aparato de la Fig. 1;
La figura 9 es una vista lateral que muestra la estación de curado de la figura 8 cuando no está en uso.
12 Herramienta de soporte de placa de circuito
14 Barra de herramientas
16 cadena de transporte de guía
18 placa de circuito
20 tanque de inmersión
24 Barra de guía de grafito
32 región de pozo de inmersión
34 fuente de luz UV
36 fuente de luz UV
40 obturador
44 Embalse primario
52 Abrazadera con resorte
54 apertura
58 mango en forma de T
62 clip elástico en forma de U
66 Tapón
68 Clip de carga de bola cónica
74 Ventana de carga y descarga Campana de aire
Reclamo
Reclamaciones: Lo que se reclama es: 1. Un método para recubrir y curar revestimientos en ambos lados de una placa de circuito, que comprende los pasos de: colocar una placa de circuito en una herramienta de soporte; ), Sumergir la placa de circuito en una posición predeterminada en el tanque para cubrir ambos lados de la placa de circuito, y reenviar la herramienta hacia la bombilla de luz UV (38) en la posición opuesta, Que comprende la etapa de curar recubrimientos conformales en ambos lados sustancialmente de manera simultánea con la radiación ultravioleta emitida por dicha bombilla de luz ultravioleta.
2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende la etapa de proporcionar un agente de curado por humedad al revestimiento de conformación.
El método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el revestimiento de conformación de la reivindicación 3 en el que el depósito de inmersión de recubrimiento que incluye la etapa de proporcionar una manta de nitrógeno a una velocidad de flujo de sustancialmente 148 a 167 m3 /.
En dip aparato de recubrimiento se cura mediante la aplicación de un recubrimiento a ambos lados de la placa de circuito según la reivindicación 4, y una herramienta de soporte para soportar una placa de circuito (12), y medios de alimentación antes de la alimentación antes entre estaciones del dispositivo de herramienta, en uso porción previamente y determinado para el recubrimiento del depósito de inmersión de recubrimiento para la celebración de un revestimiento de conformación (20) que cubre la estación incluyendo (20), al menos un par espaciado posiciones opuestas, incluyendo obturador (40), cada placa de circuito asociada proporciona una estación de curado que comprende una bombilla ultravioleta (38) (34, 36), y en el que la bombilla eléctrica que se proporciona para curar sustancialmente simultánea recubierto en ambos lados de la placa de circuito durante el uso .
5. Una herramienta (12) que comprende una barra de herramientas (14) que incluye una pluralidad de pasadores (50) para extensión, un clip (62) para determinar de forma extraíble la placa de circuito, una herramienta Y una determinación significa (54, 58) para fijar la posición de la barra de herramientas y la herramienta libremente.
La reivindicación 6, en el que la determinación de medios (54, 58) es una pluralidad de aberturas de herramientas para la recogida del par correspondiente de barra de herramientas (54), polarizando la herramienta hacia la barra de herramienta se encuentra en la herramienta Y un clip de resorte (52) que mantiene la herramienta en su lugar en la barra de herramientas.
7. Barra de herramientas y combinación de herramientas según la reivindicación 5 o 6, caracterizada porque la herramienta comprende una pinza elástica en forma de U (62) para determinar de forma desmontable la placa de circuito.
8. La barra de herramientas y la combinación de herramientas de la reivindicación 5 o 6, en donde la herramienta comprende un clip de carga de resorte cónico en una posición opuesta para determinar de forma desmontable la placa de circuito.
Dibujo :
Application number :1994-006017
Inventors :デルコ?エレクトロニクス?コーポレーション
Original Assignee :マリー?オコネル?リッタラル