[發明專利]用于電子電路制造的設備和方法

無效

• 申請號: 200980109547.2
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101978802A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 凱維恩·巴里·喬納斯;若弗雷·麥克法蘭
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: H05K13/00
• 分類號: H05K13/00;H05K13/04;B23K37/04
• 代理公司: 北京金思港知識產權代理有限公司 11349
• 代理人: 邵毓琴

技術領域

本發明涉及用于制造電子電路的設備和方法，尤其涉及用于在非平面電路模塊基片上提供部件的設備和方法。

背景技術

在大多數市場上可獲得的電子裝置中存在電路板。通常，印刷電路板(PCB)被用來利用導電路徑或軌道機械地支撐并電子地連接電子部件，所述導電路徑由層疊在非導電基片上的銅片蝕刻而成。組裝有部件的PCB通常稱作印刷電路板組件(PCBA)。

這些年來已經研發出許多制造工藝來制造PCBA。絕大多數PCB是通過在整個絕緣(例如，玻璃纖維或塑料)基片上粘接銅層制成的。然后應用諸如絲網印刷、照相凸版印刷或PCB銑削等技術從基片上選擇性地移除銅，只留下期望的銅路徑。在已經制造PCB之后，附接電子部件以形成PCBA。這些部件可以被附接至設置在PCB外表面上的焊墊(表面安裝)和/或部件引線可以被插入形成于PCB中的通路(通孔安裝)。然后使用熔融金屬焊料將部件固定至PCB。

目前，大部分PCB的制造是應用表面安裝技術進行的，所述表面安裝技術包括回流焊接階段。在這種技術中，在部件放置之前將板的焊墊覆蓋焊膏。然后使用自動化“拾取并放置”機器將部件定位在板的合適的墊上。所述板然后被放在回流焊接爐中，所述爐通常包括多個站，用于逐漸地加熱(例如應用熱氣體或紅外輻射)整個板，直到溫度達到使焊膏熔化或回流的點。所述板然后被緩慢地冷卻，藉此熔融焊料固化并且將部件保持在合適位置。

已知的用于制造PCBA的基于焊料回流的技術具有許多缺點。例如，將電路板放在回流爐中會引入熱應力并且還可能導致對熱敏電子部件的不期望的加熱。雖然由典型回流焊接爐所使用的逐步加熱工藝可以減少一些與熱有關的問題，但是它可能大大增加了制造每個PCBA所花費的時間。另外，當將部件附接至PCB的兩側時，應用焊料回流爐的方法變得更加復雜。特別地，在焊膏已經熔化之后(但是在它重新固化之前)，它僅在部件與板之間提供非常弱的連接。因此，當板被放置在回流爐中時，位于板的下側上的任何部件將簡單地掉落。表面安裝技術之前已經被擴展為將部件安裝在板的兩側，但是這需要附加步驟，即：在焊料回流步驟中還要將部件膠粘在板的下側以便將它們保持在合適位置。

為了制造更加緊湊的電路組件，例如要裝配在小的裝置的外殼中，還已知應用上述基于焊料回流的技術來制造柔性的或可彎曲的電路。因此在部件放置和回流焊接步驟期間將柔性PCB保持為平直，并且隨后將柔性PCB彎曲成所需形狀。然而，在不破壞部件與柔性板之間的電聯接的情況下可以發生的基片彎曲量是有限的。盡管這些缺點，還是廣泛地認為應用焊料回流工藝制造柔性電路板是應用自動化生產技術生產更緊湊裝置的唯一實用的方法。

之前已經提出通過在裝置外殼的內表面等上形成電子電路而減小電子裝置的尺寸。然而，這些表面的不規則形狀(非平直)要求應用焊鐵用手附接部件，原因是基于自動化回流爐的技術不容易適于制造這種裝置。因此由于與人工制造技術相關的花費，以這種方式形成整體電路僅用于適合的高成本場合。

發明內容

根據本發明的第一方面，用在制造非平面電路模塊中的設備包括：保持件，用于保持非平面電路模塊；致動源，用于致動由所述保持件保持的非平面電路模塊的一個或多個局部區域；以及定位裝置，用于提供致動源與由保持件保持的非平面電路模塊之間的相對運動，其中所述致動源與由保持件保持的非平面電路模塊之間的相對運動包括沿著至少一個軸線的平移運動以及圍繞至少一個軸線的旋轉運動。

因此本發明提供了用于制造非平面電路模塊的設備。所述設備包括用于保持非平面電路模塊的保持件以及諸如加熱器或輻射源等致動源。在使用時，所述定位裝置提供致動源與非平面電路模塊之間的相對運動。特別地，定位裝置控制致動源與由保持件所保持的非平面基片之間的至少一個平移自由度和至少一個旋轉自由度。如下面更詳細描述的，可以通過應用定位裝置移動致動源和/或通過應用保持件移動所述非平面電路模塊而提供這種相對運動。