CN104245157B - 从基底上除去保护性涂层的选定部分 - Google Patents
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Abstract
从基底,例如电子器件上选择性除去一部分保护性涂层的方法包括从该基底上除去部分保护性涂层。除去工艺可包括在特定的位置处切割保护性涂层,然后从基底中除去所需部分的保护性涂层,或者它可包括烧蚀将要被除去的部分保护性涂层。还公开了涂布和除去系统。
Description
相关申请的交叉参考
本文要求2013年1月8日提交的标题为“METHODS FOR REMOVING PROTECTIVECOATING FROM AREAS OF AN ELECTRONIC DEVICE(从电子器件的区域中除去保护性涂层的方法)”的美国临时申请No.61/750,257(“′257临时申请”),和标题为METHODS FOR MASKINGELECTRONIC DEVICES FOR APPLICATION OF PROTECTIVE COATINGS AND MASKEDELECTRONIC DEVICES(掩蔽电子器件以供施涂保护性涂层的方法和被掩蔽的电子器件)的美国临时申请No.61/750,254(′254临时申请”)的优先权权益。′254临时申请和′257临时申请各自的全部公开内容在此通过参考引入。
技术领域
本发明的公开内容一般地涉及从电子器件的组件,电子的子组装件,电子组装件,和电子器件中选择性地除去部分保护性涂层(例如耐水的涂层)的方法,使得保护性涂层能保护涂布的元件,同时涂布的电子器件能合适地操作。
相关现有技术
电子器件的耐久性常常是消费者关心的,尤其在采用现有技术的便携式电子器件的情况下,这是因为它们的成本和消费者典型地依赖电子器件的程度导致的。因此,便携式电子器件,例如移动电话,台式计算机,膝上型计算机,和其他电子器件的保护覆盖层和保护外壳是高度需求的。许多保护覆盖层和外壳防止对电子器件的划伤和其他物理损坏,但保护覆盖层典型地提供很少(如果有的话)的保护避免水和其他类型的湿气,和很少有保护外壳保护便携式电子器件避免损坏,所述损坏可由水和其他类型的湿气引起。提供保护防止水损坏的保护外壳通常通过确保电子器件没有暴露于水下而进行;典型的防水保护外壳包封整个电子器件。结果,防水的外壳常常优点很大,或者大,且可限制获得电子器件的某些特征,和因此妨碍个体以该个体所需的方式使用电子器件的能力。
一些公司,例如HzO,Inc.采用不同的方法来保护电子器件避免水,其他类型的湿气和污染。HzO的方法使用施涂薄膜,或保护性涂层到电子器件内部的各种组件上。这一保护性涂层限制了电子器件的涂层组件暴露于水,其他类型的湿气和污染下且在电子器件的外侧不需要庞大的保护外壳。这一保护性涂层可保护电子器件,即使它下落在水内,雨点落在其上,或者要么暴露于损坏程度的湿气下。
尽管保护性涂层可限制涂布的特征暴露于水,其他类型的湿气或污染下,但保护性涂层也可负面影响电子器件某些特征的性能。例如,保护性涂层可降低显示器和电子器件的任何摄像机镜头的分辨率和清晰度。保护性涂层也可干扰电接触,例如电池终端,插头等。保护性涂层也可负面影响一些部件,例如移动部件(例如,振动元件等),麦克风,扬声器,镜头和类似物的性能。另外,保护性涂层可在电子组件(例如,半导体器件等)内非所需的捕获热量,从而降低它们的可靠度和它们操作时的速度。
以基底,例如电子器件在其内涂布的方式实现选择性的一种方法包括掩蔽。掩蔽可防止保护性涂层粘附到基底的某些特征上。虽然如此,但掩模引入额外的预涂布步骤且也可增加制造或保护基底所要求的成本和时间。另外,还要求后涂布工艺,其中包括掩模除去和除去位于掩模上的一部分保护性涂层,从而增加施涂保护性涂层的成本和时间。
发明概述
在一个方面中,本发明的公开内容涉及从基底的选定部分,或者“除去区域”(例如,从子组装件或者电子器件的组件,例如消费电子器件等中的选择组件或特征)中除去保护性涂层,同时在基底的其他“保护区域”上留下保护性涂层的其他部分在原地的方法。该保护性涂层可包括抗湿的涂层。通过选择除去一部分保护性涂层,可有益地提供基底保护(例如,避免暴露于潜在有害水平的湿气下等),且没有妨碍各种组件或特征(例如电子器件的电接触,移动部件,音频传输元件,显示器,镜头等)的性能。
保护基底的方法可涉及施涂保护性涂层到基底,例如电子器件的组装件或子组装件中的多个组件或特征上。最初涂布的组件或特征可包括电子组件(例如印刷的电路板(PCBs),半导体器件,电连接,电连接器,显示器,音频组件,其他器件,按钮,开关,端口,等)。可使用非-选择性和非-方向性的方法(例如,化学气相淀积(CVD),分子扩散,物理气相淀积(PVD)(例如,蒸发淀积(其中包括,但不限于e-束蒸发,溅射,激光烧蚀,脉冲激光淀积等),原子层淀积(ALD),和物理施涂法(例如,印刷,喷涂技术,辊涂,刷涂,等),施涂保护性涂层,从而导致被涂布的暴露组件或特征,而与最终期望是否涂布基底的每一组件或特征无关。这一方法还包括从最初被涂布的组件或特征的子设备,例如其性能可被保护性涂层妨碍的组件或特征(其中包括,但不限于,要求很少或者不要求避免水,其他类型的湿气或其他污染物的组件或特征)中除去一部分保护性涂层。
在一些实施方案中,选择性除去一部分保护性涂层可包括集中方向性方法,其中在定向除去介质的路径中切割一部分保护性涂层,然后从基底中除去,同时其他部分的保护性涂层在基底上保持在原地。本文所使用的“切割”包括保护性涂层的切断(severed)或减弱的位置。定向的除去介质源可连接到定位机构上,所述定位机构移动在与一部分保护性涂层从中被除去的组件或特征有关的各种位置之间的源头,以便促进自动化除去保护性涂层的选定部分。
在各种实施方案中,定向除去介质可包括磨料材料(它可以是粒状形式),例如固体二氧化碳,它常常称为“干冰”。其他合适的磨料材料没有限制地包括淀粉和砂子(它包括,但不限于粒状二氧化硅,粒状玻璃,粒状陶瓷,天然石头的颗粒等)。磨料材料可以按照指向的方式被导引到基底和在其上的保护性涂层上,使得在磨料材料路径上的一部分保护性涂层从基底中被除去。
在另一实施方案中,定向除去介质可包括窄的激光束。更具体地,激光束可以是由全固态半导体(DPSS)激光器生成的窄的266纳米(nm)波长的激光束。在另一具体的实施方案中,激光束可以是通过准分子激光器或者复合受激态激光器生成的窄的248nm波长的激光束。使用窄的激光束作为定向除去介质可以能够从不打算涂布的每一组件中精确除去保护性涂层的一个或更多个选定部分。
集中或定向除去介质的其他实施方案包括大气等离子体,离子束,加热元件,或工具(例如,加热的尖端,冲切模或冲压机的加热边缘等),除去介质的喷涂或高压幕帘(包括微粒除去介质,液体除去介质等)和类似物。
一旦保护性涂层被切割,则其切割部分可从基底中除去。
作为使用集中的方向性方法的替代方案,较少集中,未集中和/或非-方向性除去技术(例如,采用磨料材料的非-方向性烧蚀,使用宽的激光束,等离子体蚀刻等)可与位于基底上的模板和在其上的保护性涂层联合使用,通过烧蚀来除去一部分保护性涂层。模板可暴露待除去的保护性涂层的一个或更多个部分;例如,一个或更多个部分的保护性涂层定位在最终保持未被保护性涂层涂布的这些组件或特征上。模板可屏蔽打算保持被保护性涂层覆盖的这些组件或特征。在这一实施方案中,除去介质需要定向施涂,这是因为模板防止除去介质除去打算被涂布的组件或特征的保护性涂层。
在其他实施方案中,可与使用定向除去介质一起使用模板,以提高除去工艺的精度(例如,确保除去介质的杂散颗粒没有损坏将保持在基底上的部分保护性涂层等)。
根据随后的说明,附图和所附权利要求,本发明公开主题的其他方面,以及各个方面的特征和优点对本领域技术人员来说是显而易见的。
附图简述
在附图中:
图1A-1C表示基底,所述基底包括用保护性涂层覆盖的一个或更多个组件或特征,和选择性除去一部分保护性涂层的除去元件。
图2阐述了使用除去元件和模板来控制除去保护性涂层的选定部分(即通过模板内的开孔而暴露的部分)。
图3A和3B阐述了切割保护性涂层的除去元件,以促进从组件,特征或它的一部分中除去保护性涂层;
图4图示了从基底的选择区域中除去保护性涂层的体系的实施方案;
图5是描绘从基底上选择性除去一部分保护性涂层的方法的实施方案的工艺流程的流程图;和
图6是阐述从基底的多个离散区域中选择性除去保护性涂层的方法的实施方案的工艺流程的流程图。
详细说明
图1A-1C阐述了基底100的实施方案。在所描绘的实施方案中,基底100包括电子器件的子组装件或组装件。基底100可包括所有或一部分的便携式电子器件,例如移动电话,台式计算机,照相机,全球定位系统(GPS)接收器,膝上型计算机,或任何其他电子器件。在其中基底100包括电子器件的子组装件的实施方案中,它可包括印刷电路板(PCB)或其他载体104和在载体104上的一个或更多个组件或特征102a-c(例如,半导体器件(例如处理器,微型控制器,记忆器件等),晶体管,电容器,端口,连接器,电接触,按钮,开关,其他组件或特征等)。在其中基底100包括电子器件的子组装件的实施方案中,它也可包括其他组件,例如显示屏,所有或一部分的外壳,或输入/输出元件。在另一实施方案中,基底100可包括整个电子器件。
本文所使用的术语“组件(component)”和“特征(feature)”,广义地用以涵盖基底100,例如电子器件的各种元件。一些组件或特征102a-c可受益于被保护性涂层覆盖或屏蔽(例如,防止它们暴露于湿气,污染下等)。然而,保护性涂层可负面影响其他组件或特征102a-c的操作或性能。因此,可期望最初保持一些组件或特征102a-c未涂布。
图1B阐述了涂布元件180,所述涂布元件180施涂保护性涂层120到含载体104的基底100的实施方案上,到载体104的组件或特征102a-c上,和/或从而被携带。被保护性涂层120覆盖的基底100的区域在本文中可称为“涂布区域”。
涂布元件180可包括涂布装置的各种实施方案的任何一个或任何组合。在一些实施方案中,可配置涂布元件180,施涂具有足够厚度的保护性涂层120,在相对短的时间段内提供所需水平的抗湿性。在各种实施方案中,可配置涂布元件180,在小于1小时内,在小于或等于约15分钟内,在小于或等于约5分钟内,或甚至在小于或等于约2分钟内,淀积具有最小厚度或者至少1微米的平均厚度的薄膜(例如,帕利灵膜等)。
可用作组装件体系中的涂布元件180的装置的各种实施方案没有限制地包括分子扩散设备,化学汽相淀积(CVD)设备,物理汽相淀积(PVD)设备(例如,使用蒸发淀积工艺的器件(其中包括,但不限于,e-束蒸发,溅射,激光烧蚀,脉冲激光淀积等),原子层淀积(ALD)设备和物理施涂装置(例如,印刷设备,喷涂设备,辊涂设备,刷涂设备,等)。当然,涂布元件180的其他实施方案也可在组装件体系中使用。
在具体的实施方案中,组装件体系中的涂布元件180可包括形成反应性单体的装置,所述单体然后可淀积在使得抗湿(例如,耐水,防水等)的一个或更多个表面上并形成聚合物。在具体的实施方案中,可配置涂布元件180,在赋予抗湿性的一个或更多个表面上淀积含未取代和/或取代单元的聚(对二甲苯)(即,帕利灵)的保护性涂层120。美国专利申请nos.12/104,080,12/104,152和12/988,103中描述了按照这一方式起作用的保护性涂层120的实例,其中每一篇的全部公开内容在此通过参考引入。美国专利申请nos.12/446,999,12/669,074和12/740,119也公开了可被组装件体系的涂布元件180使用的设备和/或方法的实施方案,以形成保护性涂层120,所有这些的全部公开内容在此通过参考引入。
可通过涂布元件180施涂形成保护性涂层120的其他材料包括,但不限于,热塑性材料,可固化材料(例如,可辐射固化的材料,双份材料,热固性材料,室温可固化材料等)。也可由无机材料,例如玻璃或陶瓷材料形成保护性涂层120。在具体的实施方案中,可使用CVD或ALD方法,淀积含氧化铝(Al2O3)的保护性涂层120或者基本上由氧化铝组成的保护性涂层120。
施涂保护性涂层120的一些技术是非方向性的,也就是说,非选择性施涂保护性涂层120,并粘附到暴露于涂布材料下的基底的所有区域上。例如,使用CVD方法,在组件102a和102b上淀积的材料还会覆盖组件102c。
在整个组装件体系的上下文中,可使用多个不同的涂布元件180,和甚至不同类型的涂布元件180,且任选地掺入到组装件体系的结构中,在不同类型的特征上提供所需类型的保护性涂层120。可没有限制地配置涂布元件180,在基底中不同的组件或特征102a-c之间的小的空间,例如组装件下方的电子器件内(例如,在表面安装技术(SMT)组件和电路板之间,等)提供保护性涂层120,同时可配置(configured)另一涂布元件180,在涂布工艺过程中暴露的表面上提供保形、包覆的保护性涂层120,且另一涂布元件180可选择性施涂第二保护性涂层120到一些其他的组件或特征102a-c上。
一旦施涂了保护性涂层120,则保护性涂层120可提供基底100,或者至少它的选择组件或特征抗湿性,这从图1B中看出。在基底100暴露于潜在损害程度的湿气下的情况下,抗湿的保护性涂层120可防止电短路和/或腐蚀基底100中的一个或更多个组件或特征102a-c。
可使用任何各种度量来量化每一保护性涂层120的抗湿性。例如,保护性涂层120物理抑制水或其他湿气避免接触涂布的特征的能力可被视为赋予保护性涂层120抗湿性。
作为另一实例,抗湿性,或更广义地,保护性涂层120的抗湿性可以基于更加可量化的数据,例如水渗透穿过保护性涂层120时的速率,或者它的水蒸气转移速率,这可使用已知技术来测量,单位为g/m2/天或者单位为g/100in2/天(例如,在37℃的温度下,和在90%的相对湿度下,小于2g/100in2/天,小于或等于约1.5g/100in2/天,小于或等于约1g/100in2/天,小于或等于约0.5g/100in2/天,小于或等于约0.25g/100in2/天,小于或等于约0.15g/100in2/天等穿过最小厚度或平均厚度为约1mil(即,约25.4μm)的薄膜)。
可测定保护性涂层120的抗湿性的另一方式是通过可接受的技术(例如,静态固着的液滴方法,动态固着的液滴方法,等),借助施涂到保护性涂层120的表面上的水滴的接触角。可例如使用Young方程式,即:
从水滴底部下方测定水滴底部与表面形成的角度,从而测量表面的疏水性,
其中θA是最高,或向前(advancing)的接触角;θR是最低或向后(receding)的接触角;
若表面亲水,则水会稍微扩散,从而导致与表面小于90°的水接触角。相反,对于本发明公开内容的目的来说,疏水的表面可被视为耐水,或更广义地抗湿,这将防止水铺开,从而导致大于或等于90°的水接触角。在表面上的水珠越多,则水接触角越大。当在表面上的水滴珠使得与表面的水接触角大于或等于约120°时,该表面被视为高度疏水。当水接触表面超过150°的角度(即在表面上的水滴为近球形)时,该表面被认为是“超级疏水的”。
当然,也可使用耐水性的其他量度或者其他类型的抗湿性。尽管可配置组装件体系中的涂布元件180,施涂保护性涂层120到基底100的一个或更多个组件或特征102a-c的外表面,例如在组装件下方的电子器件上,但当基底100被掺入到完全组装的器件(例如,电子器件等)内时,保护性涂层120驻留在其上的一个或更多个表面可位于基底的内部内。因此,可配置组装件体系,组装在内表面上含保护性涂层120或者内部约束的保护性涂层120的电子器件。
一旦保护性涂层120被施涂到基底100上,则一部分保护性涂层120可从基底100的一些组件或特征102a-c中除去,从而通过保护性涂层120暴露这些组件或特征102a-c,或者使得它们没有被保护性涂层120涂布。例如,且没有限制所公开的主题的范围,在其中基底100是电子器件的实施方案中,若保护性涂层120包括抑制电信号从中穿过的电介质材料,和被保护性涂层120覆盖的组件或特征102c是有助于互通的电连接器(例如,在通用的串联总线(USB)端口内的D+或D-接口,等),则保护性涂层120可妨碍组件或特征102c接收和/或输送电信号的能力。作为另一非限定性实例,在显示器,镜头和/或其他光学特征上面的一部分保护性涂层120可妨碍这些特征的光学透明度。覆盖音频组件,例如扩音器或麦克风的保护性涂层120也可降低由音频组件产生的声音或音频信号的品质。保护性涂层120也可干扰移动部件,例如静噪信号(例如,振动元件等),按钮或开关的能力,以便按打算的起作用。保护性涂层120也可捕获各种组件(例如,半导体器件等)内的热量,从而负面影响它们的性能。存在其中可能不期望用保护性涂层120涂布组件102c的许多其他情况。
图1C阐述了除去元件150,它将除去介质160导引到组件或特征102c上,从组件或特征102c中除去保护性涂层120。尽管图1C阐述了从仅仅一个组件或特征102c中除去保护性涂层120,但除去元件150可从任何数量的组件或特征102中除去保护性涂层120。可使用除去元件150,从直接或故意涂布的组件或特征102(例如,使用覆盖淀积工艺形成保护性涂层120等的结果是,涂布的组件或特征102)中除去保护性涂层120,和从间接或者附带涂布的组件或特征102(例如,在涂布工艺过程中被掩蔽的组件或特征102,假定保护性涂层120中的材料没有施涂到其上的组件或特征102等,如图3所示)中除去保护性涂层120。
可配置除去元件150,通过烧蚀从组件或特征102c中除去一部分保护性涂层120。本文所使用的术语“烧蚀(ablation)”包括各种形式的材料除去,例如激光烧蚀,喷砂,和其他材料除去技术。
除去元件150可施涂除去介质160,其方式将从基底100的一些选择的区域(本文称为除去区域)中除去保护性涂层120。除去元件150可选择性施涂除去介质160,结果从仅仅除去元件150靶向的那些组件或特征(例如,图1C中的组件或特征102c)中除去保护性涂层120。例如,可施涂除去介质160到保护性涂层120的下述区域上,所述区域位于将通过保护性涂层120暴露且保护性涂层120将从中除去的组件或特征102上。
除去元件150可包括激光器,在此情况下,除去介质160是激光束。在这一实施方案中,除去元件150可包括二极管-泵压的固态(DPSS)激光器,它输出波长为266nm的窄的激光束。或者,除去元件150可包括准分子激光器,它输出波长为248nm的激光束。可使用准分子激光器,提供可与模板220联合使用的宽束。
或者,除去元件150可包括磨料分配器,可配置所述磨料分配器,(例如通过喷嘴(例如,直径为约0.25mm至直径为约1.5mm的喷嘴)等)分配含磨料材料的除去介质160。磨料除去介质160可以是例如磨料材料,例如固体二氧化碳(本文常常称为“干冰”),砂子,淀粉,珠子,或其他合适的磨料材料。
在另一实施方案中,除去元件可包括液体分配器,可配置所述液体分配器,传输液体除去介质160的射流或高压幕帘。液体除去介质160可以是超临界的(即,高于其临界温度和临界压力)。在使用液体二氧化碳的其他实施方案中,二氧化碳可以是比它的临界压力高的高压二氧化碳。
可集中除去元件150,以便选择性施涂除去介质160到保护性涂层120上。除去元件150因此可施涂除去介质160,其方向性方式使得可集中在一个或更多个组件102上,且没有损坏在基底100的其他组件或特征(102a,102b)等上保持的部分保护性涂层120。除去元件150因此可从仅仅一些组件或特征102c中除去保护性涂层120。在一些实施方案中,除去介质160可被导引到保护性涂层120的位置上,该位置直接在基底100的区域周边,例如组件或特征102c的位置上或者与之相邻,使得能从保护性涂层120的其余部分中切割位于这一区域上的部分保护性涂层120。在另一实施方案中,除去介质160以光栅扫描方式可影响保护性涂层120,其中集中的除去介质160在将从基底100中除去的部分保护性涂层120上前后转移。
在这些实施方案中,除去元件150可包括定位机构170或者与之联合使用(例如耦合等),所述定位机构170在保护性涂层120和基底100的适当区域上定位除去元件150中的除去介质-释放部分。定位机构170可包括绘图仪,光栅扫描仪,机械手或适合于自动化定位除去元件150中的除去介质-释放部分在保护性涂层120通常位于其内(其中包括待除去的部分保护性涂层120)的x-y平面(和任选地沿着z-轴)中的合适位置处的任何其他机构。在其他实施方案中,除去元件150中的除去介质-释放部分可以是固定的,且可配置定位机构170,使相对于除去元件150中的除去介质-释放部分移动的基底100移动。
或者,可人工进行在保护性涂层120上除去元件150的运动或扫描,例如它被保持在个体的手中。
图2阐述了除去元件150的一个实施方案,其中配置所述除去元件150,以非集中的方式(例如,非选择性,等)在保护性涂层120上施涂除去介质160。为了防止除去介质160除去将在基底100的一些组件或特征102上保持在原地的部分保护性涂层120,可与未集中的除去工艺联合,石使用模板220。模板220可暴露组件或特征102(在图2中,组件或特征102c)于除去介质160下,并且屏蔽其余部分的保护性涂层120(例如,铺在组件或特征(在图2中,组件或特征102a和102b)上的那些部分避免除去介质160。因此,模板220可包括一个或更多个小孔240经其确定的固体结构250,且小孔240被定位,以暴露预定部分的保护性涂层120于除去介质160下,同时该固体结构250屏蔽保持在原地的部分保护性涂层120,且防止除去介质160除去这些部分的保护性涂层120。
模板220的性质和结构可取决于要使用的除去元件150和除去介质160。例如,在其中除去介质160为磨料材料的情况下,模板220中的固体结构250可被配置,或甚至被优化,抵抗因除去介质160的磨蚀作用导致的降解。在其中除去介质160是激光的情况下,可配置固体结构250,耐受激光,和任选地进行激光能量的耗散,且没有损坏被模板220屏蔽的底下的部分保护膜120和底下的基底100中的组件或特征102。使用模板220和未集中的除去介质160(例如,宽激光束;磨料材料的射流,幕帘或宽物流;液体的宽射流或高压幕帘;等)使得能快速除去通过模板250中的小孔240暴露的部分保护性涂层。
图3A和3B阐述了在基底100的至少一部分表面上具有保护性涂层120的基底100—电子器件的子组件。掩模310(它可包括掩模材料或剥离剂)置于基底100中的组件102c和保护性涂层120之间。在一些实施方案中,基底100可包括被掩蔽的一些组件或特征102和未被掩蔽的其他组件或特征102。
如图3B所示,除去元件350(例如,激光器,等)可施涂(例如直接等)除去介质360(例如激光束)到保护性涂层120上,在掩模310周边的位置204处切割保护性涂层120。掩模310可以可用于其中掩模310可保护组件或特征102c,同时保护性涂层210的一个或更多个部分被除去的情形。例如,电子器件中的显示器可以足够大,这将更加成本有效地掩蔽显示器,施涂保护性涂层120,然后在掩蔽310周边周围的位置204处施涂集中的除去介质250到保护性涂层120上以切割保护性涂层120,这将保护显示器避免集中的除去介质250。然后可剥离掉掩模310,从而暴露显示器,且没有损坏位于电子器件的其他组件102a和102b上的部分保护性涂层120。
当激光器用作除去元件350和激光束用作除去介质360时,可连接激光器到定位机构370上,所述定位机构370定位激光器在将从基底100中除去的部分保护性涂层120上的第一位置内。激光器然后可释放激光束并烧蚀保护性涂层120。当激光器释放激光束时,定位机构370可在保护性涂层120上移动激光器,直到保护性涂层120的所需位置204(例如,在要被除去的部分的周边周围的位置,掩模310周边周围的位置等)被切割掉。可配置激光器,连续或以脉冲的方式释放激光束。
在使用激光器,在掩模310周边周围的位置204处切割保护性涂层120的情况下,当定位机构370移动激光器时,激光器可提供连续的激光束。当定位激光器除去铺在未受掩模310保护,即直接用保护性涂层120涂布的组件或特征102c上的一部分保护性涂层120时,激光器可生成脉冲的激光束。一些组件或特征102c可以足够大,以至于可需要多次脉冲的激光束来烧蚀保护性涂层120,其方式将有助于除去在那些组件或特征102c上的部分保护性涂层120。
在非放电状态下,在第一部分的保护性涂层120已用激光器切割之后,定位机构370可将激光器从保护性涂层上的第一位置移动到保护性涂层120上的第二位置,最终从所述第二位置上除去第二部分的保护性涂层120。一旦激光器在第二位置内,则它可再次释放激光束,烧蚀保护性涂层120,以促进从基底100中除去第二部分。定位机构370可继续移动激光器,直到每一选定部分的保护性涂层120被切割掉,以有助于它的除去。
尽管图3B阐述了使用激光器作为除去元件350,但也可使用其他类型的除去元件。例如,微型磨蚀喷砂机可配有直径约7mil(即,0.007英寸或约0.018mm)-约60mils(即,0.060英寸或约1.5mm)的小喷嘴,以传输磨料除去介质160,例如干冰的微细物流。除去介质160的物流可足够细,在位置204处切割保护性涂层120。作为另一替代方案,可使用刀片或另一机械切割工具,从保护性涂层120中切割或除去材料。在其他实施方案中,加热到足够高温度的加热的元件,例如加热的尖端(例如,焊铁,等)可在位置204处切割保护性涂层120。加热的尖端可在所需的区域周围(例如,在掩模310的周边周围,等)追踪(trace),从而切割保护性涂层120并使得能除去一部分保护性涂层120。可将周边边缘略大于掩模310周边的压花挤压到保护性涂层120内,在掩模310周边的周围处切割保护性涂层。
在其中加热的尖端或冲压机用于切割帕利灵保护性涂层120的实施方案中,可加热该尖端或冲压机到约190℃的温度。在另一实施方案中,加热的尖端或冲压机可被加热到约400℃的温度。在另一实施方案中,加热的尖端或冲压机可被加热到约375℃至约475℃的温度。
加热的尖端的直径可以是约1mm,约2mm,或介于约1mm至约2mm之间。对于加热的尖端来说,尖端对轴(tip-to-shaft)的斜率范围可以是3.5至5;在一个具体的实施方案中,尖端对轴的斜率范围为约3.69。可在约0.8cm/s-约5cm/s的速度下,在周边周围移动加热的尖端,和在一个具体的实施方案中,在约3cm/s下移动。可采用约0.5牛顿(N)-约1.33N的力,施涂加热的极端,和在一个具体的实施方案中,可以采用1N的力施涂。可由不锈钢装置加热的尖端。在一个实施方案中,加热的尖端是Gordak900M T-B,Fasten al Part0828976或Wahl7992焊接工具。尽管结合加热的尖端给出了上述尺寸和施涂细节,但可采用类似的尺寸和施涂细节到加热的冲压机的边缘上。
图4阐述了除去元件400的一个具体实施方案,它使用干冰,以促进从基底100中除去一部分保护性涂层120。除去元件400包括容纳(containment)单元406,管道408,和喷嘴402以供磨料除去介质404在保护性涂层120上的选择位置处。磨料除去介质404可包括干冰或任何其他合适的材料,例如淀粉,砂子,或另一合适的磨料材料。干冰升华且没有留下化学残渣在保护性涂层120或基底100上。
除去介质404最初可储存在容纳单元406内。当除去介质404包括干冰时,它以固体粒料形式或块料形式最初可被合适地提供到容纳单元406中。可配置容纳单元406,维持除去介质404在所需的条件下(例如,温度,压力等)。
加速器407可与除去元件400中的容纳单元406连接在一起,以加速来自容纳单元406的磨料除去介质404穿过喷嘴402。在其中除去元件400被配置为使用干冰的实施方案中,可配置容纳单元406,将干冰破碎成小片并将它与压缩空气结合,当期望传输干冰时。压缩空气传输干冰经过管道408到达喷嘴402,喷嘴402可朝基底100和在其上的保护性涂层120导引干冰。管道408可包括单一管道,软管以供传输压缩空气和干冰,或者它可包括一对管道或软管,其中一根管道被配置为传输压缩空气,和另一管道被配置为传输干冰到喷嘴402中。
在具体的实施方案中,喷嘴402为直径8mm的喷嘴,和干冰以约1磅/分钟(lb/min)(即,约0.45kg/min)的喂料速度,在40psi(即,约275kPa或约2.8kgf/cm2)的压力下排放。在一些实施方案中,喷嘴402可以是扩散器喷嘴,它进一步切割并减少干冰的粒度,之后它朝基底100排出。每一喷嘴402或者它的任何组合,干冰的喂料速度和空气压力可在以上给出的实施例中变化;在大规模生产情形下,喂料速度和压力可以比以上给出的数值或者高或者低。类似地,可以基于保护性涂层120从中除去的区域的尺寸,来改变喷嘴402的尺寸。在一些实施方案中,除去元件400可包括多个直径的多个喷嘴402,可基于从基底100中除去的一部分保护性涂层120的面积来选择所述直径。
模板220可与除去元件400一起使用,以确保除去介质404(例如,干冰等)没有撞击或损坏将保持在基底100上的保护性涂层120的位置。模板220可使磨料除去介质404的喷雾、射流或物流成型,其方式使得提供它宽的接触正面(front),这可减少加工时间。在其他实施方案中,甚至当作为额外的预防措施,磨料除去介质404被集中以保护将要保持在基底100上的部分保护性涂层120时,可使用模板220。也可使用模板220保护可能被磨料除去介质404,例如聚碳酸酯组分,泡沫体,或带状电缆损坏的组件。
可使用磨料除去介质404,在掩模310的周围切割,如参考图3所讨论的。在这一实施方案中,模板220可包括小孔240,它基本上与掩模的周边,或者与被掩蔽的组件或特征102c的周边一起对准。
可将除去元件400中的喷嘴402安装在定位机构470上,所述定位机构470可移动喷嘴402到基底100和其上的保护性涂层120上的一个或更多个预定的位置中,从而使得磨料除去介质404能从喷嘴404中排出,以切割或除去保护性涂层120的某些位置。一旦磨料除去介质404切割保护性涂层120,则然后可从基底100中除去保护性涂层120的已切割部分。可使用任何合适的除去工艺。在没有限制的情况下,可从基底100中拾取(pick)保护性涂层120的已切割部分,可采用加压介质(例如,空气,惰性气体等)从基底上吹散它们,或者可通过任何合适的技术除去它们。
可作为喷丸室,喷砂室或者任何其他合适的环境,执行除去元件400的操作。可作为组装线内的一站,执行除去元件的操作,且在施涂保护性涂层120到基底100的涂布站下游定位除去元件。
图5阐述了施涂保护性涂层120(参见,例如图1B)到基底100的选定部分(参见例如图1B)上的方法500的一个实施方案。方法500可包括在参考标记502处施涂保护性涂层120到基底100中的多个组件或特征102(参见例如图1B)上。可例如施涂保护性涂层120到PCB,显示器,美学组件(例如,金属的外部装饰条)或其他组件的表面安装技术(SMT)组件上。可使用任何合适的淀积技术,施涂保护性涂层。
方法502还包括从基底(例如从多个组件102的子组上的位置,等)中除去部分保护性涂层120。在其中基底100是电子器件的实施方案中,保护性涂层120可例如从显示器中,从端口中,从电池终端或其他电接触中或者从其他组件中除去。
当一个或更多个组件被掩蔽时,该方法可包括除去与掩模周边相邻的掩模上的保护性涂层的位置。当使用这一方法时,掩模可保护基底100。或者,该方法可包括除去刚好位于掩模周边外侧的保护性涂层位置,这使得能除去掩模且没有不必要地损害保持的部分保护性涂层的风险。基底可具有被掩蔽的一些组件或特征和未被掩蔽,但最终经保护性涂层被暴露的其他组件或特征;在这些实施方案中,该方法可涉及从直接涂布的组件或特征中除去涂层,并在掩蔽的组件或特征的周边周围追踪。
图6阐述了从电子器件中除去涂层的方法600的一个实施方案。方法600始于参考标记602,其中在与除去面积有关的第一位置上定位除去元件。除去元件可与定位结构相连,所述定位机构耦合到处理器和记忆储存指令上以供移动除去元件。记忆也可包括计时指令以供分配除去介质(例如,不管释放脉冲还是连续物流)。
方法600可在参考标记604处继续,并测定除去元件是否在第一位置处进行现场(spot)处理(即,在第一位置处除去涂层)或者完成图案(例如,提供连续物流,同时定位结构追踪预定编程的图案,等)。若第一位置与现场处理有关,则除去元件可在第一位置处施涂除去介质,如参考标记606处所示。若第一位置与图案有关,则除去元件可施涂除去介质,同时定位结构完成图案。按照这一方式,方法600可提供从离散的组件中除去保护性涂层,所述离散的组件可用现场处理法处理,其中要求移动的组件越大,和图案,例如在被掩蔽的组件周围的轨迹越复杂。
方法600也可包括在参考标记610处测定是否存在下一个位置。如果这样,则除去元件的位置可从当前位置变化到与下一除去区域有关的下一位置,并可测定在参考标记612处,下一除去区域是否要求现场处理或完成图案。可反复方法600,直到所有位置已经被大致处理过。
尽管前述公开内容提供许多具体细节,但这些细节不应当被解释为限制任何随后的权利要求的范围。可设计没有脱离权利要求范围的其他实施方案。来自不同实施方案的特征可结合使用。每一权利要求的范围因此打算且仅仅受到它的明语和可获得的本发明各要素的法律等价物的全部范围限制。
Claims (5)
1.选择性施涂抗湿保护性涂层到电子器件子组装件上的方法,该方法包括:
施涂包含聚(对二甲苯)的抗湿保护性涂层到电子器件子组装件的一个或多个电子组件上;和
在电子器件子组装件的至少一个选定部分的抗湿保护性涂层上分配包含粒状固体二氧化碳的除去介质并用除去介质烧蚀该至少一个选定部分的抗湿保护性涂层以选择性地除去该至少一个选定部分的抗湿保护性涂层及通过抗湿保护性涂层暴露至少一个选择的组件或特征,由此通过除去该至少一个选定部分的抗湿保护性涂层来暴露电子器件子组装件的至少一个选择的组件或特征。
2.权利要求1的方法,其中配置该电子器件子组装件以安装在电子器件内部。
3.权利要求1的方法,其中分配除去介质包括将抗湿保护性涂层的至少一个选定部分暴露于除去介质下。
4.权利要求1的方法,其中分配除去介质包括通过使用模板将抗湿保护性涂层的预定部分暴露于除去介质下。
5.权利要求1的方法,进一步包括:
在保护性涂层的至少一个选定部分上分配除去介质之前,在保护性涂层上对准并定位模板与通过模板内的孔隙暴露的保护性涂层的至少一个选定部分。
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