CN215216919U - 用于部件承载件制造的干燥模块及部件承载件制造设备 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于部件承载件制造的干燥模块(100)，其特征在于，干燥模块(100)包括用于对制造时的部件承载件进行干燥的干燥室(101)，其中干燥模块被配置成使液体流过干燥室(101)，使得液体对来自干燥室(101)的异物(FM)进行结合并去除。此外，还提供了一种包括干燥模块(100)的部件承载件制造设备(200)。

Description

用于部件承载件制造的干燥模块及部件承载件制造设备

技术领域

本实用新型涉及一种用于部件承载件制造的干燥模块，特别地，其中干燥模块被配置成用于减少在部件承载件制造过程中的异物。

背景技术

在对配备有一个或更多个电子部件的部件承载件的需求不断增长以及此类部件的小型化提高以及安装在部件承载件(例如印刷电路板)上的部件数量增多的背景下，使用功能越来越强大的阵列状部件或具有多个部件的封装件，这些阵列状部件或封装件具有多个触点或连接部，这些触点之间的间距甚至更小。在制造过程中，减少产量损失是一个重要的问题。特别地，在部件承载件的制造过程中减少异物以提高高质量产量是一个问题。在部件承载件制造过程中，有效地重复使用诸如水之类的资源可能会看到另一个问题。

在部件承载件制造期间，可能需要有效地减少异物的污染。

实用新型内容

根据本实用新型的一个示例性实施例，提供了一种用于部件承载件制造的干燥模块，其包括：干燥室，该干燥室用于对制造时的部件承载件进行干燥，其中该干燥模块被配置为(例如通过使用冲洗装置)使液体流过干燥室，使得液体对来自干燥室的异物进行结合并去除。

根据本实用新型的另一个示例性实施例，提供了一种部件承载件制造设备，其包括：

i)制造模块(例如，用于对半成品部件承载件进行电镀的镀制模块或用于将化学品从板上洗掉的冲洗模块)，

ii)如上所述的干燥模块，和

iii)液体输送装置，该液体输送装置被配置成用于将镀制模块和干燥模块联接成使得来自镀制模块的废水被输送通过干燥模块的干燥室。

根据本实用新型的另一个示例性实施例，提供了一种在部件承载件的制造过程中去除异物的方法，该方法包括：

i)通过液体输送装置将制造模块和干燥模块联接，

ii)通过液体输送装置将废水从制造模块输送到干燥室，从而使废水流过干燥模块的干燥室(例如通过冲洗装置)，从而使液体对来自干燥室的异物进行结合并去除。

根据本实用新型的另一示例性实施例，描述了一种利用来自部件承载件制造的废水以去除来自部件承载件干燥模块的干燥室的异物的方法。

例如，根据本实用新型的另一个实施例，可以使用水将化学品从板(部件承载件)上洗掉，然后可以将来自该冲洗过程的废水用于去除来自部件承载件干燥模块的干燥室的异物。在本文的上下文中，术语“异物”可以特别地表示在部件承载件制造过程中不需要的任何物质。特别地，既不希望异物作为制造中的部件承载件的一部分，也不希望用作制造部件承载件的设备/装置的一部分。换句话说，异物(或外来杂质)可能是污染过程环境(例如空气或表面)的材料。异物可以包括粉尘，特别是金属颗粒，蒸气，液体(特别是液滴，例如液体雾或薄雾)，或进一步的制造废料，例如酸(例如硫酸)，焊锡等。

在本文的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或其中容纳一个或更多个部件以提供机械支撑和/或电连接性的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被配置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、有机中介层、金属芯基板、无机基板和IC(集成电路)基板中的一者。部件承载件也可以是结合上述类型的部件承载件中的不同部件承载件的混合板。在本实用新型的上下文中，术语“半成品部件承载件”可以指制造时的部件承载件。

根据一个示例性实施例，本实用新型基于这样的思想，即如果液体流过干燥模块的干燥室而使得异物与液体结合从而被去除，则可以在部件承载件制造期间以有效且安全的方式抑制异物的污染并且可以去除异物。干燥模块，使异物结合到液体上，从而被去除。

在干燥模块中产生(不期望的)异物可能被认为是不可避免的。从部件承载件制造过程中去除异物可能是具有挑战性的，因为在干燥室中仅提供了很少的空间，并且制造中的部件承载件对任何冲击高度敏感。常规地，使用气流或空气过滤器将来自干燥室的异物去除。然而，这些措施不足以有效地去除在干燥室本身中产生的异物。

发明人现在令人惊讶地发现，通过提供所描述的用于去除异物的设备，可以以稳健且安全的方式解决从部件承载件制造过程中去除异物的问题。所述设备不受空间限制，并且对制造中的高灵敏度部件承载件没有威胁。总之，获得了安全有效地去除异物的方法。

在下文中，将解释该方法和部件承载件的另外的示例性实施例。

在一个实施例中，液体包括水。然而，该液体可以是任何其他液体，例如适合于对异物进行结合和去除的任何疏水或亲水液体。优选地，液体可能不会在干燥室中(容易地)蒸发。

在一个实施例中，干燥模块可以包括冲洗装置，该冲洗装置被配置成用于将液体输送通过干燥室。

根据一个实施例，制造模块可以被配置为包括溢流装置的冲洗模块，该冲洗模块用于在板上用水进行冲洗以将化学品从板上洗掉。冲洗模块可以与干燥模块(流体地)联接。例如，冲洗模块的溢流装置可以联接至干燥模块的冲洗装置。在其他实施例中，制造模块可以是用于利用水和含有化学物质的液体进行润湿过程的模块。例如，制造模块可以是镀制模块、预清洁模块(在处理之前对板进行清洁)或蚀刻模块。

在另一个实施例中，干燥模块(特别是冲洗装置)还被配置为将来自部件承载件制造过程(特别是镀制过程)的废水作为液体重复使用。这可以具有以下优点：可以有效地使用来自其他过程步骤的废水，因此可以获得高效且环境友好的以及低成本的部件承载件制造。

在一个实施例中，冲洗装置包括液体出口，其中液体出口包括第一开口、第二开口和联接在第一开口以及在第一开口与第二开口之间联接的阀，其中第一开口和第二开口与干燥室流体连通，并且其中所述液体出口被配置成使得：如果所述阀关闭，则所述第一开口被阻塞，并且所述液体可以通过所述第二开口而排放。换句话说，以根据该实施例的液体出口方式的阀系统可以确保液膜的建立而不会引起液位升得过高的风险，在液位升高的位置可能对制造中的部件承载件造成危害。同时，可以确保液体可以从干燥室中完全排放(去除)。

在一个实施例中，干燥室包括底部表面，所述冲洗装置被配置成用于在所述底部表面上用液体进行冲洗，使得所述底部表面覆盖有液膜。可以以这种方式有利地去除受重力作用的异物。发明人最令人惊讶地发现，干燥室底部的(流动的)液膜可能足以有效地去除足够的异物，从而能够实现有效的高质量部件承载件的制造。

在一个实施例中，干燥模块包括液体入口、液体出口和底部表面。底部表面被构造为倾斜的平面，其中液体入口布置在倾斜的平面上的第一位置处，其中液体出口布置在倾斜的平面上的第二位置处，并且其中第一位置在竖向方向上高于第二位置。换句话说，重力可以用作使液体流过干燥室的一种支持。因此，可以节省能量，并且可以确保有效且环境友好的过程。然而，在其他实施例中，可以借助于泵或通过其他合适的装置来使液体流动。因此，冲洗装置还可包括泵送构件。

在一个实施例中，干燥室包括具有侧壁表面的至少一个侧壁，其中冲洗装置被配置为用于在侧壁上用液体进行冲洗，使得侧壁表面覆盖有液膜。干燥室可以例如包括大体上立方体的形状。在其他实施例中，也可以用液体流过(或冲洗)两个或更多个侧壁。干燥室还可以包括其他形状和/或至少一个侧壁可以是基本平坦或弯曲的。

在一个实施例中，废水包含至少一种重金属元素(例如，铜、铁等)和酸(例如，硫酸)(并且源自镀制过程)。这样做的优点是，可以在有用的过程中将来自镀制过程的废水(其被高度浓缩在重金属和酸中，并且丢弃成本非常高)从部件承载件制造过程中去除，而无需提供新的/新鲜液体。

在一个实施例中，异物是在制造时的部件承载件的干燥期间于干燥室中产生的。异物尤其可以包括金属颗粒，例如重金属颗粒或粉尘(例如，铜粉尘)。异物还可以包括合成颗粒，例如树脂颗粒。

在一个实施例中，部件承载件被成形为板状件。这有助于紧凑的设计，其中，部件承载件仍然为在其上安装元件提供了很大的基础。此外，特别地，裸管芯例如用于嵌入式电子部件的例子，由于其较小的厚度，可以方便地嵌入到诸如印刷电路板之类的薄板状件中。

在一个实施例中，部件承载件被配置为印刷电路板、基板(特别是IC基板)和中介层中的一者。

在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)可以特别地表示板状的部件承载件，其通过将几个电传导层结构与几个电绝缘层结构层压而形成，例如通过施加压力和/或通过提供热能。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，即所谓的预浸料或FR4材料。各种电传导层结构可以由通过层压件形成孔而以期望的方式彼此连接，例如通过激光钻孔或机械钻孔，并用电传导材料(特别是铜)部分地或全部地填充所述孔，从而形成过孔或任何其他通孔连接部。所填充的孔要么连接整个叠置件(延伸通过多层或整个叠置件的通孔连接部)，要么所填充的孔连接至少两个电传导层(称为过孔)。类似地，可以通过叠置件的各个层形成光学互连部，以便接收电光电路板(EOCB)。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或更多个组件之外，印刷电路板通常被配置为用于在板状印刷电路板的相对的表面中的一者或两者上容纳一个或更多个组件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。PCB的介电部分可以由具有增强纤维(例如玻璃纤维)的树脂组成。

在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示小的部件承载件。相对于PCB，基板可以是相对较小的部件承载件，其上可以安装一个或更多个元件，并且可以充当一个或更多个芯片与另一PCB之间的连接介质。例如，基板可以具有与要安装在其上的部件(特别是电子部件)基本相同的尺寸(例如，在芯片级封装(CSP)的情况下)。更具体地，基板可被理解为用于电连接或电网络的承载件以及与印刷电路板(PCB)相当的部件承载件，但是其在横向和/或垂直布置的连接中具有相当高的密度。横向连接例如是导电路径，而垂直连接例如可以是钻孔。这些横向和/或垂直连接布置在基板内，并且可以用于提供封装的或未封装的组件(例如裸芯片)(尤其是IC芯片)与印刷电路板或电路板的电，热和/或机械连接。中间印刷电路板。因此，术语“基板”也包括“IC基板”。基底的介电部分可以由具有增强颗粒(例如增强球，特别是玻璃球)的树脂组成。

基板或中介层可以包括玻璃，硅(Si)和/或可光成像或可干蚀刻的有机材料的至少一层或由其组成，所述有机材料例如是基于环氧的堆积材料(例如，基于环氧的堆积膜)。或高分子化合物(可能包含或不包含光敏和/或热敏分子)，例如聚酰亚胺或聚苯并恶唑。

在一个实施例中，至少一个电绝缘层结构包括树脂或聚合物，例如环氧树脂，氰酸酯树脂，苯并环丁烯树脂，双马来酰亚胺-三嗪树脂，聚苯撑(polyphenylene)衍生物(例如基于聚苯醚(PPE)，聚酰亚胺(PI)，聚酰胺(PA)，液晶聚合物(LCP)，聚四氟乙烯(PTFE)和/或其组合中的至少一者。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强结构，例如网、纤维、球或其他种类的填料颗粒，以形成复合物。半固化树脂与增强剂的组合，例如浸渍有上述树脂的纤维称为预浸料。这些预浸料通常以其特性命名，例如FR4或FR5，这些命名描述了它们的阻燃特性。尽管通常对于刚性PCB而言预浸料是优选的，尤其是FR4，但也可以使用其他材料，尤其是环氧基的积层材料(例如积层膜)或可光成像的介电材料。对于高频应用，诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂之类的高频材料可能是优选的。除这些聚合物外，低温共烧陶瓷(LTCC)或其他低、极低或超低DK材料也可以作为电绝缘结构应用于部件承载件中。

在一个实施例中，至少一个电传导层结构包括由铜、铝、镍、银、金、钯、钨和镁中的至少一者。尽管通常优选铜，但是其他材料或其涂覆形式也是可能的，特别地是分别涂覆有超导材料或传导聚合物，例如石墨烯或聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)。

至少一个部件可以被嵌入在部件承载件中和/或可以被表面安装在部件承载件上。这样的部件可以选自：非电传导的嵌体，电传导的嵌体(例如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、传热单元(例如热管)、光导元件(例如光波导或光导体连接件)、电子部件或它们的组合。嵌体可以是例如带有或不带有绝缘材料涂层(IMS嵌体)的金属块，其可以是嵌入式的或被表面安装以便于散热。根据材料的导热率来限定合适的材料，导热率应至少为2W/mK。这样的材料通常基于但不限于金属、金属氧化物和/或陶瓷，例如铜、氧化铝(Al₂O₃)或氮化铝(AlN)。为了增加热交换能力，也经常使用具有增加的表面积的其他几何形状。此外，部件可以是有源电子部件(实现至少一个p-n结)、无源电子部件(例如电阻器、电感或电容器)、电子芯片、存储设备(例如DRAM或其他数据存储器)、滤波器、集成电路(例如现场可编程门阵列(FPGA)，可编程阵列逻辑(PAL)，通用阵列逻辑(GAL)和复杂可编程逻辑器件(CPLD))、信号处理部件、电源管理部件(例如场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)、结型场效应晶体管(JFET)或绝缘栅型场效应晶体管(IGFET)，全部基于半导体材料，例如碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga₂O₃)，砷化铟镓(InGaAs)和/或任何其他合适的无机化合物)、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、发送器和/或接收器、机电转换器、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。但是，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。这样的磁性元件可以是永久磁性元件(例如铁磁元件、反铁磁元件、多铁性元件或亚铁磁元件，例如铁氧体芯)或可以是顺磁性元件。但是，该部件也可以是IC基板、中介层或其他部件承载件，例如呈板中板(board-in-board)配置。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入其内部。此外，还可以使用其他部件作为部件，特别地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。

在一个实施例中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施例中，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化合物。

在处理部件承载件的内层结构之后，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(特别地是通过层压)被处理的层结构的相对的主表面中的一者或两者。换句话说，积层可以持续直到获得期望的层数。

在完成电绝缘层结构和电传导层结构的叠置件的形成之后，可以对获得的层结构或部件承载件进行表面处理。

特别地，就表面处理而言，可以将电绝缘的阻焊剂施加到层叠置件或部件承载件的相对的主表面中的一者或两者上。例如，可以在整个主表面上形成这种阻焊剂，并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，该部分将用于将部件承载件电耦接到电子外围。可以有效地保护部件承载件的保持被阻焊剂覆盖的表面部分免受氧化或腐蚀，特别地是包含铜的表面部分。

就表面处理而言，还可以选择性地将表面修饰施加到部件承载件的暴露的电传导表面部分上。这种表面修饰可以是在部件承载件的表面上的暴露的电传导层结构(例如，垫、传导轨等，特别地是包括铜或由铜组成)上的电传导覆盖材料。如果不保护这种暴露的电传导层结构，则暴露的电传导部件承载件材料(特别地是铜)可能被氧化，从而降低部件承载件的可靠性。然后可以例如将表面修饰形成为表面安装的部件与部件承载件之间的界面。表面修饰具有保护暴露的电传导层结构(特别地是铜电路)并使得能够实现与一个或更多个部件的接合过程(例如通过焊接)的功能。用于表面修饰的合适材料的示例是有机可焊性防腐剂(OSP)、化学镍浸金(ENIG)、化学镍浸钯浸金(ENIPIG)、金(特别地是硬金)、化学锡、镍-金、镍-钯等。

从下面将要描述的实施例的例子中，本实用新型的以上限定义的方面和其他方面将是明显的，并且将参照这些实施例的示例对其进行说明。

附图说明

图1示出了根据一个实施例的用于部件承载件制造的干燥模块。

图2示出了根据另一实施例的用于部件承载件制造的干燥模块，其中干燥模块包括第一开口和第二开口。

图3示出了根据一个实施例的部件承载件制造设备。

具体实施方式

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。

图1示出了根据一个实施例的用于部件承载件制造的干燥模块100。干燥模块100包括干燥室101，干燥室101被配置为用于将制造中的部件承载件进行干燥的储存空间。干燥模块100还包括冲洗装置102，该冲洗装置102被配置成使液体流过干燥室101，使得液体对来自干燥室101的异物FM进行结合并去除。如图1所示，干燥模块100还包括液体入口107、液体出口103和底部表面A。在图1所示的特定示例中，底部表面A被构造为倾斜的平面。液体入口107布置在倾斜的平面上的第一位置处，并且液体出口103布置在倾斜的平面上的第二位置处，其中第一位置在竖向方向上高于第二位置。换句话说，根据一个实施例，液体可以在重力的驱动下从液体入口107流动通过干燥室101，穿过底部表面A，从而形成液膜L。

图2示出了用于部件承载件制造的干燥模块100，其中液体出口103包括第一开口104、第二开口106以及在第一开口104和第二开口106之间联接(流体连接或流体连通)的阀105。换句话说，第一开口104可以是例如排放件(或喷嘴)，管道或管联接到排放件(或喷嘴)。第二开口106是另一排放件(或喷嘴)，其联接至同一管道或管。在管道或管中，布置有阀105，其可以例如是单向阀。如果阀105被阻塞，则液体不会通过第一开口104被去除(排放)。因此，液位升高，直到液体通过第二开口106从干燥室101去除。在一个实施例中，开口106布置在开口104上方多达10cm处，使得液膜具有多达10cm的液深。从图2也可以看出，液体入口107被定位成使得在侧壁108上产生液膜L。由此，液体由重力驱动。这对于去除异物FM(例如蒸气或任何可能例如不沉到底部表面A的异物)特别有利。在一些实施例中，干燥模块100具有用于对来自部件承载件制造的板进行干燥的至少一个空气刀(未示出)。至少一个空气刀将热空气(高达65℃)吹到板上，因此，异物FM被吹入液体中并通过液体被吸收和去除。

图3示出了根据一个实施例的部件承载件制造设备200。部件承载件制造设备200包括制造模块201(例如，用于对半成品部件承载件进行电镀的镀制模块或用于将化学品从板上洗掉的冲洗模块)、如上所述的干燥模块100和液体输送装置202，该液体输送装置202被配置成用于将制造模块201和干燥模块100联接(流体地连接)成使得来自制造模块201的废水(或任何其他液体)被输送通过干燥模块100的干燥室101(其中用虚线箭头指示该输送)。液体输送装置202可以例如包括管、泵、阀或其他被配置成用于输送来自制造模块201的废水的装置。所述废水是来自镀覆过程的流出物，并且包括(例如被污染有)诸如重金属(特别是铜)和酸性化合物(例如硫酸)等的物质。从干燥模块100中去除的废水可以被再循环，和/或可以被用于进一步去除异物(未示出)。

应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。同样，可以对结合不同实施例描述的元件进行组合。

还应注意，权利要求中的附图标记不应解释为对权利要求的范围的限制。

本实用新型的实现不限于图中所示和上面描述的优选实施方式。相反，即使在基本上不同的实施方式的情况下，使用所示的解决方案和根据本实用新型的原理的多种变型也是可行的。

Claims (13)

1.一种用于部件承载件制造的干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥模块(100)包括：

用于将在制造时的部件承载件进行干燥的干燥室(101)；

其中，所述干燥模块(100)被配置成使液体流过所述干燥室(101)，使得所述液体对来自所述干燥室(101)的异物(FM)进行结合并去除。

2.根据权利要求1所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述液体包括水。

3.根据权利要求1所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥模块(100)还被配置成用于将来自部件承载件制造过程的废水作为所述液体重复使用。

4.根据权利要求1所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥模块(100)包括冲洗装置(102)。

5.根据权利要求4所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述冲洗装置(102)包括液体出口(103)，

其中，所述液体出口(103)包括第一开口(104)、第二开口(106)以及联接在所述第一开口(104)与所述第二开口(106)之间的阀(105)，

其中，所述第一开口(104)和所述第二开口(106)均与所述干燥室(101)流体连通，以及

其中，所述液体出口(103)被配置成使得：若所述阀(105)关闭，则所述第一开口(104)被阻塞，并且所述液体能够通过所述第二开口(106)而排放。

6.根据权利要求4所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥室(101)包括底部表面(A)，

其中，所述冲洗装置(102)被配置成用于在所述底部表面(A)上用所述液体进行冲洗，使得所述底部表面(A)被覆盖有液膜。

7.根据权利要求4所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥模块(100)包括液体入口(107)、液体出口(103)以及底部表面(A)；

其中，所述底部表面(A)被配置为倾斜的平面，

其中，所述液体入口(107)被布置在所述倾斜的平面上的第一位置处，

其中，所述液体出口(103)被布置在所述倾斜的平面上的第二位置处，以及

其中，所述第一位置在竖向方向上高于所述第二位置。

8.根据权利要求4所述干燥模块(100)，其特征在于，所述干燥室(101)包括具有侧壁表面的至少一个侧壁(108)，

其中，所述冲洗装置(102)被配置成用于在所述侧壁(108)上用所述液体进行冲洗，使得所述侧壁表面被覆盖有液膜。

9.根据权利要求3所述的干燥模块(100)，其特征在于，所述废水包括至少一种重金属元素和酸。

10.根据权利要求1所述的干燥模块(100)，其特征在于，异物是在制造时的部件承载件的干燥过程期间于所述干燥室(101)中产生的。

11.一种部件承载件制造设备(200)，其特征在于，所述部件承载件制造设备(200)包括：

制造模块(201)；

根据权利要求1的干燥模块(100)，以及

液体输送装置(202)，所述液体输送装置(202)被配置成使得来自所述制造模块(201)的废水被输送通过所述干燥模块(100)的所述干燥室(101)。

12.根据权利要求11所述的部件承载件制造设备(200)，其特征在于，所述制造模块(201)包括冲洗模块，所述冲洗模块包括溢流装置，所述溢流装置用于在板上用水进行冲洗以将化学品从所述板上洗掉，其中，所述冲洗模块与所述干燥模块(100)流体联接。

13.根据权利要求12所述的部件承载件制造设备(200)，其特征在于，所述冲洗模块的所述溢流装置联接至所述干燥模块(100)。

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