DE10353307A1 - Method and device for heating flat objects with metallic coating - Google Patents

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Abstract

Es kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen sein, Leiterplatten (14) bzw. eine metallische Kupfer-Beschichtung für weitere Arbeitsschritte zu erwärmen, wobei die Erwärmung über eine Induktionsheizung (16) erfolgt. Mit geringem Abstand zu der Oberfläche einer Leiterplatte (14) verläuft eine Induktionsspule (18), welche das induktive Wechselfeld in einem metallischen Bereich der Leiterplatte erzeugt und diesen so erwärmt. Ein entsprechendes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung sind vor allem für Leiterplatten (14) im Durchlaufbetrieb vorteilhaft.It can be provided in one embodiment of the invention to heat circuit boards (14) or a metallic copper coating for further steps, wherein the heating via an induction heater (16). At a small distance from the surface of a printed circuit board (14) extends an induction coil (18) which generates the inductive alternating field in a metallic region of the printed circuit board and thus heats it. A corresponding method and a corresponding device are particularly advantageous for printed circuit boards (14) in continuous operation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erwärmung von flachen Gegenständen mit metallischer Beschichtung, insbesondere Leiterplatten, sowie eine Vorrichtung zu demselben Zweck.The The invention relates to a method for heating flat objects metallic coating, in particular printed circuit boards, as well as a Device for the same purpose.

Es ist bekannt, Leiterplatten beispielsweise mit Kupfer-Beschichtung, vor manchen galvanischen Prozessen, beispielsweise Auflaminieren eines sogenannten Photo-Resists, zu erwärmen. Dadurch wird eine bessere Haftung des Photo-Resists erreicht.It is known, printed circuit boards, for example, with copper coating, before some galvanic processes, for example lamination a so-called photo-resist, to heat. This will make a better one Adhesion of the photo-resist achieved.

Derzeit wird eine solche Erwärmung dadurch vorgenommen, dass mehrere Paare von beheizten Walzen an der Leiterplatte anliegend diese im Kontaktverfahren erwärmen. Dabei besteht jedoch das Problem, dass die Kontaktoberfläche relativ gering ist und somit die Wärmeübertragung ebenfalls gering. Des weiteren ist der Wirkungsgrad vom Energieverbrauch her noch nicht befriedigend.Currently will such a warming made by having several pairs of heated rollers on The printed circuit board adjacent heat these in the contact method. there However, there is the problem that the contact surface is relatively is low and thus the heat transfer also low. Furthermore, the efficiency of energy consumption not yet satisfactory.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, mit denen Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere die Erwärmung solcher flacher und metallisch beschichteter Gegenstände zuverlässiger und eventuell auch energieeffizienter ist.Of the Invention is based on the object, an aforementioned method and to provide a device mentioned at the outset, with which disadvantages The prior art can be avoided and in particular the heating of such flat and metallically coated objects more reliable and possibly more energy efficient is.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.Is solved this object by a method having the features of the claim 1 and a device with the features of claim 6. Advantageous As well as preferred embodiments of the invention are the subject of further claims and will be closer in the following explained. The wording of the claims is by express Reference made to the content of the description.

Im folgenden werden das eingangs genannte Verfahren sowie die eingangs genannte Vorrichtung bezüglich mancher Merkmale beschrieben. Diese Ausführungen gelten unabhängig voneinander jeweils für Verfahren und/oder Vorrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gegenstände und/oder die metallische Beschichtung selber erwärmt werden, während Gegenstände und Erwärmungseinrichtung relativ zueinander bewegt werden. Die Erwärmung findet induktiv statt, also mit induktiver Einkopplung von Energie in die Gegenstände bzw. in die metallische Beschichtung. Das Funktionsprinzip sogenannter Induktionsheizungen ist aus anderen technischen Gebieten bekannt, beispielsweise von Induktionsöfen im Hüttenbau oder von Induktions-Kochstellen für Kochfelder im Haushaltsbereich.in the The following are the method mentioned above and the beginning called device with respect some features described. These statements apply independently each for Method and / or device. According to the invention it is provided that the Objects and / or The metallic coating itself can be heated while objects and heater be moved relative to each other. The heating takes place inductively, ie with inductive coupling of energy into the objects or in the metallic coating. The principle of operation of so-called Induction heaters are known from other technical fields for example, induction furnaces in the hut building or of induction hobs for hobs in the household area.

Einer der großen Vorteile von induktiver Erwärmung ist der, dass die Energie bei entsprechend aufgebauten zu erwärmenden Gegenständen relativ zielgenau eingekoppelt werden kann. Handelt es sich beispielsweise um Leiterplatten, welche einen nicht ansprechbaren inneren Kern als Träger und eine metallische Beschichtung darauf, insbesondere Kupfer, aufweisen, so wird durch das induktive Wechselfeld lediglich in der metallischen Beschichtung Wärme erzeugt. Da beim vorgenannten Auftragen von Photo-Resists dieser gerade auf die metallische Beschichtung kommt, ist es von besonderem Vorteil, hauptsächlich auch diese zu erwärmen. Des weiteren ist ein induktives Wechselfeld von einer gewissen Reichweite bzw. flächigen Streuung bei der gleichzeitigen Möglichkeit, kontaktlos Wärme zu übertragen ohne die hohen Temperaturen von beispielsweise Strahlungsheizungen.one the big Advantages of inductive heating is that the energy to be heated with appropriately designed objects Relatively accurately coupled can be. Is it for example Circuit boards, which have an unresponsive inner core than carrier and a metallic coating thereon, especially copper, so is by the inductive alternating field only in the metallic Coating heat generated. Since the above-mentioned application of photo-resist this just comes on the metallic coating, it is of special Advantage, mainly to heat these too. Furthermore, an inductive alternating field is of a certain range or flat Scattering with the simultaneous possibility to transfer heat without contact the high temperatures of, for example, radiant heaters.

Es ist von Vorteil, wenn die Erwärmungseinrichtung ortsfest ist und die Gegenstände relativ dazu bewegt werden. In einem solchen Fall kann die Erwärmungseinrichtung in einer Durchlaufanlage kurz vor einer weiteren Beschichtungsstation oder dergleichen angeordnet werden. Wenn die Gegenstände mit zumindest annähernd konstanter Geschwindigkeit bewegt werden, kann die Erwärmungseinrichtung bei vorgegebener Erwärmungsleistung mit nahezu konstanter Leistung betrieben werden. Es ist auch möglich, die Temperatur der Gegenstände hinter der Erwärmungseinrichtung zu messen und die Erwärmungseinrichtung nachzuregeln.It is beneficial if the heating device is stationary and the objects be moved relative to it. In such a case, the heating device in a continuous system shortly before another coating station or the like can be arranged. If the items with at least approximately can be moved at constant speed, the heating device at a given heating power be operated with almost constant power. It is also possible that Temperature of the objects behind the heating device to measure and the heating device readjust.

Mit der Erfindung ist es auch möglich, Gegenstände mit beidseitiger metallischer Beschichtung zu erwärmen. Dazu ist vorteilhaft für jede Seite eine eigene Erwärmungseinrichtung vorgesehen. Diese Erwärmung für jede Seite kann unabhängig voneinander einstellbar sein. So kann eine Anpassung an verschiedene Gegebenheiten, Beschichtungsdicken oder nachfolgende Behandlungsmethoden vorgenommen werden. Des weiteren ist es möglich, ein Erwärmungsprofil in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung vorzusehen. Auch dies hängt von den vorgenannten Faktoren ab. Es ist jedoch von besonderem Vorteil, wenn sich die Erwärmung über die gesamte Erstreckung der Gegenstände in eine Richtung quer zu der Bewegungsrichtung zieht. So ist auch eine einigerma ßen gleichmäßige Erwärmung möglich. Des weiteren werden üblicherweise nachfolgende Behandlungsmethoden großflächig bzw. über die gesamte Fläche vorgenommen, so dass im Durchlauf auch die gesamte Fläche des Gegenstands erwärmt wird. Die Gegenstände können dabei auf einer üblichen Transporteinrichtung liegen und bewegt werden.With the invention it is also possible objects to heat with double-sided metallic coating. To is beneficial for Each side has its own heating device intended. This warming for every Side can be independent of each other be adjustable. So an adaptation to different circumstances, Coating thicknesses or subsequent treatment methods made become. Furthermore, it is possible a heating profile to provide in a direction transverse to the direction of movement. This too depends on the above factors. However, it is of particular advantage when the warming over the entire extension of the objects in a direction transverse to the direction of movement. That's the way it is a little bit Shen uniform heating possible. Of others are usually subsequent Treatment methods over a large area or over the the whole area made so that throughout the entire area of the Heated object becomes. Things can do it on a usual Transport device are lying and moving.

In dem Maß, in dem eine Erwärmung in Richtung quer zur Bewegungsrichtung der Gegenstände stattfindet, sollte auch eine Erwärmungseinrichtung bzw. Induktionsheizung so verlaufen. Eine Induktionsheizung kann eine Leiterschleife aufweisen, welche abhängig von dem gewünschten induktiven Wechselfeld wenige Windungen haben kann. Es ist sogar möglich, die Induktionsheizung einwindig auszubilden. Bevorzugt wird eine U-Form.To the extent that warming in Rich tion takes place transversely to the direction of movement of the objects, should also run a heating device or induction heating so. An induction heater may have a conductor loop, which may have few turns depending on the desired inductive alternating field. It is even possible to form the induction heating einwindig. A U-shape is preferred.

Um eine Überdeckungsfläche der Induktionsheizung über den Gegenständen zu erreichen, welche breiter ist als nur linienförmig, sollte eine Leiterschleife in einer Ebene parallel zu den Gegenständen verlaufen, und zwar hin und her. Nur so kann ein in dieser Richtung ausgedehnteres induktives Wechselfeld erzeugt werden, was sozusagen einer großflächigeren Erwärmung entspricht. Diese Erstreckung kann einige Zentimeter betragen.Around an overlap area of Induction heating via the objects to reach which is wider than just linear, should be a conductor loop run in a plane parallel to the objects, and indeed towards and forth. Only in this way can an inductive one extended in this direction Alternating field are generated, what a larger area so to speak warming equivalent. This extension can be a few centimeters.

Für eine gute Einkopplung des induktiven Wechselfeldes in die Gegenstände bzw. in die Beschichtung sowie geringe Streu-Anteile ist es vorteilhaft, den Abstand der Induktionsheizung, insbesondere einer Leiterschleife derselben, zu den Gegenständen gering zu halten. Er sollte vorteilhaft wenige Zentimeter aufweisen.For a good Coupling of the inductive alternating field in the objects or in the coating as well as low amounts of litter it is advantageous the distance of the induction heating, in particular a conductor loop the same, to the objects to keep low. He should advantageously have a few inches.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf ande ren Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.These and other features go out the claims also from the description and the drawings, wherein the individual features each for alone or in the form of subcombinations an embodiment of the Invention and other areas to be realized and advantageous also for protectable versions can represent for the protection is claimed here. The subdivision of the application into individual Sections and intermediate headings restrict the not in its generality among these statements.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenSummary the drawings

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:One embodiment the invention is shown schematically in the drawings and will be closer in the following explained. In the drawings show:

1 eine beispielhafte Induktionsheizung mit einer U-förmigen Schleife über einer Leiterplatte und 1 an exemplary induction heater with a U-shaped loop over a circuit board and

2 einen Schnitt durch 1 in Bewegungsrichtung gesehen. 2 a cut through 1 seen in the direction of movement.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispieledetailed Description of the embodiments

In 1 ist in der Draufsicht eine Durchlaufbahn 11 mit Transportrollen 12 dargestellt, auf welcher eine Leiterplatte 14 liegend nach rechts transportiert wird. Dieses ist aus dem Stand der Technik bekannt.In 1 is a continuous path in plan view 11 with transport wheels 12 shown on which a circuit board 14 is transported horizontally to the right. This is known from the prior art.

Quer über die Durchlaufbahn 11 bzw. die Leiterplatte 14 erstreckt sich die Erwärmungseinrichtung 16. Darin enthalten ist eine Leiterschleife 18 als Induktionsheizung mit zwei Anschlüssen 20a und 20b an einen nicht dargestellten Induktionsgenerator bzw. Frequenzgenerator. Wie zu erkennen ist, überdeckt die Leiterschleife 18 die Leiterplatte 14 über deren volle Breite. Dadurch wird sichergestellt, dass das Wechselfeld bzw. Induktionsfeld, welches die Leiterschleife 18 im Erwärmungsbetrieb erzeugt, sich über die gesamte Breite der Leiterplatte 14 erstreckt und somit auch in diesem gesamten Bereich die Erwärmung bewirkt. Das grundsätzliche Funktionsprinzip der induktiven Erwärmung von metalli schen Gegenständen oder metallischen Schichten braucht hier nicht erläutert zu werden, da es dem Fachmann ausreichend bekannt ist.Across the pass 11 or the circuit board 14 the heating device extends 16 , It contains a conductor loop 18 as induction heating with two connections 20a and 20b to an induction generator or frequency generator, not shown. As can be seen, the conductor loop covers 18 the circuit board 14 over its full width. This ensures that the alternating field or induction field, which is the conductor loop 18 generated in the heating operation, over the entire width of the circuit board 14 extends and thus causes heating in this entire area. The basic operating principle of the inductive heating of metallic objects or metallic layers need not be explained here, as it is sufficiently known to the skilled person.

Die Ansteuerung der Leiterschleife 18 bzw. der induktiven Erwärmungseinrichtung 16 kann hinsichtlich verschiedener Parameter erfolgen, beispielsweise gewünschte Endtemperatur oder auch lokale Temperaturüberhöhung. Des weiteren kann in Abstimmung mit der Transportgeschwindigkeit der Leiterplatten 14 sowie abhängig davon, ob ein kontinuierlicher oder getakteter Durchlaufbetrieb vorherrscht, gesteuert werden.The control of the conductor loop 18 or the inductive heating device 16 can be done in terms of various parameters, such as desired final temperature or local temperature increase. Furthermore, in coordination with the transport speed of the circuit boards 14 and depending on whether a continuous or clocked pass operation prevails.

Aus der seitlichen Schnittdarstellung in 2 ist zu erkennen, dass der Abstand zwischen Erwärmungseinrichtung 16 bzw. Leiterschleife 18 und Leiterplatte 14 relativ gering ist. In der Praxis sind dies einige wenige Zentimeter. Die Erwärmungseinrichtung 16 kann an der Unterseite der Leiterplatte 14, wo eigentlich die Transportrollen 12 verlaufen, in einer bewussten Lücke zwischen zweier solcher Rollen 12 angeordnet sein. Alternativ kann sie so schmal ausgebildet sein, dass die Rollen 12 ihren üblichen Abstand beibehalten. Ebenso ist es denkbar, innerhalb einer Transportrolle 12 eine Leiterschleife anzuordnen, welche über rotierende bzw. Schleifkontakte angesteuert werden kann.From the side sectional view in 2 it can be seen that the distance between the heating device 16 or conductor loop 18 and circuit board 14 is relatively low. In practice, these are a few inches. The heating device 16 can be at the bottom of the circuit board 14 where actually the transport wheels 12 in a conscious gap between two such roles 12 be arranged. Alternatively, it may be so narrow that the rollers 12 maintain their usual distance. It is also conceivable within a transport role 12 to arrange a conductor loop, which can be controlled by rotating or sliding contacts.

Aus den Darstellungen ist auch zu erkennen, inwiefern die Leiterschleife 18 eine schmale U-Form aufweist und parallel zu der Oberfläche der Leiterplatte 14 verläuft. Grundsätzlich sind hier viele verschiedene Aufbauarten und/oder Wicklungsarten für die Induktionsspule möglich. Wichtig ist dabei vor allem, dass das erzeugte induktive Feld entweder möglichst gleichmäßig über die Breite der Leiterplatte 14 verläuft bzw. ein bestimmten Vorgaben entsprechendes induktives Wechselfeld aufbaut.It can also be seen from the illustrations how the conductor loop is 18 has a narrow U-shape and parallel to the surface of the circuit board 14 runs. Basically, many different structures and / or types of winding for the induction coil are possible here. It is important, above all, that the inductive field generated either as evenly as possible across the width of the circuit board 14 runs or sets up a specific specifications corresponding inductive alternating field.

Claims (14)

Verfahren zur Erwärmung von flachen Gegenständen (14) mit metallischer Beschichtung, insbesondere Leiterplatten, und/oder der metallischen Beschichtung selber, mit einer Erwärmungseinrichtung (16), wobei Gegenstände und Erwärmungseinrichtung relativ zueinander bewegt werden, gekennzeichnet durch eine Erwärmung mittels induktiver Erwärmung bzw. induktiver Einkopplung von Energie in die Gegenstände und/oder in die metallische Beschichtung.Method for heating flat objects ( 14 ) with metallic coating, in particular printed circuit boards, and / or the metallic coating itself, with a heating device ( 16 ), wherein objects and heating device are moved relative to each other, characterized by a heating by means of inductive heating or inductive coupling of energy in the articles and / or in the metallic coating. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (16) ortsfest ist und die Gegenstände (14) bewegt werden, vorzugsweise mit konstanter Geschwindigkeit.Method according to claim 1, characterized in that the heating device ( 16 ) is stationary and the objects ( 14 ), preferably at a constant speed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenstände (14) beidseitig mit einer metallischen Beschichtung versehen sind und eine beidseitige Erwärmung vorgesehen ist, vorzugsweise mit einer Erwärmungseinrichtung (16) für jede Seite.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the objects ( 14 ) are provided on both sides with a metallic coating and a two-sided heating is provided, preferably with a heating device ( 16 ) for each page. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung für jede Seite unabhängig einstellbar ist, insbesondere auch in Richtung quer zur Bewegungsrichtung zumindest auf einer Seite.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the heating for every Page independent is adjustable, especially in the direction transverse to the direction of movement at least on one side. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung über im wesentlichen die gesamte Erstreckung der Gegenstände (14) in eine Richtung quer zur Bewegungsrichtung erfolgt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the heating over substantially the entire extent of the objects ( 14 ) takes place in a direction transverse to the direction of movement. Vorrichtung zur Erwärmung von flachen Gegenständen (14) mit metallischer Beschichtung, insbesondere Leiterplatten, und/oder der metallischen Beschichtung selber, mit mindestens einer Erwärmungseinrichtung (16), wobei Gegenstände und Erwärmungseinrichtung relativ zueinander bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung eine Induktionsheizung (18) ist für die Gegenstände und/oder die metallische Beschichtung.Apparatus for heating flat objects ( 14 ) with metallic coating, in particular printed circuit boards, and / or the metallic coating itself, with at least one heating device ( 16 ), wherein the articles and the heating device are movable relative to one another, characterized in that the heating device has an induction heating ( 18 ) is for the articles and / or the metallic coating. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bewegung die Gegenstände (14) auf einer Bewegungseinrichtung (12) liegen, welche durch die Vorrichtung (11) verläuft.Apparatus according to claim 6, characterized in that for movement the objects ( 14 ) on a moving device ( 12 ) passing through the device ( 11 ) runs. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (16) über im wesentlichen die gesamte Erstreckung der Gegenstände (14) in eine Richtung quer zur Bewegungsrichtung verläuft.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the heating device ( 16 ) over substantially the entire extent of the objects ( 14 ) extends in a direction transverse to the direction of movement. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine beidseitige Erwärmung, vorzugsweise mit einer Erwärmungseinrichtung (16) für jede Seite des Gegenstands (14), wobei insbesondere die Erwärmungseinrichtung für jede Seite unabhängig einstellbar ist.Device according to one of claims 6 to 8, characterized by a two-sided heating, preferably with a heating device ( 16 ) for each page of the article ( 14 In particular, the heating device is independently adjustable for each side. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, gekennzeichnet durch eine Leiterschleife (18) für die Induktionsheizung, die wenige Windungen aufweist, vorzugsweise einwindig ist, und/oder U-förmig ist.Device according to one of claims 6 to 9, characterized by a conductor loop ( 18 ) for the induction heating, which has a few turns, preferably one-wind, and / or is U-shaped. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleife (18) in einer Ebene parallel zu den Gegenständen (14) bzw. deren Bewegungsrichtung verläuft.Device according to claim 10, characterized in that the conductor loop ( 18 ) in a plane parallel to the objects ( 14 ) or whose direction of movement runs. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch eine Erstreckung der Leiterschleife (18) in Bewegungsrichtung von einigen cm.Apparatus according to claim 10 or 11, characterized by an extension of the conductor loop ( 18 ) in the direction of movement of a few cm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungseinrichtung (16), insbesondere die Leiterschleife (18), einen geringen Abstand zu den Gegenständen (14) aufweist, vorzugsweise wenige cm.Device according to one of claims 6 to 12, characterized in that the heating device ( 16 ), in particular the conductor loop ( 18 ), a small distance to the objects ( 14 ), preferably a few cm. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Erwärmungseinrichtung (16) auf jeder Seite des Gegenstands (14) vorgesehen ist und die beiden Erwärmungseinrichtungen übereinander liegen.Device according to one of claims 6 to 13, characterized in that a heating device ( 16 ) on each side of the article ( 14 ) is provided and the two heating devices are superimposed.
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