DE10392850B4

DE10392850B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung von Operationen auf der Oberfläche eines Elektroniksubstrats sowie Vorrichtung zum Abstützen eines Elektroniksubstrats

Info

Publication number: DE10392850B4
Application number: DE10392850.2T
Authority: DE
Inventors: Gerald Pham-Van-Diep; John E. Morini
Original assignee: Speedline Technologies Inc
Current assignee: Speedline Technologies Inc
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2003-06-19
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2023-06-20
Also published as: US20030233750A1; CN1668418A; GB2405534B; WO2004000500A1; US7028391B2; DE10392850T5; KR101021357B1; GB0427010D0; CN100343009C; GB2405534A; JP2005529775A; AU2003238305A1; KR20050016570A

Abstract

Vorrichtung zur Durchführung von Operationen auf mindestens einer Oberfläche eines Elektroniksubstrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Rahmen; ein Transportsystem, das das Substrat durch die Vorrichtung bewegt; ein mit dem Rahmen gekoppeltes Substratstützsystem mit einem nichtstarren Abschnitt, der das Substrat während einer Operation auf dem Substrat berührt und abstützt, wobei der nichtstarre Abschnitt Durchbiegung des Substrats vor und während der Durchführung einer Operation auf dem Substrat ermöglicht; und ein mit dem Rahmen gekoppeltes Gerät, das eine Operation auf einer Oberfläche des Substrats durchführt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zum Bearbeiten von Substraten, z. B. Leiterplattenanordnungen, und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren zum Abstützen einer Leiterplatte beim Drucken von Lötpaste auf die Leiterplatte, Abgeben von Material auf die Leiterplatte, Platzieren von Komponenten auf der Leiterplatte oder bei einer anderen Operation.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Herstellung von Leiterplatten kann viele Verfahren beinhalten, von denen eines die Oberflächenmontage elektrischer Komponenten auf den Leiterplatten ist. Zur Oberflächenmontage von Komponenten auf eine erste Oberfläche einer Leiterplatte trägt ein Abroller Lötpaste oder Kleber auf die erste Oberfläche der Leiterplatte auf, wonach Komponenten an die Lötpaste oder den Kleber gedrückt werden. Nachdem die erste Seite der Leiterplatte mit Komponenten bestückt wurde, wird die Platte umgedreht, und das Verfahren wird zur Oberflächenmontage von Komponenten auf der zweiten Seite der Platte wiederholt. Normalerweise ist der Lötpastenabroller eine Schablonenmaschine, und normalerweise drückt ein Revolverkopfgerät die Komponenten in die Lötpaste oder den Kleber.
Wird eine Leiterplatte diesen Herstellungsverfahren unterzogen, ist es oft erwünscht, die Unterseite der Platte gleichmäßig abzustützen, so daß die Oberseite im wesentlichen in derselben Ebene bleibt, während eine Kraft auf die obere Seite der Leiterplatte ausgeübt wird. Beschrieben sind bekannte Einrichtungen zum Abstützen einer Leiterplatte während Herstellungsoperationen in den US 5157438 A (Beale); US 5794329 A (Rossmeisl); US 4936560 A (Barozzi); US 5152707 A (Dougherty); und US 6264187 B1 (Hertz).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im allgemeinen stellt die Erfindung in einem Aspekt eine Vorrichtung zum Durchführen von Operationen auf einer Oberfläche eines Elektroniksubstrats bereit. Die Vorrichtung verfügt über einen Rahmen, ein Transportsystem, das das Substrat durch die Vorrichtung bewegt, ein mit dem Rahmen gekoppeltes Substratstützsystem mit einem nichtstarren Abschnitt, der das Substrat während einer Operation auf dem Substrat berührt und abstützt, wobei der nichtstarre Abschnitt Durchbiegung des Substrats vor und während der Durchführung einer Operation auf dem Substrat ermöglicht, und ein mit dem Rahmen gekoppeltes Gerät, das eine Operation auf einer Oberfläche des Substrats durchführt.
Zu Realisierungen der Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: Das Stützsystem der Vorrichtung kann aus einer abgesenkten Position in eine angehobene Position so beweglich sein, daß in der angehobenen Position der nichtstarre Abschnitt eine Seite des Elektroniksubstrats berührt. Der nichtstarre Abschnitt kann Druckluft sein, die aus Zylindern freigesetzt wird, die das Substrat in einer Position über den Zylindern abstützen. Alternativ kann der nichtstarre Abschnitt Schaumstoff sein, oder der nichtstarre Abschnitt kann ein Schwamm sein.
Zu weiteren Realisierungen der Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: Das Gerät kann eine Schablone und das Substrat kann eine Leiterplatte sein. Der nichtstarre Abschnitt kann die Unterseite der Leiterplatte berühren und sich der Topographie der Leiterplatte angleichen.
Im allgemeinen stellt die Erfindung in einem weiteren Aspekt ein Verfahren zur Durchführung einer Operation auf einem Elektroniksubstrat bereit. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Laden des Substrats in eine Bearbeitungsmaschine, Bewegen eines Stützsystems in eine Position unter dem Elektroniksubstrat, Berühren einer Seite des Substrats mit einem Teil des Stützsystems, wobei das Berührungsteil gegenüber dem Substrat nachgibt, Durchführen einer Herstellungsoperation auf dem Substrat, und Entfernen des Substrats aus der Bearbeitungsmaschine.
Zu weiteren Realisierungen der Erfindung kann der Schritt des Druckens von Lötpaste auf das Elektroniksubstrat gehören, wobei eine Schablone und eine Rakel verwendet werden, um das Drucken zu erreichen. Das Stützsystem kann in eine Ausgangsposition zurückgeführt werden, nachdem das Substrat aus der Bearbeitungsmaschine entfernt ist. Das Substrat kann in einer im wesentlichen nichtplanaren Orientierung für die Dauer der Berührung durch das Stützsystem gehalten werden, und dem Substrat kann ermöglicht werden, sich als Reaktion auf eine Kraft zu durchbiegen, die auf das Substrat während einer Herstellungsoperation ausgeübt wird. Ferner kann Druckluft aus Zylindern in Richtung des Substrats freigesetzt werden, um das Substrat abzustützen. Außerdem kann das Elektroniksubstrat auf Schaumstoff plaziert werden, während die Herstellungsoperation durchgeführt wird.
Allgemein stellt die Erfindung in einem weiteren Aspekt eine Vorrichtung zum Abstützen eines Elektroniksubstrats während einer Herstellungsoperation bereit. Die Vorrichtung verfügt über einen Rahmen und eine mit dem Rahmen gekoppelte Stützeinrichtung zum nichtstarren Abstützen von Elektroniksubstraten, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen Durchbiegung des Elektroniksubstrats vor und während der Herstellungsoperation ermöglicht.
Zu Realisierungen der Erfindung können ein oder mehrere der folgenden Merkmale gehören: Die Vorrichtung kann eine Einrichtung zum Bewegen der Stützeinrichtung aus einer Position in Berührung mit dem Elektroniksubstrat in eine vom Elektroniksubstrat entfernte Position aufweisen. Die Vorrichtung kann eine Schablone und eine Rakel zum Aufbringen von Lötpaste auf das Substrat aufweisen.
Anhand der folgenden Zeichnungen, der näheren Beschreibung und der Ansprüche wird die Erfindung besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, die hierin durch Verweis aufgenommen sind. Es zeigen:
1 eine Draufsicht auf eine Druckvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2A eine schematische Darstellung eines nichtstarren Stützmechanismus in einer Vorbereitungsstufe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2B eine schematische Darstellung eines nichtstarren Stützmechanismus in einer beladenen Stufe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
3A eine schematische Darstellung von Stützgel in einer Vorbereitungsstufe in einer Ausführungsform der Erfindung;
3B eine schematische Darstellung von Stützgel in einer angeglichenen Stufe in einer Ausführungsform der Erfindung;
3C eine schematische Darstellung von Stützgel in einer Stufe nach Beladen in einer Ausführungsform der Erfindung;
4A eine schematische Darstellung von rheomagnetischer Flüssigkeit in einer Phase vor Erregung in einer Ausführungsform der Erfindung;
4B eine schematische Darstellung von rheomagnetischer Flüssigkeit in einer beladenen Phase in einer Ausführungsform der Erfindung;
4C eine schematische Darstellung von rheomagnetischer Flüssigkeit in einer erregten Phase in einer Ausführungsform der Erfindung; und
5 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf das rheomagnetische Flüssigkeitsstützsystem in einer Ausführungsform der Erfindung.
NÄHERE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Siebdruckern oder Schablonendruckern beschrieben, die Lötpaste auf Leiterplatten drucken. Dem Fachmann wird klar sein, daß Ausführungsformen der Erfindung mit anderen Elektroniksubstraten als Leiterplatten, z. B. elektronischen Komponenten, und mit anderen Maschinen als Siebdruckern, z. B. Bestückungsautomaten oder Abgabemaschinen, verwendet werden können.
Gemäß 1 sind Innenkomponenten eines Druckers 5 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die Lötpaste auf Leiterplatten aufträgt. Der Drucker ist eine Verbesserung gegenüber Siebdruckern gemäß der Beschreibung in der US 5794329 A , die hiermit durch Verweis aufgenommen ist.
Gemäß 1 verfügt der Drucker 5 über einen Traktorzufuhrmechanismus 12, Kantentraktormechanismen 14, einen starren Stütztisch 16, einen Plattenstützmechanismus 20, ein bewegliches Portal 24, eine Steuerung 23, einen Rakel-/Kleberapplikator 28 und eine Kamera 30, die auf einem Wagen 32 mitgeführt wird. Der Stützmechanismus 20 ist auf dem Stütztisch 16 angeordnet und daran befestigt. Die auf dem Wagen 32 mitgeführte Kamera 30 ist entlang dem Portal 24 auf einer linearen X-Bewegungsachse beweglich. Das Portal ist auf Schienen 26 auf einer linearen Y-Bewegungsachse beweglich. Der Rakel-/Kleberapplikator 28 ist am Drucker 5 in einer Position über der Höhe der Leiterplatte 10 befestigt.
Gewöhnlich haben in den Drucker 5 geführte Leiterplatten 10 ein Muster von Kontaktinseln oder anderen, gewöhnlich leitenden Oberflächenbereichen, auf die Lötpaste aufgetragen wird. Auf Anweisung der Steuerung des Druckers führt der Traktorzufuhrmechanismus 12 Leiterplatten 10 zu einer Stelle, an der die Kamera 30 ein Bild der Leiterplatte 10 aufzeichnet. Das Bild wird zur Steuerung gesendet, die den Kantentraktormechanismen 14 signalisiert, die Leiterplatte 10 zu einer zweiten Stelle über dem starren Stütztisch 16 unter einer Lötschablone zu verschieben. Nach Ankunft an einer Position über dem Stütztisch 16 befindet sich die Leiterplatte 10 an Ort und Stelle für eine Herstellungsoperation. Um Operationen auf der Leiterplatte 10 erfolgreich durchzuführen, wird die Leiterplatte 10 durch den Stützmechanismus 20 abgestützt. Der Stützmechanismus 20 wird auf Anweisung der Steuerung von unterhalb der Leiterplatte 10 angehoben. Sind die Lötschablone und die Leiterplatte 10 korrekt ausgerichtet, wird die Schablone zur Platte 10 zum Auftragen der Lötpaste abgesenkt, oder die Leiterplatte kann durch den Stützmechanismus zur Schablone angehoben werden. Der Rakel-/Kleberapplikator 28, der über der Leiterplatte 10 positioniert ist, ist in 1 in Durchsicht gezeigt. Der Kleberapplikator 28 kann die Menge von Lötpaste oder Kleber variieren, die auf die Schablone abgegeben und durch die Rakel aufgetragen wird. Die Rakel 28 streicht über die Schablone, wodurch sie Lötpaste durch die Schablone auf die Leiterplatte 10 drückt. Nachdem Lötpaste auf die Leiterplatte 10 abgeschieden wurde, bewegt sich der Stützmechanismus 20 gesteuert durch die Steuerung nach unten weg von der Position der Leiterplatte. Danach steuert die Steuerung die Bewegung der Leiterplatte 10 zur nächsten Stelle unter Verwendung des Traktormechanismus 18, an der elektrische Komponenten 11 auf der Leiterplatte plaziert werden.
Wie diskutiert, tritt die Leiterplatte 10 auf dem Traktorzufuhrmechanismus 12 ein und stoppt, wenn sie sich in einer Position über dem Tisch 16 befindet, in der das Aufbringen von Lötpaste erfolgt. Im gesamten Druckverfahren der Lötpaste auf die Leiterplatte 10 wird eine Kraft auf eine Oberseite der Platte 10 durch die Rakel ausgeübt. Damit die Lötpaste gleichmäßig aufgetragen wird, wird die Leiterplatte 10 mit Hilfe des Stützmechanismus 20 abgestützt, um der Kraft entgegenzuwirken, die auf die Oberseite der Leiterplatte 10 ausgeübt wird. Der Stützmechanismus ist am Drucker über der Oberfläche des Tischs 16 befestigt. Der Stützmechanismus 20 weist einen nichtstarren Stützkörper auf, der die Platte 10 berührt. Beispielsweise kann der Stützmechanismus ein verformbares Material 42 in einem Stützbett 40 aufweisen, wobei das verformbare Material der Abschnitt des Stützmechanismus ist, der in enger Nähe zur Leiterplatte 10 liegt. Alternativ kann der Stützmechanismus 20 ein verformbares oder nichtstarres Material sein, das nicht in einem Stützbett enthalten zu sein braucht, z. B. ein Schaumstoff oder ein Schwamm. Beim Stützmechanismus 20 kann es sich um mehrere Luftzylinder handeln, die Druckluft in Richtung der Leiterplatten freisetzen, wodurch die Luft die Oberfläche der Leiterplatte 10 berührt und sie beim Bedrucken in ihrer Position hält.
Der gesamte Stützmechanismus 20 ist am Druckerrahmen so befestigt, daß er zur Oberfläche der Leiterplatte 10 angehoben werden kann, wodurch die nichtstarre Abstützung die Unterseitentopographie der Platte 10 beim Drucken berühren kann. Alternativ kann der Stützmechanismus 20 so gestaltet sein, daß er in seiner Position bleibt, während die Leiterplatte zum Stützmechanismus 20 bewegt wird. Wird der Stützmechanismus 20 in Position unter der Platte bewegt, stützt das Stützsystem die Unterseite der Leiterplatte 10 infolge der Fähigkeit des nichtstarren Teils gleichmäßig ab, sich der Topographie der Leiterplatte 10 anzugleichen oder gegenüber der Leiterplatte 10 nachzugeben, wenn eine zusätzliche Kraft auf die Leiterplatte 10 ausgeübt wird.
Gemäß 2A und 2B ist der Stützmechanismus 20 näher dargestellt. Der Stützmechanismus weist eine Unterlage 44, ein Gehäuse 40 und eine nichtstarre Komponente 42 auf. Insbesondere zeigt 2A den Stützmechanismus 20 in einer angehobenen Position in Berührung mit der Leiterplatte 10, die mit Hilfe von Plattenklemmen 50 an Ort und Stelle gehalten wird. 2B zeigt die Rakel 28 bei ihrer Bewegung über die Schablone und die Leiterplatte in Pfeilrichtung 52. Infolge der nichtstarren oder elastischen Beschaffenheit des oberen Körpers des Stützmechanismus ist der Leiterplatte 10 ein Grad an Durchbiegung so ermöglicht, daß sie sich etwas krümmen oder biegen kann. Die Leiterplatte 10, die durch die Plattenklemmen 50 in ihrer Position gehalten wird, kann sich über dem nichtstarren oberen Körper des Stützmechanismus wölben, während sie in Position für ein Verfahren gehalten wird, das auf ihrer Oberfläche durchzuführen ist. In 2B stellt die Rakel 28 eine Berührung mit der Oberfläche einer über der Platte 10 positionierten Schablone 54 her, wodurch Druck auf die Platte ausgeübt wird. Die Rakel bewegt sich in Pfeilrichtung 52. Die durch die Rakel 28 ausgeübte Kraft bewirkt, Lötpaste ausreichend und gleichmäßig auf die Leiterplatte 10 zu verteilen, indem sie veranlaßt, daß die Position der Platte im wesentlichen eben wird oder sich in Gegenrichtung verbiegt, was 2B zeigt. Die Leiterplatte 10 und die Schablone 54 geben gegenüber der Kraft von der Rakel 28 nach, statt in einer festen planaren und starren Orientierung gehalten zu werden.
Gemäß 3A bis 3C ist eine spezielle Ausführungsform des Stützmechanismus 20 näher dargestellt. In einer Ausführungsform ist die nichtstarre Stütze 42 ein Gel mit geringer Härte, das im Gehäuse 40 enthalten ist, das als Stützbett zum Aufnehmen des Gels fungiert. Das Gel 42 mit geringer Harte ist ein Polyurethangel, hergestellt und vertrieben von Northstar Polymer, LLC, Minneapolis, Minnesota unter der Teile-Nr. MPP-V37A. In 3A bewegt sich der Stützmechanismus darstellungsgemäß in Pfeilrichtung 41 zu einer Leiterplatte 10, um die Platte 10 im Drucker 5 abzustützen. Die Unterseite der Leiterplatte ist mit elektrischen Komponenten 11 bestückt.
3B zeigt den Stützmechanismus 20 mit einem Gel mit geringer Härte in Berührung mit der Platte 10, nachdem ein Druckvorgang erfolgte. In 3B steht eine Schablone 45 noch in Berührung mit der Platte 10. Unter Komprimierung, die durch die Berührung des Gels 42 mit der Platte 10 verursacht wird, gleicht sich das Gel 42 der Unterseitentopographie der Leiterplatte 10 gemäß 3B an, um für gleichmäßig verteilte Abstützung der Leiterplatte 10 zu sorgen. Das Gel 42 hat eine solche Konsistenz, daß es auch unter Komprimierung im Gehäuse 40 enthalten bleibt. Gesteuert durch die Steuerung werden das Gel 42 und Stützbett 40 von der Oberfläche der Platte 10 in Pfeilrichtung 43 zum Bearbeitungsabschluß der Leiterplatte 10 zurückgezogen, und der gesamte Stützmechanismus 20 kehrt in eine Ausgangsposition gemäß 3C zurück, in der er bleibt, bis die nächste Leiterplatte 10 zur Bearbeitung ausgerichtet ist. Gemäß 3C kehrt das Gel 42 mit geringer Härte in einen entspannten Zustand zurück, wenn sich der Stützmechanismus 20 in der Ausgangsposition befindet. Danach ist das Gel 42 mit geringer Harte bereit, sich einer Plattentopographie im nächsten Druckzyklus anzugleichen.
Alternativ kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die nunmehr anhand von 4A bis 4C und 5 beschrieben wird, ein Stützmechanismus 120 verwendet werden, um eine Leiterplatte beim Bedrucken anstelle des zuvor beschriebenen Stützmechanismus 20 abzustützen. Der Stützmechanismus 120 weist eine Unterlage 44, elektromagnetische Hohlräume 64, Magnetwicklungen 65 und ein verformbares Material 142 auf. Das verformbare Material 142 ist eine rheomagnetische Flüssigkeit, die in dünnwandigen Röhren 62 enthalten ist, die aus Latex hergestellt sein können und die in den elektromagnetischen Hohlräumen 64 teilweise angeordnet sind. In einer Ausführungsform ist die rheomagnetische Flüssigkeit eine Mischung aus kleinen magnetischen Teilchen, z. B. Eisen, und einer viskosen Flüssigkeit, z. B. Öl oder Wasser, hergestellt und zu beziehen von Lord Corporation, Cary, North Carolina unter solchen Teile-Nr. wie MRF-132AD, MRF-132LD, MRF-241GS, MRF-240B5 und MRF-336AG. In einer Ausführungsform sind die elektromagnetischen Hohlräume aus einem magnetischen Material hergestellt, z. B. Eisen. Übliche Magnetwicklungen 65 bedecken die Basis der elektromagnetischen Hohlräume 64. Die elektromagnetischen Hohlräume 64 sind über Verbindungsdrähte 66 an einer Quelle angeschlossen, die elektrischen Strom gesteuert durch die Steuerung zuführt. Gemäß 5 können die elektromagnetischen Hohlräume 64 über die Länge der Unterlage 44 des Stützmechanismus 120 ausgerichtet sein.
Der Stützmechanismus 120 arbeitet wie folgt: Eine Leiterplatte 10, deren Unterseite mit elektrischen Komponenten 11 bestückt ist, wird über dem Tisch 16 zum Auftragen von Lötpaste positioniert. Gesteuert durch die Steuerung wird der Stützmechanismus 120 in Pfeilrichtung 141 bewegt, bis das rheomagnetische Material die Unterseite der Leiterplatte 10 berührt. Während sich der Stützmechanismus 120 der Unterseite der Leiterplatte 10 nähert, ist die rheomagnetische Flüssigkeit 142 in einem freien oder entspannten Zustand. Im entspannten Zustand gleicht sich die rheomagnetische Flüssigkeit 142 leicht der Topographie der Platte 10 bei Berührung der Platte 10 an. Während die rheomagnetische Flüssigkeit 142 mit der Platte 10 in Berührung steht, werden die elektromagnetischen Hohlräume 64 mit einem elektrischen Strom über die Verbindungsdrähte 66 erregt, die auch mit einer Gleichstromquelle verbunden sind. Das Magnetfeld ist proportional zur Richtung und Stärke des elektrischen Stroms in der Magnetwicklung 65. Ausreichend Strom muß zugeführt werden, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das stark genug ist, die Teilchen in der rheomagnetischen Flüssigkeit 142 auszurichten. Energie von den elektromagnetischen Hohlräumen 64 überführt die Röhren 62 mit rheomagnetischer Flüssigkeit 142 aus einem flüssigen Zustand in einen starren Zustand. Im starren Zustand sorgt die rheomagnetische Flüssigkeit 142 für ausreichende Plattenabstützung im Verlauf von Herstellungsoperationen.
Die Konfiguration der rheomagnetischen Flüssigkeit 142 bei Erregung ist so, daß sie die Oberfläche der Platte 10 unabhängig davon starr abstützt, ob die Platte 10 mit elektrischen Komponenten bestückt ist oder nicht. Die rheomagnetische Flüssigkeit 142 bleibt erregt oder in einem starren Zustand, solange die elektromagnetischen Hohlräume 64 mit einem elektrischen Strom erregt bleiben, was 4C zeigt. Die rheomagnetische Flüssigkeit bleibt in einer Form erregt, die sich einer ersten Leiterplatte 10 angleicht, so daß viele Leiterplatten 10 mit der gleichen Topographie wie die erste Leiterplatte 10 massenhaft hergestellt werden können, ohne die rheomagnetische Flüssigkeit 142 zu entregen und wieder zu erregen. Nach Bearbeitungsabschluß einer Platte 10 weist die Steuerung den Stützmechanismus 120 an, die abgesenkte Position in Pfeilrichtung 143 einzunehmen.
Soll eine zweite Art von Platte bearbeitet werden, werden die elektromagnetischen Hohlräume 64 entregt, wodurch die rheomagnetische Flüssigkeit 142 in einen flüssigen Zustand zurückkehrt. Das System setzt sich für einen weiteren Druckzyklus zurück, wenn der Stützmechanismus 120 in eine Ausgangsposition zurückgekehrt ist. Die rheomagnetische Flüssigkeit 142 wird rekonfiguriert, um einen weiteren Satz von Leiterplattenanordnungen mit einer unterschiedlichen Konfiguration elektrischer Komponenten 11 abzustützen, indem die rheomagnetische Flüssigkeit an die Unterseite einer neuen Leiterplatte 10 gedrückt wird und die elektromagnetischen Hohlräume 64 erneut mit elektrischem Strom erregt werden.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung füllt das Gel mit geringer Härte in seinem Gebrauch als nichtstarre Abstützung den Gehäusebehälter vollständig. Wie dem Fachmann klar ist, können andere Konfigurationen Streifen aus Gel mit geringer Härte aufweisen, die im Stützgehäuse enthalten sind, oder andere geeignete und strategische Konfigurationen des Gels, die die Unterseite der Leiterplatte zur Genüge abstützen.
In zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist die als verformbares Material verwendete rheomagnetische Flüssigkeit in einer Anordnung aus elektromagnetischen Hohlräumen enthalten, die alle das Stützsystem aufweisen. Wie dem Fachmann klar ist, können andere Konfigurationen einen einzelnen elektromagnetischen Hohlraum aufweisen, der rheomagnetische Flüssigkeit so enthält, daß der einzelne Behälter rheomagnetischer Flüssigkeit ausreichend erregt wird, um sich der Oberfläche der Platten anzugleichen. Ferner kann die Anordnung aus elektromagnetischen Hohlräumen über die Breite der Unterlage des Stützmechanismus ausgerichtet sein. In noch weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist ein Verbindungsdraht an jedem der elektromagnetischen Hohlräume angeschlossen, um elektrischen Strom zuzuführen, der die elektromagnetischen Hohlräume erregt, was anschließend die rheomagnetische Flüssigkeit erregt, um sie starr zu machen. Wie dem Fachmann klar ist, können andere Konfigurationen einen einzelnen Satz von Verbindungsdrähten aufweisen, der elektrischen Strom zu allen elektromagnetischen Hohlräumen in der Anordnung führt.
In noch weiteren Ausführungsformen der Erfindung ist der Stützmechanismus am Druckerrahmen so angeschlossen, daß er sich in Aufwärtsrichtung zur Unterseite der Leiterplatte bei der Herstellung auf Anweisung der Steuerung bewegt. Wie dem Fachmann klar ist, können andere Konfigurationen einen Stützmechanismus in einer festen Position aufweisen, wodurch die Platten zum verformbaren Material des Stützmechanismus bei der Herstellung abgesenkt werden.
Nach der Beschreibung mindestens einer veranschaulichenden Ausführungsform der Erfindung werden dem Fachmann verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen leicht deutlich sein. Solche Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen sollen zum Schutzumfang und Grundgedanken der Erfindung gehören. Somit ist die vorstehende Beschreibung nur exemplarisch und soll keine Einschränkung darstellen. Der Schutzumfang der Erfindung ist nur durch die nachfolgenden Ansprüche und ihre Äquivalente beschränkt.

Claims

Vorrichtung zur Durchführung von Operationen auf mindestens einer Oberfläche eines Elektroniksubstrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Rahmen; ein Transportsystem, das das Substrat durch die Vorrichtung bewegt; ein mit dem Rahmen gekoppeltes Substratstützsystem mit einem nichtstarren Abschnitt, der das Substrat während einer Operation auf dem Substrat berührt und abstützt, wobei der nichtstarre Abschnitt Durchbiegung des Substrats vor und während der Durchführung einer Operation auf dem Substrat ermöglicht; und ein mit dem Rahmen gekoppeltes Gerät, das eine Operation auf einer Oberfläche des Substrats durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Stützsystem aus einer abgesenkten Position in eine angehobene Position beweglich ist, wobei in der angehobenen Position der nichtstarre Abschnitt eine Seite des Elektroniksubstrats berührt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der nichtstarre Abschnitt Schaumstoff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der nichtstarre Abschnitt ein Schwamm ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der nichtstarre Abschnitt ein Gel mit geringer Härte ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der nichtstarre Abschnitt eine rheomagnetische Flüssigkeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der nichtstarre Abschnitt mindestens einen elektromagnetischen Hohlraum aufweist und wobei die rheomagnetische Flüssigkeit mindestens teilweise im elektromagnetischen Hohlraum angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner mit einer dünnwandigen Röhre, in der die rheomagnetische Flüssigkeit untergebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine elektromagnetische Hohlraum mehrere elektromagnetische Hohlräume ist und wobei eine Röhre mit rheomagnetischer Flüssigkeit in jedem der mehreren elektromagnetischen Hohlräume angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gerät eine Schablone und das Substrat eine Leiterplatte ist.
Verfahren zur Durchführung einer Operation auf einem Elektroniksubstrat, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Laden des Substrats in eine Bearbeitungsmaschine; Bewegen eines Stützsystems in eine Position unter dem Elektroniksubstrat; Berühren einer Seite des Substrats mit einem nichtstarren Teil des Stützsystems, wobei das nichtstarre Teil bei Berührung durch das Substrat nachgibt; Durchführen einer Herstellungsoperation auf dem Substrat; und Entfernen des Substrats aus der Bearbeitungsmaschine.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner mit dem Schritt des Druckens von Lötpaste auf das Elektroniksubstrat, wobei eine Schablone und eine Rakel verwendet werden, um das Drucken zu erreichen.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner mit dem Schritt des Zurückführens des Stützsystems in eine Ausgangsposition, nachdem das Substrat aus der Bearbeitungsmaschine entfernt ist.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner mit dem Schritt des Haltens des Substrats in einer im wesentlichen nichtplanaren Orientierung für die Dauer der Berührung durch das Stützsystem.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem Schritt des Ermöglichens, daß sich das Substrat als Reaktion auf eine Kraft durchbiegt, die auf das Substrat während der Durchführung einer Operation auf dem Substrat ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Ruhenlassens des Elektroniksubstrats auf Schaumstoff bei Durchführung der Herstellungsoperation.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Ruhenlassens des Elektroniksubstrats auf einem Gel mit geringer Härte bei Durchführung der Herstellungsoperation.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner mit dem Schritt des Ruhenlassens des Elektroniksubstrats auf einer rheomagnetischen Flüssigkeit, die mindestens teilweise in einem elektromagnetischen Hohlraum angeordnet ist, bei Durchführung der Herstellungsoperation.
Verfahren nach Anspruch 18, ferner mit dem Schritt des Erregens des elektromagnetischen Hohlraums, um die rheomagnetische Flüssigkeit zu verfestigen, die mindestens teilweise im elektromagnetischen Hohlraum angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner mit dem Schritt des Entregens des elektromagnetischen Hohlraums.
Vorrichtung zum Abstützen eines Elektroniksubstrats während einer Herstellungsoperation, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Rahmen; eine mit dem Rahmen gekoppelte Stützeinrichtung zum nichtstarren Abstützen von Elektroniksubstraten, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen Durchbiegung des Elektroniksubstrats vor und während der Herstellungsoperation ermöglicht.
Vorrichtung nach Anspruch 21, ferner mit einer Einrichtung zum Bewegen der Stützeinrichtung aus einer Position in Berührung mit dem Elektroniksubstrat in eine vom Elektroniksubstrat entfernte Position.
Vorrichtung nach Anspruch 22, ferner mit einer Schablone, um Lötpaste auf das Substrat zu drucken.
Vorrichtung nach Anspruch 23, ferner mit einer Rakel zum Aufbringen von Lötpaste auf das Substrat.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen Schaumstoff ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen ein Schwamm ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen ein Gel mit geringer Härte ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Einrichtung zum nichtstarren Abstützen eine rheomagnetische Flüssigkeit ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, ferner mit einer Einrichtung zum Verfestigen der rheomagnetischen Flüssigkeit.