[发明专利]用于测量用于对电路板进行涂覆的涂料射束的设备和方法

说明书

本发明涉及用于测量用于电子结构组件的涂装过程的涂料射束的设备和方法。这些设备和方法允许在涂料射束和传感器之间不进行相对移动的情况下确定涂料射束宽度和涂料射束对称性。

技术领域

本发明主要涉及对用于对基板、尤其是电子设备领域的电路板进行涂覆的涂料射束(在电子设备领域中也称为“保形涂覆(Conformal Coating)”)的测量，本发明尤其涉及一种被调整用于测量用于对基板、尤其是电路板进行涂覆的涂料射束的光学传感器、使用该光学传感器的测量设备、使用该测量设备的用于基板、尤其是电路板的涂装设备、用于确定用于对基板、尤其是电路板进行涂覆的涂料射束的宽度或对称性的方法以及用于校准涂料射束的方法。

背景技术

在制造电子结构组件时，经常在装配电子构件之后对电路板设置保护涂料。这种形式的涂覆也称为“保形涂覆”，因为其符合表面结构或拓扑结构。在进行涂覆时，要露出特定的区域，例如接触点、电源板等，从而涂覆过程必须选择性地并且准确地进行。为此，从现有技术中已知液体输出系统，利用液体输出系统，以特定的液体喷射图案根据定义的涂装计划从喷嘴出口向要涂覆的表面的方向输出液体射束。在此，广泛地使用利用可以输出扇形的液体射束的供应器的系统。将这样成形的液体射束称为幕帘，其可以通过供应器中的相应地成形的喷嘴形成，下面将喷嘴称为幕帘喷嘴、供应器喷嘴或简称为喷嘴。幕帘的有效的施加宽度与所施加的液体(在这种情况下是保护涂料)的供应压力、喷嘴几何结构和所使用的施加高度、即幕帘喷嘴的出口与要涂覆的表面之间的距离有关。

在涂覆过程中使用之前，必须校准喷嘴或液体幕帘，即必须确定向喷嘴馈送液体、例如保护涂料的压力，以便在离开喷嘴几何结构时，以特定的施加高度实现特定宽度的液体幕帘或涂料幕帘。此外，必须确定涂料幕帘的对称性，因为喷嘴可能具有公差或者可能被污染，由此可能形成不对称的液体射束。在进行校准时，确定参数，然后利用这些参数进行涂覆过程，即确定要以什么施加高度进行涂覆，必须使用什么供应压力，以便以期望的施加高度实现特定的幕帘宽度，并且必须确定是否由于幕帘喷嘴的公差、磨损和可能的污染而存在幕帘的不对称，从而可以在涂覆过程期间利用供应器的位置相应地修正定义的涂覆计划，以便得到设置的喷射图案。也就是说，在不对称的情况下，涂料幕帘相对于喷嘴口不再对称，并且必须根据不对称来修正幕帘喷嘴在涂覆过程期间的定位。

对于校准过程或者对于幕帘几何结构的测量，一般使用具有光学传感器的涂装设备中的校准站。在图1中示出了根据现有技术的这种测量装置。在图1中，利用附图标记1示意性地示出了幕帘喷嘴，附图标记2表示涂料幕帘，附图标记4表示幕帘喷嘴1的输送设备，附图标记3表示传感器，附图标记H表示施加高度，并且附图标记W表示涂料幕帘2的宽度。供应器的输送设备4在图1中选择的显示方式下可以使幕帘喷嘴1沿y方向经过传感器。涂料幕帘2的宽度W的宽度方向同样沿y方向延伸。施加高度H的高度方向在图1中选择的图示中与输送设备4的移动方向垂直地沿z方向延伸。与检测器光束的传播方向对应的传感器3的测量方向与输送设备4的移动方向(y方向)垂直并且与高度方向(z方向)垂直地沿x方向延伸。光学传感器由基本上点状的光源3A和接收器3B(例如光电二极管)构成。发送器和接收器可以以光栅的形式作为中断器(Unterbrecher)布置，或者发送器和接收器也可以相互集成，其中，接收器不直接接收、而是作为在对象上反射的光接收由发送器发出的光。为了校准涂料幕帘，首先将幕帘喷嘴移动到传感器区域中。之后激活供应器，并且在预先给定的压力下通过喷嘴口输出涂料。在特殊的喷嘴产生涂料幕帘期间，该特殊的喷嘴(幕帘喷嘴)以期望的施加高度在光学传感器处经过。根据幕帘喷嘴相对于光学传感器的速度以及光束的中断或反射的开始，确定所需的施加高度下的幕帘宽度。

例如在DE 600 38 080 T2和EP 1 432 526中描述了这种方式的测量系统。

测量幕帘宽度的这些方式具有如下缺点：在测量过程期间必须移动幕帘喷嘴，因此用于移动幕帘喷嘴的步进电机的定位误差可能累积，并且可能导致在确定幕帘宽度时的不准确。此外，测量过程持续较长时间，并且在整个移动进行期间可能需要通过喷嘴喷出涂料，这导致高的涂料消耗。