专利名称：热连接电子和/或机械元件的装置和检验热连接的方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的装置。此外本发明还涉及一种自动装配机以及一种用于检验将电子的和/或机械的元件的接触面热连接在基板的至少一个第一侧面上的连接面上的方法。
背景技术：
在装配技术中将电子的元件安装在基板上、特别是电路板上。这特别借助于焊接连接进行，其中焊料安置在各个组件之间并且该夹心结构特别地在熔炉中进行加热。在此证明为有问题的是，连接位置和各个组件部分地承受有害的热量，其中特别可能对温度敏感的组件造成损坏。在另一方面，如果焊接连接和组件、特别是热敏感的组件所加载的温度不足够高时，则存在的问题是，获得的连接位置非常弱并且可能松脱。当今的现有技术是， 将例如由仅仅几纳米厚的铝层和镍层构成的活性的、放热的金属薄膜应用作为用于焊剂的、即不仅用于低熔度的也用于高熔度的焊料的热源。假如借助于在电子的和/或机械的元件的接触面和称为连接垫的连接面之间安置在基板上的活性的、纳米结构的金属薄膜，或通过激活金属薄膜完成焊接连接，那么利用常用的光学检验方法，如AOI (自动光学检查)、显微镜、X-射线方法或超声方法仅仅能非常困难地或根据这些方法完全不能以符合规定的实施方式在生产过程中检验这种焊接连接。 特别当电子的和/或机械的元件完全地或几乎完全地覆盖焊接连接时，这是有问题的。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的一种装置和一种自动装配机，由于可燃物质的反应在元件的接触面和在基板上的连接面之间形成了焊接连接，该装置和自动装配机可以实现简单和可靠地对焊接连接进行检验。此外还提出了一种简单和可靠的、用于检验在电子的和/或机械的元件的接触面和基板上的连接面之间的热连接的方法，该热连接由于设置在接触面和连接面之间的可燃物质的反应而形成。该目的根据本发明通过一种具有根据独立权利要求1所述特征的、用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的装置实现，和通过一种具有根据权利要求10所述特征的自动装配机以及通过一种具有根据独立权利要求11所述特征的、 用于检验将电子的和/或机械的元件的接触面热连接在基板的至少一个第一侧面上的连接面上的方法实现。本发明另外的特征和细节由从属权利要求、说明书和附图给出。与联系根据本发明的装置所描述的特征和细节在此显而易见地也适用于根据本发明的自动装配机以及根据本发明的方法，并且分别反正亦然，从而可以始终交替性地参考相关于发明各个方面的公开内容。根据本发明的第一方面，该目的通过一种用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的装置而实现，该装置具有基板保持装置和/或基板传送单元以及至少一个用于将辐射或能量脉冲发出到并且对准于可放置在元件的接触面和在基板的第一侧面上的连接面之间的可燃物质的能量源，其中设置至少一个用于探测在可燃物质反应时释放的能量的传感器元件。通过这种装置可直接依据热连接的产生来检验是否已实现所有用于产生热连接的前提条件。设计至少一个用于探测在可燃物质反应时所释放的能量的传感器元件，由此可以确定是否完全完成焊接连接。在可燃物质反应时所释放的能量对于在焊接位置处的符合规定的或不符合规定的热连接而言是判定依据。假如至少一个传感器元件确定了没有释放能量或只释放少量的能量，则因此这预示了在元件的接触面和基板的第一侧面上的连接面之间的错误的焊接连接。该基板特别是一种电路板，其通过基板保持装置或基板传送单元输送至规定的工作位置，在该工作位置中可以对基板进行加工。此外基板的厚度可以是不同的。优选地，相对薄地设计基板或电路板。可以为基板装配不同元件。因此可以将特别是电子的和机械的元件、但也可以是其他的元件热连接在基板上。该装置具有至少一个能量源，该能量源设计用于发出辐射或能量脉冲并使其对准。辐射例如可以具有红外线辐射或激光束。因此能量源例如可以发出激光脉冲形式的能量脉冲。此外能量脉冲可以是电脉冲或压力脉冲。至少一个能量源设计用于将辐射或能量脉冲对准于放置在元件的接触面和基板的第一侧面上的连接面之间的可燃物质。为了借助于可燃物质、特别是借助于例如是金属薄膜的、活性的纳米结构的可燃物质薄膜而在电子元件的接触面和基板的连接面或连接垫之间形成连接，必需将同时能包含焊料的可燃物质放置在基板的正确的位置上、也就是说连接面上。在可燃物质上或在活性的纳米结构的可燃物质薄膜上，将元件连接部、也就是说元件的接触面相应地布置在正确的位置上，从而可以使元件的接触面通过自动装配机、特别是自动装配机的装配头压在可燃物质、特别是活性的纳米结构的可燃物质薄膜上，以致于又可以将可燃物质或可燃物质薄膜压在基板上的连接面上。在根据规程将元件的接触面布置在可燃物质或可燃物质薄膜上和将可燃物质或可燃物质薄膜布置在基板上的连接面上时，可燃物质或可燃物质薄膜可以在通过辐射或通过能量脉冲将它们激活时进行反应并且产生焊接所必需的热量。当然，前提条件是在元件的接触面上、在基板的连接面上和/或在可燃物质或可燃物质薄膜之中或其上存在焊剂。在可燃物质的反应中，能量以辐射的形式、例如热辐射的形式释放并且可见光以闪光的形式释放，可以通过至少一个传感器元件探测该辐射。通过利用至少一个传感器元件探测所释放的能量可以表明的是，是否出现足够的或完全的可燃物质反应。 这就是说，通过探测所释放的能量并且进而探测可燃物质的反应可以确定可燃物质是否布置在元件的接触面和基板的第一侧面上的连接面之间的正确位置上，这是因为至少一个能量源的辐射或能量脉冲为了激活可燃物质而非常精确地对准于目标区域并且因此只有当可燃物质或活性的纳米结构的可燃物质薄膜足够精确地在辐射或能量脉冲的目标区域中放置并相应地反应时，才能出现可燃物质的反应。有利地，在用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的装置中，直接在将元件热连接在基板上以后可以说明实现了连接。这种说明可以对于每一个单独的焊接连接独特地实现。特别地，可通过至少一个传感器元件相关于每个焊接连接的质量进行说明。根据本发明的一个特别优选的改进方案可以在装置中提出，在基板的第一侧面上和/或基板的第二侧面上设置至少一个传感器元件。例如一个或多个传感器元件可以布置在基板的第一侧面上。对此可替换地或附加地，一个或多个传感器元件可以布置在基板的第二侧面上。一个或多个传感器元件的布置特别地取决于，在可燃物质反应时所释放的能量如何辐射出。假如所释放的能量在侧面在基板和元件之间辐射，那么至少一个传感器元件优选地布置在基板的第一侧面上，也就是说布置在设有元件的位置上。如果基板例如具有一个孔，辐射或能量脉冲通过该孔从下方通过基板对准可燃物质，那么可能的是，在可燃物质反应时所释放的能量通过孔辐射到基板的第二侧面、即基板的背离元件的侧面。在这种情况下优选地，至少一个传感器元件布置在基板下方、即基板的第二侧面上。此外优选的是一个装置，在该装置中至少一个传感器元件设计用于探测热辐射和 /或光辐射。所以至少一个传感器元件可以探测到在可燃物质反应时释放的、例如以闪光的形式的可见光。根据本发明的一个特别优选的改进方案，在装置中可以提出，至少一个传感器元件设计用于探测所释放的能量、特别是热辐射和/或光辐射的持续时间和/或强度。特别地通过探测所释放的能量的持续时间和/或强度可以关于可燃物质的反应的质量和进而是焊接连接的质量进行可靠的说明。根据本发明的另一个优选的改进方案，在装置中可以提出，至少一个传感器元件布置在装置的装配头上或平面台上，该平面台设置在保持在基板保持装置和/或基板传送单元上的基板的下方。特别有利的是一个装置，在该装置中至少一个传感器元件可运动地布置在该装置上。通过将至少一个传感器元件布置在该装置的装配头上，可以使该装置向着每个经过计划的焊接连接部运动。也就是说，通过传感器元件与装配头的连接以简单的方式和方法确保传感器元件布置在装配位置附近并且进而布置在所实施的热连接附近。 假如至少一个能量源布置在平面台、也就是在至少可二维运动的平面台上、特别是具有平面-伺服-步进电机的定位系统中，其中平面台布置在保持在基板保持装置和/或基板传送单元上的基板的下方，那么也有利地将至少一个传感器元件布置在基板下方、特别是平面台上。这就是说，平面台优选地可二维或三维运动。优选地布置在平面台上的能量源和同样布置在平面台上的传感器元件可以相应地二维或三维地向着每个经过计划的焊接连接部运动。也就是说，能量源和传感器元件可以通过可运动的平面台移动到基板中的每个孔的下方，以便使得辐射或能量脉冲通过各自的孔对准地导向或探测在可燃物质反应时所释放的能量。平面台有利地在水平面中运动，以致于所有的位置都可以在X-/Y-延伸方向上移动。附加地可以提出，平面台也可以垂直地、也就是在Z-方向上运动，在该方向上平面台向着基板运动或从基板运动离开。根据本发明的另一个优选的改进方案在该装置中可以提出，设置确定装置用于确定，电子的和/或机械的元件是否和什么时候压在可燃物质上，和/或至少一个能量源是否和什么时候发出辐射或能量源脉冲，并且设置结合装置(Verknu印fimgseinrichtimg)用于将通过确定装置确定的测量值和至少一个传感器元件的测量结果相结合。确定装置例如可以测定在Z-方向上装置头的运动和/或测定元件在可燃物质上或在可燃物质薄膜上的压紧力。此外确定装置可这样设计，即确定装置确定至少一个能量源的辐射或能量脉冲、特别是辐射或能量脉冲的持续时间和强度。结合装置将确定装置的信息或所确定的测量值和至少一个传感器元件的测量结果相结合，从而可以根据现有的信息准确地说明，元件是否如所计划的那样与基板连接。结合装置可以实现，即可以对于每个所连接的元件检验和记录用于构成焊接连接的特殊和详细地直至单个焊接位置水平的必要条件。通过将确定装置的信息、例如装配头在Z-方向上的位置、装配头的驱动电流测量或真空测量作为处于该位置中的元件的指标和至少一个传感器元件的测量结果相结合，该传感器元件测量光的辐射并且进而间接地探测可燃物质的或活性的纳米结构的可燃物质薄膜的反应，结合通过发出辐射或能量脉冲以用于激活可燃物质或可燃物质薄膜而确定的时间点，并且结合元件正好进行装配的信息，可以确定是否满足所有对于焊接所必需的前提条件和特别是如何良好地满足该前提条件。也就是说，在连接过程后可以立即进行关于所实施的焊接连接的详细说明。该说明对于每个焊接连接单独地进行。在进行相应地评估时，也可以对关于参数的质量，例如压紧力、反应时间和强度以及反应地点的说明进行检验。特别有利的是一个装置，在该装置中设置调节装置，该调节装置取决于至少一个传感器元件的测量结果或取决于将确定装置的测量值和至少一个传感器元件的测量结果相结合的结果来控制至少一个能量源以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲发出到可燃物质。也就是说，并不实施或低质量地实施焊接连接，所以通过调节装置可以重新控制至少一个能量源，从而该能量源再次将辐射或能量脉冲对准于可燃物质。该调节装置可以立即更新不存在的或错误的焊接连接。例如当至少一个传感器元件已经确定所释放的能量、特别是所释放的光辐射的持续时间和强度不足够时，调节装置则可以重复控制至少一个能量源。特别有利的是，至少一个传感器元件的测量结果和确定装置的测量值、例如元件的压紧力或装配头的位置，通过调节装置用于判断焊接连接，以便然后在一定条件下来控制至少一个能量源以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲发出到可燃物质。此外优选的是一个装置，在该装置中设置了用于记录至少一个传感器元件的测量结果或至少一个传感器元件的测量结果和通过确定装置得出的测量值的记录单元。这能够实现对基板的制造进行监控，特别是可以独特地证明基板的焊接连接。所以除了强度、持续时间和紧凑性外通过记录单元还可以记录在可燃物质或可燃物质薄膜反应中所释放的能量，关于辐射或能量脉冲的强度的信息，关于装配头的定位信息、并且进而是关于元件的定位信息、或元件在可燃物质上或在可燃物质薄膜上的压紧力的信息。通过记录单元和调节装置可以实现，假如通过至少一个传感器元件的测量而在一个位置上确定了可燃物质的反应或可燃物质的不足够的反应的故障，通过发出经过更新的、特别是更强的能量脉冲随后实现可燃物质最初的反应或完全的反应，由此在某种程度上引入修理步骤。调节装置和记录单元能够实现，即可以非�？煽康亟泻附恿踊蚩梢远源砦蟮暮附恿泳返亟泄槔�。根据本发明的第二方面，该目的通过一种自动装配机实现，该自动装配机具有用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少第一侧面上的装置，其中该装置具有基板保持装置和/或基板传送单元以及至少一个用于将辐射或能量脉冲发出到并且对准于可放置在元件的接触面和在基板的第一侧面上的连接面之间的可燃物质的能量源，并且其中用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的至少一个第一侧面上的装置根据本发明的第一方面设计。
具有这样设计的装置的、也称为装配机器的自动装配机可以实现，即依据在元件的接触面和基板的连接面之间产生热连接可以直接检验是否已满足所有对于产生热连接的前提条件。通过测量的可能性和随后的焊接连接的记录，自动装配机能够可靠地证明装配的基板、特别是装配的电路板的质量。特别地、这种自动装配机能够将元件高质量地装配在基板上，这是因为可能通过至少一个传感器元件和调节装置自动地改进每种焊接连接。根据本发明的第三方面，该目的通过一种用于检验将电子的和/或机械的元件的接触面热连接在基板的至少一个第一侧面上的连接面上的方法来实现，其中该方法的特征在于下列方法步骤a)将可燃物质布置在元件的接触面和基板的连接面之间，b)至少一个能量源发出辐射或能量脉冲，并且将辐射/能量脉冲对准于特别以活性的、纳米结构的可燃物质薄膜的形式装入的可燃物质，其中将焊剂布置在元件的接触面上、基板的连接面上和/或可燃物质中，c)在将辐射或能量脉冲发出到可燃物质后，至少一个传感器元件探测了，是否由于可燃物质的反应而释放了能量。这种方法可以特别简单和可靠地检验在电子的和/或机械的元件的接触面和基板的至少一个第一侧面上的连接面之间的热连接。通过测量在发出辐射或能量脉冲后释放的能量，可以非常简单地推导出焊接连接的质量。有利地，至少一个传感器元件探测了在可燃物质或活性的、纳米结构的可燃物质薄膜的反应中释放的热辐射和/或光辐射。由此可以依据焊接连接的产生立即检验是否满足所有对于产生焊接连接的前提条件，例如足够的可燃物质、可燃物质的位置、足够的焊剂、焊剂的位置，或元件的位置。有利地，至少一个传感器元件也探测所释放的能量、特别是热辐射和/或光辐射的持续时间和/或强度。由此可以特别精确地确定反应的和进而是焊接连接的质量。根据本发明的另一个优选的改进方案可以在方法中提出，确定装置确定，电子的和/或机械的元件是否和什么时候压在可燃物质上，和/或至少一个能量源是否和什么时候发出辐射或能量脉冲，并且结合装置将通过确定装置所确定的测量值和至少一个传感器的测量结果相结合。确定装置例如可以获取装配头在Z-方向上的位置和/或元件在可燃物质或在可燃物质薄膜上的压紧力。附加地或可替换地，确定装置可以获取辐射或能量脉冲的持续时间和强度。特别地，确定装置也可以说明关于压紧力存在的时间点或发出辐射或能量脉冲的时间点。结合装置将确定装置的信息或所确定的测量值和至少一个传感器元件的测量结果相结合，从而可以基于存在的信息精确地说明元件是否如所计划的那样与基板连接。结合装置能够对于基板独特并且详细地记录所有的焊接连接。通过将确定装置的信息和至少一个传感器元件的测量结果相结合可以高质量地关于每个焊接连接进行说明。也就是说， 可以简单地检验对于在元件和基板之间最佳的焊接连接是否满足了所有的前提条件。特别地，可以在连接过程之后立即关于实施的焊接连接进行详细地说明。根据本发明的另一个优选的改进方案在该方法中可以提出，调节装置取决于至少一个传感器的测量结果或取决于将确定装置的测量值和至少一个传感器元件的测量结果相结合的结果来控制至少一个能量源以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲发出到可燃物质。假如并不实施或低质量地实施焊接连接，那么通过调节装置重新控制至少一个能量源，从而能量源再次将辐射或能量脉冲对准于可燃物质。调节装置能够立即更新不存在的或错误的焊接连接。例如当确定了，在可燃物质反应时所释放的能量、特别是所释放的光辐射的持续时间和强度不足时，调节装置则可以重复控制至少一个能量源。此外一种方法是优选的，在该方法中记录单元记录至少一个传感器元件的测量结果或至少一个传感器元件的测量结果和通过确定装置得出的测量值。这能够实现对基板的生产的监控，特别是可以独特地证明基板的焊接连接。所以除了强度、持续时间和紧凑性外记录单元还可以记录在可燃物质或可燃物质薄膜反应中所释放的能量，关于辐射或能量脉冲的强度的信息，关于装配头的定位信息、和进而是元件的定位信息、或元件在可燃物质上或在可燃物质薄膜上的压紧力的信息。此外一种方法是优选的，在该方法中将可燃物质，特别是活性的、放热的可燃物质，以纳米结构的薄膜的形式、特别是以纳米结构的金属薄膜的形式插入元件的接触面和基板的连接面之间。
以下根据附图详细地说明本发明和其改进方案以及其优点。分别示意性地示出图1是根据本发明的结构原理的装置的第一实施变体的侧视图，该装置用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的第一侧面上，图2是根据本发明的结构原理的装置的第二实施变体的侧视图，该装置用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的第一侧面上，图3是根据本发明的结构原理的装置的第三实施变体的侧视图，该装置用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板的第一侧面上。具有相同功能和工作方式的元件在图1和3中分别用相同的参考标号示出。
具体实施例方式在图1至3中按照根据本发明的结构原理在侧视图中示出了用于将电子的和/或机械的元件热连接在基板上的装置1的三个不同的实施变体。在图1中示意性地在侧视图中示出了用于将电子的和/或机械的元件7连接在基板2的至少一个第一侧面3上的装置1的第一实施变体。基板2、特别是电路板布置在基板传送单元5上，或由基板传送装置5保持。在此基板2保持在基板传送单元5的可运动的传送颊板17和固定的传送颊板16之间或之上。元件7具有两个接触面14。基板2具有相应的连接面15，元件7的接触面14固定在该连接面上。为了将元件7的接触面14固定在基板2的连接面15上，在每一个接触面14和相应的连接面15之间布置了特别是可燃物质薄膜13形式的可燃物质8。附加地，焊剂分别设置在元件7的接触面14上、基板2的连接面15上和/或可燃物质8中或其上、或可燃物质薄膜13中或其上。能量源6分别将辐射或能量脉冲26发出到布置在元件7的接触面14和基板2的连接面15之间的可燃物质8。可燃物质8设计为活性的，从而使该可燃物质在辐射或能量脉冲沈出现时进行反应和释放能量25。特别设计为热辐射和/或光辐射的所释放的能量25可以通过传感器元件 20测定。传感器元件20可以由此推导出可燃物质8的已发生的或在一定条件下未发生的反应，并且进而推导出为了将元件7固定在基板2上而实施的焊接连接。传感器元件20这
9样布置在用于将元件热连接在基板上的装置1上，即该传感器元件在可燃物质8反应时可以容易地测定所释放的能量25。因为所释放的能量25、特别是所产生的闪光，通常侧面地、 也就是平行或近似平行于基板2辐射，因此将传感器元件20优选地布置在元件7的侧面。在图2中示意性地在侧视图中示出了用于将电子的和/或机械的元件7连接在基板2的、特别是电路板的至少一个第一侧面3上的装置1的第二实施变体。与在图1中所示出的装置1的实施变体相反，在装置1的第二实施变体中，至少一个传感器元件20布置在基板2的下方。由引导穿过基板2中的孔18的辐射或能量脉冲25接触到在元件7的接触面14和基板2的连接面15之间的可燃物质8或可燃物质薄膜13。也就是说，从下部或从基板2的第二侧面4对可燃物质8或可燃物质薄膜13加载辐射或能量脉冲26。在可燃物质8的反应中所释放的能量25通过基板2中的孔18射回，从而布置在基板2的下方的传感器元件20可以探测所释放的能量25。在基板传送装置5的下方或基板2的下方布置了可运动地放置的平面台10。平面台10的安装空间19在自动装配机中以虚线示出。在平面台10上布置了准直仪12和固定在准直仪上的(在此是偏转光学部件形式的)偏转元件9。靠近平面台10，将能量源6(这里以激光发生器的形式)布置在装置1中。由激光发生器6发出的激光束通过柔性的光波导体11传送给准直仪12。在激光束接触到偏转元件9之前，激光束在准直仪12中彼此平行地取向。偏转元件9在基板2的方向上或在基板2的第二侧面4的方向上引导平行的激光束。偏转元件9这样取向，即激光束穿过基板2中的孔18，直至激光束接触到布置在基板 2的第一侧面3上的可燃物质8。元件7通过装配头的未示出的保持装置输送到基板2的第一侧面3上，以便在该处和基板2热连接。对此元件7具有接触面14，该接触面优选地设计为由焊剂构成或者具有焊剂。在基板2的第一侧面3上同样布置了同样优选地具有焊剂的接触面15。在两个接触面14，15之间布置了带有可燃物质8的可燃物质薄膜13。优选地，可燃物质薄膜13是活性的、放热的薄金属薄膜。激光束穿透基板2的第一侧面3上的接触面15，直至该激光束接触到可燃物质薄膜13中的可燃物质8并将其激活。通过激活可燃物质8释放出能量25、特别是热量，该热量用于熔化焊剂。由此元件7可以和基板2 的第一侧面3热连接。平面台10优选地可运动地布置在平行于基板2取向的平面中。利用+Y或-Y示出了平面台10的可能的运动方向。将偏转元件9这样地布置在可移动的平面台10上，从而能够实现从“下方”激活可燃物质薄膜13的可燃物质8。通过基板2的这种特殊的布置和特殊的设计可以实现，能够简单和安全地激活在基板2的第一侧面3和元件7之间的薄膜13的活性的、放热的可燃物质8，而不损坏元件7。该装置能够实现，通过非常小的孔18，例如穿孔或通孔敷镀，利用“来自下方的”激光束激活在此处放置的通常设计为纳米薄膜的可燃物质薄膜13中的可燃物质8，该孔在需要焊接的连接面15的区域中引入或被引入基板2中。假如使用的基板2足够�。缡潜∧せ澹敲瓷踔量梢匀∠�18或穿孔。然后所使用的激光束穿过孔18自身并且同时激活活性的、放热的纳米薄膜的、处在该位置上的可燃物质8。可替换地也可以替代可燃物质薄膜13或纳米薄膜例如点燃掺有可燃物质颗粒的焊料膏层。为了能够将激光束相应地定位，在对元件进行装配的装配机器或自动装配机中安装了平坦的平面台10，该平面台能使将激光束聚集并且向上偏转的偏转光学部件9非常精确地定位在孔18或目标区域的下方，可燃物质薄膜13或纳米薄膜位于该目标区域中。该方法也特别适合于将两个部件通过热工艺、如焊接进行连接，在该热工艺中，连接位置隐藏地处在需要连接的部件之间。在这种情况下，基板2由激光束穿透，活性的、放热的可燃物质薄膜13和焊剂布置在该基板的第一侧面上。这种穿透取决于构成基板2的材料，或者是通过纤细的穿孔或者是可以在适合的材料的情况下直接利用激光束无穿孔地实现。在此， 激光发生器6可以位于平面台10旁边并且激光束通过可移动的光波导体11导入到准直仪 12中和偏转光学部件9中，该光波导体利用例如在缆绳中的回线铺设。为了能够利用相同的装配机器或相同的自动装配机对活性的、放热的可燃物质薄膜进行装配，将它们类似于元件7那样进行封装并且优选地通过供给模块提供。传感器元件20优选地在偏转光学部件9旁边布置在可移动放置的平面台10上。 由此可以非常良好地测量在可燃物质8反应时所释放的能量25，该能量通过基板2中的孔 18导入在基板2的第二侧面4上。在图3中示意性地在侧视图中示出了用于将电子的和/或机械的元件7连接在基板2的、特别是电路板的至少一个第一侧面3上的装置1的第三实施变体。装置1的第三实施变体基本上相应于根据图1的装置1的第一实施变体，其中附加地设置了确定装置21、 结合装置22、调节装置23以及记录单元24。确定装置21用于确定电子的和/或机械的元件7是否和什么时候压在可燃物质 8上，和/或至少一个能量源6是否和什么时候发出辐射或能量脉冲26。结合装置能够使通过确定装置21所确定的测量值和传感器元件20的测量结果相结合。由此可以非常精确地说明下述内容，如在元件7和基板2之间的焊接连接的现状、即是正确地还是错误地实施了该焊接连接。确定装置21例如可以测定装配头在Z-方向上的运动和/或测定元件7在可燃物质薄膜13上的压紧力。此外，确定装置21可以测定辐射或能量脉冲沈在可燃物质8上的强度和持续时间。通过在结合装置22中将这些测量值与传感器元件20的测量结果、即对所释放的能量25的测量相结合，可以对此非常精确地和详细地进行说明，即元件7是否符合规定地与基板2相连接。因此可以对于各个单独的焊接连接进行详细地说明，即是否满足对于最佳的焊接连接所必要的前提条件。装置1能够实现，在将元件7连接在基板2的第一侧面3上的过程后立即对于所实施的焊接连接进行详细地说明。对于每个焊接连接单独进行说明。特别地，可立即对于参数的质量，例如压紧力、反应持续时间和强度，以及反应的地点进行说明。调节装置23能够取决于传感器元件20的测量结果或将确定装置21的测量值和传感器元件20的测量结果相结合的结果来控制能量源6以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲26发射到可燃物质8。假如并不实施或低质量的实施焊接连接，那么可以通过调节装置23重新控制能量源6，从而能量源再次使辐射或能量脉冲沈对准于相应的可燃物质8。调节装置23例如能够实现立即自动更新错误的焊接连接。记录单元M能够实现对传感器元件20的测量结果或传感器元件20的测量结果和通过确定装置21所测得的测量值进行记录。测量结果或测量值可以记录元件-和产品特性并且由此获得对于每一个单独的基板2的无缺陷的追踪性。可以通过根据本发明的装置1确保对于单独的焊接连接的追踪性、即跟踪性，然而这在目前常用的大规�：附庸ひ�、 例如借助于熔炉的回流焊接中是不可能的。
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参考标号表1用于电子的和/或机械的元件的热连接的装置2基板3基板的第一侧面4基板的第二侧面5基板传送单元6能量源7元件8可燃物质9偏转元件/偏转光学部件10平面台11光波导体12准直仪13可燃物质薄膜14元件的接触面15在基板上的接触面16固定的传送颊板17可运动的传送颊板18在基板中的孔19平面台的安装空间20传感器元件21确定装置22 结合装置23调节装置24 记录单元25所释放的能量/光辐射26辐射/能量脉冲
权利要求
1.一种用于将电子的和/或机械的元件(7)热连接在基板O)的至少一个第一侧面 (3)上的装置(1)，所述装置具有基板保持装置和/或基板传送单元(5)以及至少一个用于将辐射或能量脉冲06)发出到并且对准于可放置在所述元件(7)的接触面(14)和在所述基板O)的所述第一侧面C3)上的连接面(1 之间的可燃物质(8)的能量源(6)，其特征在于，设置至少一个用于探测在所述可燃物质(8)反应时释放的能量05)的传感器元件 (20)。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)设置在所述基板O)的所述第一侧面C3)上和/或所述基板O)的第二侧面(4)上。
3.根据权利要求1或2中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)设计用于探测热辐射和/或光辐射。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)设计用于探测所述释放的能量0 、特别是所述热辐射和/或光辐射的持续时间和/或强度。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)布置在所述装置(1)的装配头上或平面台(10)上，所述平面台设置在保持在所述基板保持装置和/或基板传送单元( 上的所述基板O)的下方。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，设置确定装置用于确定，所述电子的和/或机械的元件(7)是否和什么时候压在所述可燃物质(8)上，和 /或所述至少一个能量源(6)是否和什么时候发出所述辐射或所述能量脉冲(沈)，并且设置结合装置0 用于将通过所述确定装置确定的测量值和所述至少一个传感器元件 (20)的测量结果相结合。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，设置调节装置03)， 所述调节装置取决于所述至少一个传感器元件OO)的所述测量结果或取决于将所述确定装置的所述测量值和所述至少一个传感器元件OO)的所述测量结果相结合的结果来控制所述至少一个能量源(6)以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲06)发出到所述可燃物质(8)。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，设置记录单元04)， 用于记录所述至少一个传感器元件OO)的所述测量结果或所述至少一个传感器元件OO) 的所述测量结果和通过所述确定装置得出的所述测量值。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的装置(1)，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)可运动地布置在所述装置上。
10.一种自动装配机，具有用于将电子的和/或机械的元件(7)热连接在基板(2)的至少一个第一侧面C3)上的装置(1)，其中所述装置(1)具有基板保持装置和/或基板传送单元(5)以及至少一个用于将辐射或能量脉冲06)发出到并且对准于可放置在所述元件 (7)的接触面(14)和在所述基板O)的所述第一侧面( 上的连接面(1 之间的可燃物质(8)的能量源(6)，其特征在于，用于将所述电子的和/或机械的元件(7)热连接在所述基板O)的所述至少一个第一侧面C3)上的所述装置(1)根据权利要求1至9中至少一项所述地设计。
11.一种用于检验将电子的和/或机械的元件(7)的接触面(14)热连接在基板(2)的至少一个第一侧面C3)上的连接面(1 上的方法，所述方法的特征在于下列方法步骤a)将可燃物质(8)布置在所述元件(7)的所述接触面(14)和所述基板O)的所述连接面(15)之间，b)至少一个能量源(6)发出辐射或能量脉冲( )，并且将所述辐射/所述能量脉冲对准于所述可燃物质(8)，其中将焊剂布置在所述元件(7)的所述接触面(14)上、所述基板 ⑵的所述连接面(15)上和/或所述可燃物质⑶中，c)在将所述辐射或所述能量脉冲06)发出到所述可燃物质(8)后，至少一个传感器元件OO)探测了，是否由于所述可燃物质(8)的反应而释放了能量05)。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)探测热辐射和/或光辐射。
13.根据权利要求11或12中至少一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个传感器元件OO)探测所述释放的能量(25)、特别是所述热辐射和/或光辐射的持续时间和/或强度。
14.根据权利要求11至13中至少一项所述的方法，其特征在于，确定装置确定， 所述电子的和/或机械的元件(7)是否和什么时候压在所述可燃物质(8)上，和/或所述至少一个能量源(6)是否和什么时候发出所述辐射或所述能量脉冲06)，并且结合装置02) 将通过所述确定装置确定的测量值和所述至少一个传感器元件OO)的测量结果相结合。
15.根据权利要求11至14中至少一项所述的方法，其特征在于，调节装置03)取决于所述至少一个传感器元件OO)的所述测量结果或取决于将所述确定装置的所述测量值和至少一个传感器元件OO)的所述测量结果相结合的结果来控制所述至少一个能量源 (6)以用于将经过更新的辐射或经过更新的能量脉冲06)发出到所述可燃物质(8)。
16.根据权利要求11至15中至少一项所述的方法，其特征在于，记录单元04)记录所述至少一个传感器元件00)的所述测量结果或所述至少一个传感器元件OO)的所述测量结果和通过所述确定装置得出的所述测量值。
17.根据权利要求11至16中至少一项所述的方法，其特征在于，将所述可燃物质(8)， 特别是活性的、放热的可燃物质，以纳米结构的薄膜的形式、特别是以纳米结构的金属薄膜的形式插入所述元件⑵的所述接触面(14)和所述基板(2)的所述连接面(15)之间。
全文摘要
本发明涉及一种用于将电子的和/或机械的元件(7)热连接在基板(2)的至少一个第一侧面(3)上的装置(1)，该装置具有基板保持装置和/或基板传送单元(5)以及至少一个用于将辐射或能量脉冲(26)发出到并且对准于可放置在元件(7)的接触面(14)和在基板(2)的第一侧面(3)上的连接面(15)之间的可燃物质(8)的能量源(6)，在该装置中设置至少一个用于探测在可燃物质(8)反应时释放的能量(25)的传感器元件(20)。此外本发明还涉及一种具有这样的装置(1)的自动装配机和一种用于检验将电子的和/或机械的元件(7)的接触面(14)热连接在基板(2)的至少一个第一侧面(3)上的连接面(15)上的方法。
文档编号G01J1/00GK102189305SQ20111003929
公开日2011年9月21日 申请日期2011年2月16日 优先权日2010年3月4日
发明者科内利亚·沃尔特, 诺伯特·海尔曼 申请人:先进装配系统有限责任两合公司
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