[0001] 本发明涉及一种接触式清洁设备。特别地但不排他地，本发明涉及一种接触式清洁设备，该接触式清洁设备包括具有高度可调整的接触式清洁表面的接触式清洁滑台。

[0002] 接触式清洁用于清洁基板表面或工件。一旦得到清洁，工件就可以用于各种复杂的过程，比如用于电子器件、光伏器件和平板显示器的制造。通常，使用橡胶或弹性体接触式清洁辊从工件移除脏污颗粒，接着可以使用粘附卷筒从清洁辊去除脏污颗粒或碎屑。这确保了清洁辊保持没有碎屑，并允许清洁辊使其从基板表面或工件去除脏污颗粒的效率最大化。

[0003] 清洁辊典型地包括轴或芯棒，弹性体涂层被施加到该轴或芯棒的外表面。弹性体随后在芯棒上固化，以使得其外表面形成清洁表面。可选地，清洁表面在显微镜下可以是粗糙的，以增大和/或最大化清洁表面与导致脏污的小颗粒之间的表面积接触。

[0004] 由于小型化、越来越多的过程测量和客户适应性，先进电子器件的生产越来越要求无缺陷。需要清洁电子元器件(例如印刷电路板(PCB))以去除颗粒和其他脏污物。

[0005] 清洁对静电敏感或容易带静电的元器件是有难度的。

[0006] 可以使用低静电弹性体清洁辊来减少工件在清洁期间带静电。弹性体辊位于输送机上方，输送机将要清洁的工件输送到接触式清洁辊。接着，工件对抗弹簧而向上推动辊，以使得力从接触式清洁辊持续施加到工件。工件越厚，接触式清洁辊施加的力就越大。增大的力提高了工件带静电和损坏工件的风险。此外，当工件通过设备时，工件与接触式清洁辊之间的接触导致接触式清洁辊移动以适应工件的厚度，这最终可能导致接触式清洁辊的表面(典型地是弹性体)损坏。已知的是，可以通过人工干预(比如，经由支座螺钉(stand‑off screw))来调整辊的高度。还已知的是，通过例如为输送机上方的接触式清洁辊设置四个设定高度位置来适应不同的工件厚度。

[0007] 本发明的目的是减轻已知接触式清洁设备的缺点。

[0074] 以下描述中使用的某些术语仅是为了方便，而不是限制性的。词语“上”和“下”指定在所参考的附图的方向，并且是相对于组装时所描述的部件来定义的，其具体含义从说明书的上下文中是显而易见的。

[0075] 进一步，如本文所用，术语“连接的”、“附接的”、“联接的”、“安装的”旨在包含两个构件之间的直接连接而没有介于其间的任何其他构件，以及构件之间的间接连接，其中一个或多个其他构件介于前述构件之间。术语包括上面特别提及的词语、其派生词和类似含义的词语。

[0076] 进一步，除非另有说明，序数形容词的使用，比如“第一”、“第二”、“第三”等仅仅指示引用了相似对象的不同实例，并不旨在意味着如此描述的对象必须在时间上、空间上、在等级上或以任何其他方式处于给定的顺序。

[0077] 如图1至图8所展示，本发明的实施例涉及接触式清洁设备。接触式清洁设备用于清洁工件，例如但不限于印刷电路板(PCB)。

[0078] 首先参考图1，示出了接触式清洁设备1，该接触式清洁设备包括接触式清洁滑台2，用于清洁其中的工件。接触式清洁设备1具有用于将工件引入到清洁设备1的入口11。接触式清洁设备1具有用于从接触式清洁设备1移除要清洁的工件的出口12。工件由输送机13从入口11传送到接触式清洁滑台2，并且接着传送到出口12。输送机13的移动可以由控制器(未示出)控制，或者可以被设定为输入到控制器的预定速度。

[0079] 现在参考图2和图3，详细示出了接触式清洁设备1。接触式清洁滑台2位于入口11与出口12之间的中途。接触式清洁滑台2具有两个接触式清洁辊21。接触式清洁辊21优选是弹性体清洁辊。接触式清洁辊21彼此平行，平行于输送机13，并垂直于输送机13的行进方向(由图2中的箭头展示)。

[0080] 清洁设备1包括滑台框架22。滑台框架22具有两个侧部部分，其中在接触式清洁辊21的每一端处设置有一个侧部部分。接触式清洁辊21旋转地安装到侧部部分，以使得接触式清洁辊21与输送机13的距离基本相等。两个侧部部分可选地通过在垂直于输送机13的行进方向的方向上延伸的前部部分和后部部分相互连接。可选的相互连接部分分别在入口侧和出口侧与接触式清洁辊21间隔开。粘附卷筒23以与两个接触式清洁辊21切向接触的方式定位。粘附卷筒23被定位成使得接触式清洁辊21位于粘附卷筒23与输送机13之间。粘附卷筒23是本领域已知的任何类型的粘附卷筒。例如，粘附卷筒23可以包括粘合剂材料片，当粘附卷筒23旋转时，该粘合剂材料片从粘附卷筒23展开。

[0081] 接触式清洁设备1包括两个圆形凸轮3。滑台框架22搁置在凸轮3的圆周表面上。凸轮3位于滑台框架22的入口侧与出口侧之间的大致中间处，并与接触式清洁辊21的任一端间隔开。凸轮3安装到凸轮轴31，以使得凸轮轴31偏离凸轮3的中心。凸轮轴31可操作地联接到电动机(未示出)。电动机优选是步进式电动机。电动机与控制器有线或无线地通信，并且控制器控制给电动机赋能以使凸轮轴31旋转。给电动机赋能导致凸轮轴31和凸轮3旋转，从而导致滑台框架22、接触式清洁辊21和粘附卷筒23在垂直于输送机13的方向上移动。导引件(未示出)维持滑台框架22在垂直于输送机13的方向上的移动。将凸轮3定位在滑台框架22的入口侧与出口侧之间的大致中间处有益于在滑台框架22沿着导引件移动时保持对准。
每个凸轮3包括最大半径和最小半径。当滑台框架22搁置在凸轮3的最小半径上时，接触式清洁辊21与输送机13之间的距离最小，例如基本为零，或0.1mm或0.2mm。当滑台框架22搁置在凸轮3的最大半径上时，接触式清洁辊21与输送机13之间的距离最大，例如约5mm、或6mm、或7mm。这使得能够清洁例如0.2mm与6mm之间的工件。

[0082] 由于滑台框架22、接触式清洁辊21和粘附卷筒23的重量，滑台框架22与凸轮3之间的接触得以维持。也可以使用弹簧(未示出)将滑台框架22朝向输送机13推动。

[0083] 接触式清洁设备1进一步包括滑台传感器4。滑台传感器4是接近传感器，比如霍尔效应传感器或激光接近传感器。滑台传感器4测量输送机13和滑台框架22的相面对的表面之间的距离。控制器与滑台传感器4有线或无线地通信，并获得由滑台传感器4测量的距离。控制器是可编程处理器，工件厚度和调整因子被编程到该处理器中。控制器通过从用户输入的工件厚度减去调整因子来计算预定目标距离。控制器可操作以通过以下方式来将滑台框架22在输送机13上方的高度调整到预定目标距离：给步进电动机赋能，这进而使凸轮3旋转，直到滑台传感器4检测到的距离等于预定目标距离。

[0084] 滑台传感器4被定位成使得它基本上与输送机13处于同一高度，以使得滑台传感器4在垂直于输送机13的方向上测量滑台框架22与输送机13之间的距离。滑台传感器4被配置成连续测量滑台框架22与输送机13之间的距离，以使得该距离可以由控制器监测。而且，可以提供多个滑台传感器4，例如，以将滑台框架22的不对准考虑在内。

[0085] 接触式清洁设备1进一步包括两个负载传感器5，这些负载传感器是负载感测电阻器。负载传感器5安装在滑台框架22的每一侧，并接触凸轮3的表面。负载传感器5提供滑台框架22施加在凸轮3上的负载的读数，该读数与清洁辊21施加在工件上的负载成比例。负载传感器5连续测量滑台框架22施加到凸轮3表面上的负载。根据清洁设备1的配置，负载传感器5可以有线或无线地连接到控制器；和/或与警报器或报警系统(未示出)有线或无线地连接；和/或与接触式清洁设备1的关闭系统(未示出)有线或无线地通信。因此，接触式清洁设备1可以被配置成，在负载传感器5测量到超出预定容差的负载的情况下，增大或减小滑台框架22与输送机13之间的距离，以使负载在容差范围内；和/或设定警报或报警；和/或暂停接触式清洁设备1的操作。

[0086] 清洁设备1进一步包括位于入口11与接触式清洁滑台2之间的入口传感器6。入口传感器6是物体检测传感器。入口传感器6可以与控制器有线或无线地通信；和/或与计数器(未示出)和/或状态识别器有线或无线地通信。

[0087] 清洁设备1进一步包括位于接触式清洁滑台2与出口12之间的出口传感器7。出口传感器7是物体检测传感器。出口传感器7可以与控制器有线或无线地通信；和/或与计数器(未示出)和/或状态识别器有线或无线地通信。

[0088] 如果控制器控制输送机13，那么控制器与输送机13有线或无线地通信。或者，可以向控制器提供输送机的移动速度。

[0089] 现在转到图4至图7，描述了对工件A的清洁。

[0090] 首先，将作为用户输入的工件厚度的工件A的厚度提供给控制器。厚度是在垂直于要清洁的工件的表面的方向上测量的工件A的尺寸。控制器具有记忆功能，为此提供了调整因子。控制器通过用调整因子减小用户输入的工件厚度来计算滑台框架22与输送机13之间的预定目标距离。调整因子将用户输入的工件厚度减小到预定目标距离，以便确保当工件移动通过设备时，接触式清洁表面始终接触工件。

[0091] 控制器给步进电动机赋能，该步进电动机使(多个)凸轮旋转以将滑台框架22移动到输送机13上方的预定目标距离。当工件A在接触式清洁表面与输送机13之间通过时，接触式清洁表面施加到工件A的负载最小化，同时获得了最佳的清洁效率。典型地，预定目标距离将等于工件A的厚度(用户输入的工件厚度)减去调整因子(例如，0.25mm)，以施加所需的负载。计算负载以控制工件A在清洁期间的应变量。工件A的应变量是通过例如IPC/JEDEC‑9704A印刷电路组件应变量规测试来获得的。还计算预定目标距离以确保工件A的所有部分都被清洁辊21清洁。

[0092] 现在转到图4，经由入口11将工件A引入到清洁设备1。将工件A放置在输送机13上，并朝向出口12输送工件。随着工件A被输送，入口传感器6识别到工件A的存在，并通知控制器；和/或增加计数器的计数；和/或设定状态识别器以指示工件A存在。

[0093] 现在转到图5，控制器给电动机赋能以使凸轮3旋转。凸轮3旋转，以使得滑台框架22背离输送机13移动到预定目标距离，以便在输送机3与清洁辊21之间提供最佳距离。滑台传感器4连续测量输送机3与滑台框架22之间的距离，并将测量值提供给控制器，该控制器将测量到的距离与预定目标距离进行比较。接着，控制器给电动机赋能以使凸轮3的旋转，从而维持预定目标距离。

[0094] 现在参考图6，将工件A输送到接触式清洁辊21与输送机13之间。随着工件A在接触式清洁辊21与输送机13之间被输送，接触式清洁辊21从工件A去除颗粒。接着，粘附卷筒23从接触式清洁辊21去除颗粒。当清洁辊21与工件A接触时，负载传感器5通过测量滑台框架22施加到(多个)凸轮表面的负载来间接测量清洁辊21施加到工件A的负载。如果负载传感器5测量到的负载超出预定容差，那么根据清洁设备1的配置，控制器调整滑台框架22的高度，以使得施加到工件A的负载在容差内；和/或发送报警和/或警报器发出声音；和/或暂停清洁设备1的操作。

[0095] 现在转到图7，输送机13接着将工件A从接触式清洁辊21与输送机13之间输送到出口12，在该出口处，工件从接触式清洁设备1移除。随着工件A通过出口传感器7，将控制器更新以识别工件已从接触式清洁辊21与输送机13之间离开；和/或更新计数器；和/或更新状态识别器以指示工件A不存在。

[0096] 在出口传感器7已识别出工件A已从接触式清洁辊21与输送机13之间离开之后，控制器可被配置成使凸轮3旋转以使滑台框架22返回，以使得接触式清洁辊21与输送机13之间的距离维持在预定目标距离。控制器可被配置成将滑台框架22维持在期望的高度，以清洁具体数量的工件。使用来自入口传感器6和/或出口传感器7的信息，工件的数量可以被输入到控制器并且可以由控制器和/或计数器进行计数。

[0097] 出口传感器7也可以用于确定工件是否应离开但是例如在出现故障的情况下尚未离开。控制器和/或计数器从出口传感器7获得读数，并且在出现故障的情况下，可以例如发送报警、发出警报和/或暂停接触式清洁机1的操作。控制器还可以使用来自出口传感器7的读数来确定滑台框架22何时可以返回到某一位置，以使得接触式清洁滑台22与输送机13之间的距离处于预定目标距离。

[0098] 图8展示了本发明的第二实施例。这个实施例的配置和操作与图1至图7的实施例相同,除了滑台传感器40安装到滑台框架22之外。因此，滑台传感器40与滑台框架22一起移动。这有利地允许易于接近滑台传感器40，以便维护、清洁或更换滑台框架22。

[0099] 在任一实施例中，为了校准滑台框架22的位置，控制器首先确定接触式清洁辊21与输送机13之间不存在工件A。控制器通过测算到工件A已从接触式清洁辊21与输送机13之间离开，或者通过使用出口传感器7(如果存在出口传感器7)检测到工件A从接触式清洁辊21与输送机13之间离开，来确定工件A不存在。

[0100] 控制器接着使凸轮3旋转，以使得接触式清洁滑台22与输送机13之间的距离处于预定目标距离。这可以通过提供关于多个凸轮3之一或关于凸轮轴31的基准或者通过检测在凸轮3的旋转期间移动方向改变的点来实现。控制器接着使用滑台传感器4、40来测量滑台框架22与输送机13之间的距离。

[0101] 可替代地，可以通过将凸轮3旋转360°并记录由滑台传感器4、40在整个旋转期间测量到的距离来执行校准。接着，可以使用这些测量到的距离来覆写用于控制凸轮3的旋转的位置。

[0102] 本领域技术人员应了解，设想到前述实施例的变型。例如，凸轮轴31可以旋转地联接到滑台框架22，并且凸轮3的圆周表面可以与相对于输送机13静止的搁架接触。而且，输送机13可以是辊式输送机而不是带式输送机。此外，接触式清洁辊21可以代替地是接触式清洁带。而且，接触式清洁设备1可以是表面贴装技术机器的一部分。