Eine derartige Brechvorrichtung ist
aus
US-A-5 069 195 bekannt.
Insbesondere weist die in dieser Schrift beschriebene Brechvorrichtung
ein Vielzahl von relativ zueinander verlagerbaren Auflageplatten
auf, die an einer Vielzahl von parallelen und rechtwinkligen Bruchlinien
aneinander grenzen und miteinander verbunden sind. Eine Anordnung
aus einer Vielzahl von beispielsweise federbelasteten Stempeln ist über den
Auflageplatten vorgesehen, so dass für jede Auflageplatte ein Stempel
vorgesehen ist. Ferner ist eine relativ komplizierte Antriebsvorrichtung
vorgesehen, mittels derer die einzelnen Auflageplatten relativ zueinander
verlagert werden können.
Im Betrieb wird eine Keramikleiterplatte auf der Brechfalle positioniert,
die Stempelanordnung nach unten gefahren, so dass jeder Stempel
mit einer bestimmten Vorspannung gegen die Keramikleiterplatte drückt. Im
weiteren Verlauf werden die einzelnen Auflageplatten relativ zueinander
bewegt, wobei die Stempel sicherstellen, dass die Keramikleiterplatte entlang
der Bruchlinien knickt und bricht. Dabei pressen die Stempel zentral
auf die einzelnen Hybridschaltungen. Dabei besteht ein sehr hohes
Risiko einer Beschädigung
der darauf angebrachten elektronischen Bauteile bzw. der Hybridschaltung
als Ganzes. Eine Niederhaltevorrichtung mit derartigen Stempeln
ist deshalb höchst
unerwünscht.
Derartige Brechvorrichtungen werden
für das
Vereinzeln von sog. Hybridschaltungen verwendet. Dabei handelt es
sich um elektronische Bauelemente auf Keramiksubstraten, wie sie
insbesondere für
Hochtemperaturanwendungen, beispielsweise als Motorsteuerungen in
den Motorräumen
von Kraftfahrzeugen oder als Motorsteuerungen für Elektromotoren, verwendet
werden. Häufig
sind Leiterbahnen und/oder Widerstände im Druckverfahren auf die Oberflächen der
Substrate aufgebracht, während
die elektronischen Bauteile im SMD-Verfahren aufgebracht und verlötet werden.
Häufig
wird dabei mit "offenen" elektronischen Bauteilen,
wie beispielsweise Prozessoren, gearbeitet, die auf der Oberfläche der Keramiksubstrate
angebracht und gebondet werden und erst im Anschluss daran beispielsweise
mit einem Harz vergossen werden. Entsprechend empfindlich sind derartige
Hybridschaltungen. Entsprechend ist es ein Nachteil von
US-A-5 069 195 ,
zentral auf die Hybridschaltungen einen von der Federkraft vorgespannten
Stempel aufzusetzen. Es besteht die Gefahr, dass einzelne Bauteile
oder Lötverbindungen beschädigt werden.
Ein weiterer Nachteil bei
US-A-5 069
195 besteht darin, dass nur Hybridschaltungen gleicher
Größe mit dieser
Brechvorrichtung gebrochen werden können, da die Auflageplattengröße das Rastermaß der Hybridschaltungen
vorgibt, die gebrochen werden können.
Ein Umrüsten
ist praktisch nicht oder nur mit erheblichem Aufwand möglich.
In der Praxis ist es so, dass weit über 90% der
Keramikleiterplatten von Hand gebrochen werden. Die Schwächungslinien
sind grundsätzlich
entweder geritzt, beispielsweise mittels eines Diamanten, oder in
der Art einer Perforierung, die typischerweise nicht durch das Substrat
hindurch geht, von einem Laser hergestellt. Es gibt deshalb eine
Vorzugsrichtung für
das Brechen je nachdem auf wlecher Seite der Keramikleiterplatte
die Schwächungslinie
aufgebracht wurde. Diese Vorzugsrichtung wird nachfolgend als "Bruchrichtung" bezeichnet. Der
Grund dafür,
dass immer noch ein sehr großer
Anteil dieser Keramikleiterplatten von Hand vereinzelt wird, liegt daran,
dass das maschinelle Brechen dieses spröden Materials häufig zu
viel Ausschuss produziert, weil kleinste Beschädigungen die komplette Zerstörung einer
Keramikleiterplatte mit den gesamten zu vereinzelnden Hybridsubstraten
zur Folge haben können.
Da die einzelnen Hybridschaltungen in der Regel sehr teuer sind,
ist ein derartiger Ausschuss nicht tolerabel.
Bei derartigen Keramikmaterialien
treten typischerweise beim Brechen zwei unterschiedliche Fehler
auf. Das sind zum einen "wilde
Brüche" und zum anderen "Muschelbrüche". Wilde Brüche laufen wild über das
Substrat, unabhängig
von den vorgegebenen Schwächungslinien.
Das Keramikmaterial ist kein homogenes Material, wodurch solche
wilden Brüche
begünstigt
werden. Muschelbrüche
sind Ausbrüche
oder Abplatzungen an den Bruchkanten. Es ist offensichtlich, dass
bei wilden Brüchen
die betroffenen Hybridschaltungen untauglich werden. Muschelbrüche führen häufig nicht
zu einem Sofortausfall, sondern zu einem Ausfall im Betrieb lange
vor der eigentlichen Lebensdauer. Zur Vermeidung derartiger Fehlbrüche ist
es höchst
wünschenswert,
die Brechkräfte
lokal auf die Bruchlinien aufzubringen und nicht irgendwo auf eine
Hybridschaltung.
In
DE
299 19 961 und
DE
100 07 642 A1 sind eine Brechvorrichtung beschrieben, wie
sie nach der Kenntnis der sachkundigen Anmelderin als eine der wenigen
tatsächlich
in nennenswertem Umfang zur Vereinzelung von Keramikleiterplatten
eingesetzt wird. Diese Brechvorrichtung weist eine elastisch nachgiebige,
durchgehende Auflageplatte auf, die beispielsweise aus einem Gummimaterial
gebildet ist. Zum sicheren Festhalten der Keramikleiterplatten ist
hier an Stelle der Stempelanordnung aus
US-A-5 069 195 eine Saugvorrichtung
vorgesehen, die mehrere Reihen von reihenweise gemeinsam geschalteten
Saugöffnungen
aufweist, wobei jeweils für
eine einzelne Hybridschaltung an der Keramikleiterplatte eine Saugöffnung vorgesehen
ist. Ein von einem Roboterarm manipuliertes Brechschwert wird über der zu
brechenden Schwächungslinie
positioniert und dann nach unten gefahren. Es drückt gegen die Schwächungslinie
und drückt
an dieser Schwächungslinie
die Keramikleiterplatte gegen die Gummiauflage, bis sie bricht.
Beim Brechen wird schlagartig die in der Gummiauflage gespeicherte
Energie frei, was zusätzliche
Kräfte
und ggf. in Folge davon Brüche
in die Keramikleiterplatten einbringt. Aus einer Keramikleiterplatte
werden so in einem ersten Brechschritt eine Mehrzahl von länglichen
Reihen aus mehreren in einer Reihe angeordneten Hybridschal tungen
herausgebrochen. Diese Schaltungen müssen gegriffen werden und zu
einer weiteren Vereinzelungsstation transportiert werden, an denen
diese entlang der Schwächungslinien,
die in Längsrichtung
nacheinander auf dieser Reihe vorgesehen sind, noch gebrochen werden,
um die einzelnen Hybridschaltungen voneinander zu separieren. Diese zweite
Brechvorrichtung funktioniert prinzipiell genauso wie die erste
und ist in entsprechender Weise aufgebaut. Ein Problem besteht in
dem Transport der Reihen von Hybridschaltungen von der ersten Brechvorrichtung
zur zweiten Brechvorrichtung. Die Reihen können nicht von ihren Längsseiten
her gegriffen werden, da zwischen den einzelnen Bruchstücken der
Keramikleiterplatte keine Spalte vorhanden sind, in die ein Greifer
greifen könnte.
Entsprechend müssen
die Reihen von ihren Enden her gegriffen werden. Bei diesen Brechvorrichtungen
kommt es jedoch häufig
zu Brüchen
quer zur Reihe, so dass die Reihe nicht an den Längsenden gegriffen werden kann
und zur nächsten
Brechvorrichtung transportiert werden kann. Eine solche nicht ordnungsgemäß verarbeitete
Reihe muss beispielsweise von Hand nachgeführt werden.
Mit dieser beschriebenen Brechvorrichtung aus
dem Stand der Technik lassen sich Hybridschaltungen einer gewissen
Größe relativ
problemlos vereinzeln. Auch sind die dabei auftretenden Ausfälle in einem
tolerablen Rahmen. Ein Nachteil dieser Brechvorrichtung liegt jedoch
darin, dass sie für
bestimmte Hybridschaltungsgrößen ausgelegt
ist. Hybridschaltungen, die deutlich andere Maße haben, müssen jedoch auf speziellen
Brechvorrichtungen gebrochen werden, da die Ventilanordnungen etc.
nicht mehr kompatibel sind. Ein Umrüsten auf andere Hybridschaltungsformate
ist deshalb bei dieser Vorrichtung nicht problemlos möglich. Außerdem treten
Probleme auf, wenn die einzelnen Hybridschaltungen zu klein, z.B.
kleiner als 15 mm in einer Richtung, werden. In Folge der Nachgiebigkeit
der Unterlage müssen
dann relativ hohe Kräfte
zum Brechen der Hybridschaltungen auf die Schwächungslinien aufgebracht werden.
Je kleiner die Hybridschaltungen werden, umso größer werden auch die Kräfte, die
frei werden, wenn das elastische Material sich nach dem Brechen
wieder in seine Ausgangsposition zurück bewegt. Es kann dazu kommen,
dass die Saugkräfte nicht
mehr ausreichend sind, vereinzelte Reihen an der Unter tage festzuhalten,
und die einzelnen Hybridschaltungen können infolgedessen unkontrolliert brechen
und auf der Auflagefläche
verteilt sein.
Sämtlichen
Brechvorrichtungen des Stands der Technik ist gemeinsam, dass sie
nur in eine Richtung brechen können,
d.h. relativ zu den obenauf der Keramikleiterplatte angebrachten
elektronischen Bauteilen wird immer in die gleiche Richtung gebrochen.
So erfolgt bei
US-A-5
069 195 ein Brechen, indem ein Teil der Keramikleiterplatte
nach unten geknickt wird, während
bei
DE 299 19 961 und
DE 100 07 642 A1 ein
Brechen erfolgt, indem die beiden Bruchstücke der Keramikleiterplatte
relativ zueinander nach oben geknickt werden. Vorangehend wurde bereits
geschildert, wie die Schwächungslinien
auf den Keramikleiterplatten hergestellt werden. All diesen Schwächungslinien
ist gemeinsam, dass sie in eine bestimmte Richtung geknickt werden
müssen, um
einen sauberen Bruch zu erzielen. So muss bei
US-A-5 069 195 die Schwächungslinie
auf der Oberseite der Keramikleiterplatte angeordnet sein, um einen
sauberen Bruch zu erzielen, während
bei
DE 299 19 961 und
DE 100 07 642 A1 die
Schwächungslinie auf
der Rückseite
der Keramikleiterplatte angeordnet sein muss. Entsprechend muss
vor dem Bestücken der
Keramikleiterplatte mit den elektronischen Bauteilen klar sein,
in welche Richtung am Ende dieses Herstellungsprozesses gebrochen
werden soll.
Bei den geschilderten Problemen des Stands
der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Brechvorrichtung der geschilderten Art bereitzustellen, die einfach
aufgebaut ist, mit der Hybridschaltungen unterschiedlichster Größe vereinzelt
werden können
und bei der die Bruchkräfte möglichst
auf die Schwächungslinie
begrenzt auf die Keramikleiterplatten aufgebracht werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer
Brechvorrichtung der beschriebenen Art dadurch gelöst, dass
die Brechfalle zwei Auflageplatten aufweist, die an einer Bruchlinie
aneinander grenzen, dass die Niederhaltevorrichtung einen länglichen
und vorzugsweise quer zur Längsrichtung
schmalen Eingriffsbereich aufweist, und dass die Brechvorrichtung eine
Positionierein richtung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass
sie die Schwächungslinien
nacheinander in Ausrichtung mit und über der Bruchlinie positionieren
kann.
Der längliche Eingriffsbereich der
Niederhaltevorrichtung ist derart ausgelegt, dass er im Randbereich
der einzelnen Hybridschaltungen bzw. Chips angesetzt werden kann
und dort die erforderlichen Kräfte
aufbringt. Typischerweise ist an jedem Chip ein Randbereich von
etwa 0,5 bis 0,6 mm bis zu den ersten Bauelementen vorhanden. Es
ist ein wesentliches Kennzeichen der vorliegenden Erfindung, diesen
Randbereich der Chips zur Festlegung bzw. Positionierung zu nutzen.
Dazu hat die Niederhaltevorrichtung einen länglichen Eingriffsbereich,
der vorzugsweise quer zu seiner Längsrichtung schmal ist und
vorzugsweise eine messerschneidenartige Gestalt besitzt. Es ist
besonders bevorzugt, wenn der Eingriffsbereich schmaler als 1,5
mm, insbesondere schmaler als 1 mm, insbesondere 0,1 bis 0,8 mm schmal
und besonders bevorzugt 0,5 bis 0,7 mm schmal ist. Bei Tests hat
sich ein Eingriffsbereich, der 0,6 mm schmal ist, bewährt. Es
kann günstig
sein, die Kontaktfläche
des Eingriffsbereichs der Niederhaltevorrichtung oder des Brechschwerts
mit einem reibungserhöhenden
bzw. elastisch nachgiebigen Material auszubilden, z. B. eine Beschichtung
mit einem derartigen Material vorzusehen. Das elastisch nachgiebige
Material kann Ungleichmäßigkeiten
auf der Keramikleiterplatte in einem gewissen Maße ausgleichen. So hat sich
ein gummiartiges Material als günstig
herausgestellt. Die Niederhaltevorrichtung kann auch aus mehreren
einzelnen Elementen, die beispielsweise über die Längsrichtung verteilt sind,
ausgebildet sein. So kann sie beispielsweise eine kammartige Gestalt
besitzen.
Die Niederhaltevorrichtung kann zum
Positionieren der Keramikleiterplatte entweder auf der Schwächungslinie,
entlang derer gebrochen werden soll, positioniert werden oder auch
an dazu parallelen Schwächungslinien
bzw. Chipkanten. Die Niederhaltevorrichtung kann elastisch nachgiebig
ausgebildet sein und bei dem Brechvorgang passiv die Bewegung der
Auflageplatten mitmachen oder sie kann aktiv angetrieben sein und
für den
Brechvorgang die Auflageplatten verlagern. Es kann auch eine Kombination
von aktiven Antrieb und elastisch nachgiebiger Konstruktion vorgesehen
sein.
Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion
ist, dass die Keramikleiterplatte zum Brechen nur in einer Richtung
genau auf der Auflageplatte positioniert werden muss, d.h. sie muss
derart positioniert werden, dass die zu brechende Schwächungslinie über der
Bruchlinie der Brechfalle zu liegen kommt. Dadurch ist es ausreichend,
das Positionierelement gegen ein Ende der Keramikleiterplatte arbeiten
zu lassen, d.h. es reicht aus, ein ausreichend breites Positionierelement
vorzusehen, dass in Vorschubrichtung eine perfekte Ausrichtung der
Keramikleiterplatte sicherstellt und die korrekte Position der Schwächungslinie über der
Bruchlinie anfährt.
Damit ist ein Verkanten und eine seitliche Reibung der Keramikleiterplatte
an Führungsanschlägen ausgeschlossen, wodurch
ungewollte Brüche
beim Positionieren fast gänzlich
ausgeschlossen werden können.
Das Positionierelement kann außerdem
die Keramikleiterplatte um jede gewünschte Strecke verschieben,
die beispielsweise einstellbar ist. Das hat zur Folge, dass mit
einer Brechvorrichtung Keramikleiterplatten mit unterschiedlichst
angeordneten Schwächungslinien vereinzelt
werden können.
Ein komplettes Umrüsten der
Brechvorrichtung auf ein anderes Rastermaß ist nicht erforderlich.
Ein weiterer Vorteil dieser Art der
schrittweisen Positionierung liegt darin, dass selbst beim Auftreten
von wilden Brüchen
die Positioniervorrichtung diese betreffenden Bruchstücke einfach
weiterschiebt, die Bruchstücke
werden anschließend
ggf. weiter vereinzelt, und lediglich die tatsächlichen fehlerhaften Hybridschaltungen
müssen
aussortiert werden.
Vorzugsweise weisen die Auflageplatten
der Bruchlinie benachbarte Bruchlinienenden auf, wobei die Brechfalle
derart ausgebildet ist, dass die Bruchlinienenden wahlweise in eine
Bruchposition nach oben oder in eine Bruchposition nach unten verlagert werden
können.
Es ist besonders günstig,
wenn bei einer Verlagerung der Bruchlinienenden in eine Bruchposition
nach unten ein Eingriffsbereich der Niederhaltevorrichtung über der
Bruchlinie positioniert ist. Das stellt einen Krafteintrag sehr
genau an der zu brechenden Schwächungslinie
sicher. Andererseits ist es günstig,
zwei parallele Eingriffsbereiche der Niederhaltevorrichtung an der
der zu brechenden Schwächungslinie
benachbarten Schwächungslinie
bzw. dem nächsten
Rand der Keramikleiterplatte pa rallel zur Bruchlinie anzuordnen.
Alternativ könnte
man sich vorstellen, die Keramikleiterplatte mittels der Positioniereinrichtung
festzulegen, indem Eingriftbereiche der Positioniereinrichtung an
Schwächungslinien
angeordnet sind, die z.B. rechtwinklig zu der zu brechenden Schwächungslinie
verlaufen. Es kann dann günstig
sein, die Positioniereinrichtung derart auszubilden, dass sie sich
im Wesentlichen parallel zur Oberfläche der Auflageplatten beim
Brechen mit bewegen kann.
Das Verlagern der Auflageplatten
kann aktiv geschehen, beispielsweise durch einen Antrieb der Auflageplatten,
der beispielsweise mit der Bewegung der Eingriffsbereiche der Niederhaltevorrichtung
positioniert ist. Alternativ kann der bzw. können die Eingriffsbereiche
der Positioniereinrichtung der Auflageplatten gegen eine elastisch
nachgiebige Kraft verlagern. Es ist günstig, eine Einrichtung vorzusehen, welche
die Auflageplatten wieder in die Ausgangsposition zurückbringt.
Es hat sich herausgestellt, dass anders als bei dem vorangehend
geschilderten Stand der Technik
DE
299 19 961 und
DE
100 07 642 A1 der Bewegungsweg bis in die Bruchposition
ein sehr unkritischer Wert ist. Normalerweise ist es ausreichend,
die Auflageplatten aus ihrer Ausgangsposition um wenige Zehntel
Millimeter bis einige wenige Millimeter zu verlagern. Eine weitere
Verlagerung über
den Bruchpunkt hinaus hat keine negativen Auswirkungen auf die Keramikleiterplatte.
Anders als bei dem geschilderten Stand der Technik ist deshalb eine
sehr genaue Justierung nicht erforderlich.
Durch die Möglichkeit der wahlweisen Verlagerung
der Auflageplatte der Brechfalle nach unten bzw. nach oben ist es
möglich,
mit ein und derselben Brechvorrichtung Keramikleiterplatten zu brechen, unabhängig davon,
auf welcher Seite, d.h. auf der Seite der Bauelemente oder auf der
Rückseite,
die Schwächungslinien
angeordnet sind. Es ist sogar vielmehr möglich, Keramikleiterplatten
zu brechen, die auf einer Keramikleiterplatte Schwächungslinien auf
der Vorderseite bzw. der Rückseite
aufweisen.
Die Möglichkeit, wahlweise "nach oben" bzw. "nach unten" zu brechen ist auch
für solche
Problemfälle
relevant, bei denen nicht zuverlässig
in eine Richtung gebrochen werden kann. Bei derartigen Problemfällen kann
es günstig
sein, die Keramikleiterplatte erst in die eine Richtung zu brechen
bzw. zu knicken und dann in die andere Richtung zu brechen bzw.
zu knicken, um sicher das Vereinzeln der einzelnen Chips zu realisieren.
Dabei wird man typischerweise so arbeiten, dass bei dem Knicken
nach oben die beiden Eingriffsbereiche der Niederhaltevorrichtung
mit parallel zur Bruchlinie angeordneten Schwächungslinien/Randbereichen
der Keramikleiterplatte in Eingriff sind. Für das Brechen bzw. Knicken
nach unten wird man dann einen der beiden Eingriffsbereiche entfernen,
z. B. abklappen, und dann mit dem zweiten Eingriffsbereich in der
Art eines Brechschwerts auf die Bruchstelle gehen und die Keramikleiterplatte
nach unten knicken bzw. brechen. Dabei ist es prinzipiell möglich, zuerst
nach oben oder zuerst nach unten zu brechen. Ein derartiger Problemfall
ist beispielsweise dann gegeben, wenn auf der Oberfläche der
Keramikleiterplatte Leiterbahnen aus Metall beispielsweise Kupfer
die Ränder
der einzelnen Chips übergreifen.
Bricht man eine derartige Keramikleiterplatte zuerst nach unten
(weil das die Bruchrichtung der Schwächungslinie ist) sind typischerweise
die einzelnen Chips noch druch die Leiterbahnen miteinander verbunden.
Ein anschließendes
Knicken nach oben, bringt auf die Leiterbahn eine Zugspannung auf
und führt
zu einem Abreißen der
Leiterbahn und schließlich
zu einer kompletten Vereinzelung entlang der Schwächungslinie.
Vorzugsweise sind Eingriffsbereiche
der Niederhaltevorrichtung relativ zueinander verlagerbar. Bei einer
Niederhaltevorrichtung mit parallelen Eingriffsbereichen ermöglicht das
eine Einstellung des Abstands zwischen dem Eingriffsbereich und
damit eine Anpassung an die Abstände
der einzelnen Bruchlinien. Die Verlagerung kann beispielsweise manuell
erfolgen, es ist jedoch eine automatische Verlagerung bevorzugt,
so dass die Brechvorrichtung automatisch die Eingriffsbereiche zum
richtigen Abstand verfahren kann.
Vorzugsweise weist die Niederhaltevorrichtung
ein Brechschwert auf, welches derart an der Brechvorrichtung angeschlossen
ist, dass es über der
Bruchlinie positioniert und in Richtung auf die Bruchlinie zu und
darüber
hinaus bewegt werden kann, wobei die Auflageplatten derart nachgiebig
angeordnet sind, dass sich die Bruchlinienenden der Auflageplatte
im Verlauf der Bewegung des Brechschwerts nach unten über die
Bruchlinie hinaus nach unten in die Bruchposition verlagern. So
kann beispielsweise ein Eingriffsbereich der Niederhaltevorrichtung
oder die Eingriffsbereiche der Niederhaltevorrichtung als Brechschwert
ausgelegt sein. Es kann günstig
sein, die Eingriffskante des Brechschwerts noch dünner auszubilden
als üblicherweise ein
Eingriffsbereich der Niederhaltevorrichtung ausgebildet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass wenn
vorangehend davon die Rede war, dass die Bruchlinienenden der Auflageplatten
nach oben bzw. nach unten verlagert werden können, diese Aussage als eine Relativaussage
zu verstehen ist und insbesondere auch den Fall mit einschließt, dass
die Auflageplatten relativ um die Bruchlinie nach oben bzw. nach
unten verschwenkt werden können
und die Bruchlinienenden im Wesentlichen ihre Position beibehalten.
Vorzugsweise können die Bruchlinienenden der
Auflageplatten der Brechfalle nach oben verlagert werden, und weiterhin
vorzugsweise sind die Auflageplatten derart angeordnet, dass sich
bei der Bewegung der Bruchlinienenden der Auflageplatten nach oben
ein zwischen diesen befindlicher Spalt vergrößert und entsprechend auch
betriebsmäßig zwischen
den Bruchstücken
einer Keramikplatte ein Spalt vergrößert ist. Ein grundsätzlich beim
Vereinzeln von Keramikleiterplatten auftretendes Problem liegt darin,
dass es häufig
problematisch ist, die Bruchstücke
weiter zu transportieren, da die einzelnen Bruchstücke so eng
nebeneinander liegen, dass es praktisch nicht möglich ist, mit einem Greifer
oder sonstwie zwischen die Bruchstücke zu greifen. Bei der Brechvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dieses Problem dadurch gelöst, dass die Auflageflächen der
Brechfalle typischerweise aus der Bruchposition in eine Abgreifposition
nach oben verlagert werden, die über
der Ausgangsposition ist. Durch diese Bewegung nach oben wird der
Spalt zwischen den Auflageflächen
und entsprechend auch zwischen den Bruchstücken deutlich vergrößert. Wenn
der Spalt groß genug
ist, kann man in den Spalt eingreifen, um das Bruchstück weiter
zu transportieren. Die Brechfalle der vorliegenden Erfindung hat
entsprechend vier Arbeitstakte: (i) Auflagefläche ist in der Ausgangsposition;
das Positionierelement positioniert die Keramikleiterplatte über der
Bruchlinie. (ii) Die Brechfalle wird in die Bruchposition bewegt,
und die Keramikleiterplatte bricht entlang der Schwächungslinie.
(iii) Die Auflageplatten der Brechfalle werden nach oben über die
Ausgangsposition angehoben, so dass ein Spalt zwischen den Bruchlinienenden
der Auflageplatten entsteht. (iv) Die Brechfalle befindet sich in
der Abgreifposition, und das abgebrochene Bruchstück der Keramikleiterplatte
wird abgegriffen und abtransportiert, und die Auflageplatten werden
wieder in die Ausgangsposition zurückgebracht.
Vorzugsweise weist die Brechvorrichtung
ein Transportelement auf, das derart ausgebildet ist, dass es betriebsmäßig in den
vergrößerten Spalt
zwischen den Bruchstücken
einer Keramikleiterplatte verbracht werden kann und dann verlagert
werden kann, um ein Bruchstück
abzutransportieren. Das Transportelement kann beispielsweise ein
länglicher Schieber
sein, wobei der untere Rand des Schiebers mit der Kante bzw. dem
Rand des abzutransportierenden Teils der Transportplatte betriebsmäßig in Kontakt
gebracht wird. Vorzugsweise ist das Positionierelement auch gleichzeitig
das Transportelement, und besonders bevorzugt dient ein Eingriffsbereich der
Niederhaltevorrichtung gleichzeitig als Positionierelement und als
Transportelement. Die Niederhaltevorrichtung kann beispielsweise
an dem Arm eines Bearbeitungsroboters angebracht sein. Derartige Bearbeitungsroboter
arbeiten sehr präzise
und sind relativ problemlos in der Lage, die Keramikleiterplatten
ausreichend genau mit den Schwächungslinien über den
Bruchtlinien zu positionieren, die Keramikleiterplatte genau an
der Schwächungslinie
zu brechen und in den Spalt zu tauchen oder einzugreifen, der in
der Abgreifposition zwischen den Bruchstücken der Keramikleiterplatte
gebildet ist, um eines der Bruchstücke abzutransportieren.
Vorzugsweise ist eine Kopplungseinrichtung derart
mit den Anlageflächen
der Brechfalle verbunden, dass sie die Bedienung der Anlagefläche synchronisiert.
Die Effizienz der Brechfalle ist am besten, wenn beide Auflageplatten
der Brechfalle im Wesentlichen den gleichen Weg bis in die Bruchposition
zurücklegen,
d.h. deren Bewegung synchronisiert ist. Besonders günstig ist
es, wenn der Weg des Brechschwerts im Wesentlichen entlang der Winkelhalbierenden
des stumpfen Winkels zwischen den beiden Auflageflächen der
Brechfalle verläuft.
Vorzugsweise ist eine Steuerung für die Brechvorrichtung
vorgesehen, welche die Bewegungen der Brechfalle, des Brechschwerts,
des Positionierelements und/oder des Transportelements und/oder
die Bruchrichtung (Brechfalle nach "unten" oder nach "oben")
aufeinander abstimmt und die vorzugsweise eine Eingabeschnittstelle
aufweist, über die
die Maße
der zu vereinzelnden Keramikleiterplatten und die Positionen und/oder
die Abstände
der darauf angeordneten Schwächungslinien
eingegeben werden können.
Die zu brechenden Keramikleiterplatten umfassen typischerweise eine
Vielzahl von Hybridschaltungen, die reihen- und zeilenmäßig auf den
Keramikleiterplatten angeordnet sind. Häufig weisen die Keramikleiterplatten
noch durchgehende seitliche Ränder
an allen vier Seiten der Keramikleiterplatte auf, die als Rahmen
bzw. Stützrand
für die vorhergehenden
Herstellungsschritte dienen und verhindern, dass die Keramikleiterplatte
bereits in vorherigen Arbeitsschritten in einzelne Bruchstücke entlang
der Schwächungslinie
zerfällt.
Derartige Keramikleiterplatten werden als "Nutzen" bezeichnet. Typischer Größen derartiger
Nutzen sind 5,5 × 7,5 Zoll,
5 × 7
Zoll und 4 × 6
Zoll. Auf einem solchen Nutzen sind typischerweise gleich große Hybridschaltungen
angeordnet, die je nach Schaltung unterschiedliche Größe haben
können.
Derartige Hybridschaltungen können
eine Größe von 30 × 25 mm
bis hinunter zu 15 × 15
mm und kleiner aufweisen. Mit der erfinderischen Vorrichtung können sämtliche
Keramikleiterplatten unabhängig
von ihrer Größe, des
Vorhandenseins eines Rands bzw. unabhängig von der Größe der einzelnen
Hybridschaltungen vereinzelt werden. Erforderlich ist lediglich,
in die Steuerung der Brechvorrichtung die einzelnen Maße einzugeben. Das
Positionierelement positioniert dann die Leiterplatte korrekt in
der richtigen Position. Zusätzlich
können
Sensoren vorgesehen sein, beispielsweise optische Sensoren oder
Taster, die feststellen, ob sich eine Leiterplatte an der richtigen
Position befindet, beispielsweise mit der Schwächungslinie über der Bruchlinie.
Es ist insbesondere günstig,
eine Sensorvorrichtung vorzusehen, mit der vor dem ersten Brechen
einer Keramikleiterplatte überprüft werden kann,
ob diese Keramikleiterplatte die Sollmaße hat. Dadurch kann vermieden
werden, dass eine Keramikleiterplatte, bei der beispielsweise im
Verlauf des Herstellungsprozesses ein Stützrand abgebrochen ist, von
der Brecheinrichtung völlig
wild gebrochen wird.
Vorzugsweise ist eine Bremseinrichtung
vorgesehen, die den der Keramikleiterplatte von dem Positionierelement
vermittelten Impuls abbremst. Typischerweise ist die Reibung zwischen
den Auflageplatten und der Keramikleiterplatte relativ gering. Es kann
sein, dass sich die von dem Positionierelement bewegte Leiterplatte
durch den Impuls, der ihr von dem Positionierelement vermittelt
wurde, nach dem Positionieren noch ein Stück weiter bewegt. Um das zu
vermeiden und um eine sichere und korrekte Positionierung der Keramikleiterplatte
in jedem Fall sicherzustellen, ist es günstig, eine Bremseinrichtung vorzusehen.
Die Bremseinrichtung kann beispielsweise aus einer Reihe von Saugöffnungen
bestehen, die beispielsweise in der Nähe der Bruchlinie angeordnet
ist und durch die von einer Pumpe Luft abgesaugt wird. Die Luftströmung durch
diese Saugöffnungen
kann während
des Betriebs der Brechvorrichtung im Wesentlichen konstant gehalten
werden, so dass hier keine besonders aufwändige Regelung erforderlich
ist. Diese Saugöffnungen
haben den Effekt, dass sie die Keramikleiterplatte gegen die Unterlage
ziehen und damit eine erhöhte
Reibung sicherstellen. Die Reibung ist immer noch gering genug, dass
das Positionierelement in der Lage ist, die Keramikleiterplatte
weiter zu transportieren und zu positionieren. Sie kann derart eingestellt
werden, dass sicher ein Weiterrutschen der Keramikleiterplatte über die
eigentliche Positionierstellung unterbunden ist.
Vorzugsweise weist die Brechvorrichtung eine
Drehvorrichtung auf, mittels derer betriebsmäßig die zu bearbeitende Keramikleiterplatte
und/oder deren Bruchstücke
um eine Achse, die senkrecht zu den Auflageflächen ist, gedreht werden kann.
Die Drehvorrichtung kann beispielsweise ein Drehteller sein, auf
die die Keramikleiterplatte oder die Bruchstücke geschoben wird. Die Drehvorrichtung
kann auch ein Greifer sein, der die Keramikleiterplatte bzw. die
Bruchstücke
anhebt, dreht und wieder absetzt. Alternativ kann man sich auch
vorstellen, das Brechschwert um seine Hochachse drehbar auszubilden und
mit diesem Brechschwert die Keramikleiterplatte bzw. die Bruchstücke zu drehen.
De Gedanken des Drehens zugrunde liegt die Tatsache, dass typischerweise
mehrere Hybridschaltungen in Spalten und in Reihen nebeneinander
angeordnet sind. Damit wird bei dem ersten Bruchdurchgang nur eine
Separierung entlang der einzelnen Reihen vorgenommen. Die Hybridschaltungen
sind immer noch in einer Reihe miteinander verbunden. Um diese dann
ebenfalls zu separieren, kann man sie beispielsweise drehen und
an der gleichen Brechfalle, an der der Schritt des Separierens in
die einzelnen Reihen ausgeführt
wurde, zu brechen. So kann man sich beispielsweise vorstellen, eine
Keramikleiterplatte an der Brechfalle in die einzelnen Reihen zu
brechen und die Reihen dann im Wesentlichen parallel zueinander
auf einem Drehteller zu schieben. Wenn beispielsweise sämtliche
Reihen separiert sind und sich auf dem Drehteller befinden, kann
man den Drehteller beispielsweise um 90° drehen, je nachdem, mit welchem
Winkel die Schwächungslinien
der Reihen und Spalten zueinander auf der Keramikleiterplatte angeordnet
sind, und dann einzeln oder miteinander zurück über die Brechfalle zu bewegen
und dabei die Reihen in die einzelnen Hybridschaltungen zu vereinzeln.
Vorzugsweise ist eine zweite Brechfalle
vorgesehen, die derart in der Brechvorrichtung angeordnet ist, dass
ihre Bruchlinie, in der Ebene der Auflageflächen betrachtet, mit einem
Winkel relativ zu der Bruchlinie der ersten Brechfalle angeordnet
ist. Typischerweise wird dieser Winkel 90° betragen, d.h. der Winkel,
dem auch die Schwächungslinien
auf der Keramikleiterplatte angeordnet sind. Die vereinzelten Reihen
einzelner Hybridschaltungen können
dann von der Bruchlinie der ersten Brechfalle weg transportiert
werden, indem sie einfach zur Seite geschoben werden. Sie können dann
von derselben oder einer weiteren Positioniereinrichtung so positioniert werden,
dass die Schwächungslinien
der Reihe von Hybridschaltungen einzeln nacheinander über der Bruchlinie
der zweiten Brechfalle positioniert werden und von dem zugehörigen Brechschwert
separiert werden. Vorzugsweise sind die Brechfallen im Wesentlichen
identisch ausgebildet. Die zweite Brechfalle kann schmaler ausgebildet
sein als die erste Brechfalle. Es kann günstig sein, das Positionierelement,
die Niederhaltevorrichtung und/oder die Transporteinrichtung der
ersten Brechfalle für
die korrespondierenden Arbeitsabläufe an der zweiten Brechfalle
zu verwenden. Es kann insbesondere günstig sein, mit dem oder den
Eingriffsbereichen der Niederhaltevorrichtung sämtliche Positionier-, Brech-
und Transportaufgaben wahrzunehmen. Zur Erhöhung der Taktzeit kann es auch
günstig
sein, für
jede Brechfalle entsprechende eigene Einrichtungen vorzusehen.
Die Erfindung betrifft ferner ein
Verfahren zum Vereinzeln von Keramikleiterplatten entlang von Schwächungslinien
auf einer Keramikleiterplatte, aufweisend die folgenden Schritte:
- (a) Bereitstellen einer Brechfalle mit zwei
relativ zueinander verlagerbaren Auflageplatten, die aus einer Ausgangsposition,
in der die Auflageplatten an einer Bruchlinie aneinander grenzen
und eine im Wesentlichen ebene Auflagefläche bilden, in eine Bruchposition
verlagert werden können,
in der die beiden Auflageplatten mit einem Winkel zueinander angeordnet
sind,
- (b) Positionieren einer Keramikleiterplatte derart auf den Auflageplatten
in der Ausgangsposition, dass eine Schwächungslinie, entlang derer
gebrochen werden soll, im Wesentlichen über der Bruchlinie liegt;
- (c) Absenken einer Niederhaltevorrichtung, die zwei längliche,
Eingriffsbereiche aufweist, derart auf die Keramikleiterplatte,
dass diese im Bereich zweier Schwächungslinien, die der Schwächungslinie,
entlang derer gebrochen werden soll, benachbart sind, eine Niederhaltekraft
auf die Keramikleiterplatte ausüben;
- (d) Brechen der Keramikleiterplatte durch Anheben der Bruchlinienenden
der Auflageplatten der Brechfalle nach oben in die Bruchposition;
- (e) Anheben der Niederhaltevorrichtung und Freigeben der Bruchstücke der
Keramikleiterplatte;
- (f) Zurückverlagern
der Auflageplatten in die Ausgangsposition;
- (g) Positionieren der Keramikleiterplatte derart auf den Auflageplatten,
dass eine weitere Schwächungslinie,
entlang derer gebrochen werden soll, im Wesentlichen über der
Bruchlinie liegt; und
- (h) Wiederholen der Schritte (c) bis (g) bis die Keramikleiterplatte
entlang der Schwächungslinien, entlang
derer gebrochen werden soll, gebrochen wurde.
Die Erfindung betrifft ferner ein
alternatives Verfahren zum Vereinzeln von Keramikleiterplatten entlang
von Schwächungslinien
auf einer Keramikleiterplatte, aufweisend folgende Schritte:
- a) Bereitstellen einer Brechfalle mit zwei
relativ zueinander verlagerbaren Auflageplatten, die aus einer Ausgangsposition,
in der die Auflageplatten an einer Bruchlinie an einander grenzen
und eine im Wesentlichen ebene Fläche bilden, in eine Bruchposition
verlagert werden können,
in der die beiden Auflageplatten mit einem Winkel zueinander angeordnet
sind;
- b) Positionieren einer Keramikleiterplatte derart auf den Auflageplatten
in der Ausgangsposition, dass eine Schwächungslinie, entlang derer
gebrochen werden soll, im Wesentlichen über der Bruchlinie liegt;
- (c) Brechen der Keramikleiterplatte durch Absenken eines Brechschwerts
das im Wesentlichen mit der Schwächungslinie
ausgerichtet ist, gegen die Schwächungslinie
und gegen eine vorgegebene Kraft der Auflageplatten und dabei nach
unten Verlagern der Auflageplatten in die Bruchposition;
- (d) Anheben des Brechschwerts;
- (e) Zurückverlagern
der Auflageplatten in die Ausgangsposition;
- (f) Positionieren der Keramikleiterplatte derart auf den Auflageplatten,
dass eine weitere Schwächungslinie,
entlang derer gebrochen werden soll, im Wesentlichen über der
Bruchlinie liegt; und
- (g) Wiederholen der Schritte (c) bis (f) bis die Keramikleiterplatte
entlang der Schwächungslinien, entlang
derer gebrochen werden soll, gebrochen wurde.
Vorzugsweise weist das Verfahren
ferner den Schritt des Verlagerns der Auflageflächen nach oben in eine Abgreifposition
zum Vergrößern des Spalts
zwischen den Bruchstücken
einer Keramikleiterplatte auf.
Vorzugsweise weist das Verfahren
ferner auf das Greifen in den Spalt zwischen den Bruchstücken und
Abtransportieren eines der Bruchstücke. Es sei darauf hingewiesen,
dass in diesem Zusammenhang "Greifen" nicht notwendigerweise
das Greifen mit einem Greifer von zwei Seiten bedeutet. Vielmehr
soll dieser Begriff auch das einseitige Schieben mit umfassen.
Vorzugsweise werden die Bewegungen
der Auflageflächen
synchron ausgeführt.
Die Erfindung und Ausgestaltungen
der Erfindung werden nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels
erläutert.
Es zeigen:
1 eine
Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Brechvorrichtung;
1 eine
perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Brechvorrichtung gemäß einer
alternativen Ausführungsform;
2 eine
Seitenansicht der Brechvorrichtung von 2; und
3 eine
Draufsicht auf die Brechvorrichtung.
1 zeigt
eine erfindungsgemäße Brechvorrichtung 2,
aufweisend eine erste Brechfalle 4 und eine zweite Brechfalle 6.
Ferner erkennt man eine Niederhaltevorrichtung 52, welche
an eine (nicht gezeigte) Roboterzelle angeschlossen ist. Die Niederhaltevorrichtung 52 ist
vorzugsweise an diesem Manipulationsarm angeschlossen. Derartige
Manipulationsarme können
innerhalb ihrer Reichweite Translationsbewegungen in sämtlichen
Raumrichtungen ausführen.
Sie können
ferner in einem gewissen Umfang auch Rotationsbewegungen ausführen. Derartige
Roboterzellen sind in der Lage, den an dem Roboterarm angeschlossenen
Werkzeuge, wie beispielsweise die Niederhaltevorrichtung 52,
sehr präzise
zu positionieren. Die Programmierung derartiger Roboterzellen kann
beispielsweise von konventionellen PCs aus über eine geeignete Schnittstelle
erfolgen. Eine Roboterzelle, die sich beispielsweise für die vorliegende
Anwendung besonders eignet, ist die "baumann-ro|box" mit dem integrierten Bosch Scara Roboter.
Man erkennt, dass die Brechfalle 4 zwei Auflageplatten 10 und 12 aufweist,
die an einer Bruchlinie 14 aneinander grenzen und eine
im Wesentlichen ebene Auflagefläche
in einem Ausgangszustand bilden. In der 1 ist die Brechfalle 4 in einer
Bruchposition gezeigt, in der die beiden Auflageplatten 10 und 12 an
ihren der Bruchlinie 14 benachbarten Bruchlinienenden 54, 56 nach
oben in die Bruchposition angehoben sind. Die Auflageplatten 10 und 12 sind
aus einem beliebigen Material hergestellt. Es ist günstig, wenn
dieses Material relativ verschleißbeständig ist, da das Material der
Keramikleiterplatten sehr abrasiv ist. Es ist bevorzugt, wenn es
sich um ein antistatisches Material handelt, um eine elektrostatische
Aufladung der Keramikleiterplatten in Folge der Verschiebungen der
Keramikleiterplatten auf der Oberfläche der Auflageplatten 10, 12 zu
vermeiden. Eine elektrostatische Aufladung würde das Risiko der Beschädigung von
Bauelementen auf der Keramikleiterplatte erhöhen. Geeignete Materialien
sind beispielsweise Stahl, insbesondere geschliffener Stahl, es
sind jedoch auch bestimmte Kunststoffmaterialien vorstellbar.
In der 1 und
besser in der 2 erkennt man
auch eine Keramikleiterplatte 18, die mit einer ihrer Schwächungslinien 20 in
Ausrichtung mit und über
der Bruchlinie 14 positioniert ist. Die Niederhaltevorrichtung 52 legt
die Keramikleiterplatte 18 in dieser Position fest. Insbesondere
weist die Niederhaltevorrichtung 52 zwei Eingriffsbereiche 58, 60 auf,
bei denen es sich um längliche
Elemente handelt, die nach unten hin spitz zulaufen. Die Eingriffsbereiche 58, 60 werden
an Brechungslinien 20 angesetzt, die parallel zu der zu
brechenden Schwächungslinie
sind bzw. an dem schmalen Randbereich einer Hybridschaltung angreifen.
Man erkennt ferner, dass die Eingriffsbereiche 58, 60 der
Niederhaltevorrichtung 52 relativ zueinander verlagerbar
angeordnet sind. Insbesondere erkennt man Antriebsmotoren 62, 64, die über eine
Verlagerungsschraubeneinrichtung die Position der Eingriffsbereiche 58, 60 einstellen
können.
Insbesondere sind die Antriebsmotoren 62, 64 derart
ausgebildet, beispielsweise in der Art von Stellmotoren, dass sie
jeden der Eingriffsbereiche 58, 60 an eine genau
vorgegebene Position im Raum fahren können.
Ferner erkennt man eine Kopplungsvorrichtung,
die nachfolgend mit Bezugnahme auf die 3 detaillierter beschrieben werden wird,
sowie einen Antrieb 28 zum Bewegen der Auflageplatten 10 und 12.
In der in 1 gezeigten Darstellung hat der Antrieb 28 die
Antriebsplatten 10 und 12 und damit die Keramikleiterplatte 18 aus
der Ausgangsposition nach oben in die Bruchposition angehoben. Dabei wurde
die Schwächungslinie 20 an
der Bruchlinie 14 gebrochen. Die Bewegung der Auflageplatten 10 und 12 ist
gegen eine elastisch nachgiebige Kraft der Niederhaltevorrichtung 52 erfolgt.
Es ist theoretisch auch möglich,
die Auflageplatten 10 und 12 so anzuordnen, dass diese
sich bei der Bewegung um den von den Eingriffsbereichen 58 und 60 gebildeten
Drehpunkt um die von den 58 und 60 gebildeten
Drehpunkte drehen können,
so dass eine elastische Nachgiebigkeit der Niederhaltevorrichtung 52 nicht erforderlich
ist.
In den 2 und 3 ist eine alternative Ausführungsform
der Brechvorrichtung 2 gezeigt. Einander korrespondierende
Elemente der einzelnen Brechvorrichtungen 2 sind mit gleichen
Bezugszeichen angegeben. Grundsätzlich
gilt, dass die mit Bezug auf eine der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale
entsprechend bei den anderen Ausführungsformen vorgesehen sein
können.
Insbesondere kann die Niederhaltevorrichtung 52 bei dieser
Ausführungsform
im Wesentlichen so ausgebildet sein wie bei der Ausführungsform
gemäß 1. Das bei dieser Ausführungsform
gezeigte Brechschwert 8 entspricht der Niederhaltevorrichtung 52,
bzw. ist Bestandteil davon. Insbesondere kann das Brechschwert 8 einen
der Eingriffbereiche 58, 60 der Niederhaltevorrichtung
bilden. Der zweite Eingriffbereich der Niederhaltevorrichtung 52 ist
dann vorzugsweise zur Seite bewegt, so dass er die Funktion des
Brechschwerts 8 bzw. des anderen Eingriffsbereichs nicht beeinträchtigt.
Alternativ kann der zweite Eingriffsbereich auch entfernt sein.
Man erkennt in der 2, dass das Brechschwert 8 in
Ausrichtung mit und über
der Bruchlinie 14 positioniert ist.
Fährt
das Brechschwert 8 nach unten, so trifft es auf die Schwächungslinie 20 der
Keramikleiterplatte 18 und drückt diese gegen die Bruchlinie 14 der
Brechfalle 4 nach unten in die Bruchposition.
In der 1 ist
der Ausgangszustand der Brechfalle 4 gezeigt, in dem die
Auflageplatten 10 und 12 eine im Wesentlichen
ebene Auflagefläche 16 bilden.
Die erste und die zweite Brechfalle 4 und 6 sind
im Wesentlichen identisch ausgebildet. Die zweite Brechfalle 6 bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist mit einem Winkel von 90° relativ
zu der ersten Brechfalle angeordnet, d.h. die Bruchlinien 14 der
beiden Brechfallen schließen
einen Winkel von 90° ein.
Dieser Winkel ist bestimmt durch
den Winkel der Schwächungslinien 20 auf
der Keramikleiterplatte 18, der typischerweise 90° beträgt. Es sind
für spezielle
Anwendungen theoretisch auch andere Winkel vorstellbar. Dann kann
es günstig
sein, die zweite Brechfalle in einem korrespondierenden Winkel zur ersten
Brechfalle anzuordnen. Da an der zweiten Brechfalle 6 nur
noch Streifen oder Reihen von Hybridschaltungen der Keramikleiterplatte 18 gebrochen werden
müssen,
ist diese bei der gezeigten Ausführungsform
deutlich schmaler als die erste Brechfalle 4. Es kann jedoch
auch Situationen geben, wo es günstig
ist, die zweite Brechfalle 6 in etwa genauso breit oder
sogar breiter auszubilden als die erste Brechfalle 4.
Die 3 zeigt
eine Seitenansicht der Brechvorrichtung 2 gemäß 2. Man erkennt wieder das
Brechschwert 8, die erste Brechfalle 4 und die
zweite Brechfalle 6. Man erkennt ferner die Auflageplatten 10 und 12 der
ersten Brechfalle 4. Man erkennt, dass die Auflageplatten 10 und 12 bei 22 und 24 drehbar
gelagert sind. Die erste und die zweite Auflageplatte können sich
um die Drehpunkte 22 und 24 relativ zueinander
bewegen. Man erkennt insbesondere, dass in der 3 die erste und die zweite Auflageplatte 10 und 12 an
der Bruchlinie 14 nach unten verlagert sind. Insbesondere
sind sie in der 3 in
die Bruchposition verlagert, in der die beiden Auflageplatten 10 und 12 keine
ebene Auflagefläche bilden,
sondern mit einem Winkel zueinander angeordnet sind. Zwischen der
Ausgangsposition und der Bruchposition reicht ein relativ kurzer
Weg, da die Brechkraft von dem Brechschwert 8 unmittelbar
auf die Schwächungslinie 20 aufgebracht
wird und entsprechend der Bruch schon bei einer relativ geringen Winkelveränderung
der Auflageplatten 10 und 12 erfolgt. Aus dem
Vergleich der 2 und 3 erkennt man ferner, dass
das Brechschwert 8 nach unten auf die Bruchlinie 14 in
der Ausgangsposition zu bewegt werden kann und über die Bruchlinie 14 in
der Ausgangsposition nach unten weiter bewegt werden kann. Bei dieser
Weiterbewegung drückt
das Brechschwert 8 die Keramikleiterplatte 18 im
Bereich der Schwächungslinie 20 gegen
die freien Enden der Auflageplatten 10 und 12 und
drückt
diese freien Enden nach unten. Damit diese Bewegung der Auflageflächen 10 und 12 kontrolliert
erfolgt, ist eine Einrichtung 26 vorgesehen, die eine gewisse
Gegenkraft bereitstellt, so dass die Bewegung nach unten nachgiebig
gegen eine Gegenkraft erfolgt. Die Einrichtung 26 kann
nach verschiedensten Prinzipien arbeiten. Es ist günstig, wenn
die Einrichtung 26 so ausgebildet ist, dass sie die möglicherweise
gespeicherte Energie nach dem Bruch nicht schlagartig frei gibt.
Vielmehr sollen die Auflageplatten 10, 12 nach
dem Bruch entweder in der Bruchposition verbleiben, bis sie aktiv
wieder bewegt werden, oder sie sollen sich nur allmählich wieder
in die Ausgangsposition zurück bewegen.
So können
beispielsweise Federn, die mit Dämpfungselementen
gekoppelt sind, oder pneumatische Einrichtungen verwendet werden.
Bevorzugt ist jedoch, einen Antrieb 28 beispielsweise in
der Art eine Servo-Linearmotors oder eines Stell-Linearmotors bereitzustellen, der einerseits
gegen eine vorgegebene Gegenkraft nach unten bewegt werden kann und
andererseits gleichzeitig den Antrieb der Auflageplatten 10, 12 bewerkstelligen
kann. Ein weiterer Vorteil eines derartigen Antriebsmotors ist,
dass die genaue Position der Auflageplatten 10, 12 immer über den
Servo-Linearmotor 28 bestimmt werden kann und umgekehrt
eine genaue Positionierung im Raum möglich ist.
in diesem Zusammenhang sei darauf
hingewiesen, dass der Bewegungsweg der Brechfalle 4 und 6 bis
in die Bruchposition bei der Brechvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung sehr unkritisch ist, was im Verhältnis zum Stand der Technik von
entscheidendem Vorteil ist, da keine aufwändigen Einstellarbeiten zur
Inbetriebnahme erforderlich sind.
In der 3 erkennt
man ferner eine Kopplungsvorrichtung 30, mittels derer
die Auflageplatten 10, 12 der Brechfalle 4 verbunden
sind, um so die Bewegungen der Auflageplatten 10, 12 zu
synchronisieren. Die Kopplungsvorrichtung weist insbesondere eine
Kulissenführung 32 auf,
in der mit den Auflageplatten 10, 12 verbundene
Zapfen 34, 36 geführt sind. Die Kopplungsvorrichtung 30 selbst
ist derart angeschlossen, dass sie Bewegungsfreiheitsgrade nur nach
oben und unten hat, nicht jedoch verkippt oder verdreht werden kann.
Damit ist eine Synchronisierung der Bewegung der Auflageplatten 10, 12 sichergestellt.
Die Kopplungseinrichtung 30 kann auch mechanisch auf andere
Weise realisiert werden, beispielsweise mittels zweier Hebelverbindungen,
die von dem Antrieb 28 zu der Auflageplatte 10 bzw.
zu der Auflageplatte 12 gehen und jeweils beidseitig gelenkig
angeschlossen sind. Es ist auch möglich, die Auflageplatten
10 und 12 jeweils
mit einem eigenen Antriebsmotor auszubilden und diese elektronisch
so miteinander zu koppeln, dass nur im Wesentlichen synchrone Bewegungen
der Auflageplatten 10, 12 möglich sind.
In der 3 erkennt
man auch ein Bruchstück 38 der
Keramikleiterplatte 18, welches bereits abgebrochen wurde.
Nach dem Anheben des Brechschwerts 8 aus der in 2 gezeigten Position und nach
dem Zurückbewegen
der Auflageplatten 10, 12 in die Ausgangsposition
ist zwischen der Keramikleiterplatte 18 und dem Bruchstück 38 nur
ein extrem schmaler Spalt, der nicht ausreicht, um das Bruchstück 38 in
Richtung nach links in der Darstellung der 3 zu bewegen. Man könnte sich überlegen, einen Greifer vorzusehen,
mit dem das Bruchstück 38 an
seinen Längsenden
ergriffen wird und weiter transportiert wird. Das ist jedoch nachteilig,
da es vereinzelt zu einem Brechen quer zur Längsrichtung des Bruchstücks 38 kommen
kann. Ein derartig zusätzlich
gebrochenes Bruchstück 38 lässt sich
nicht problemlos weiter transportieren und würde bei einer derartigen Auslegung
eines Transportelements den Betrieb der Brechvorrichtung erheblich
stören.
Bei der erfinderischen Brechvorrichtung 2 ist es deshalb bevorzugt,
den Antrieb 28 für
die Auflageplatten 10, 12 so auszulegen, dass
er die freien Enden der Auflageplatten 10, 12 derart über die
Ausgangsposition nach oben anheben kann, dass ein Spalt zwischen den
freien Enden der Auflageplatten 10, 12 und entsprechend
auch zwischen dem Bruchstück 38 und der
Keramikleiterplatte 18 entsteht. In diesen Spalt kann ein
Transportelement, beispielsweise einer der Eingriffsbereiche 58, 60 oder
das Brechschwert 8 oder ein anderes geeignetes Transportelement
eintauchen und das Bruchstück 38 von
seiner Längsseite
her nach links in der Darstellung der 3 verschieben.
Von dort kann das Bruchstück 38 zur
weiteren Bearbeitung übernommen
werden.
4 zeigt
die Draufsicht auf eine Brechvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Man erkennt insbesondere wieder die mit einem 90° Winkel zueinander
angeordnete erste und zweite Brechfalle 4, 6.
Man erkennt die Auflageflächen 10, 12 der ersten
Brechfalle, und man erkennt die Bruchlinie 14. Ferner erkennt
man sehr deutlich eine Keramikleiterplatte 18, die in dieser
Form auch als "Nutzen" bezeichnet wird.
Ein Nutzen weist typischerweise mehrere Reihen und Spalten von einzelnen
Hybridschaltungen 40 auf, die jeweils durch Schwächungslinien 20 voneinander
getrennt sind. In vielen Fällen
ist zusätzlich
ein Stützrand
um die Reihen und Spalten von Hybridschaltungen 40 angeordnet,
der für
die vorangehenden Bearbeitungsschritte eine zusätzliche Festigkeit dem Nutzen
oder der Keramikleiterplatte 18 gibt. In der 4 ist ein derartiger Stützrand nicht
gezeigt. Typischerweise ist der Stützrand auch mit Schwächungslinien 20 angeordnet.
Der Stützrand kann
auch mit einer Brechvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung
abgebrochen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass die Integration
bei den Hybridschaltungen 40 inzwischen so weit fortgeschritten
ist, dass die einzelnen Bauteile zum Teil bereits 0,4 bis 0,6 mm
von der Bruchkante entfernt angeordnet sind. Das heißt, die
Niederhaltevorrichtung 52 bzw. 8 muss derart ausgebildet
sein und muss derart genau bewegt werden, dass es zuverlässig in
diesem sehr schmalen Bereich zwischen zwei Reihen von Hybridschaltungen 40 eintauchen
kann und dort die Keramikleiterplatte 18 brechen kann,
bzw. dort die Keramikleiterplatte festlegen kann. Entsprechend genau
muss auch die Positionierung der Keramikleiterplatte 18 erfolgen,
d.h. entsprechend genau muss die Position der Schwächungslinie 20 nach
dem Positionieren der Keramikleiterplatte 18 bestimmbar
sein. Es ist eine Bremseinrichtung 42 vorgesehen, die bei dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel
in der Form von einer Reihe von Saugöffnungen im Bereich der freien
Enden der Auflageplatten 10, 12 in der Nähe der Bruchlinie 14 vorgesehen
sind. Durch diese Saugöffnungen
wird im Wesentlichen kontinuierlich ein gewisses Luftvolumen gesaugt,
so dass die Keramikleiterplatte 18, sobald sie in den Bereich
der Bremseinrichtung 42 gelangt, mit einer gewissen Saugkraft
gegen die Auflageplatten 10, 12 gesaugt wird und
somit gebremst wird. Das ist zum einen wichtig, um ggf. den Impuls
der Keramikleiterplatte 18 abzubremsen, der ihr durch die
Bewegung beim Positionieren vermittelt wird. Zum anderen wird damit nach
dem Positionieren die Position der Keramikleiterplatte 18 sichergestellt,
beispielsweise gegen Vibrationen und Stöße, die bei dem Betrieb der
Brechvorrichtung 2 auftreten oder die auf andere Weise
auf das System aufgebracht werden. Die Saugkraft der Bremseinrichtung 42 wird
vorzugsweise so eingestellt, dass kontinuierlich eine gewisse Menge
an Luft durch die Saugöffnungen
gesaugt wird. Alternativ ist es auch möglich, beispielsweise nach
dem Brechen die Saugeinrichtung abzustellen, um ein Bruchstück 38 bzw.
die Keramikleiterplatte 18 weiter zu bewegen.
Das Positionieren eines Nutzen bzw.
einer Keramikleiterplatte 18 auf der Brechfalle 4 und
entsprechend auch auf der Brechfalle 6 erfolgt folgendermaßen. Der
Nutzen 18 wird von einer vorangehenden Bearbeitungsstation
in konventioneller Weise auf die Brechfalle 4 verbracht.
Die in der 4 gezeigte
verdrehte Position des Nutzens 18 ist schon eine sehr extreme
Position, zu der es betriebsmäßig praktisch
nicht kommen wird. Der Nutzen 18 liegt dann auf der Auflageplatte 10 der
Brechfalle 4 oder auf einer dieser vorgeschalteten Positionierfläche. Eine
Positionierelement 44, es im Eingriffsbereich mit dem Nutzen 18 ein
im Wesentlichen längliches
Element ist, wird im Wesentlichen rechtwinklig zu seiner Längsrichtung
auf den Nutzen 18 zu bewegt und berührt diesen zuerst an der Ecke 46.
In Folge der weiteren Bewegung bringt es eine Drehmomentkraft auf die
Ecke 46 auf, die tendenziell bestrebt ist, den Nutzen 18 so
auszurichten, dass dieser über
die gesamte Endkante 48 in Anlage mit dem Positionierelement 44 kommt.
Sobald der Bereich der vorderen Ecke 50 in den Bereich
der Bremseinrichtung 42 gelangt, wird dieser Bereich zusätzlich abgebremst,
wodurch das Drehmoment erhöht
wird und die Ausrichtung des Nutzens 18 zusätzlich unterstützt wird.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Nutzen 18 korrekt positioniert
ist, sobald die erste Schwächungslinie 20 über der
Bruchlinie 14 positioniert ist. Die Bremseinrichtung 42 hält den Nutzen 18 dann
in Position für den
eigentlichen Brechvorgang. Es kann günstig sein, das Brechschwert 8 als
Positionierelement 44 zu benutzen. Es kann auch günstig sein,
eine Bremseinrichtung 42 weiter weg von der Bruchlinie 14 zu positionieren,
insbesondere dann, wenn diese Bremseinrichtung 42 an einer
derartigen Position das Positionieren unterstützen kann.
Es können mehrere Bremseinrichtungen 42 über die
Auflageflächen 10, 12 verteilt
vorgesehen sein. Ggf. können
auch an einer vorgeschalteten Positionierfläche eine oder mehrere Bremseinrichtungen 42 vorgesehen
sein.
Ein abgetrennter Streifen bzw. ein
Bruchstück 38 mit
mehreren Hybridschaltungen wird von einem Transportelement bzw.
von dem Brechschwert 8 nach links auf die zweite Brechfalle 6 transportiert und
dort in im Wesentlichen gleicher Weise positioniert und anschließend gebrochen.
Die vereinzelten Hybridschaltungen werden dann weiter verarbeitet oder
verpackt. An Stelle der zweiten Brechfalle 6 oder zusätzlich zu
der zweiten Brechfalle 6 kann eine Drehvorrichtung vorgesehen
sein. Dabei kann es sich entweder um eine Fläche handeln, die beispielsweise
an die ebene Fläche 16 der
ersten Brechfalle 4 in der Ausgangsposition anschließt und die
um einen beliebigen Winkel, vorzugsweise 90° um die Senkrechte zu dieser
Fläche
gedreht werden kann. Damit können
an einer Brechfalle vier Schwächungslinien 20 gebrochen
werden, die nicht parallel zueinander sind, und es können insbesondere
mit einer Brechfalle 4 die rechtwinklig verlaufenden Schwächungslinien 20 bei
einem Nutzen 18, wie in 4 gezeigt,
gebrochen werden.
Es sei ferner darauf hingewiesen,
dass es sich bei den Darstellungen den 1 einerseits und 2 bis 4 andererseits
nicht zwangsläufig
um verschiedene Ausführungsformen
handeln muss. Es kann auch eine einzige Ausführungsform der Brechvorrichtung 2 so
ausgebildet sein, dass sie eine Keramikleiterplatte 18 sowohl
durch eine Bewegung in eine Brechposition nach oben als auch durch
eine Bewegung in eine Brechposition nach unten brechen kann, insbesondere
je nachdem, wie die Schwächungslinie
an der Keramikleiterplatte 18 angeordnet ist und wie die
Bruchrichtung der Keramikleiterplatte ist. Es sei ferner darauf
hingewiesen, dass als Positioniereinrichtung auch eine dünne elastische,
beispielsweise gummiartige Positioniermatte vorgesehen sein kann,
mittels derer die Keramikleiterplatte 18 relativ zu der
Brechfalle und der Niederhaltevorrichtung 52, 8 verlagerbar
ist. Das ist insbesondere dann bevorzugt, wenn aus verschiedenen
Gründen ein
Verschieben der Keramikleiterplatte 18 auf einer Unterlage
nach Möglichkeit
vermieden sein soll. Es kann auch günstig sein, statt die Positioniermatte
relativ zur Brechfalle und der Niederhaltevorrichtung 52, 8 zu
verlagern, Letztere beide relativ zu der im Raum festgelegten Positioniermatte
zu verlagern, d.h. Brechfalle 4 und Niederhaltevorrichtung 52, 8 werden
relativ zur Positioniermatte und der Keramikleiterplatte 18 von
Schwächungslinie
zu Schwächungslinie
verlagert.