DE10007642A1

DE10007642A1 - Verfahren zum Trennen von Substraten im Nutzenformat mit vorgegebenen Sollbruchstellen

Info

Publication number: DE10007642A1
Application number: DE2000107642
Authority: DE
Inventors: Christian Massberg
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-02-19
Filing date: 2000-02-19
Publication date: 2001-11-29
Anticipated expiration: 2020-02-20
Also published as: DE10007642C2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Großsubstraten mit in Spalten und/oder Zeilen angeordneten Einzelsubstraten zugeordneten Hybridschaltungen, wobei die Einzelsubstrate auf der Unterseite des Großsubstrates durch Sollbruchstellen abgegrenzt sind und durch im Bereich einer Sollbruchstelle auf das Großsubstrat einwirkende Biegemomente von diesem getrennt werden. Ist das Verfahren so ausführbar, dass das Großsubstrat auf eine Gummimatte aufgelegt und so ausgerichtet wird, dass die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle der Gummimatte zugekehrt und unterhalb eines über dem Großsubstrat angeordneten Trennschwert angeordnet ist, dass das Großsubstrat nur in den an die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle anschließenden Endbereichen durch Saugwirkung an der Gummimatte gehalten wird und dass mit dem gegen das Großsubstrat geführten und gedrückten Trennschwert das Großsubstrat entlang der betreffenden Sollbruchstelle gebrochen wird, dann wird nicht nur der Ausschussanteil reduziert, das Verfahren lässt sich auch in besonders einfachen, raumsparenden und kostengünstigen Trenneinrichtungen realisieren.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Großsubstraten mit in Spalten und/oder Zeilen angeordneten Einzelsubstraten zugeordneten Hybrid schaltungen, wobei die Einzelsubstrate auf der Unterseite des Großsubstrates durch Sollbruchstellen abgegrenzt sind und durch im Bereich einer Sollbruch stelle auf das Großsubstrat einwirkende Biegemomente von diesem getrennt werden.

Großsubstrate auf Keramikbasis mit weniger anspruchsvollen Hybrid-Schal tungen werden vielfach noch manuell gebrochen. Dabei ergeben sich mehr oder weniger Randausbrüche an den Bruchkanten.

Bestückte und gebondete Keramik-Großsubstrate mit Hybrid-Schaltungen wer den auch manuell gebrochen. Das Großsubstrat wird mittels eines Niederhalters im Bereich der vorgesehenen Bruchstelle gegen eine Brechauflage gehalten. Die Brechauflage wird zumindest auf einer Seite der vorgesehenen Bruchstelle hochgeschwenkt und damit das Großsubstrat entlang dem Niederhalter ge brochen. Dabei wird die Bruchkante durch die im Großsubstrat vorgegebenen Sollbruchstellen in Form von Laser-Einschüssen oder Diamant-Einritzungen vorgegeben. Die Realisierung dieses Verfahrens führt zu einer Verarbeitungs station mit großem Bauvolumen und teueren Herstellungskosten und zudem kann das Verfahren an unterschiedliches Handling im weiteren Verfahrensablauf nicht flexibel variiert werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so wei terzubilden, dass die Gefahr von Randausbrüchen an den Bruchkanten weiter re duziert wird und die Realisierung des Verfahrens durch einfache Einrichtungen in flexibler Weise variiert werden kann.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass das Großsubstrat auf eine Gummimatte aufgelegt und so ausgerichtet wird, dass die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle der Gummimatte zugekehrt und unterhalb eines über dem Großsubstrat angeordneten Trennschwert angeordnet ist, dass das Groß substrat nur in den an die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle an schließenden Endbereichen durch Saugwirkung an der Gummimatte gehalten wird und dass mit dem gegen das Großsubstrat geführten und gedrückten Trennschwert das Großsubstrat entlang der betreffenden Sollbruchstelle ge brochen wird.

Das über dem Großsubstrat angeordnete Trennschwert bringt die Bruchspan nung in die Keramik des Großsubstrats, wobei sich die darunter liegende Gummimatte so verformt, dass sich die für den Bruch erforderliche Bruchver formung einstellt. Nach dem Brechen hält die Saugwirkung die Bruchstücke auf der Gummimatte fest, so dass sie ihre Lage beibehalten, was für die weiteren Verfahrensschritte sehr vorteilhaft ist.

Der Verfahrensablauf des Trennens ist dabei nach einer Ausgestaltung so unter teilt, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Spalte oder Zeile von Ein zelsubstraten vom Großsubstrat abgetrennt und in einem zweiten Verfahrens schritt die Spalte oder die Zeile von Einzelsubstraten in Einzelsubstrate zerlegt wird.

Ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, dass die Gummimatte mit de finierter Shorehärte auf einer festen Basisplatte abgestützt wird, wobei die Basisplatte und die Gummimatte zumindest zu beiden Seiten des Trennschwer tes mit Ansaugöffnungen versehen werden, in die Faltenelemente eingesetzt und die während des Brechens mit Saugluft beaufschlagt werden, dann wird das Großsubstrat nur in unmittelbarer Nähe der vorgesehenen Bruchstelle mit Bruch spannung beaufschlagt, während der Rest des Großsubstrates von Bruchspan nungen frei bleibt. Ungewollter Bruch von Spalten oder Zeilen von Einzel substraten lässt sich dabei ebenso minimieren wie der unbeabsichtigte Bruch von Einzelsubstraten.

Für eine einfach zu steuernde Trenneinrichtung lässt sich das Verfahren so abwandeln, dass das Trennschwert an einem Roboterarm befestigt wird, der spalten- oder zeilenweise über das Großsubstrat bewegt wird, wobei die Ver stellschritte auf die Abstände der Sollbruchstellen abgestimmt sind und die Ansaugung des Großsubstrates entsprechend dem Weiterschreiten der Bruch stelle nachgeführt wird, oder auch so auslegen, dass die Gummimatte mit der Basisplatte als Verstellschlitten ausgebildet werden, der unterhalb einem ortsfesten Trennschwert schrittweise bewegt wird, wobei die Verstellschritte auf die Abstände der Sollbruchstellen abgestimmt sind und die Ansaugung des Großsubstrates entsprechend weitergeschaltet wird.

Da die Sollbruchstellen am Großsubstrat rechtwinklig zueinander stehen, lässt sich das Verfahren mit den beiden Verfahrensschritten auch so vereinfachen, dass das Großsubstrat auf einer Gummimatte aufgelegt wird, die sich auf einem Drehteller abstützt und dass zwischen dem ersten und zweiten Verfahrensschritt der Drehteller um 90° verdreht wird.

Die Abnahme der getrennten Spalten oder Zeilen von Einzelsubstraten sowie der Einzelsubstrate von der Gummimatte lässt sich dadurch erleichtern und verbes sern, dass nach dem Brechen des Großsubstrates die Bruchstücke mittels An saugwirkung an der Gummimatte gehalten werden und dass mittels eines Mon tagegerätes die Bruchstücke, vorzugsweise die Einzelsubstrate von der Gummimatte abgenommen werden. Das Montagegerät findet die Bruchstücke daher stets an definierter Stelle, was die Ausbildung der Trenneinrichtung wesentlich vereinfacht und im Kostenaufwand reduziert.

Die Erfindung wird anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs beispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung des erfin dungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 schematisch einen Verfahrensablauf in zwei Verfahrensschritten mit verstellbarem Trennschwert und

Fig. 3 eine Variante des Verfahrens mit schrittweiser Verstellung des Großsubstrates.

Auf einer Basisplatte 10, z. B. aus Metall, stützt sich eine Gummimatte 20 ab, wobei die Auflagefläche der Basisplatte 10 durch Ausnehmungen 13 in der der Gummimatte 20 zugekehrten Oberfläche reduziert ist. Über dem Großsubstrat 30, das auf der Gummimatte 20 abgelegt und durch Anschläge fixiert wird, ist ein Trennschwert 40 angeordnet, das in Richtung zum Großsubstrat 30 verstellt werden kann. Die Basisplatte 10 und die Gummimatte 20 tragen aufeinander ausgerichtete Bohrungen 12 und 21 zumindest links und rechts des Trenn schwertes 40, in die Faltenbalgelemente 11 eingesetzt sind.

Das Großsubstrat 30 wird zum Trennen so auf die Gummimatte 20 aufgelegt, dass die Sollbruchstellen 31 des Großsubstrates 30 der Gummimatte 20 zu gekehrt sind. Die für den durchzuführenden Bruch vorgesehene Sollbruchstelle 31 wird so auf das ortsfeste Trennschwert 40 ausgerichtet, dass diese unterhalb des Trennschwertes 40 zu liegen kommt. Die Faltenbalgelemente 11 links und rechts des Trennschwertes 40 werden mit Saugluft beaufschlagt, so dass das Großsubstrat 30 an der Gummimatte 20 festgehalten wird. Auf das so gehaltene Großsubstrat 30 wird das Trennschwert 40 abgesenkt und aufgedrückt, dass im Bereich der Sollbruchstelle 31 und den unmittelbar anschließenden Bereichen des Großsubstrats 30 Bruchspannungen übertragen werden, da die Gummimatte 20 darunter entsprechend nachgibt, was zum Bruch des Großsubstrates 30 führt. Die restlichen Bereiche des Großsubstrates 30 außerhalb der in Fig. 1 gezeigten Faltenbalgelemente 11 bleiben frei von Bruchspannungen. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Bruchkanten aus, so dass keine Randausbrüche mehr zu befürchten sind. Die Saugluft bleibt auch nach dem Trennen des Großsubstrates 30 aufrecht erhalten, damit die Bruchstücke ihre fixierte Stellung beibehalten. Dies erleichtert den weiteren Verfahrensablauf.

Wie die Fig. 2 zeigt, können die Großsubstrate 30 einzeln einem Magazin 60 entnommen werden und in einem ersten Verfahrensschritt nach Fig. 1 spalten weise getrennt werden, wie die Spalten-Sollbruchstellen 31 andeuten. Danach werden in einem zweiten Verfahrensschritt die Spalten in Einzelsubstrate 35 getrennt, wobei sich der Trennvorgang nach Fig. 1 an den Zeilen-Sollbruch stellen 32 wiederholt.

Das Trennschwert 40 kann dabei auch an einem Roboterarm eines Roboters 70 angebracht sein und von Spalte zu Spalte des Großsubstrates 30 verstellt werden. Dabei tragen die Basisplatte 10 und die Gummimatte 20 zu beiden Seiten aller Spalten-Sollbruchstellen 31 Faltenbalgelemente 11. Die Saugluft wird dann entsprechend der Verstellung des Roboterarmes mit dem Trennschwert 40 so nachgeführt, dass nur die der vorgesehenen Bruchstelle benachbarten Be reiche des Großsubstrates 30 an der Gummimatte 20 angesaugt werden. Die Spalten oder die Einzelsubstrate 35 können dann mit einem einfachen Greifer von der Gummimatte 20 abgenommen werden, dass sie auch nach dem Trennen eine definierte Position auf der Gummimatte 20 einnehmen.

Die Basisplatte 10 und die Gummimatte 20 können auch als verstellbarer Schlitten ausgebildet werden, der schrittweise an einem ortsfesten Trenn schwert 40 entlang bewegt wird. Dabei wird nach jedem Schritt ein Trenn vorgang mit dem Trennschwert 40 ausgeführt. Dabei kann, wie Fig. 3 zeigt, die Gummimatte 20 auf einem Drehteller 50 abgelegt sein, der zwischen dem ersten und zweiten Verfahrensschritt um 90° verdreht wird. Wie an dem Drehteller 50 angedeutet ist, kann dieser über einen Schlitten mit Rastungen schrittweise verstellt werden. Die Rastungen sind wieder auf die Teilung der Spalten- Sollbruchstellen 31 des Großsubstrates 30 abgestimmt, die vorzugsweise in Form von Laser-Einschüssen oder Diamant-Einritzungen in der Keramik des Groß substrates 30 ausgebildet sind. Dem Drehteller 50 nach Fig. 3 kann jedoch auch ein verstellbarer Roboter 70 nach Fig. 2 zugeordnet sein.

Mit dem neuen Trenn-Verfahren lässt sich nicht nur der Anteil an Ausschuss mit beschädigten Bruchkanten und Einzelsubstraten 35 erheblich reduzieren. Das neue Verfahren ist besonders flexibel anwendbar und in einfachen Trenneinrich tungen einsetzbar, die mit einfachem Aufbau raumsparend und kostengünstig realisierbar sind.

Claims

1. Verfahren zum Trennen von Großsubstraten mit in Spalten und/oder Zei len angeordneten Einzelsubstraten zugeordneten Hybridschaltungen, wo bei die Einzelsubstrate auf der Unterseite des Großsubstrates durch Sollbruchstellen abgegrenzt sind und durch im Bereich einer Sollbruch stelle auf das Großsubstrat einwirkende Biegemomente von diesem ge trennt werden, dadurch gekennzeichnet,
dass das Großsubstrat (30) auf eine Gummimatte (20) aufgelegt und so ausgerichtet wird, dass die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle (31, 32) der Gummimatte (30) zugekehrt und unterhalb eines über dem Großsubstrat (30) angeordneten Trennschwert (40) angeordnet ist,
dass das Großsubstrat (30) nur in den an die für den Bruch vorgesehene Sollbruchstelle (20) anschließenden Endbereichen durch Saugwirkung an der Gummimatte (20) gehalten wird und
dass mit dem gegen das Großsubstrat (30) geführten und gedrückten Trennschwert (40) das Großsubstrat (30) entlang der betreffenden Soll bruchstelle (31, 32) gebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine Spalte oder Zeile von Ein zelsubstraten (35) vom Großsubstrat (30) abgetrennt und in einem zwei ten Verfahrensschritt die Spalte oder die Zeile von Einzelsubstraten (35) in Einzelsubstrate (35) zerlegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummimatte (20) mit definierter Shorehärte auf einer festen Basisplatte (10) abgestützt wird, wobei die Basisplatte (10) und die Gummiplatte (20) zumindest zu beiden Seiten des Trennschwertes (40) mit Ansaugöffnungen (12, 21) versehen werden, in die Faltenelemente (11) eingesetzt und die während des Brechens mit Saugluft beaufschlagt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennschwert (40) an einem Roboterarm befestigt wird, der spalten- oder zeilenweise über das Großsubstrat (30) bewegt wird, wobei die Verstellschritte auf die Abstände der Sollbruchstellen (31, 32) ab gestimmt sind und die Ansaugung des Großsubstrates (30) entsprechend dem Weiterschreiten der Bruchstelle nachgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass das Großsubstrat (30) auf einer Gummimatte (20) aufgelegt wird, die sich auf einem Drehteller (50) abstützt und
dass zwischen dem ersten und zweiten Verfahrensschritt der Drehteller (50) um 90° verdreht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass nach dem Brechen des Großsubstrates (30) die Bruchstücke mittels Ansaugwirkung an der Gummimatte (20) gehalten werden und
dass mittels eines Montagegerätes die Bruchstücke, vorzugsweise die Einzelsubstrate (35) von der Gummimatte (20) abgenommen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (31, 32) im Großsubstrat (30) als Laser- Einschüsse oder als Diamant-Einritzungen ausgebildet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gummimatte (20) mit der Basisplatte (10) als Verstellschlitten ausgebildet werden, der unterhalb einem ortsfesten Trennschwert (40) schrittweise bewegt wird, wobei die Verstellschritte auf die Abstände der Sollbruchstellen (31, 32) abgestimmt sind und die Ansaugung des Groß substrates (30) entsprechend weitergeschaltet wird.