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Die
Erfindung bezieht sich auf Lagerung und Handhabung von empfindlichen
Komponenten wie Halbleiter und auf den Transport derartiger Komponenten
in einem Muldensystem. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf
verstärkte
Mulden zur Verbesserung von deren Beständigkeit gegen Wölbung, Bruch
und weitere Arten von Verformung.
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1 zeigt
einen Grundriss einer Mulde 100 nach dem Stand der Technik.
Die Mulde 100 ist mit einer Anordnung von Taschen dargestellt.
Benachbart zu zumindest einigen der Taschen sind Rippen zur Verstärkung der
Mulden gegen Bruch vorgesehen.
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Während der
Herstellung und des folgenden Einsatzes und der Handhabung können entsprechende
Beanspruchungen zu Brüchen,
Aufwölbungen
oder zu anderweitigen ungeeigneten Erscheinungen bei der Lagerung
von empfindlichen Komponenten führen.
Bisher sind Mulden mit Rippen bekannt, benachbart zu einer jeden
Tasche, zur Verbesserung des Widerstands der Mulde gegen Bruch.
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Zusätzlich kann
eine Einfassung einer Vielzahl von Mulden mit einem Riemen ebenso
eine Aufwölbung
und Brüche
in einem Stapel hervorrufen. Folglich besteht der Bedarf für eine Mulde,
die optimaler gegen Bruch und Aufwölbung verstärkt ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Mulde, die verstärkt ist mittels eines Verstärkungssteges
und einer Stützstruktur
in der Nähe
des Muldenrandes. Die Mulde ist darüber hinaus mit einer Vertiefung ausgestattet,
die ein Stapeln und ein Verspannen des Muldenstapels vereinfacht.
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Eine
weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf
ein Muldensystem zur Speicherung der Komponenten in einem Stapel,
wobei jede Mulde in dem Muldensystem mit einem Wulst an einer Seite
der Mulde verstärkt
ist. Der Wulst er streckt sich entlang eines wesentlichen Teiles
der Mulde und reicht nach innen hin relativ zu den Taschen, um eine
Verstärkungslamelle
auszubilden, welche eine verbesserte Beständigkeit gegen Verwölbung verleiht.
Eine eine Lücke
zwischen der Verstärkungslamelle
und dem Rand der Mulde belegende Stützstruktur kann ebenso vorhanden
sein. Eine derartige Stützstruktur
kann eine oder mehrere Spitzen umfassen. Jede Spitze kann eine primäre Achse in
einer Richtung aufweisen, die allgemein senkrecht zu dem Muldenrand
ausgerichtet ist.
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Eine
andere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Darstellung eines gerundeten
Teiles (oder eines Radius) in den Eckbereichen einer Verstärkungslamelle
vor. Mit der Erfindung wurde herausgefunden, dass sich eine größere strukturelle
Integrität durch
die Verbesserung der Beständigkeit
gegen Bruch und Verwölbung
in Kunststoffmulden ergibt.
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1 zeigt
einen Grundriss einer Mulde nach dem Stand der Technik,
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2 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Muldensystems entsprechend der
Erfindung,
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3 zeigt
eine vergrößerte Aufsicht
eines verstärkten
Bereiches einer Mulde entsprechend der vorliegenden Erfindung,
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4A zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der verstärkten
Zone einer Mulde entsprechend der vorliegenden Erfindung,
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4B zeigt
eine vergrößerte perspektivische
Ansicht der Unterseite der Mulde entsprechend 4A,
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang V-V in 4A,
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6A zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Stützstruktur entsprechend der
vorliegenden Erfindung,
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6B zeigt
eine perspektivische Ansicht der Stützstruktur entsprechend der
vorliegenden Erfindung,
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6C zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Stützstruktur entsprechend der
vorliegenden Erfindung,
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7A zeigt
eine Teilansicht einer oberen Seite einer Mulde, die mit Radien
ausgestattet ist,
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7B zeigt
eine offene Ansicht der Mulde entsprechend 7A,
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8A zeigt
eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie I-I nach 7,
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8B zeigt
eine Aufsicht des Bereiches II nach 7,
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9 zeigt
eine Querschnittsansicht, welche entlang der Linie IX-IX nach 7 aufgenommen ist,
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10 zeigt
eine Teilansicht der Unterseite der Mulde nach 7.
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Die
vorliegende Erfindung offenbart eine Mulde zum Schutz von empfindlichen
Komponenten vor Beschädigung
während
des Transportes oder „zu einem
Falltest". Falls
die Mulden gebogen oder verdreht werden, so bauen sich Dehnungsspannungen an
der oberen Oberfläche
auf und können
bewirken, dass sich ein Riss fortsetzt. Folglich wird die Mulde sich
verziehen und ihr Inhalt wird zu Schaden kommen. Die vorliegende
Erfindung mindert Dehnungsspannungen, indem sie unterschiedliche
Gestaltungsmerkmale vorsieht, die die strukturelle Integrität der Mulde
beibehalten. Die Mulden der vorliegenden Erfindung sind für die Ablage
von Komponenten wie für
Halbleiter, elektronische Vorrichtungen, Werkstücke und medizinische Instrumente
geeignet.
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2 stellt
dar, wie ein Stapel von Mulden zusammengebunden werden kann entsprechend
der vorliegenden Erfindung. Die Mulden dieser Erfindung weisen vorzugsweise
eine Länge
im Bereich von 310 mm–320
mm auf; eine Breite von 130 mm bis 141 mm; und eine Höhe im Bereich
von 5,00 mm, bis 7,00 mm. Zusätzlich
umfasst jede Mulde eine Vielzahl von Vertiefungen 25 an
der Unterseite, zur Aufnahme eines Riemens 28. Der Riemen 28 wird
zum Zusammenbinden des Stapels von Mulden eingesetzt. Vertiefungen 25 haben
vorzugsweise eine Breite „X" zwischen 25 und
26 mm und eine Höhe „Y" zwischen 2,0 und
3,0 mm. In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel liegt die Breite
der Vertiefungen im Bereich zwischen 25,30 mm und 25.75 mm, während die
Höhe zwischen
2,40 mm und 2,70 mm angesiedelt ist. Ein Rand 20 umfasst
die Mulde 200, so dass eine allgemeine rechtwinklige Ebene
mit Seiten 20A, 20B, 20C und 20D ausgebildet.
Innerhalb dieser Ebene befindet sich ein Wulst 32 in der
Nähe der
Peripherie der ersten oberen Seite der Mulde. 3 ist zu
entnehmen, wie ein Teil des Wulstes 32 sich nach innen
in die Nähe
der Vertiefung 25 hin erstreckt, relativ zu den Taschen,
um eine Stützlamelle 35 darzustellen
zur Verbesserung der Beständigkeit
gegen Aufwölbung.
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Die
Mulde 200 weist eine Vielzahl von Taschen 30 in
einer Anordnung auf, wie sie entsprechend 3 gezeigt
ist. Eine Vielzahl von Rippen 39 ist in der Nähe von zumindest
einigen der Taschen 30 lokalisiert. Die Rippen 39 dienen
zur Verstärkung
der Muldenbeständigkeit
gegen Bruch, wobei jedoch herausgefunden wurde, dass diese Rippen
nicht für
den alleinigen Einsatz nützlich
sind. Derartige Rippen sind nicht wesentlich in sämtlichen
Ausgestaltungen dieser Erfindung. Deshalb sind in dieser Erfindung eine
oder mehrere Verstärkungslamellen 35 entlang der
Peripherie der Mulde 200 vorhanden. An der oberen Seite
einer jeden Mulde befindet sich eine Verstärkungslamelle 35,
die in aller Deutlichkeit in 3 dargestellt
ist. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, bei dem eine
erste Verstärkungslamelle
an einer oberen Seite der Mulde vorhanden ist, ist eine zweite Verstärkungslamelle
parallel zu der ersten auf der gleichen oberen Seite wie die erste
Verstärkungslamelle
positioniert, jedoch entlang eines anderen Randes. So kann beispielsweise eine
Verstärkungslamelle
parallel zu Seiten 20B und 20D in der Nähe von Vertiefungen 25 positioniert
sein an jeder dieser Seiten.
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4A zeigt
eine vergrößerte Ansicht
der Verstärkungslamelle 35.
Die Verstärkungslamelle 35 weist
eine Breite H1 zwischen 2,5 und 5,5 mm auf und die Breite liegt
insbesondere im Bereich zwischen 3,0 und 4,5 mm. Der Abstand vom
Rand 20 zur Verstärkungslamelle
oder H2 liegt zwischen 4,0 und 7,0 mm (±1,0). Vorzugsweise liegt
der Abstand H2 im Bereich zwischen 4,5 bis 6,5 mm (±1,0).
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verstärkungslamelle
unterstützt
werden kann durch eine Stützstruktur 37.
Entsprechend 4A umfasst die Stützstruktur 37 vorzugsweise
drei Segmente 37A, 37B und 37C. Ein jedes
solcher Segmente liegt vorzugsweise orthogonal zur Kante 20D und
ebenso zur Verstärkungslamelle 35.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kontaktiert die Stützstruktur 37 die
Verstärkungslamelle 35.
Es ist jedoch für
die Erfindung nicht wesentlich, dass die Stützstruktur 37 vorhanden
ist, sodass die Stützstruktur 37 sich
bis in die Verstärkungslamelle 35 ausdehnt.
Die Stützstruktur 37 kann
lediglich Teilbereiche des Raumes 40 zwischen der Verstärkungslamelle 35 und
dem Rand 20 belegen und weiterhin eine entsprechende Verbesserung
der Widerstandsfähigkeit
der Mulde gegen Verwölbung
erbringen.
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Durch
die Bereitstellung von Mulden mit der Verstärkungslamelle 35 und
der Stützstruktur 37 tritt folglich
eine Verwölbung
von nicht mehr als 390 mm während
eines Tests auf. Insbesondere wurde herausgefunden, dass bei einem
Verspannen des Muldensystems entsprechend 2 mit 20
kg Kraft über einen
Temperaturbereich von 125°C–175°C für eine Zeitdauer
von 24 Stunden eine Verwölbung
von nicht mehr als 30 mm resultiert. Eine Vertiefung 25 ist
in der Nähe
der Stützstruktur 37 wie
in 4A dargestellt positioniert. 4B zeigt
die Bodenseite der Mulde 200. Die Erfindung kann entsprechend 4B in
Zusammenhang mit einer Rippe 45 eingesetzt werden, welche
dazu dient, die Mulde weiter zu verstärken.
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Ein
Querschnitt der Verstärkungslamelle 35 und
einer der Vorsprünge
der Stützstruktur 37 sind
in 5 dargestellt. Der Abschnitt 37C korrespondiert mit
einem Element der Stützstruktur
und weist eine Stärke
im Bereich von 1,0 mm–2,0
mm auf mit einer Toleranz für
jede Dimension von ±0,5
mm. Die Höhe der
Verstärkungslamelle,
gemessen von einer oberen Oberfläche der
Mulde zu der oberen Oberfläche der
Verstärkungslamelle 37 (bezeichnet
mit K) beträgt
1,6 mm–3,25
mm (±1,0
mm). Die Stärke
der Mulde (T1) liegt zwischen 1,0 mm–2,00 mm (±0,75 mm). Natürlich kann
die Dimensionierung für
jedes Element entsprechend 5A entsprechend
der insgesamten Dimensionierung der Mulde und der gewünschten
Muldencharakteristik variiert werden.
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Weiterhin
ist es nicht wesentlich für
die Erfindung, dass 37A–37C der Stützstruktur
eine rechtwinklige Form aufweisen. Beispielsweise können ein oder
mehrere Segmente der Stützstruktur
stattdessen eine stabähnliche
Form (6A) aufweisen, eine triangulare
Form (6B) oder eine trapezoide Form
(6C). Weiterhin kann die Stützstruktur 37 weniger
oder mehr als die drei bildlich dargestellten Segmente 37A–37C aufweisen.
Derartige Segmente müssen
nicht in einem rechten Winkel zum Rand der Seite 20A ausgerichtet
sein.
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7A zeigt
eine Mulde 300 entsprechend einer besonders vorteilhaften
Ausgestaltung der Erfindung. Die Mulde 300 weist Taschen
auf, die durch die Wandelemente 65A–65D ausgebildet sind
und einen Boden 50. Der Boden 50 umfasst eine
Serie von Öffnungen 73,
wodurch sich eine im Wesentlichen leichtere Mulde ergibt. Um eine
Empfindlichkeit hinsichtlich eines Verzuges zu kompensieren, liegt
der Mulde 300 ein gerundetes Teil oder ein Radius gegenüber, welches
an Öffnungen 73 vorhanden
ist und an der oberen Oberfläche 38 der
Verstärkungslamelle 35 wie
es in 7A dargestellt ist. Die Radien 35A, 35B tauchen
ebenfalls an den äußeren und
den inneren Eckbereichen III auf, welche in 7A dargestellt
sind. Obwohl dies in 7A nicht dargestellt ist, kann
der Bereich II symmetrisch zum Bereich III sein. Insbesondere kann
es wünschenswert
sein, dass der Radius (der gerundete Teil) an dem äußeren und
dem inneren Eckbereich II sowie in dem Eckbereich III vorhanden
ist.
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7B stellt
eine Explosionsansicht der Mulde 300 dar, um genauer die
Verstärkungslamelle 35 aufzuzeigen.
Die Mulde 300 kann weiterhin durch Bereitstellung von Radien
an der Seite verstärkt
werden. Wenn die äußere Begrenzung
des Abstandes 42 an jeder Seite einen Radius aufweist,
so ist es nicht notwendig, eine Stützstruktur 48 zur
Verbesserung der Beständigkeit
der Mulde hinsichtlich Bruch und Verwölbung vorzusehen.
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8A stellt
eine Querschnittsansicht der Verstärkungslamelle 35 dar,
aufgenommen entlang der Linie I-I, entsprechend der äußeren Begrenzung von
dem Abstand 42, welcher sich an der Basis der Verstärkungslamelle 35 befindet.
Insbesondere der rechtwinklige Raum 42 weist eine äußere Begrenzung
an drei Seiten auf, durch eine untere Oberfläche der Verstärkungslamelle 35 und
an der vierten Seite durch eine innere Wand 77. Die innere
Wand 77 liegt parallel zur Wand 87 (dargestellt
in 7A). Vorzugsweise weist die äußere Begrenzung des Raumes 42 an
jeder Seite entsprechend 7A einen Radius
auf. Es ist vorteilhaft, die obere Verstärkungslamelle mit Radien zu
versehen, die bei 82A–82B positioniert
sind. Um eine beständigere
Mulde auszubilden, können
Radien ebenso an Orten 84A und 84B platziert werden.
Eine Aufsicht des Eckbereiches III ist in 8B dargestellt.
Wie in 8B gezeigt wird, sind sowohl
die innere 88A und die äußere Oberfläche 88B des
Eckbereiches III mit einem Radius ausgestattet. Nachdem die Radien
im Eckbereich II und III mit eingeschlossen sind, behält die Mulde 200 ihre strukturelle
Integrität,
wenn sie während
der Lagerung, des Transportes oder beim Handhaben belastet wird.
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9 ermöglicht eine
genauere Wiedergabe der Radien, die an den Öffnungen 73 vorhanden
sind durch eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie
IX-IX in 7. Der Krümmungsradius der Öffnungen 73 liegt
im Bereich von 0,2–0,25
mm. Die Radien 94A und 94B korrespondieren mit
Oberflächen
der Öffnung 73A.
Die Radien 94C und 94D korrespondieren mit der
Oberfläche
der Öffnung 73B. Vorzugsweise
sind sämtliche Öffnungen 73 des
Bodens 50 mit einem Radius ausgestattet. Auf diese Weise
werden die Spannungen an den scharfen Rändern vermindert und die Mulde
wird beständiger gegen
Bruchausbreitung.
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Die
Mulde 300 weist eine obere Seite 320 auf, wie
sie in den 7A und 7B dargestellt
ist und eine untere Seite 340, die in 10 dargestellt ist. 10 stellt
bildlich einige Öffnungen 73 dar,
von denen jede vorzugsweise einen Radius 75 aufweist. Jede
Seite der Mulde 300 weist einen äußeren Rand auf. Insbesondere
der äußere Rand 70 der
oberen Seite 320 und der äußere Rand 72 der unteren
Seite 340 sind in den 7A und 10 in
entsprechender Weise dargestellt. Optional kann die Erfindung einen
Radius entlang des Umfangs 70, 72 von beiden Seiten
der Mulde beinhalten. An der Seite 320 kann ein erster
Radius vorhanden sein, wo sich der Rand 70 mit der oberen
Oberfläche 34 schneidet. 10 stellt
einen zweiten Radius an der Stelle dar, wo sich der Rand 72 mit
der Oberfläche 34 schneidet.
Die Radien, wie sie an den Rändern 70 und 72 vorhanden
sind, weisen vorzugsweise einen Krümmungsradius auf, der größer ist
als die Radien, wie sie an den Öffnungen 73 vorliegen.
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Der
maximale Radius für
irgendeinen scharfen Rand einer Mulde der vorliegenden Erfindung übersteigt
vorzugsweise nicht die Hälfte
der Stärke des
Elementes, welches den Radius aufweist. Vorzugsweise unterschreitet
der minimale Radius irgendeines Elementes nicht 0,20 mm. Die bevorzugten
Radien für
irgendeinen scharfen Rand der Mulde liegen innerhalb des Bereiches
von 0,25 bis 1,5 mm. Der genannte Bereich, in denen Radien liegen,
ist lediglich vorteilhaft und ein Fachmann kann andere geeignete
Bereiche auswählen,
die entsprechend den Umständen
besser angepasst sind.
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10 zeigt
den äußeren Rand 25A der
Vertiefung 25, die auch mit einem Radius ausgestattet ist.
Im Allgemeinen wird bevorzugt, dass sämtliche scharfen Ränder an
Mulden 300 ersetzt werden mit abgerundeten Konturen oder
Radien. Es ist jedoch nicht wesentlich für die Ränder 70 und 72 der
Mulde 300 mit einem Radius ausgestattet zu sein, um die strukturelle
Integrität
der Mulde 300 beizubehalten.
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Vorzugsweise
weisen die Mulden der vorliegenden Erfindung eine einheitliche Struktur
auf, worin die gesamte Struktur gleichzeitig in einem einzigen Guss
ausgeformt wird. Obwohl einige Ausgestaltungen derart beschrieben
sind, dass sie Radien aufweisen, soll dies so zu verstehen sein,
dass der Radius an irgendeinem Teil der Mulde ein Ellipsoid sein
kann oder eine Form aufweist, die anders ist als ein Kreissegment.
Zusätzlich
kann eine Auskehlung eingesetzt werden anstelle eines Radius an
den Öffnungen,
Verstärkungslamellen
und am Umfang der Mulde 300.
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Die
vorliegende Erfindung wird mittels herkömmlicher Verfahren des Spritzgießens hergestellt. Geeignete
Fertigungsmaterialien für
die vorliegende Erfindung sind leitfähige, thermoplastische, nicht
leitfähige
und isolierende Kunststoffe. Zusätzlich
können
die Mulden dieser Erfindung aus Material hergestellt werden, das
elektrostatische Dissipationseigenschaften aufweist.
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Die
speziellen Beispiele, die oben angeführt sind, geben hinsichtlich
der Darstellung lediglich die Erfindung wieder. Es sollte jedoch
für den
Fachmann leicht sichtbar sein, dass unterschiedliche Merkmale der
Erfindung, ohne den Rahmen derselben zu verändern, modifizierbar sind.
Sämtliche
Bereiche, die hierin angeführt
sind, können
als exemplarisch betrachtet werden und schränken den Rahmen der Erfindung
nicht ein. Der Fachmann kann annehmen, dass derartige Parameter
wie die Muldendimensionierung, Bereiche für Radien und die Dimensionierung
von unterschiedlichen Muldenelementen optimiert werden können, um
andere Bereiche zu bedienen wie die hier angeführten. Es besteht daher die Absicht,
dass der Rahmen der Erfindung durch die begleitenden Patentansprüche definiert
ist.