DE19602436A1 - Verfahren zur Montage eines Rahmens auf ein Trägermaterial und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines Rahmens auf ein Trägermaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, d. h. ein Verfahren zur Montage eines Rahmens auf ein Trägermaterial unter Verkleben des Rahmens mit dem Trägermaterial mittels eines eine Aushärtezeit auf­ weisenden Klebstoffes sowie eine Vorrichtung zur Montage eines Rahmens auf ein Trägermaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3, d. h. eine Vorrichtung zur Montage eines Rahmens auf ein Trägermaterial unter Verkleben des Rahmens mit dem Trägermaterial mittels eines eine Aushärte­ zeit aufweisenden Klebstoffes.

Die genannten Rahmen sind beispielsweise Versteifungsrahmen wie sie zum Schutz eines Chips in einer Chipkarte verwendet werden.

Der Chip und der diesen schützende Versteifungsrahmen sind Bestandteile eines in Fig. 4 im Querschnitt gezeigten Chip-Moduls.

Das in der Fig. 4 gezeigte Chip-Modul 10 weist ein aus dem besagten Trägermaterial bestehendes oder hervorgehendes Trä­ gerelement 11, einen Chip 12 und einen den Chip schützend umgebenden Versteifungsrahmen 13 auf. Der vom Versteifungs­ rahmen 13 umschlossene Bereich kann zum Halten und/oder zu­ sätzlichen Schützen des Chips 12 durch eine in der Fig. 4 nicht gezeigte Vergußmasse ausgegossen sein. Das Chip-Modul ist dafür vorgesehen, in einen eine entsprechende Ausspa­ rung aufweisenden Chipkartenkörper montiert (implantiert) zu werden.

Das Trägerelement 11 und der Versteifungsrahmen 13 werden üblicher Weise durch Verkleben aneinander befestigt. Hierbei treffen verschiedene Anforderungen aufeinander, deren gleich­ zeitige Erfüllung bislang noch nicht erreicht werden konnte.

Die Anforderungen bestehen darin, daß einerseits die Rahmen exakt vorgegebene Positionen und Ausrichtungen auf dem Trä­ germaterial einnehmen müssen, und daß andererseits das Ver­ kleben in einer für eine Massenproduktion geeigneten hohen Geschwindigkeit durchführbar sein soll.

Hierbei erweist sich bislang insbesondere der zum Kleben ver­ wendbare Klebstoff, genauer gesagt dessen Aushärtezeit als nicht überwindbares Hindernis.

Die exakte Einhaltung vorgegebener Positionen und Ausrichtun­ gen der Rahmen auf dem Trägermaterial erfordert unter anderem wegen des Bestrebens des Trägermaterials, sich zu wölben, ein Aneinanderpressen von Rahmen und Trägermaterial bis zum voll­ ständigen Aushärten des Klebstoffes. Dies ist ein langwieri­ ger Prozeß und steht einer hohen Herstellungsgeschwindigkeit hindernd entgegen.

Die Erzielung einer hohen Herstellungsgeschwindigkeit würde - sofern sich der hierfür zu treibende Aufwand in vernünftigen Grenzen halten soll - erfordern, daß das Aneinanderpressen von Rahmen und Trägermaterial unter Umständen bereits vor dem vollständigen Aushärten des Klebstoffes beendet wird. Hieraus erwächst jedoch die Gefahr, daß sich die Rahmen aus ihrer auf dem Trägermaterial zunächst ordnungsgemäß eingenommenen Posi­ tion und Ausrichtung verschieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. die Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 3 derart weiterzubilden, daß eine gleichermaßen exakte und schnelle Verklebung eines Trägermaterial s mit dar­ auf zu montierenden Rahmen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruchs 1 bzw. die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 3 beanspruchten Merkmale gelöst.

Demnach ist vorgesehen, daß der Rahmen und das Trägermaterial während der Aushärtezeit des Klebstoffes unter Verwendung von beheizbaren Preßelementen aneinandergepreßt werden, und daß der Rahmen und/oder das Trägermaterial während des Aneinan­ derpressens durch die Preßelemente erhitzt werden (Patentanspruch 1) bzw. daß zumindest teilweise beheizbare Preßelemente vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, daß durch diese der Rahmen und das Trägermaterial unter gleichzeitiger Erhitzung von Rahmen und/oder Trägermaterial durch die Preßelemente aneinanderpreßbar sind (Patentanspruch 3).

Das Vorsehen dieser Merkmale bewirkt auf äußerst einfache Weise eine Verkürzung der Aushärtezeit des verwendeten Kleb­ stoffes, so daß es selbst bei Vorsehen eines hohen Durchsat­ zes bei der Herstellung nicht erforderlich ist, das Aneinan­ derpressen von Rahmen und Trägermaterial vor dem vollständi­ gen Aushärten des Klebstoffes zu unterbrechen.

Es wurden mithin ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben geschaffen, die es ermöglichen, eine gleichermaßen exakte und schnelle Verklebung eines Träger­ materials mit darauf zu montierenden Rahmen zu durchzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Aufbau einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgelegten Montageanlage,

Fig. 2 eine durch die Montageanlage gemäß Fig. 1 herzustel­ lende Trägerband-Rahmen-Anordnung,

Fig. 3 eine schematische Teilansicht einer Rahmenmontagesta­ tion der in Fig. 1 gezeigten Montageanlage, und

Fig. 4 ein Chip-Modul, bei dem ein mit einem Trägerelement verklebter (Versteifungs-)Rahmen zum Einsatz kommt.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Trägermaterial in Form eines Trägerbandes jeweils mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet, und darauf zu montierende Rahmen sind mit dem Bezugszeichen 25 bezeichnet.

Das noch nicht mit Rahmen 25 bestückte Trägerband 20 steht in auf eine Eingangsrolle 21 gerollte Form zur Verfügung. Zur Montage der Rahmen 25 auf das Trägerband 20 wird das Träger­ band von der Eingangsrolle abgerollt, durchläuft verschiedene Arbeitsstationen der in der Fig. 1 gezeigten Montageanlage 30 und wird schließlich auf eine Ausgangsrolle 22 aufgerollt. Das die Montageanlage 30 verlassende (auf die Ausgangsrolle 22 aufgerollte) Trägerband 20 ist wie in Fig. 2 gezeigt mit Rahmen 25 bestückt.

Gemäß Fig. 2 sind auf dem Trägerband 20 zwei übereinander liegende Reihen von Rahmen 25 montiert; die Anzahl der Rahmen-Reihen hängt in erster Linie von der Trägerbandbreite ab und kann selbstverständlich beliebig variiert werden.

Auf seinem Weg durch die Montageanlage 30 passiert das Trä­ gerband 20 aufeinanderfolgend eine Klebstoffaufbringungssta­ tion 31, eine Rahmenmontagestation 32, eine Lagekontrollsta­ tion 33 und eine Ausschußkennzeichnungsstation 34.

In der Klebstoffaufbringungsstation 31 wird mittels eines Ra­ kelsystems 31a Klebstoff auf das Trägerband 20 gestempelt.

In der Rahmenmontagestation 32 werden die Rahmen 25 richtig ausgerichtet und positioniert auf das Trägerband 20 aufge­ bracht und aneinandergepreßt.

Der Aneinanderpreßvorgang in der Rahmenmontagestation 32 ist in Fig. 3 veranschaulicht.

Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, liegt das Trägerband 20 auf einem Tisch 40 auf bzw. wird über einen Tisch 40 bewegt.

Ein oder mehrere auf das Trägerband 20 zu montierende Rahmen 25 werden im in der Fig. 3 gezeigten Zustand durch einen Montagekopf 41 gerade auf des Trägerband 20 gepreßt.

Der Tisch 40 und der Montagekopf 41 wirken als Preßelemente, die das Trägerband 20 und einen oder mehrere Rahmen 25 zwi­ schen sich einklemmen und dabei aneinanderpressen.

Der Tisch 40 und/oder der Montagekopf 41 sind beheizbar. Die diesen Elementen zugeordneten Heizeinrichtungen sind vorzugs­ weise in diesen integriert oder in unmittelbarer Nähe dersel­ ben angeordnet.

Durch das Beheizen des Tisches 40 und/oder des Montagekopfes 41 kann sehr schnell und effektiv ein Wärmeübergang auf das Trägerband 20 und/oder die Rahmen 25 und damit auch auf die Klebestelle zwischen Trägerband und Rahmen erfolgen. Eine derartige gezielte Erwärmung der Klebestelle trägt - insbe­ sondere wenn sie von beiden Seiten erfolgt - dazu bei, daß die Aushärtezeit des Klebstoffes erheblich verkürzt wird und ermöglicht dadurch das Vorsehen einer deutlich verringerten Verweildauer jeweiliger Trägerbandabschnitte in der Montage­ anlage 30, ohne jedoch die Qualität der hergestellten Trägerband-Rahmenverbindungen herabzusetzen.

Das Vorsehen der beheizbaren Preßelemente ermöglicht es dar­ über hinaus, das Beheizen von Trägerband und/oder Rahmen zeitlich und örtlich selektiv äußerst genau auf die jeweils zu beheizenden Trägerband- und/oder Rahmenabschnitte zu be­ schränken, so daß auch ein sehr wirtschaftlicher Umgang mit der Energie gewährleistet ist.

Das in Fig. 3 gezeigte Aneinanderpressen von Trägerband und Rahmen wird nach einer vorbestimmten Zeit, vorzugsweise nach dem vollständigen Aushärten des Klebstoffes beendet.

Dadurch kann in der Regel nicht nur eine genaue Ausrichtung von Trägerband und Rahmen in X- und Y-Richtung, sondern auch - und zwar unabhängig von einer ggf. vorhandenen Wölbung des Trägerbandes und/oder schwankender Klebstoffmengen oder Kleb­ stoffverteilung - die Erzielung einer konstanten Gesamtdicke der Trägerband-Rahmen-Kombination und eine exakte Ausrichtung in Z-Richtung erreicht werden.

Durch den Weitertransport des Trägerbandes gelangt dieses in die Lagekontrollstation 33, wo durch ein Bilderkennungssystem oder dergleichen die Lage der Rahmen auf dem Trägerband in X- und Y-Richtung kontrolliert wird.

Falls bei der Kontrolle eine Abweichung von einer Sollposi­ tion festgestellt wird, die außerhalb einer vorgegebenen Toleranz liegt, wird der entsprechende Trägerbandabschnitt in der der Lagekontrollstation 33 folgenden Ausschußkennzeich­ nungsstation 33 besonders gekennzeichnet, beispielsweise durch Stanzen eines sogenannten Schlechtlochs.

Nach Passieren der Ausschußkennzeichnungsstation 33 wird das mit den Rahmen versehene Trägerband 20 auf die vorstehend be­ reits erwähnte Ausgangsrolle 22 aufgerollt.

Die auf dem Trägerband 20 zu montierenden Rahmen 25 werden in die Montageanlage 30 als Schüttgut eingegeben und mittels ei­ nes Schwingförderers 50 und eines Linearförderers 51 verein­ zelt und zu einer Abnahmestation 52 gefördert, wo sie einzeln oder in einer matrixartigen Anordnung zur Abholung durch den vorstehend bereits erwähnten Montagekopf 41 beispielsweise in einer Matrix oder dergleichen bereitgestellt werden.

Der Montagekopf 41 entnimmt einen oder mehrere der in der Ab­ nahmestation 52 bereitgestellten Rahmen 25 und bringt sie zum Trägerband 20, wo er sie ggf. unter Verwendung eines automa­ tischen Erkennungssystems auf gegebene Ablagepositionen posi­ tioniert und wie vorstehend bereits beschrieben einem Preß­ vorgang unterwirft.

Die Rahmen 25 können durch den Montagekopf 41 bereits ab de­ ren Inkontakttreten bei der Herausnahme aus der Abnahmesta­ tion erwärmt bzw. erhitzt werden.

Claims (16)

1. Verfahren zur Montage eines Rahmens (25) auf ein Träger­ material (20) unter Verkleben des Rahmens mit dem Träger­ material mittels eines eine Aushärtezeit aufweisenden Kleb­ stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen und das Trägermaterial während der Aus­ härtezeit des Klebstoffes unter Verwendung von beheizbaren Preßelementen (41, 41) aneinandergepreßt werden, und daß der Rahmen und/oder das Trägermaterial während des Aneinanderpressens durch die Preßelemente erhitzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aneinanderpressen und Erhitzen von Rahmen (25) und Trägermaterial (20) bis zur vollständigen Aushärtung des Klebstoffes erfolgen.

3. Vorrichtung zur Montage eines Rahmens (25) auf ein Trä­ germaterial (20) unter Verkleben des Rahmens mit dem Träger­ material mittels eines eine Aushärtezeit aufweisenden Kleb­ stoffes, gekennzeichnet durch zumindest teilweise beheizbare Preßelemente (40, 41), die derart ausgebildet sind, daß durch diese der Rahmen und das Trägermaterial unter gleichzeitiger Erhitzung von Rahmen und/oder Trägermaterial durch die Preßelemente aneinander preßbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (25) ein Versteifungsrahmen (13) zum Schutz eines Chips (12) in einem Chip-Modul (10) ist, welches in einen Chipkartenkörper implantierbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (20) ein Material ist, das sich zur Verwendung für ein den Chip (12) und den Versteifungsrahmen (13) tragendes Trägerelement (11) des Chip-Moduls (10) eig­ net.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (20) ein Trägerband ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangsrolle (21) vorgesehen ist, auf welcher das Trägerband (20) vor der Rahmenmontage aufgerollt sein kann.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsrolle (22) vorgesehen ist, auf welcher das Trägerband (20) nach der Rahmenmontage aufrollbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Preßelemente (40, 41) einen Tisch (40) umfassen, auf welchem das Trägermaterial (20) bei der Rahmenmontage auf­ liegt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßelemente (40, 41) einen Montagekopf (41) umfas­ sen, der in der Lage ist, eine oder mehrere Rahmen (25) zu halten und gegen das Trägermaterial (20) zu pressen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Preßelemente (40, 41) Bestandteil einer Rahmen­ montagestation (32) sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenmontagestation (32) eine Klebstoffaufbringungs­ station (31) vorgeschaltet ist, in welcher auf das Träger­ material (20) an den späteren Rahmenpositionen Klebstoff auf­ tragbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmenmontagestation (32) eine Lagekontrollstation (33) nachgeschaltet ist, in welcher die Lage der auf das Trä­ germaterial (20) montierten Rahmen (25) kontrollierbar ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schwingförderer (50) vorgesehen ist, der als Schütt­ gut in die Vorrichtung eingegebene Rahmen (25) unter Verein­ zelung derselben in Richtung zu einer Abnahmestation (52) fördert.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abnahmestation (52) und der Montagekopf (41) derart ausgebildet sind, daß der Montagekopf in der Abnahmestation bereitgestellte Rahmen (25) für die Montage derselben auf dem Trägermaterial (20) aufnehmen kann.

16. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenmontagestation (32) und die Lagekontrollstation (33) Erkennungssysteme aufweisen, mittels derer das Aufsetzen der Rahmen (25) auf das Trägermaterial (20) bzw. der Sitz der Rahmen auf dem Trägermaterial steuer- bzw. kontrollierbar sind.