DE4221703C2

DE4221703C2 - Verfahren und Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Abziehen von Schutzfolien

Info

Publication number: DE4221703C2
Application number: DE4221703A
Authority: DE
Inventors: Josef Ing Moser; Thomas Ing Broetzner; Markus Koell; Gregor Dipl Ing Gehrer; Alfred Dipl Ing Nowak
Original assignee: Emco Maier GmbH
Current assignee: 2nd Millenium Technologies Inc Las Vegas Nev
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-07-03
Also published as: US5277738A; DE4221703A1; JPH06219636A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Abziehen von Schutz folien von plattenförmigen Gegenständen oder Substraten, ins besondere bei kupferkaschierten Leiterplatten, welche mit zu sammenhängenden Schutzfolien überzogen sind.

Ein derartiges Verfahren in Verbindung mit der Vorrichtung ist bereits aus der EP 0 236 730 B1 bekannt, wobei die Schutz folien zunächst losgelöst werden und dann über einen Winkel bereich von 90° abgezogen werden.

Bei dem großen Winkelbereich, der gegenüber der abzuziehenden Schutzfolie und dem Substrat vorliegt, lassen sich doch nach teilige Kräfte auf das Substrat nicht vermeiden, so daß es zu einer Beeinträchtigung der Oberfläche der Leiterplatte bzw. des Substrates kommen könnte. Bei dem bekannten Verfahren wirkt auf die plattenförmigen Gegenstände ein relativ großes Abziehmoment, so daß insbesondere extrem dünne Leiterplatten nicht ohne weiteres von der Schutzfolie getrennt werden können.

Ein weiteres Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs ge nannten Art ist aus der DE 37 00 615 A1 bekannt, wobei dort die Schutzfolie mit einem Teilbereich an eine Abziehfolie angeschweißt wird und ebenfalls in einem etwa 90° Winkel ab gezogen wird, wobei ebenfalls nachteilig relativ große Ab ziehmomente auf das Substrat einwirken.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum ein- oder beidseitigen Abziehen von Schutzfolien der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auf einfache, betriebssichere und kostengünstige Weise ohne Einwirkung von erheblichen Abziehmomenten die Schutz folien einseitig oder beidseitig von plattenförmigen Gegen ständen entfernt werden können.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bzw. 2 gelöst.

Das Verfahren sieht im wesentlichen vor, daß die Schutzfolie an der Kante der Leiterplatte zunächst mit einer vorzu schiebenden aus Hohlnadeln bestehenden Ritz-Blaseinheit angelöst und durch einen Luftstoß angehoben wird, bei dem danach im Verlauf des weiteren Vorschubs der Leiterplatte die Schutzfolie in spitzem Winkel entlang des Nadelrückens der Hohlnadeln auf plattenförmige Führungsschwerter geliftet und durch einen Transportmechanismus einer Aufwicklung zuge führt wird, wobei die Schutzfolie mit der vorhergehenden, bereits abgezogenen Schutzfolie thermisch verbunden wird.

Nach dieser Lösung können auch besonders dünne Leiterplatten bzw. Substrate von der Schutzfolie getrennt werden, da der Ab ziehbereich der Schutzfolien einen spitzen Winkel mit dem Aufliften auf die Führungsschwerter aufweist und insoweit zu sätzlich eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet ist.

Die Vorrichtung sieht vor, daß Schuhrollen (6, 7,8, 9) zum Führen der Leiterplatte (10) in den Bereich der platten förmigen Führungsschwerter (15, 16) vorgesehen sind, die einen Abstand voneinander aufweisen, in der Art, daß auch verbogene Leiterplatten den Zwischenraum zwischen den Führungsschwerten (15, 16) in Durchlaufrichtung passieren können und daß zum Anlösen und Anheben der Schutzfolie Hohlnadeln vorhanden sind.

Das obere Führungsschwert ist durch eine mechanische Kopplung mit der oberen Schuhrolle verbunden. Dadurch wird erreicht, daß eine selbständige Einstellung auf unterschiedliche Platten formate und -dicken erfolgt. Die plattenförmigen Führungs schwerter liegen in spitzem Winkel zueinander vor. Die Schutz folie wird über die Führungsschwerter eingefahren und die fest stehenden Führungsschwerter greifen in den nur in geringem Winkel angehobenen Bereich der Schutzfolie ein, so daß nur sehr geringe Abziehmomente auf die Leiterplatte einwirken können. Hierdurch ergibt sich eine universelle Verwendung der Vorrichtung bzw. eine vollautomatische bzw. selbständige Einstellung auf die unterschiedlichen Plattenformate und -dicken. Wenn das Führungsschwert zur Anpassung an eine andere Plattendicke angehoben wird, wird gleichzeitig auch die obere Hohlnadel mit verstellt.

Es ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Schutzfolie auf geeignete Weise abtransportiert werden kann und daß im weiteren sortenreine Wickel einer Aufwicklung geformt werden können. Dabei können spannbare Wickelwellen vorge sehen sein.

Dabei ist vorteilhaft, daß die plattenförmigen Führungsschwer ter einen Abstand voneinander aufweisen, in der Art, daß auch entsprechend verbogene Leiterplatten den Zwischenraum zwischen den Führungsschwertern in Durchlaufrichtung passieren können.

Bei dieser Ausbildung des Verfahrens können, wie bereits gesagt, auch verbogene Leiterplatten ohne weiteres den Zwischen raum zwischen den Führungsschwertern im Durchlaufverfahren passieren.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere Merkmale und Vorteile der Er findung hervor.

Es zeigen:

Fig. 1 das Verfahren und die Vorrichtung zum ein- oder beidseitigem Abziehen von Schutzfolien in schematischer seitlicher Darstellung;

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 im Bereich der Platten kante der Leiterplatte in vergrößerter Darstellung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in schematischer Darstellung;

Fig. 4 die Leiterplatte mit der Schutzfolie beim Beginn des Abziehvorgangs mit positionierten Hohlnadeln;

Fig. 5 das Einfahren der Hohlnadeln zum Anlösen und Abheben der Schutzfolie;

Fig. 6 das Einfahren der Führungsschwerter in den angelösten Schutzfolienbereich bei zurückgezogenen Hohlnadeln;

Fig. 7 das Aufliften der Schutzfolie auf das Führungsschwert bei zurückgezogenen Hohlnadeln;

Fig. 8 die aufgewickelte Schutzfolie an einer Wickelwelle;

Fig. 9 die Wickelwelle in ungespanntem Zustand in konischer Ausführung;

Fig. 9a den Spannkonus der Wickelwelle.

In Fig. 1 ist der Einlauftisch 1 erkennbar, wo die Leiter platte 10 mit den Schutzfolien 10a, 10b nach Fig. 2 der Ab ziehvorrichtung zugeführt wird, wobei oben Einzugsrollen 2, 3 und unten weitere Einzugsrollen 4, 5 vorgesehen sind.

Die Leiterplatte 10 wird sehr präzis oben in Schuhrollen 6, 7 geführt, wobei unten weitere Schuhrollen 8, 9 vorgesehen sind.

In Fig. 1 ist im weiteren erkennbar, daß an die Leiterplatte 10 eine Ritz-Blaseinheit 17, 18 zugeführt wird, wobei der Schutzfilm zunächst angelöst und angehoben wird und im weiteren Führungsschwerter 15, 16 in den angelösten Bereich der Schutz folie 10a, 10b beim Weitertransport der Leiterplatte 10 ein fahren.

Die abgelöste Schutzfolie wird auf den Führungsschwertern 15, 16 geführt, wobei Saugbalken 21, 22 auf die Schutzfolie zufahren und eine thermische Verschweißung vornehmen.

Die mit dem Ende einer vorhergehenden bereits abgezogenen Schutzfolie verbundene, anfangs vorliegende Schutzfolie wird über Umlenkrollen 29, 30 abgeführt, wobei Tänzerrollen 23, 24 vor gesehen sind, sowie Klemmbalken 31, 32. Die abgezogene Schutz folie wird im weiteren einer Aufwicklung 25, 26 zugeführt, wobei auf Wickelwellen 27, 28 sortenreine Wickel der abgezogenen Schutzfolie gebildet werden.

Die Leiterplatte verläßt im weiteren die Vorrichtung auf einem Auslauftisch 36, der an einem Maschinengrundgestell 37 vorge sehen ist, wobei auch angetriebene Rollen vorgesehen sein können.

Zum leichteren Abtransportieren der abgezogenen Schutzfolie von den Führungsschwertern 15, 16 können auch Folientransport rollen 19, 20 vorgesehen sein.

Aus Fig. 2 ist die Funktion der Ritz-Blaseinheit 17, 18 näher erkennbar, wobei Hohlnadeln 17a, 18a den Anfangsbereich der Schutzfolien 10a, 10b anritzen bzw. anlösen und im weiteren über die Hohlnadeln 17a, 18a ein Luftstoß auf die Schutzfolie gegeben wird, wodurch ein Anheben der Schutzfolie 10a, 10b erfolgt.

Die Ritz-Blaseinheiten 17, 18 können vor den Führungsschwertern 15, 16 auf den Anfang der Plattenkante zugestellt werden, wobei eine Filmkantenerkennung 11, 12 bzw. 13, 14 vorgesehen ist.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Schuhrollen 2, 3 bzw. 4, 5 die Leiterplatte 10 mit den Schutzfolien 10a, 10b exakt auf die Führungsschwerter 15, 16 bzw. auf die Nadeln 17a, 18a zu führen.

Die obere Schuhrolle 2, 3 sowie das Schwert 15, 16 und die Nadeln 17a, 18a sind zueinander in festen Bereichen positio niert und sind auf senkrechten, hier nicht dargestellten Schlitten.

Durch die Ausbildung der Ritz-Blaseinheiten 17, 18 mit dem Zustellen der Hohlnadeln 17a, 18a sind flexible Plattendicken bei der Verarbeitung ohne Einstellung möglich.

Der Druck zwischen der oberen Schuhrolle 2, 3 und der unteren Schuhrolle 4, 5 ist einstellbar ausgebildet.

Aus Fig. 2 ist weiterhin erkennbar, daß die Leiterplatte 10 im weiteren über ein Transportband 33 abgeführt wird.

Aus Fig. 2 wird weiterhin deutlich, daß die thermische Ver bindung der Schutzfolien untereinander mittels Saugbalken 21, 22 durchgeführt wird, wobei die Saugbalken 21, 22 auf die Führungs schwerter 15, 16 auffahren und insoweit die Leiterplatte 10 selbst völlig von etwaigem Schweißdruck oder dgl. entlastet ist.

Es ist weiterhin erkennbar, daß das Abziehen der Schutzfolien 10a, 10b nach Fig. 2 und den weiteren Fig. 4 bis 7 unter einem relativ spitzen Winkel Alpha erfolgt, so daß die Leiter platte 10 weitgehend von Abziehmomenten entlastet ist.

Die Fig. 3 zeigt die paarweise Anordnung der Hohlnadeln 17a in der Ritz-Blaseinheit 17, wobei ersichtlich ist, daß das Schwert 15 einen spitz zu laufenden Anfangsbereich aufweist und insoweit besonders vorteilhaft die abgelösten Schutzfolien 10a, 10b nach Fig. 2 aufnehmen kann.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Einzugsrollen 2, 4 bzw. 3, 5 die Leiterplatte 10 einziehen und daß im weiteren die Schuhrollen 7, 9 bzw. 6, 8 die Leiterplatte exakt führen, so daß die Hohlnadel 17a der Ritz-Blaseinheit 17 sehr exakt auf die Filmkante auftreffen und dort die Schutzfolie anlösen und anheben.

In den Fig. 4 bis 7 ist die Funktion des Abziehens der Schutzfolie 10a, 10b in Verbindung mit den Ritz-Blaseinheiten 17, 18 und den Führungsschwertern 15, 16 näher erläutert.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Leiterplatte 10 zunächst zwischen den Schuhrollen 7, 8 zentriert wird und daß eventuell in Verbindung mit einer Filmkantenerkennung 12, 14 bzw. 11, 13 der Plattenanfang bzw. der Filmanfang erkannt wird.

Nach Fig. 4 sind die Hohlnadeln 17a, 18a zunächst in Warte position.

Aus Fig. 5 ist erkennbar, daß die Hohlnadeln 17a, 18a auf den Plattenanfang zugefahren sind und dort die Schutzfolie 10a, 10b anritzen bzw. anlösen und leicht anheben, wobei zum An heben ein Luftstoß verwendet wird.

In Fig. 6 werden die Nadeln 17a, 18a zurückgefahren und die Folie 10a, 10b wird auf das Schwert 15, 16 geliftet, wobei mit dem weiteren Durchlauf der Leiterplatte die Schutzfolie auf das Schwert aufläuft.

Es ist erkennbar, daß nach den Fig. 1 bis 3 die Leiterplatte 10 bzw. das Substrat insbesondere über die Einzugsrollen 2, 4 bzw. 3, 5 und die Schuhrollen 6, 8 bzw. 7, 9 mittig zugeführt wird, wobei die Leiterplatte durch die vier Schuhrollen 6, 7, 8, 9 sehr exakt geführt bzw. positioniert wird. In Verbin dung damit können die Ritz-Blaseinheiten 17 und 18 sehr exakt auf die Substrate vor den Filmkanten aufgesetzt werden.

Die Filmkantenerkennungen 11, 12, 13, 14 weisen eine elektrische Kontaktüberwachung auf, wobei die elektrisch leitenden Rollen zunächst immer niederohmige Widerstandswerte aufweisen und dann durch den Kontakt auf der Kupferoberfläche und bei dem Vorhanden sein von isolierenden Schutzfolien die Widerstandswerte hochohmig werden. Die elektrisch leitenden Rollen können auch durch Kon taktbleche ersetzt werden.

Aus Fig. 2 in Verbindung mit den Fig. 4 bis 6 ist erkenn bar, daß die Ritz-Blaseinheiten 17, 18 nur einige mm im Bereich des Filmanfangs auf die Substrate geführt werden. Dabei werden die obere und die untere Schutzfolienkanten der Schutzfolien 10a, 10b von der Fotopolymerschicht gelöst, was einerseits mechanisch und andererseits durch Blaswirkung, d. h. durch Einbringung von Druckluft oder Gas geschieht.

Unmittelbar hinter den beiden Ritz-Blaseinheiten 17, 18 be finden sich die Spitzen der beiden Führungsschwerter 15, 16, so daß diese Spitzen automatisch zwischen die angehobenen Schutzfilme 10a, 10b und das Substrat 10 positioniert sind.

In diesem Zusammenhang wird vermieden, daß die Schutzfolien 10a, 10b zu großflächig von den Substraten gelöst werden, da dabei die elektrostatischen Auswirkungen, wie sonst beim Stand der Technik bei einem großen Abziehwinkel, nur schwer beherrschbar werden.

In diesem Zusammenhang ist insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 erkennbar, daß das Substrat in dieser Phase der Schutzfolien ablösung exakt zwischen den Schuhrollen 6, 7, 8, 9 gehalten wird und somit die unterschiedlichen Haltekräfte der Schutz folie oben und unten kein Biegemoment auf das Substrat aus üben können.

Beim bisherigen Stand der Technik konnte nicht vermieden werden, daß bei sehr dünnen und biegeweichen Substraten diese entweder nach oben oder nach unten mit der Schutzfolie transportiert werden. Die symmetrische Anordnung bzw. die Mittigkeit der Führungsschwerter 15, 16 vermeidet bei der Erfindung, daß ein seitige Folienabzugsmomente auf die Substrate ausgeübt werden.

Bei sehr dünnen Substraten ist sonst die Beherrschung des Ver laufes sehr schwierig und es muß befürchtet werden, daß beim Abziehen eine Substratberührung und damit eine Qualitätsbeein flussung der Oberfläche vorkommen kann.

Aus Fig. 1 ist erkennbar, daß um das Überschieben der beiden abgezogenen Schutzfolien 10a, 10b über die Führungsschwerter 15, 16 sicherzustellen, noch Folientransportrollen 19, 20 vorgesehen sind.

Die vorteilhafte Anordnung des Saugbalken 21, 22 ist aus Fig. 2 ersichtlich, wobei diese Saugbalken auf die Schutzfolie 10a, 10b einwirken, die auf den Schwertern 15, 16 aufliegen. Die Saugbalken 21, 22 nehmen die thermische Verbindung der Schutz folien untereinander vor, wobei die zuletzt abgezogene Schutz folie mit dem Saugbalken 21, 22 in entsprechendem Abstand von den Führungsschwertern 15, 16 gehalten wird und in dem Moment, wo die Schutzfolienvorderkanten im Bereich der Saugbalken sind, werden die Saugbalken gegen die Führungsschwerter 15, 16 gepreßt, so daß jeweils die Schutzfolienenden und die Schutzfolienan fänge übereinanderliegen. In diesem Zustand werden Heiznadel elemente, die hier nicht dargestellt sind, bzw. entsprechende Entladungsblitze für eine thermische Fixierung (ohne Fremdstoffe) zur Anwendung gebracht, wobei mit den Heiznadelelementen die Schutzfolien durchstochen und miteinander verbunden werden oder durch Entladungsblitze ein Verschmelzen der Schutzfolien unter einander vorgenommen wird.

Um diesen kurzen Stopp bei der Aufwicklung der aneinanderge hefteten Schutzfolien ohne zu starke Belastung der Schutzfolien in Verbindung stellen bewältigen zu können, sind entsprechende Tänzerrollen 23, 24 bzw. Umlenkrollen 29, 30 mit Klemmbalken 31, 32 vorgesehen.

Die besondere Wirkung der Saugbalken 21 ist aus Fig. 7 ersicht lich, wobei die Schutzfolie 10a in der beschriebenen Art ther misch mit dem Ende einer bereits abgezogenen Schutzfolie ver bunden wird und hierbei der Saugbalken 21 auf dem Führungs schwert 15 zur Auflage kommt.

Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß der Winkel 34 zwischen den Führungsschwertern 15, 16 sehr gering ist und insoweit die Schutzfolie 10a, 10b von den Spitzen der Führungsschwertern 15, 16 angehoben wird, so daß insoweit nur sehr geringe Ab zugsmomente auf die Leiterplatte 10 wirken.

Die Leiterplatten 10 bzw. die Substrate werden zwischen den Führungsschwertern 15, 16 abtransportiert und falls erforder lich durch ein Transportband 33 aktiv unterstützt. Damit sollen die von den Schutzfolien befreiten Substratoberflächen best möglich von mechanischen Krafteinwirkungen und Beschädigungen geschützt werden.

In den Fig. 8, 9 und 9a ist die sortenreine Aufwicklung der Schutzfolien erkennbar, wobei nach Fig. 8 die Aufwicklung 25 auf eine Wickelwelle 27 vorgenommen wird, die einen Spann konus 27b aufweist und hierbei die Wickelwelle 27 vorspannt.

In Fig. 9 ist die Wickelwelle 27 in entspanntem Zustand er sichtlich, wobei nach Fig. 9a der Spannkonus 27b abgezogen ist, so daß im weiteren die Aufwicklung sortenrein ohne Kern von der Wickelwelle 27 abgezogen werden kann.

Die Aufwicklung der aneinandergehefteten Schutzfolien 10a, 10b erfolgt somit in einem Recycling-Verfahren, wobei auf be sondere Wickelkerne verzichtet wird. Die Konstruktion der Wickelwellen 27, 28 ermöglicht es vielmehr, daß die aufge wickelten Schutzfolien ohne Wickelkerne entfernt werden können und somit der Kunststoff sortenrein entfernt und einer Wiederverwertung zugeführt werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Einlauftisch
2 Einzugsrolle rechts (oben)
3 Einzugsrolle links (oben)
4 Einzugsrolle rechts (unten)
5 Einzugsrolle links (unten)
6 Schuhrolle rechts (oben)
7 Schuhrolle links (oben)
8 Schuhrolle rechts (unten)
9 Schuhrolle links (unten)
10 Leiterplatte
10a Schutzfolie
10b Schutzfolie
11 Filmkantenerkennung
12 Filmkantenerkennung
13 Filmkantenerkennung
14 Filmkantenerkennung
15 Führungsschwert
16 Führungsschwert
17 Ritz-Blaseinheit
17a Nadel
18 Ritz-Blaseinheit
18a Nadel
19 Folientransportrollen
20 Folientransportrollen
21 Saugbalken oben
22 Saugbalken unten
23 Tänzerrollen oben
24 Tänzerrollen unten
25 Aufwicklung oben
26 Aufwicklung unten
27 Wickelwelle oben
27a Aufmahnewelle
27b Spannkonus
28 Wickelwelle unten
29 Umlenkrolle oben
30 Umlenkrolle unten
31 Klemmbalken oben
32 Klemmbalken unten
33 Transportband
34 Öffnungswinkel
35
36 Auslauftisch.

Claims

1. Verfahren zum ein- oder beidseitigen Abziehen von Schutz folien von plattenförmigen Gegenständen oder Substraten, ins besondere bei kupferkaschierten Leiterplatten, welche mit zusammenhängenden Schutzfolien überzogen sind, bei dem die Schutzfolie (10a, 10b) an der Kante der Leiterplatte (10) zu nächst mit einer vorzuschiebenden aus Hohlnadeln (17a, 18a) bestehende Ritz-Blaseinheit (17, 18) angelöst und durch einen Luftstoß angehoben wird, bei dem danach im Verlauf des weiteren Vorschubs der Leiterplatte (10) die Schutzfolie (10a, 10b) in spitzem Winkel entlang des Nadelrückens der Hohlnadeln (17a, 18a) auf plattenförmige Führungsschwerter (15, 16) geliftet und durch einen Transportmechanismus einer Aufwicklung (25, 26) zugeführt wird, wobei die Schutzfolie mit der vorhergehenden, bereits abgezogenen Schutzfolie, thermisch verbunden wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schuhrollen (6, 7, 8, 9) zum Führen der Leiterplatte (10) in den Bereich der plattenförmigen Führungsschwerter (15, 16) vorgesehen sind, die einen Abstand voneinander aufweisen, in der Art, daß auch verbogene Leiterplatten den Zwischenraum zwischen den Führungsschwertern (15, 16) in Durchlaufrichtung passieren können und daß zum Anlösen und Anheben der Schutzfolie Hohl nadeln vorhanden sind.