DE60005238T2 - Wafer zur Verwendung im selektiven Verbinden und Abschliessen von Kunststoffschläuchen - Google Patents

Wafer zur Verwendung im selektiven Verbinden und Abschliessen von Kunststoffschläuchen Download PDF

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Platten bzw. Wafer, die verwendet werden für das selektive Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen, die beispielsweise verwendet werden in Gesamteinschluss-Schweißeinrichtungen, welche in unterschiedlichen Patenten beschrieben wurden. Die Platte wird in solchen Systemen verwendet als die Komponente zum Erhitzen der Plastikschläuche und zwar entweder als Teil eines Prozesses, der einen einzelnen Schlauch trennt und zwei Schlauchabschnitte für ein späteres Schweißen wenigstens eines der Schlauchabschnitte an einen Schlauchabschnitt eines unterschiedlichen Schlauchs bildet. Wenn sie in dem Verbindungsprozess verwendet wird, legt die Platte Wärme an separate Schlauchenden an, was bewirkt, dass die Schlauchenden schmelzen, so dass die geschmolzenen Enden zusammengedrückt werden können und einen einheitlichen Schlauch bilden.
  • Häufig wird das selektive Verbinden und Trennen von Plastikschläuchen in Verbindung mit medizinischen Techniken durchgeführt. Unter bestimmten Umständen ist es notwendig, dass die Platte eine Einwegplatte bzw. eine Platte ist, die nur einmal verwendet wird. Die Food and Drug Administration der Vereinigten Staaten hat z.B. unter bestimmten Bedingungen Anforderungen gestellt, welche die mehrfache Verwendung von Einrichtungen, wie beispielsweise Platten oder Wafern verbieten bzw. verhindern.
  • Das U.S. Patent Nr. 5,525,186 zeigt eine besonders vorteilhafte Art der Sicherstellung, dass eine Platte nur einmal verwendet werden kann. Wie in dem Patent beschrieben ist, ist der Wafer mit einer Öffnung versehen, in der ein Abfühlmaterial angeordnet ist. Während des Verbindungs-/Trennungsvorgangs bewegt sich die Platte an einem Sensor vorbei. Wenn der Sensor die Präsenz des Materials in der Öffnung detektiert, fährt der Prozess fort. Wenn jedoch kein Material in der Apertur bzw. Öffnung vorhanden ist, wird die Abwesenheit des Materials abgefühlt und der Prozess wird an gehalten durch Deaktivieren der Vorrichtung. Das besondere Abfühlmaterial, das in dem '186 Patent gezeigt ist, ist ein Material, das beim Erhitzen schmilzt. Wenn ein Wafer somit zum ersten Mal verwendet wird, befindet sich das Abfühlmaterial anfänglich in der Öffnung und wird durch den Sensor detektiert. Nachfolgend, wenn der Wafer erhitzt wird, schmilzt das Abfühlmaterial und es gibt nun kein Material mehr in der Öffnung. Wenn ein Versuch unternommen wird, dieselbe Platte wieder zu verwenden, würde der Sensor die Abwesenheit des Materials oder das offene Loch oder die Öffnung detektieren.
  • EP-A-0890427 zeigt das Vorsehen eines Abfühl- oder Schmelz- bzw. Sicherungsmaterials in der Öffnung, wobei das Abfühlmaterial einen Satz von Lichtübertragungscharakteristika vor dem Erhitzen und unterschiedliche Lichtübertragungscharakteristika nachdem die Platte erhitzt wurde aufweist, und zwar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Somit würde ein Sensor die ordnungsgemäßen Lichtübertragungscharakteristika für eine Platte abfühlen, die noch nicht erwärmt wurde und würde auch die unterschiedlichen Lichtübertragungscharakteristika abfühlen, welche sich ergeben nachdem die Platte erhitzt wurde. Dies unterscheidet sich gegenüber dem '186 Patent dahingehend, dass bei dem '186 Patent nachdem der Wafer erhitzt wurde und das Material schmilzt, die Öffnung vollständig geöffnet ist. Bei der EP-A-0890427 verbleibt jedoch nachdem der Wafer erhitzt wurde noch immer Material in der Öffnung, aber sie besitzt unterschiedlichere Lichtübertragungscharakteristika als vor dem Erhitzen. Das Abfühlmaterial der EP-A-0890427 ist ein zwei Lagen aufweisendes Laminat, welches ein klares bzw. durchsichtiges Basismaterial umfasst, wie beispielsweise Mylar® mit einer Beschichtung eines Materials mit begrenzten Lichtübertragungscharakteristika, wie beispielsweise Aluminium. Das Material wird in das Loch oder die Apertur des Kupferwafers bzw. der Platte platziert. Wenn die Platte erhitzt wird, schmilzt das Material wodurch erlaubt wird, dass Licht durch das Sicherungsloch hindurchgeht. Während das Sicherungsmaterial gemäß der EP-A-0890427 einen bestimmten Fortschritt in der Technik darstellt, gibt es einige Nachteile, welche dessen Effizienz beeinträchtigen können. Wenn z.B. die Aluminiumschicht zu stark verkratzt wird, wie beispielsweise von Beschichtungs- oder Aufwickelwerkzeugen, Schneid- oder Stanzwuerkzeugen, bewirkt das Zerkratzen große Unterschiede in der optischen Dichte. Zusätzlich ist es aufgrund der zweilagigen Natur des Laminats notwendig, die Lagen bezüglich der Sensoren ordnungsgemäß auszurichten.
  • Die Erfindung
  • Es ist ein Ziel dieser Erfindung, einen Wafer bzw. eine Platte mit einer Sicherungsstruktur vorzusehen, welche die Nachteile des zweischichtigen Laminats überwindet, das in der EP-A-0890427 gezeigt ist.
  • Ein weiteres Ziel dieser Erfindung liegt im Vorsehen einer solchen Platte bei der das Sicherungsmaterial die schmelzbare Schicht schützt.
  • Es ist noch ein weiteres Ziel dieser Erfindung eine solche Platte vorzusehen, bei der das Sicherungsmaterial eine Laminatstruktur besitzt, bei der Ausrichtungsprobleme vermieden werden. Diese Ziele werden durch eine Platte gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei die Sicherung bzw. das Schmelzmaterial aus einem dreischichtigen Laminat aufgebaut ist. Das Laminat besitzt eine Grundschicht oder Tragschicht auf jeder Seite der schmelzbaren Schicht. Vorzugsweise wird dasselbe Material wie beispielsweise Mylar® für jede der äußeren Lagen verwendet. Auf diese Art und Weise ist die Zwischenschicht vollständig gegenüber der Möglichkeit eines Zerkratzens abgeschirmt. In ähnlicher Weise ist aufgrund der symmetrischen Struktur der drei Lagen, eine Ausrichtung der Lagen innerhalb der Plattenöffnung nicht kritisch.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenaufrissansicht einer Platte, die gemäß dieser Erfindung aufgebaut ist;
  • 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Lagen zeigt, welche die Sicherung bilden, die in der Platte gemäß 1 verwendet wird;
  • 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in 1;
  • 4 ist eine Teilseitenaufrissansicht, welche die Platte gemäß 1 vor dem Erhitzen zeigt; und
  • 5 und 6 sind ähnliche Ansichten zu 4, welche das Sicherungs- bzw. Schmelzmaterial nach dem Anlegen unterschiedlicher Spannungsgrößen zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt insbesondere das Vorsehen von Variationen der Wafer bzw. Platten, die in der US-A-5,525,186 und EP-A-0890427 gezeigt sind. Im Allgemeinen umfasst die Erfindung die Verwendung eines Abfühlmaterials welches als eine Sicherung dient um entweder den Betrieb der Vorrichtung, welche die Platte als Teil eines Verbindungs-/Trennvorgangs für Plastikschläuche verwendet, zu erlauben oder zu verhindern.
  • Wie in 1 dargestellt ist, besitzt die Platte bzw. der Wafer 10 die Form einer flachen Platte, die auf sich selbst zurückgebogen ist und dadurch ein Paar von gegenüberliegenden Seiten 12, 12 besitzt, die aus einem wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Kupfer, aufgebaut sind. Die Platte 10 umfasst auch einen Ausschnitt oder eine Kerbe 14 für einen Eingriff durch eine Klaue in der Ruhe- bzw. Ausgangsposition der Platte, wie in U.S. Patent Nr. 5,279,685 beschrieben ist. Die Platte 10 umfasst auch einen Flügel 16 auf jeder ihrer Seiten 12 und einen Löffel bzw. Abstreicher 18 auf jeder ihrer Seiten und zwar, im Allgemeinen auf einer Linie mit dem Flügel 16. Die Flügel 16 und Abstreicher sind an der Platte an einer Position angebracht, welche die geschmolzenen Schläuche kontaktieren würde.
  • Wie auch in 1 dargestellt ist, ist die Platte 10 in einem Halter 20 angebracht, dessen Zweck darin liegt, die Platte in einem Schlitten während der Anfangsbewegung der Platte anzubringen, wie in dem U.S. Patent Nr. 5,279,685 beschrieben ist. Im Betrieb wird die in dem Halter 20 angebrachte Platte 10 stromabwärts bewegt. Die Platte wird später aus dem Halter 20 he rausgenommen. Nach der Durchführung ihres Erhitzungsvorgangs wird die Platte von der Vorrichtung entfernt. Während ihrer Bewegung geht die Platte 10 durch eine Abfühlstation 22 hindurch, die in 3 dargestellt ist. Die Abfühlstation 22 umfasst einen Sensor 24, der in dem Bewegungspfad der Öffnung 26 der Platte 10 angebracht ist. Der Sensor 24 würde die Lichtmenge oder die Lichtübertragung durch den Wafer hindurch abfühlen und insbesondere durch die Öffnung 26. Ein solches Abfühlen könnte z.B. hinsichtlich einer Spannungsablesung erfolgen, die sich von der Spannungsablesung des Hauptplattenmaterials 12 unterscheidet und würde sich von der Spannungsablesung eines vollständig geöffneten Lochs oder einer Apertur 26 unterscheiden. Wenn der Sensor 24 keine ordnungsgemäße Spannung detektiert, welche eine Darstellung der ordnungsgemäßen Lichtmenge ist, die durch die Öffnung 26 hindurch übertragen wird, dann würde die Vorrichtung inaktiviert. Dies würde bedeuten, dass entweder die Platte 10 zuvor verwendet wurde und kein Abfühlmaterial mit ordnungsgemäßen Lichtübertragungscharakteristika mehr besitzt, oder dass ein Herstellungsdefekt vorliegt und das Abfühlmaterial nicht über bzw. in der Öffnung 26 angebracht ist.
  • Wie in den 2 bis 3 dargestellt ist, weist das Abfühlmaterial ein Laminat oder Komposit 28 auf, das aus einem klaren bzw. durchsichtigen Basismaterial 30, wie beispielsweise Mylar® (PET), hergestellt ist. Das Laminat 28 umfasst auch eine weitere äußere Schicht 34, die vorzugsweise identisch zu der äußeren Schicht 30 ist. Eine Zwischenschicht 32 vervollständigt die Laminatstruktur 28. Die Schicht bzw. Lage 32 könnte eine Beschichtung auf einer der Tragschichten 30 oder 34 sein, und ist aus einem schrumpfbaren Material mit begrenzten Lichtübertragungscharakteristika, wie beispielsweise Aluminium, hergestellt.
  • Das '612 Patent offenbart, dass das Schmelz- bzw. Sicherungsmaterial in einer solchen Art und Weise angebracht ist, dass der Teil der Öffnung in das das Schmelzmaterial platziert wird, eine größere Abmessung auf einer Seite besitzt als auf der anderen. Solche Anbringungstechniken könnten auch für das Komposit 28 verwendet werden. Die 3 bis 4 illustrieren eine An bringungsstruktur, welche eine Vielzahl von Ansätzen bzw. Stäben 36 auf einer Seite 12 aufweist, zum Halten des Laminats in einem angebrachten Zustand innerhalb der Apertur bzw. Öffnung 26. Die Stäbe 36 können auf jeder Seite des Laminats oder vorzugsweise nur auf einer Seite vorgesehen sein.
  • Wie in der bevorzugten Ausführung dargestellt ist, sind die Stäbe nur auf einer Seite vorgesehen, indem von der Waferstruktur Gebrauch gemacht wird, die so ausgeführt ist, dass sie auf sich selbst zurückgefaltet ist um zwei nebeneinander liegende Seiten 12, 12 zu bilden. Somit könnte das Laminat 26 in die Öffnung 26A in einer der Seiten der Lage 12 platziert werden, wie beispielsweise der rechten Lage gemäß 3. Die Platte könnte dann auf sich selbst zurückgebogen werden, so dass die zweite Seite 12 eine Öffnung 26B besitzt, die kleiner ist als die Öffnung 26A und sich somit umfangsmäßig nach Innen bezüglich der Außenkanten des Komposits 28 erstreckt, wie deutlich in 3 dargestellt ist. Die Stäbe bzw. Ansätze 36 halten das Komposit 28 in der Öffnung und zwar auf der Seite der größeren Öffnung 26A.
  • Da das zwischenliegende schrumpfbare Material 32 auf beiden Seiten durch die Außenlagen 30 und 34 geschützt ist, ist das Problem eines Zerkratzens der Lage über ein akzeptables Maß hinaus eliminiert. Somit können Kratzer, die ansonsten auftreten können, durch Beschichtungs-Aufwickel-, Schneid- oder Stanzwerkzeuge vermieden werden. Wo die äußeren Lagen 30, 34 identisch zueinander ausgebildet sind, gibt es kein Problem hinsichtlich der Ausrichtung des Komposits 28 in der Platte.
  • Die vorliegende Erfindung vermeidet dadurch jegliche Probleme, die sich ansonsten ergeben würden bei einem zweischichtigen Laminat, da die schrumpfbare Lage nicht länger freiliegt und somit keine Variabilität hinsichtlich der optischen Dichte besitzt. Die vorliegende Erfindung vermeidet die Notwendigkeit, des hohen Inspektionsgrades, der verwendet werden würde, für ein Zweilagenlaminat, einschließlich der Inspektion unter Verwendung einer optischen Testanlage um sicherzustellen, dass jede Wafersicherung keine übermäßigen Kratzer aufweist, welche in falscher Weise eine verwendete Platte anzeigen. Ein weiteres Problem, das sich bei der zweilagigen Sicherung ergibt liegt darin, dass eine solche Sicherung oder ein solches Laminat die Tendenz besitzt, vollständig in ein Kügelchen zu schmelzen, das nicht an der Platte anhaftet, insbesondere wenn die aluminiumbeschichtete Seite zu dem Kupfer weist. Bei dem dreischichtigen Laminat 28 dieser Erfindung, werden die obigen Probleme überwunden. Zunächst ist die Aluminiumschicht 32 keinem Zerkratzen ausgesetzt. Als zweites sollte das Mylar® oder PET schmelzen, und an dem Kupfer anhaften ohne herauszufallen. Als drittes eliminiert das doppelseitige Mylar® die Notwendigkeit für die Ausrichtung der Aluminiumseite der Sicherung weg von der Platte. Das Laminat 28 ist vorzugsweise ein 2,8 mil aluminiumbeschichtetes PET Substrat mit einer optischen Dichte von 1,7 ± 0,1 Abdeckung, das mit einem 2,8 mil durchsichtigen PET Film laminiert ist.
  • 5 illustriert das Sicherungsmaterial nach der Anlegung von 3,67 Volt. Die Mylar® Schichten bzw. Lagen 30, 34 sind ausgerichtetes Mylar® infolge eines 2-Wege-Stretch bzw. -Streckvorgangs. Wenn Wärme angelegt wird, wie beispielsweise bei einer Temperatur von 300°C wird die Ausrichtung gelöst und die Mylar® Lagen beginnen zu schrumpfen, wodurch die Aluminiumschicht mitschrumpft bzw. -getragen wird. Es gibt eine Tendenz dahingehend, dass die Mylar® Lagen an bestimmten Teilen der Kupferplatte anhaften, und von anderen Teilen wegschrumpfen. 5 zeigt z.B. die unregelmäßige Form, welche durch das Laminat 28 eingenommen wird, nachdem es eine bestimmte Schrumpfung gab, und die einen offenen Schmelz-Schrumpfbereich 38 lässt. 6 zeigt das Laminat 28 nach dem Anlegen von 4,8 Volt. Die Laminatlagen sind im größeren Maße geschrumpft, wodurch ein größerer Schmelz-Schrumpfbereich 38 verbleibt.
  • Der Schmelz-Schrumpfbereich 38 sieht somit einen Pfad vor, durch den Licht direkt durch die Öffnung 26 hindurchgehen kann. Dem gemäß resultiert der Durchgang von Licht in der Detektierung einer Veränderung der Lichtübertragungscharakteristika, wodurch angezeigt wird, dass die Platte zuvor erhitzt oder verwendet wurde.
  • Beim Kühlen neigt das Laminat 28 dazu, an der Kupferplatte anzuhaften und kann somit weggeworfen werden, wenn die Platte weggeworfen wird. Dies vermeidet jegliche Probleme, die ansonsten auftreten würden, wenn das Sicherungsmaterial aus der Öffnung in die Maschine fällt.
  • Obwohl die Platte 10 dargestellt und beschrieben wurde mit zwei bestimmten Seiten 12, 12, welche sich daraus ergeben, dass die Platte auf sich selbst zurückgebogen wurde, können die Seiten auch gegenüberliegende Seiten einer einlagigen Platte sein.

Claims (12)

  1. Ein Wafer bzw. eine Platte (10) zur Verwendung in einer Vorrichtung zum selektiven Verbinden und Trennen von Plastikrohren bzw. -schläuchen, wobei die Platte (10) in der Form einer erwärmbaren flachen Platte mit gegenüberliegenden Seiten (12, 12) vorgesehen ist, wobei sich eine Öffnung (26) vollständig durch die Seiten (12, 12) erstreckt, wobei eine Sicherung in der Öffnung (26) angeordnet ist, wobei die Sicherung aus einem laminierten Material bzw. Laminatmaterial (28) gefertigt ist, das die Öffnung (26) abdeckt, und zwar vor dem Erwärmen der Platte (10), und wobei es die Öffnung (26) abgedeckt hält nachfolgend einer Erwärmung der Platte (10), wobei die Sicherung nach einem Erwärmen der Platte (10) erhöhte Lichtdurchlässigkeitseigenschaften hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminatmaterial (28) ein dreischichtiges Laminatmaterial ist.
  2. Platte nach Anspruch 1, wobei das Laminat (28) ein Paar von äußeren Schichten (30, 34) aufweist, von denen eine jede Lichtdurchlässigkeitseigenschaften hat, eine Zwischenlage (32) mit Lichtdurchlässigkeitseigenschaften, die sich von den Lichtdurchlässigkeitseigenschaften der äußeren Schichten (30, 34) unterscheidet, wobei die Schichten beim Erwärmen schrumpfen zum Erzeugen eines Schmelzschrumpfbereichs (38), der dem Licht einen Durchgang durch die Öffnung (26) gestattet.
  3. Platte (10) nach Anspruch 2, wobei jede der äußeren Schichten (30, 34) aus einem transparenten Material gefertigt ist.
  4. Platte (10) nach Anspruch 2, wobei jede der äußeren Schichten (30, 34) aus dem gleichen Material gefertigt ist und die gleichen Lichtdurchlässigkeitseigenschaften hat.
  5. Platte (10) nach Anspruch 4, wobei die Öffnung (26) durch ein erstes Loch (26A) auf einer Seite (12) der erwärmbaren flachen Platte ausgebil det ist, die benachbart zu einer der äußeren Schichten angeordnet ist, und wobei ein zweites ausgerichtetes Loch (26B) auf einer gegenüberliegenden Seite (12) der erwärmbaren flachen Platte ausgebildet ist, und zwar benachbart zu der anderen der äußeren Schichten.
  6. Platte (10) nach Anspruch 5, wobei das erste Loch (26A) von größerem Ausmaß ist als das zweite Loch (26B).
  7. Platte (10) nach Anspruch 6, der eine Vielzahl von Ansätzen bzw. Stäben (36) an dem ersten Loch (26A) zum Halten des in der Öffnung (26) Laminats (28) aufweist.
  8. Platte (10) nach Anspruch 7, wobei jede der äußeren Schichten (30, 34) aus PET gefertigt ist, wie beispielsweise Mylar®, und wobei die Zwischenschicht (32) aus Aluminium gefertigt ist.
  9. Platte (10) nach Anspruch 1, wobei die Öffnung (26) ausgebildet ist durch ein erstes Loch (26A) auf einer Seite (12) der erwärmbaren flachen Platte, und zwar benachbart zu einer der äußeren Schichten, und wobei ein zweites ausgerichtetes Loch (26B) ausgebildet ist auf eine gegenüberliegenden Seite (12) der erwärmbaren flachen Platte, und zwar benachbart zu der anderen der äußeren Schichten.
  10. Platte (10) nach Anspruch 9, wobei das erste Loch (26A) von größerem Ausmaß ist als das zweite Loch (26B).
  11. Platte (10) nach Anspruch 10, die eine Vielzahl von Ansätzen bzw. Stäben (36) am ersten Loch (26A) aufweist zum Halten des in der Öffnung angebrachten Laminats (28).
  12. Platte (10) nach Anspruch 1 oder 11, wobei die Seiten (12, 12) einander gegenüberliegende Seiten einer gebogenen Platte sind.
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