NL2012673A

NL2012673A - Device for performing a local operation on a workpiece.

Info

Publication number: NL2012673A
Application number: NL2012673A
Authority: NL
Inventors: Arnoldus De Bie Petrus; Do Livramento Jan
Original assignee: Miyachi Europe B V; Miyachi Europe GmbH
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2016-02-04
Also published as: NL2012673B1

Description

Inrichting voor het uitvoeren van een lokale bewerking op een werkstukDevice for performing a local operation on a workpiece

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een lokale bewerking op een werkstuk, omvattende een bewerkingsorgaan dat uitgaat van een actuator om onder druk met een contactvlak in contact met het werkstuk te treden.The present invention relates to a device for performing a local machining on a workpiece, comprising a machining member which emanates from an actuator for contacting the workpiece under pressure with a contact surface.

Een dergelijke inrichting kan bijvoorbeeld een inrichting omvatten waarmee één of meer elektroden met contactsporen van een elektronische inrichting worden verbonden. Daarbij wordt een elektrode nauwkeurig uitgelijnd met de betreffende contactsporen om vervolgens met het bewerkingsorgaan onder druk en bij verhoogde temperatuur daarop mechanisch te worden gehecht en elektrisch te worden verbonden. Het kan daarbij om een directe verbinding gaan, maar ook wordt in voorkomende gevallen een contactmiddel zoals een anisotropisch elektrisch geleidende film (ACF), een anisotropisch geleidende pasta (ACP) of een soldeermiddel tussen beiden toegepast om een deugdelijke elektrische verbinding te verzekeren. De voor een juiste vloeiing en brugvorming van de film of soldeer vereiste warmte wordt door het bewerkingsorgaan toegevoerd terwijl daarmee gelijktijdig tevens een zekere druk wordt uitgeoefend. Het bewerkingsorgaan is in voorkomende gevallen uitgerust met verwarmingsmiddelen in de vorm van een stel aansluitelektroden die aan een gestabiliseerde en nauwkeurig geregelde elektrische voeding zijn gekoppeld om de voor de verwarming vereiste energie al of niet gepulseerd te leveren. In de praktijk wordt een dergelijk bewerkingsorgaan gewoonlijk aangeduid als "thermode" en de beschreven techniek een zogenaamde "hot bar" verbindingstechniek.Such a device can for instance comprise a device with which one or more electrodes are connected to contact tracks of an electronic device. An electrode is thereby accurately aligned with the relevant contact tracks to subsequently be mechanically bonded and electrically connected to the processing member under pressure and at elevated temperature thereon. This may be a direct connection, but in some cases a contact means such as an anisotropic electrically conductive film (ACF), an anisotropically conductive paste (ACP) or a soldering agent is used between the two to ensure a proper electrical connection. The heat required for correct flowing and bridging of the film or solder is supplied by the processing member, while at the same time a certain pressure is exerted. The processing member is equipped, where appropriate, with heating means in the form of a set of connecting electrodes which are coupled to a stabilized and precisely controlled electrical supply to supply the energy required for heating, whether or not pulsed. In practice, such a processing device is usually referred to as "thermode" and the described technique is a so-called "hot bar" connection technique.

Geavanceerde hot bar systemen zijn in staat om een nauwkeurig gedefinieerde en programmeerbare verwarmingscyclus aan een specifiek oppervlak op te leggen om een elektro-mechanische verbinding tussen afzonderlijke onderdelen te creëren. Afhankelijk van de materiaal-specificaties, de vormgeving van de onderdelen en de vereiste functionaliteit van het eindproduct wordt een specifiek hot-bar proces gekozen. Daarbij wordt onderscheid gemaakt tussen ruwweg een drietal hot bar verbindingstechnieken, te weten hot bar solderen (Reflow Soldering), anisotroop verbinden (Heat Seal & Anisotropic Conductive Film/Paste ACF/ACP bonding) en versmelten (Heat Staking).Advanced hot bar systems are able to impose a precisely defined and programmable heating cycle on a specific surface to create an electro-mechanical connection between individual components. Depending on the material specifications, the design of the parts and the required functionality of the end product, a specific hot-bar process is chosen. A distinction is made between roughly three hot bar joining techniques, namely hot bar soldering (Reflow Soldering), anisotropic joining (Heat Seal & Anisotropic Conductive Film / Paste ACF / ACP bonding) and fusing (Heat Strike).

In al deze gevallen wordt gebruik gemaakt van een verwarmingselement als bewerkingsorgaan, een zogenaamde thermode, waarmee naast een gecontroleerde warmtetoevoer gelijktijdig een druk op het werkstuk wordt uitgeoefend.In all these cases, use is made of a heating element as a processing element, a so-called thermode, with which, in addition to a controlled heat supply, a pressure is simultaneously exerted on the workpiece.

Deze verbindingstechniek wordt met name toegepast voor het elektrisch contacteren en mechanisch verbinden van onderdelen van elektronische inrichtingen, zoals printplaten (PCB), IC’s en beeldschermen. Naarmate er een verdere miniaturisering plaatsvindt van dergelijke inrichtingen met een steeds verdergaande integratie van elektronische componenten daarin, worden er strengere toleranties opgelegd aan de positionering en inwerking van het bewerkingsorgaan op het werkstuk. Met name dient ervoor te worden gewaakt dat het bewerkingsorgaan binnen een zekere procestolerantie niet of nauwelijks uitwijkt wanneer daarmee op het werkstuk wordt ingewerkt, zelfs niet indien het werkstuk ter plaatse een oneffenheid vertoont.This connection technique is used in particular for the electrical contact and mechanical connection of parts of electronic devices, such as printed circuit boards (PCB), ICs and screens. As a further miniaturization takes place of such devices with an ever-increasing integration of electronic components therein, stricter tolerances are imposed on the positioning and action of the processing member on the workpiece. In particular, care must be taken that within a certain process tolerance the processing member does not, or hardly, deviate when it is worked into the workpiece, even if the workpiece exhibits an unevenness at that location.

Met de onderhavige uitvinding wordt dan ook onder meer beoogd te voorzien in een bewerkingsinrichting van de in de aanhef beschreven soort met een bewerkingsorgaan waarmee op een nauwkeurig bepaalde positie onder een daarmee opgelegde druk een bewerking op een werkstuk kan worden uitgevoerd, terwijl een onbedoelde verplaatsing van het bewerkingsorgaan door toedoen van een plaatselijke oneffenheid of scheefstand van het werkstuk effectief wordt tegengegaan.The present invention therefore has for its object, inter alia, to provide a machining device of the type described in the preamble with a machining member with which a machining can be performed on a workpiece at a precisely determined position under a pressure imposed therewith, while an unintended displacement of the processing member is effectively prevented by the action of a local unevenness or tilt of the workpiece.

Om het beoogde doel te bereiken heeft een inrichting van de in de aanhef beschreven soort volgens de uitvinding als kenmerk dat het bewerkingsorgaan door tussenkomst van een stel verbindingsarmen met de actuator is verbonden, welke verbindingsarmen aan tegenoverliggende uiteinden zwenkbaar om een zwenkas zijn verbonden, en dat denkbeeldige hartlijnen van de verbindingsarmen elkaar althans nagenoeg ter hoogte van het contactvlak van het bewerkingsorgaan kruisen. De hartlijnen vormen aldus circa tegenoverliggende zijden van een denkbeeldig trapezium waarvan hoekpunten op de zwenkassen van de verbindingsarmen zijn gelegen. Dankzij een dergelijke ophanging van het bewerkingsorgaan door middel van een stel verbindingsarmen dat elkaar in het verlengde daarvan circa ter hoogte van het contactvlak kruist, wordt een virtueel draaipunt gerealiseerd, i.e. een scharnierlijn, ter hoogte van het contactvlak en daarmee dus precies ter hoogte van het contact met het werkstuk. Dit zorgt ervoor dat ook bij een zekere lokale oneffenheid of scheefstand van het werkstuk het bewerkingsorgaan niet of nauwelijks een zijdelingse uitwijking dwars op die schamierlijn, noch in verticale zin, zal uitvoeren, zodat een hoge precisie van de bewerking kan worden gehandhaafd. Hoewel idealiter het snij- of kruispunt van de hartlijnen exact ter hoogte van het contactvlak ligt, is het in de praktijk afdoende dat dit punt binnen een afstand daarvan af ligt zodat een uitwijking van het bewerkingsorgaan tot binnen vigerende procestoleranties zal zijn beperkt.In order to achieve the intended object, a device according to the invention of the type described in the preamble is characterized in that the processing member is connected to the actuator through the intervention of a pair of connecting arms, which connecting arms are pivotally connected at opposite ends about a pivot axis, and that imaginary axes of the connecting arms cross at least substantially at the level of the contact surface of the processing member. The center lines thus form approximately opposite sides of an imaginary trapezoid whose vertices are located on the pivot axes of the connecting arms. Thanks to such a suspension of the processing member by means of a set of connecting arms which, as an extension thereof, cross one another approximately at the level of the contact surface, a virtual pivot point is realized, i.e. a hinge line, at the level of the contact surface and thus exactly at the level of the contact surface. contact with the workpiece. This ensures that even with a certain local unevenness or skew of the workpiece, the processing member will hardly, if at all, exert a lateral deviation transversely of said hinge line, nor in a vertical sense, so that a high precision of the machining can be maintained. Although ideally the intersection or intersection of the center lines is exactly at the level of the contact surface, it is sufficient in practice for this point to lie within a distance therefrom, so that a deviation of the processing member to process tolerances in force will be limited.

Een bijzonder praktische uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is gekenmerkt doordat het bewerkingsorgaan uitgaat van een houder, welke houder een basisdeel omvat dat met de actuator is verbonden alsmede een verbindingsdeel dat met het bewerkingsorgaan is verbonden, doordat de houder het stel verbindingsarmen omvat, en doordat de verbindingsarmen het verbindingsdeel en het basisdeel onderling verbinden. In een meer bijzondere uitvoeringsvorm heeft de inrichting volgens de uitvinding daarbij bovendien als kenmerk dat het bewerkingsorgaan verwisselbaar met het verbindingsdeel is verbonden. Aldus is de configuratie volgens de uitvinding reeds volledig in de houder geïntegreerd, hoewel afgestemd op de dimensies van het bewerkingsorgaan, zodat het bewerkingsorgaan of het overige deel van de inrichting geen verdere aanpassing behoeft. Het bewerkingsorgaan kan bij slijtage of om een andere moverende reden eenvoudig worden uit- of afgenomen om te worden verwisseld of onderhouden.A particularly practical embodiment of the device according to the invention is characterized in that the processing member starts from a holder, which holder comprises a base part connected to the actuator and a connecting part connected to the processing member, in that the holder comprises the set of connecting arms, and in that the connecting arms connect the connecting part and the base part to each other. In a more special embodiment, the device according to the invention furthermore has the feature that the processing member is interchangeably connected to the connecting part. Thus, the configuration according to the invention is already fully integrated in the holder, although adapted to the dimensions of the processing member, so that the processing member or the remaining part of the device requires no further adjustment. The processing member can simply be taken out or removed in case of wear or for other reasons for being replaced or maintained.

In de praktijk blijkt een bijzonder stabiele ophanging te worden bereikt met een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding welke is gekenmerkt doordat de houder deelbaar is en althans nagenoeg gelijke segmenten waartussen het bewerkingsorgaan losneembaar is verbonden en doordat de segmenten elk een stel verbindingsarmen omvatten tussen een verbindingsdeel en een basisdeel daarvan. Het bewerkingsorgaan kan daarbij tussen beide segmenten worden ingeklemd ten behoeve van een spelingvrije en uitermate stabiele onderlinge verbinding van het geheel.In practice, a particularly stable suspension appears to be achieved with a further special embodiment of the device according to the invention, which is characterized in that the holder is divisible and at least substantially equal segments between which the processing member is releasably connected and in that the segments each comprise a set of connecting arms between a connecting part and a base part thereof. The processing member can thereby be clamped between the two segments for a play-free and extremely stable mutual connection of the whole.

De verbindingarmen kunnen op zichzelf van uiteenlopende aard zijn en daarbij zowel integraal met aangrenzende delen zijn gevormd dan wel daarmee losneembaar zijn verbonden. Een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is evenwel gekenmerkt doordat verbindingsarmen bladveren omvatten die aan tegenoverliggende uiteinden verend uitgaan van respectievelijk het verbindingsdeel en het basisdeel. Dergelijke bladveren staan een zijdelingse uitwijking toe om een eventuele axiale lengteverandering te kunnen accommoderen zonder ontoelaatbare interne mechanische spanningen te induceren.The connecting arms can be of a different nature per se and are thereby integrally formed with adjacent parts or can be detachably connected thereto. A preferred embodiment of the device according to the invention, however, is characterized in that connecting arms comprise leaf springs which springly extend at opposite ends from the connecting part and the base part, respectively. Such leaf springs allow a lateral deflection to accommodate any axial length change without inducing inadmissible internal mechanical stresses.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding daarbij gekenmerkt doordat althans het verbindingsdeel, het basisdeel en de tussenliggende verbindingsarmen van een segment van de houder integraal met elkaar zijn en een gemeenschappelijk monolithisch onderdeel vormen. Deze integrale, monolithische opzet zorgt voor een spelingvrije verbinding van de verbindingsarmen die in de praktijk niet of nauwelijks aan slijtage onderhevig zal zijn. Het betreffende onderdeel wordt met voordeel uit een stuk vervaardigd, waartoe in een bijzondere uitvoeringsvorm de inrichting volgens de uitvinding is kenmerkt doordat het onderdeel door een materiaal afnemende bewerking uit een monolitisch lichaam werd gevormd.In a further preferred embodiment, the device according to the invention is herein characterized in that at least the connecting part, the base part and the intermediate connecting arms of a segment of the holder are integral with each other and form a common monolithic part. This integral, monolithic design ensures a play-free connection of the connecting arms, which in practice will not or hardly be subject to wear. The component in question is advantageously manufactured from one piece, for which purpose in a special embodiment the device according to the invention is characterized in that the component was formed by a material-reducing operation from a monolithic body.

Om tevens in een richting van de hiervoor beschreven virtuele scharnieras op vergelijkbare wijze een lokale oneffenheid of scheefstand in het oppervlak van het werkstuk te kunnen opvangen, heeft een verdere bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat de houder door tussenkomst van een verder stel verbindingsarmen met de actuator is verbonden, welke verbindingsarmen aan tegenoverliggende zijden zwenkbaar zijn verbonden, dat denkbeeldige hartlijnen van het verdere stel verbindingsarmen elkaar althans nagenoeg ter hoogte van het contactvlak kruisen, en dat het verdere stel verbindingsarmen althans nagenoeg kruislings dwars op het eerste stel verbindingsarmen is gericht. Aldus wordt een verdere virtuele scharnieras circa ter hoogte van het contactvlak geboden waaromheen het bewerkingsorgaan min of meer vrijelijk kan scharnieren zonder in de richting van de eerste scharnieras hoegenaamd een zijwaartse kracht op het werkstuk uit te oefenen. Aldus kan ook in deze richting een onverhoopte zijdelingse uitwijking van het bewerkingsorgaan worden onderdrukt, althans tot binnen de geldende procesparameters worden beperkt.In order to also be able to compensate in a direction of the above-described virtual pivot axis in a comparable manner a local unevenness or tilt in the surface of the workpiece, a further special embodiment of the device according to the invention has the feature that the holder through a further set of connecting arms is connected to the actuator, which connecting arms are pivotally connected on opposite sides, that imaginary axes of the further set of connecting arms cross at least substantially at the level of the contact surface, and that the further set of connecting arms are at least substantially crosswise to the first set of connecting arms is focused. A further virtual pivot axis is thus provided approximately at the level of the contact surface around which the processing member can pivot more or less freely without exerting any direction whatsoever on the workpiece in the direction of the first pivot axis. Thus, also in this direction, an unexpected lateral deviation of the processing member can be suppressed, at least limited to within the applicable process parameters.

Ten behoeve van een dergelijke kruislingse koersvastheid van het bewerkingsorgaan heeft een bijzonder praktische uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding als kenmerk dat het eerste stel verbindingsarmen uitgaat van een eerste houder en het verdere stel verbindingsarmen van een verdere houder, die althans in hoofdzaak soortgelijk is aan de eerste houder. De houders worden daarbij althans in hoofdzaak dwars op elkaar onderling verbonden tot een samenhangend samenstel waarvan het bewerkingsorgaan met kantelvrijheid naar beide richtingen uitgaat.For such a crosswise directional stability of the processing member, a particularly practical embodiment of the device according to the invention has the feature that the first set of connecting arms emanates from a first holder and the further set of connecting arms from a further holder, which is at least substantially similar to the first holder. The holders are then mutually connected at least substantially transversely to each other to form a cohesive assembly, the processing member of which extends freely in both directions.

Hoewel niet uitsluitend is de uitvinding in het bijzonder doelmatig voor een inrichting voor het onder verhoogde temperatuur en druk mechanisch en eventueel tevens elektrisch geleidend verbinden van een onderdeel, zoals een elektrisch connectorlichaam, met het werkstuk. Met het oog daarop heeft de uitvinding met name betrekking op een inrichting welke is gekenmerkt doordat het bewerkingsorgaan een verwarmbare thermode van een elektrische thermode-inrichting omvat.Although not exclusively the invention is particularly effective for a device for mechanically and optionally also electrically conductively connecting a component, such as an electrical connector body, to the workpiece under elevated temperature and pressure. In view of this, the invention relates in particular to a device which is characterized in that the processing member comprises a heatable thermode of an electric thermode device.

De uitvinding zal navolgend nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld en een bijbehorende tekening. In de tekening toont: figuur 1 een perspectivisch aanzicht van een houder met daarin een bewerkingsorgaan in een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2A een eerste isometrisch aanzicht van de houder van figuur 1; figuur 2B een tweede isometrisch aanzicht van de houder van figuur 1, dwars op het aanzicht van figuur 2A; figuur 3 een doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een thermode- houder met verbindingsarmen zoals toegepast in de inrichting van figuur 1; en figuur 4 een grafische representatie van een gecalculeerde laterale uitwijking van het bewerkingsorgaan van de inrichting van figuur 1, in afzonderlijke loodrechte richtingen, bij een daaraan opgelegde scheefstand.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment and an accompanying drawing. In the drawing: figure 1 shows a perspective view of a holder with a processing member therein in an embodiment of a device according to the invention; figure 2A shows a first isometric view of the holder of figure 1; figure 2B shows a second isometric view of the holder of figure 1, transverse to the view of figure 2A; figure 3 shows a cross-section of a preferred embodiment of a thermode holder with connecting arms as used in the device of figure 1; and Figure 4 is a graphical representation of a calculated lateral deflection of the processing member of the device of Figure 1, in separate perpendicular directions, with a skew imposed thereon.

De figuren zijn overigens zuiver schematisch en niet op schaal getekend. Met name kunnen terwille van de duidelijkheid sommige dimensies in meer of mindere mate overdreven zijn weergeven. Overeenkomstige delen zijn in het algemeen voorzien van eenzelfde verwijzingscijfer.The figures are purely schematic and not drawn to scale. In particular, for the sake of clarity, some dimensions may be exaggerated to a greater or lesser extent. Corresponding parts are generally provided with the same reference numeral.

Figuur 1 toont een inrichting volgens de uitvinding in de vorm van een systeem waarmee bijvoorbeeld geleidersporen van een elektronische inrichting (100), zoals een halfgeleidercomponent of een vlak beeldscherm, uitermate nauwkeurig met een contactelektrode (150) kunnen worden verbonden door deze laatste daarop onder druk en bij verhoogde temperatuur daarop te hechten onder tussenkomst van een anisotropisch geleidende folie of pasta (125), gewoonlijk aangeduid als respectievelijk (ACF) en (ACP). Daartoe omvat de inrichting een lineaire actuator 10 die elektronisch wordt uitgestuurd en die aan een uiteinde een houder 20 draagt voor een bewerkingsorgaan in de vorm van een zogenaamde thermode 30.Figure 1 shows a device according to the invention in the form of a system with which, for example, conductor tracks of an electronic device (100), such as a semiconductor component or a flat screen, can be connected extremely accurately to a contact electrode (150) by the latter thereon under pressure and adhere to it at elevated temperature through an anisotropic conductive film or paste (125), commonly referred to as (ACF) and (ACP), respectively. To this end the device comprises a linear actuator 10 which is electronically controlled and which carries a holder 20 at one end for a processing member in the form of a so-called thermode 30.

De thermode 30 omvat twee onderling verbonden delen die deel uitmaken van een sluitbare stroomkring van een niet nader getoonde, maar voor een gemiddelde vakman genoegzaam bekend veronderstelde elektronische voeding van aanzienlijk vermogen. Nabij een contactvlak vernauwt een werkzame, stroom voerende doorsnede van de thermode zodat juist daar een warmteontwikkeling plaats zal vinden die aan het contactvlak kan worden afgenomen. Daarbij wordt gewoonlijk onderscheid gemaakt tussen zogenaamde laterale thermodes, waarbij de vernauwing in eenzelfde vlak is gerealiseerd als beide stroom voerende delen, en een zogenaamde 3D thermode waarbij de vernauwing juist dwars op de stroom voerende delen is georiënteerd. Beide typen lenen zich binnen het kader van de onderhavige uitvinding.The thermode 30 comprises two interconnected parts that form part of a closable circuit of an electronic power supply of considerable power that is not shown in detail, but which is sufficiently well known to those of ordinary skill in the art. Close to a contact surface, an effective, current-carrying cross-section of the thermode narrows, so that a heat development will take place there, which can be taken off at the contact surface. A distinction is usually made between so-called lateral thermodes, in which the restriction is realized in the same plane as both current-carrying parts, and a so-called 3D thermode in which the restriction is precisely oriented transversely to the current-carrying parts. Both types lend themselves within the scope of the present invention.

Een dergelijke inrichting vindt in het bijzonder toepassing voor het mechanisch en elektrisch verbinden van een onderdeel, zoals een elektronische electrode, met een daarmee te contacteren elektronische inrichting, zoals een beeldscherm, zie ook figuur 2A en 2B. Daartoe wordt het werkstuk 100, in casu het beeldscherm, in een daarop afgestemde drager 200 naar de inrichting aangevoerd en een te verbinden elektrode 150 daarboven nauwkeurig gepositioneerd onder tussenkomst van een anisotroop geleidende lijm 125. Vervolgens wordt op het geheel met de thermode 30 een gepaste druk uitgeoefend en vindt vanuit de thermode een warmteoverdracht naar het werkstuk plaats waardoor geleidende deeltjes in de lijm 125 te bestemder plaatse juist tussen de elektrode 150 en het werkstuk 100 bijeen worden geforceerd om aldus uiteindelijk een elektrisch geleidende en hechte brug tussen beide onderdelen te vormen.Such a device finds particular application for mechanically and electrically connecting a component, such as an electronic electrode, with an electronic device to be contacted with it, such as a screen, see also Figs. 2A and 2B. For this purpose, the workpiece 100, in this case the display screen, is supplied to the device in a support 200 adapted thereto and an electrode 150 to be connected above it is accurately positioned with the aid of an anisotropic conductive glue 125. Then an appropriate is applied to the whole with the thermode 30 pressure is applied and heat transfer to the workpiece takes place from the thermode whereby forced conductive particles in the glue 125 at the location just between the electrode 150 and the workpiece 100 are forced together so as to ultimately form an electrically conductive and tight bridge between the two parts.

Met het oog op de almaar verdergaande miniaturisering van dergelijke onderdelen is het van groot belang dat het bewerkingsorgaan bij het aanleggen van een zekere druk op beide onderdelen zijdelings niet zal verschuiven, omdat daardoor anders een ondeugdelijk of onbedoeld elektrisch contact zou kunnen ontstaan. Om dit te vermijden is het bewerkingsorgaan 30 conform de uitvinding door tussenkomst van een stel scharnierende verbindingsarmen 25,26 met de actuator 10 gekoppeld.In view of the ever-further miniaturization of such components, it is of great importance that the processing member will not shift laterally when applying a certain pressure on both components, since otherwise faulty or unintended electrical contact could occur. To avoid this, the processing member 30 according to the invention is coupled to the actuator 10 through the interposition of a pair of hinged connecting arms 25, 26.

Deze verbindingsarmen 25,26 maken in dit voorbeeld deel uit van de houder 20 waarin de thermode 30 is gevat. De houder 20 omvat twee althans nagenoeg identieke segmenten 21,22 die aan naar elkaar gerichte zijden, bijvoorbeeld door middel van een stel niet nader getoonde schroefbouten, met de thermode 30 zijn verbonden. Door de schroefbouten los te nemen, kan de thermode aldus relatief eenvoudig worden uitgenomen, bijvoorbeeld voor onderhoud of vervanging. De thermode is aan weerszijden met een verbindingsdeel 21B,22B van elk van beide houdersegmenten 21,22 verbonden.In this example, these connecting arms 25, 26 form part of the holder 20 in which the thermode 30 is contained. The holder 20 comprises two at least substantially identical segments 21, 22 which are connected to the thermode 30 on opposite sides, for example by means of a set of screw bolts (not shown). By removing the screw bolts, the thermode can thus be removed relatively easily, for example for maintenance or replacement. The thermode is connected on either side to a connecting part 21B, 22B of each of the two holder segments 21,22.

Het betreffende verbindingsdeel 21B,22B van elk van de houdersegmenten 21,22 is op zijn beurt door tussenkomst van het stel verbindingsarmen 25 resp. 26 met een basisdeel 21A,22A van het betreffende segment 21,22 gekoppeld. Elk van de verbindingsarmen 25,26 is daarbij aan tegenover liggende uiteinden zwenkbaar om overstaande zwenkassen Z1,Z2 respectievelijk Z3,Z4. Tezamen definiëren de verbindingsarmen van ieder stel, althans in een gemeenschappelijk loodvlak en in een uitgangspositie, aldsu circa een trapezium met een (virtuele) tophoek ter hoogte van het contactvlak. Een intentionele axiale speling of anderszins bewegingsvrijheid in ten minste één van beide scharnierverbindingen, bijvoorbeeld door middel van een slobgat waarin een scharnierpen wordt ontvangen, staat een vrij zwenking van de verbindingsarmen 25,26 toe.The respective connecting part 21B, 22B of each of the holder segments 21, 22 is in turn interposed by the set of connecting arms 25 and 25 respectively. 26 is coupled to a base part 21A, 22A of the relevant segment 21,22. Each of the connecting arms 25, 26 is pivotable at opposite ends about opposite pivot axes Z1, Z2 and Z3, Z4, respectively. Together, the connecting arms of each set, at least in a common plumb plane and in a starting position, define approximately a trapezium with a (virtual) apex angle at the level of the contact plane. An intentional axial play or other freedom of movement in at least one of the two hinge connections, for example by means of a slotted hole in which a hinge pin is received, allows a free pivoting of the connecting arms 25, 26.

De verbindingsarmen 25,26 kunnen zijn uitgevoerd als samengestelde zwenkarmen van onderling scharnierbaar verbonden delen, maar omvatten idealiter bladveren van de soort zoals in figuur 3 getoond, die bijvoorbeeld door een materiaal afnemende bewerking, zoals (vonk)verspanen of laser snijden, als één geheel uit een monolithisch lichaam zijn gevormd. In dit voorbeeld is ten aanzien van het lichaam gekozen voor een blok uit een hoogwaardig metaal zoals bijvoorbeeld titanium. Aldus kunnen de verbindingsarmen met een uitermate grote precisie als een geheel met de aangrenzende delen van de segmenten worden gevormd en zijn de verbindingsarmen aan overstaande uiteinden spelingvrij zwenkbaar om een denkbeeldige zwenkas Z1..Z4 ten opzichte van de aangrenzende delen van het betreffende segment. Deze zwenkbaarheid is bereikt doordat de verbindingsarmen 25,26 uiteinden 25A,25B hebben, zie figuur 3, die belangrijk verjongen vanuit een centraal deel 25C van de arm, dat aanmerkelijk massiever is uitgevoerd. Dankzij dit centrale deel 25C worden laterale uitwijkingen onderdrukt bij het ten behoeve van het inveren van de uiteinden 25A,25B waarmee de bedoelde zwenking wordt gerealiseerd.The connecting arms 25, 26 can be designed as assembled pivot arms of mutually hingedly connected parts, but ideally comprise leaf springs of the type shown in Figure 3, which, for example by means of a material-reducing operation, such as (spark) machining or laser cutting, as a whole formed from a monolithic body. In this example, a body made of a high-quality metal such as titanium has been chosen with regard to the body. The connecting arms can thus be formed with an extremely high precision as a whole with the adjoining parts of the segments and the connecting arms can be pivot-free at opposite ends about an imaginary pivot axis Z1 ... Z4 relative to the adjoining parts of the relevant segment. This pivotability is achieved in that the connecting arms 25, 26 have ends 25A, 25B, see figure 3, which are substantially rejuvenated from a central part 25C of the arm, which is made considerably more solid. Thanks to this central part 25C, lateral deflections are suppressed when the ends 25A, 25B are compressed with which the said pivoting is realized.

De verbindingsarmen 25,26 zijn dusdanig gepositioneerd en onder een hoek ten opzichte van elkaar geplaatst dat respectieve hartlijnen H1,H2 daarvan elkaar circa ter hoogte van het contactvlak C van de thermode 30 zullen snijden, althans kruisen in een snijpunt S, zie figuur 2A. Dit snijpunt S vormt aldus ter hoogte van het contactvlak een denkbeeldig scharnierpunt dat bij een oneffenheid of scheefstand in het oppervlak van het werkstuk toestaat dat het bewerkingsorgaan 30 daaromheen kan kantelen zonder hoegenaamd in een richting dwars daarop zich te verplaatsen.The connecting arms 25, 26 are positioned and angled relative to each other such that respective axes H1, H2 thereof will intersect each other approximately at the level of the contact surface C of the thermode 30, at least intersect at an intersection point S, see figure 2A. This intersection point S thus forms an imaginary pivot point at the level of the contact surface which, in the case of an unevenness or tilting position in the surface of the workpiece, allows the processing member 30 to tilt around without substantially moving in a direction transversely thereto.

Figuur 4 geeft, uitgaande van de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm een impressie van de daadwerkelijke uitwijking van de thermode ten opzichte van het virtuele draaipunt S op basis van een mathematische modellering van een kanteling tussen 0 en 1 graad vanuit de horizontaal. Daaruit is af te leiden dat deze verplaatsing bij specifieke typische dimensies van de houder, die in de praktijk van de orde van centimeters zijn, in horizontale x-richting beperkt blijft tot maximaal de orde van 0,05 micrometer, terwijl in verticale y-richting de uitwijking niet meer dan maximaal 5 micrometer zal bedragen. Dit is beide ruimschoots binnen praktische proces-toleranties. Aldus kan een zijdelingse translatie in die richting effectief worden onderdrukt wanneer het bewerkingsorgaan onder druk inwerkt op een oneffenheid of scheefstand in het werkstuk en daarbij enigszins kantelt.Figure 4, starting from the embodiment described above, gives an impression of the actual deviation of the thermode from the virtual pivot point S on the basis of mathematical modeling of a tilt between 0 and 1 degree from the horizontal. It can be deduced from this that with specific typical dimensions of the holder, which in practice are of the order of centimeters, this displacement in the horizontal x-direction is limited to a maximum of the order of 0.05 micrometer, while in the vertical y-direction the deviation will not exceed a maximum of 5 micrometres. This is both well within practical process tolerances. Thus, lateral translation in that direction can be effectively suppressed when the processing member acts under pressure on an unevenness or skew in the workpiece and thereby tilts slightly.

Om tevens in een richting dwars op het vlak van de verbindingsarmen 25,26 op vergelijkbare wijze een dergelijke zijdelingse uitwijking van het bewerkingsorgaan te onderdrukken, zijn is de houder 20 op zijn beurt op soortgelijke wijze opgenomen in een soortgelijke verdere houder 50. Deze verdere houder is daarbij kruislings geplaatst ten opzichte van de eerste houder 20. Evenals de eerste houder 20 omvat ook deze verdere houder 50 een stel overstaande segmenten 51,52 met elk een verbindingsdeel 51B,52B en een basisdeel 51A,52A die door tussenkomst van een stel dubbel-scharnierende verbindingsarmen 55,56 onderling zijn verbonden. De verbindingsarmen scharnieren daarbij om (denkbeeldige) zwenkassen Y1,Y2 respectievelijk Y3,Y4, die ook hier circa een denkbeeldig trapezium definiëren met een tophoek S’ ter hoogte van het contactvlak C.In order to also suppress such a lateral deviation of the processing member in a direction transversely to the plane of the connecting arms 25, 26, the holder 20 is in turn similarly accommodated in a similar further holder 50. This further holder is thereby placed crosswise with respect to the first holder 20. Like the first holder 20, this further holder 50 also comprises a set of opposite segments 51, 52 with each a connecting part 51B, 52B and a base part 51A, 52A which, through the intervention of a set of double hinged connecting arms 55, 56 are interconnected. The connecting arms thereby pivot about (imaginary) pivot axes Y1, Y2 or Y3, Y4, which here also define approximately an imaginary trapezium with an apex angle S 'at the contact surface C.

Het basisdeel 51A,52A gaat telkens star van de houder 50 uit die met de actuator 10 is verbonden. De overstaande verbindingsdelen 51B,52B van de segmenten 51,52 zijn op vergelijkbare wijze als de verbindingsdelen 21B,22B van de segmenten 21,22 van de houder 20 van de thermode 30, met het basisdeel van die houder 20 verbonden. De verbindingsarmen 55,56 van de verdere houder 50 omvatten ook hier bladveren van de soort zoals in figuur 3 is getoond, die aan overstaande uiteinden zwenkbaar zijn en uit één geheel met de aangrenzende delen van de segmenten zijn gevormd.The base part 51A, 52A each time rigidly leaves the holder 50 which is connected to the actuator 10. The opposite connecting parts 51B, 52B of the segments 51,52 are connected in a similar manner to the connecting parts 21B, 22B of the segments 21,22 of the holder 20 of the thermode 30, with the base part of that holder 20. The connecting arms 55, 56 of the further holder 50 also here comprise leaf springs of the type shown in Figure 3, which are pivotable at opposite ends and are formed integrally with the adjacent parts of the segments.

Ook de respectieve hartlijnen H3,H4 van de verbindingsarmen 55,56 snijden, althans kruisen, elkaar in een snijpunt S’ ter hoogte van het contactvlak C of ten minste in de nabijheid daarvan, zie figuur 2B. De afstand van het snijpunt S,S’ van elk van de stellen verbindingsarmen 25,26 resp. 55,56 tot het contactvlak C is daarbij dusdanig klein dat een eventuele zijdelingse uitwijking van het bewerkingsorgaan 30 tot binnen aanvaardbare procestoleranties zal zijn beperkt. Een schouder 21C en nok 21D tussen het verbindingsdeel 21B en basisdeel 21A van de segmenten, zie figuur 3, begrenst daarbij bovendien een maximale uitslag waarover het bewerkingsorgaan in staat zal zijn te kantelen.The respective center lines H3, H4 of the connecting arms 55, 56 also intersect, at least cross, one another in an intersection point S 'at the level of the contact surface C or at least in the vicinity thereof, see figure 2B. The distance from the point of intersection S, S "of each of the sets of connecting arms 25, 26 and 55.56 to the contact surface C is thereby so small that any lateral deviation of the processing member 30 will be limited to acceptable process tolerances. A shoulder 21C and cam 21D between the connecting part 21B and base part 21A of the segments, see Figure 3, moreover thereby limits a maximum deflection over which the processing member will be able to tilt.

Hoewel de uitvinding hiervoor aan de hand van louter een enkel voorbeeld nader werd toegelicht, moge het duidelijk zijn dat de uitvinding daartoe geenszins is beperkt. Integendeel zijn voor een gemiddelde vakman binnen het kader van de uitvinding nog vele variaties en verschijningsvormen mogelijk. Zo is in het uitvoeringsvoorbeeld uitgegaan van een thermode-inrichting voor het geleidend verkleven van daarvoor geschikte anisotrope conductieve lijm of pasta, maar kan het bewerkingsorgaan ook een lastoorts of soldeerstift omvatten waarbij onder druk en bij verhoogde temperatuur een verbinding met het werkstuk wordt gemaakt of anderszins een orgaan omvatten waarmee onder het aanleggen van een druk op werkstuk wordt ingewerkt.Although the invention has been further elucidated above with reference to only a single example, it will be clear that the invention is by no means limited thereto. On the contrary, many variations and manifestations are possible for the average person skilled in the art within the scope of the invention. In the exemplary embodiment, for example, a thermode device is used for conductively bonding anisotropic conductive glue or paste suitable for this purpose, but the processing member may also comprise a welding torch or soldering pin in which a connection to the workpiece is made under pressure and at elevated temperature or otherwise comprise a device with which work is carried out while applying pressure to the workpiece.

Claims

Device for performing a local machining on a workpiece, comprising an actuator with a machining member, for contacting the workpiece directly or indirectly with a contact surface, characterized in that the machining member through at least one a pair of connecting arms is coupled to the actuator, which connecting arms are each pivotally connected at opposite ends about a pivot axis, and that imaginary axes of the connecting arms intersect at least substantially at the contact surface of the processing member.

Device as claimed in claim 1, characterized in that the processing member starts from a holder, which holder comprises a base part which is connected to the actuator and a connecting part connected to the processing member, that the holder comprises the set of connecting arms, and that the connecting arms connecting the connecting part and the basic part to each other.

Device as claimed in claim 2, characterized in that the processing member is interchangeably connected to the connecting part.

Device as claimed in claim 2 or 3, characterized in that the holder is divisible and comprises at least substantially equal segments between which the processing member is releasably connected, and in that the segments each comprise a set of connecting arms between a connecting part and a base part thereof.

Device as claimed in claim 2, 3 or 4, characterized in that connecting arms comprise leaf springs which resiliently extend on opposite sides from the connecting part and the base part, respectively.

Device as claimed in claim 5, characterized in that the leaf springs comprise a central part between opposite ends and that the ends have a smaller dimension in cross-section than the central part.

Device as claimed in claim 5 or 6, characterized in that at least the connecting part, the base part and the intermediate connecting arms of a segment of the holder are integral with each other and form a common monolithic part.

Device as claimed in claim 7, characterized in that the part was formed by a material-reducing treatment from a monolithic body.

Device as claimed in claim 2, characterized in that the holder is connected to the actuator through the intervention of a further set of connecting arms, which connecting arms are pivotally connected on opposite sides, that imaginary axes of the further set of connecting arms are also mutually at least substantially at the level of the cross contact surface, and that the further set of connecting arms is directed at least substantially crosswise to the first set of connecting arms.

Device as claimed in claim 8, characterized in that the first set of connecting arms starts from a first holder and the further set of connecting arms from a further holder, which is at least substantially similar to the first holder.

Device as claimed in one or more of the foregoing claims, characterized in that the processing member comprises a heatable thermode of a thermode device.