WO2005109976A1 - Method for mechanically separating and isolating interconnect devices from a circuit board panel - Google Patents

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WO2005109976A1
WO2005109976A1 PCT/EP2005/052074 EP2005052074W WO2005109976A1 WO 2005109976 A1 WO2005109976 A1 WO 2005109976A1 EP 2005052074 W EP2005052074 W EP 2005052074W WO 2005109976 A1 WO2005109976 A1 WO 2005109976A1
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separating
tool
lines
circuit
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Thomas Münch
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
    • H05K3/0052Depaneling, i.e. dividing a panel into circuit boards; Working of the edges of circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09009Substrate related
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0228Cutting, sawing, milling or shearing

Definitions

  • the invention relates to a method for mechanically separating circuit carriers from a circuit board.
  • circuit carriers are usually arranged in a printed circuit board panel in order to enable inexpensive and efficient manufacture.
  • the carrier material of the circuit board use and thus the circuit carrier is often a non-organic material, e.g. a ceramic.
  • the circuit carriers in use are often separated by a manual breaking process along first or second dividing lines which intersect and define the size and edge design of each of the circuit carriers.
  • the dividing lines are designed in the form of scribing patterns on the outer layer or layers of the carrier material.
  • Multilayer product deals, in which a plurality of metallization layers is formed in the interior of the carrier material.
  • the course of the crack cannot be visually inspected in the areas of metallized inner layers, so that an optical check is not possible.
  • the separation must therefore be carried out using a method which avoids such damage to the circuit carriers.
  • the separation of the circuit carriers from a circuit board is mainly done by hand.
  • the separation by hand does not rule out, however, that the surface quality of the circuits can be impaired despite all caution and means a loss of quality that may require the rejection of a circuit carrier.
  • Circuit carrier which is provided with a plurality of first separating lines spaced apart from one another and a plurality of second separating lines spaced apart from one another, which cross the first separating lines, with one of the first separating lines positioned in the separating tool such that
  • the object of the present invention is therefore to specify a method with which a multiplicity of circuit carriers present in a circuit board use can be reliably separated in a simple manner.
  • the method according to the invention for mechanically separating circuit carriers from a circuit board benefit comprises the following steps: providing a flat carrier material with a plurality of circuit carriers, which is provided with a plurality of first mutually spaced separating lines and a plurality of second mutually spaced separating lines which cross the first separating lines; mechanically separating the panels along the first separating lines into a plurality of lead frames, each of which has a plurality of circuit carriers arranged in a row; Aligning and simultaneously feeding at least two lead frames into a separating tool; and simultaneous cutting of the lead frames fed to the cutting tool along respective second cutting lines.
  • the invention provides that at least two or, according to a preferred embodiment, all lead frames generated from one benefit are simultaneously fed to the separating device for further separation of the circuit carriers from each of the lead frames.
  • a number of circuit carriers corresponding to the number of lead frames fed to the separating tool is broken or separated at the same time. In this way, the machine throughput of the cutting tool increases many times with the same number of cycles of the cutting tool if the leadframe is fed in multiple cells.
  • the invention thus enables the throughput of the cutting tool to be flexibly adapted, as a result of which investment costs for this can be reduced.
  • the mechanical separation of the benefit along the first dividing line into a plurality of lead frames can be carried out sequentially, i.e. successive. If the separation tool is designed accordingly, the separation into the plurality of lead frames can also take place simultaneously.
  • Each leadframe usually has the same number of circuit carriers, since the circuit carriers are arranged in a regular grid are provided in the printed circuit board.
  • the invention can also be applied to lead frames which have a different number of circuit carriers, which are each arranged in a row.
  • the lead frames are expediently aligned such that the second separating lines of the lead frames are arranged in a line. This ensures that the circuit carriers are separated only in the
  • the area of the dividing lines provided for this is done and no areas of the circuit carrier containing active geometries or components are damaged.
  • the alignment of the plurality of lead frames can advantageously be carried out using a feed tool.
  • the doctor blade provided in fully automatic depaneling units is used for this purpose, and the shape thereof may have to be adapted for the multi-cell supply of lead frames.
  • two adjacent lead frames are aligned in parallel and at a distance from one another in order to then be fed to the separating tool.
  • the spacing serves to prevent adjacent leadframes from “rubbing” against one another in order not to cause damage in the edge region. Damage can be caused even by lightly bumping against one another. This could happen, for example, when the circuit carriers are separated from the leadframe. Damage can occur The result is that the edges of the leadframes are not completely smooth due to the principle of breakage. Usually invisible injuries are favored, for example, if two leadframes are adjacent to one another that come from different uses or do not originate from adjacent rows of the printed circuit board's benefits.
  • the distance between two leadframes is preferably at least half the thickness of the carrier material.
  • a distance on the order of 0.2 to 0.3 mm has been found to be sufficient.
  • the distance can be ensured, for example, by recessed and retractable conical tips in a base plate of the separating tool, which also serve to align each individual lead frame in the separating tool.
  • the lead frames are expediently fixed using a fixing device before the simultaneous separation process.
  • the fixing is preferably carried out by generating a vacuum below at least one circuit carrier to be separated from a lead frame.
  • other mechanical fixing devices are also conceivable, e.g. exert pressure on the leadframes during the separation process in order to press them onto the base plate.
  • FIG. 1 shows a large number of circuit carriers in a printed circuit board
  • FIG. 2 shows the method step of isolating a lead frame along a first dividing line
  • FIG. 3 shows a plurality of lead frames spaced apart from one another in an arrangement such as can be supplied to a separating tool for further separation of the circuit carriers
  • FIG. 4 shows the method step of a simultaneous separation of carrier material on several lead frames
  • FIG. 5 shows the method step of simultaneously isolating a circuit carrier from each lead frame fed to the separating tool.
  • circuit carriers shown in a printed circuit board panel as well as the number of lead frames shown, which are subjected to a simultaneous separation step, are only examples and can be varied as desired in accordance with the concept of the invention. Likewise, the sizes of the printed circuit board or the circuit carriers formed therein are to be considered as examples.
  • the circuit carriers are regularly formed in the circuit board 1 in rows 1 to 6 and columns A to G.
  • the dimensions or the size of the circuit carrier 2 is formed by first dividing lines 3 running horizontally in the figure and second dividing lines 4 running vertically.
  • the dividing lines 3, 4 can e.g. be produced by making small recesses using a laser. Alternatively, it is also common to form the dividing lines using a mechanical processing tool.
  • Each of the circuit carriers 2 has an active region provided with the reference symbol 5 and a passive region 6 surrounding it. This distinction is intended to express that functional geometries are only provided in the active region 5 and that no damage to the carrier material of the circuit carrier is permitted in this region. On the other hand, 6 microcracks are permitted in the passive area, since no structural elements are inserted or introduced or electrical cables are routed.
  • the circuit carriers 2 arranged in the columns E to G are surrounded by so-called through openings 7 in the region of the crossing points of the dividing lines 3 and 4.
  • the through openings 7 are optional and are used to stop the course of the crack in the event of a mechanically triggered break that progresses intercrystalline or intracrystalline with an energy wave.
  • the through-openings 7 allow the energy wave to end in a targeted manner when it is separated by breaking along the dividing line, so that undesired cracks in the lateral direction can be prevented. This can ensure that the separation of the circuit carriers from the circuit board panel 1, regardless of the final shape of the circuit carriers, can only be accomplished by a simple, inexpensive and reliable breaking process.
  • the through openings 7 are preferably used when the first and second dividing lines 3, 4 meet at a non-orthogonal angle. Since this is not the case in the present exemplary embodiment, the through openings 7 could also be dispensed with.
  • FIGS. 2 to 5 show the method according to the invention for mechanically separating the circuit carriers 2 from the printed circuit board 1 of FIG. 1.
  • 1 is fed to a separating tool (not shown) which is based on the principle of mechanical breakage.
  • the circuit board benefit 1 is first separated along its first dividing lines 3.
  • the reference number 9 denotes the stroke line of the cutting tool, which coincides with the respective first cutting line 3 at the moment of cutting.
  • the cutting tool is capable of breaking along one cutting line in one processing step.
  • the printed circuit board panel 1 is fed to the cutting tool, for example an impact knife, in the feed direction identified by reference numeral 13.
  • the feed can take place, for example, by means of a doctor blade.
  • the printed circuit board is first divided into a number of lead frames corresponding to the number of lines of the printed circuit board, as is also common in the prior art. This can be better seen in FIG. 3, four lead frames being shown by way of example only.
  • the lead frames 11 are each arranged at a distance 12 from one another. The distance
  • conical pins 16 (FIG. 5) which are movably mounted in a base plate of the cutting tool. The diameter of the conical pins 16 then determines the distance 12.
  • the leadframes 11 are fed to the same or a further separating tool with which the circuit board panel 1 was separated into leadframes 11.
  • a circuit carrier can be separated from each of the lead frames 11 with a single processing step.
  • the section of the handling frame 8 that is not required is cut off (FIG. 4).
  • Substrates 2 take place.
  • the stroke line 10 corresponds to the course of the second separation line 4 at the moment of the separation process.
  • a circuit carrier is separated from each of the lead frames at the same time with a single work process.
  • the leadframes are locked in place. This is done by generating a vacuum below at least one circuit carrier of each lead frame 11.
  • the opening 15 provided for generating the vacuum in the base plate of the separating tool is arranged as close as possible to the stroke line 10. If necessary or sensible, a vacuum could also be created under several circuit carriers of a respective lead frame. In this way, the lead frames are pushed forward in the separating tool until all circuit carriers 2 are separated.
  • each leadframe has a total of seven circuit carriers
  • a total of eight separation processes (including the separation of the sections of the handling frame) must be carried out. Compared to the prior art, this results in an increased machine throughput with the same number of strokes of the cutting tool.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for mechanically separating and isolating interconnect devices (2) from a circuit board panel (1). A planar support material having a plurality of interconnect devices (2) is provided with a plurality of first spaced-apart separating lines (3) and a plurality of second spaced-apart separating lines (4) that intersect the first separating lines (3). The panel (1) is mechanically separated along the first separating lines (3) into a plurality of leadframes (11) comprising a respective plurality of interconnect devices (2) arranged in a row. At least two leadframes (11) at a time are fed to a separating tool and aligned. Separation of the leadframes (11) fed to the separating tool along respective second separating lines (4) is carried out simultaneously, thereby achieving a flexible and high tool utilization.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zum maschinellen Vereinzeln von Schaltungsträgern aus einem LeiterplattennutzenProcess for mechanically separating circuit boards from a circuit board
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Vereinzeln von Schaltungsträgern aus einem Leiterplattennutzen.The invention relates to a method for mechanically separating circuit carriers from a circuit board.
Bei der Herstellung sind Schaltungsträger in der Regel in ei- nem Leiterplattennutzen angeordnet, um eine kostengünstige und effiziente Herstellung zu ermöglichen. Das Trägermaterial des Leiterplattennutzens und damit der Schaltungsträger ist vielfach ein nicht organisches Material, z.B. eine Keramik. Das Vereinzeln der im Nutzen vorliegenden Schaltungsträger erfolgt häufig durch einen manuellen Brechvorgang längs erster bzw. zweiter Trennlinien, die sich kreuzen und die Größe sowie Randgestaltung jedes der Schaltungsträger definieren. Die Trennlinien sind dabei in der Form von Ritzmustern auf der oder den Außenlagen des Trägermaterials ausgebildet.During manufacture, circuit carriers are usually arranged in a printed circuit board panel in order to enable inexpensive and efficient manufacture. The carrier material of the circuit board use and thus the circuit carrier is often a non-organic material, e.g. a ceramic. The circuit carriers in use are often separated by a manual breaking process along first or second dividing lines which intersect and define the size and edge design of each of the circuit carriers. The dividing lines are designed in the form of scribing patterns on the outer layer or layers of the carrier material.
Beim Vereinzeln der im Nutzen vorliegenden Schaltungsträger kann es zu unkontrollierten Rissbildungen, vor allem im Bereich der Kreuzungspunkte der Ritzungen, kommen. Rissbildungen können zu unerwünschten Problemen führen, insbesondere wenn es sich bei den Schaltungsträger um ein sogenanntesWhen the circuit carriers in use are separated, uncontrolled crack formation can occur, especially in the area of the intersection points of the scratches. Cracking can lead to undesirable problems, especially if the circuit carrier is a so-called
Mehrlagenprodukt handelt, bei dem eine Mehrzahl an Metallisierungsschichten im Inneren des Trägermaterials ausgebildet ist. Der Rissverlauf kann bei solchen Schaltungsträgern in den Bereichen von metallisierten Innenlagen visuell nicht in- spiziert werden, so dass eine optische Kontrolle nicht möglich ist.Multilayer product deals, in which a plurality of metallization layers is formed in the interior of the carrier material. In the case of such circuit carriers, the course of the crack cannot be visually inspected in the areas of metallized inner layers, so that an optical check is not possible.
Das Vereinzeln muss deshalb mit einem Verfahren erfolgen, das solche Beschädigungen der Schaltungsträger vermeidet.The separation must therefore be carried out using a method which avoids such damage to the circuit carriers.
Das Vereinzeln der Schaltungsträger aus einem Leiterplattennutzen erfolgt überwiegend von Hand. Das Trennen von Hand schließt jedoch nicht aus, dass die Oberflächenqualität der Schaltungen trotz aller Vorsicht beeinträchtigt werden kann und einen Qualitätsverlust bedeutet, der eventuell den Aus- schuss eines Schaltungsträgers erfordert.The separation of the circuit carriers from a circuit board is mainly done by hand. The separation by hand does not rule out, however, that the surface quality of the circuits can be impaired despite all caution and means a loss of quality that may require the rejection of a circuit carrier.
In zunehmendem Maße sollen deshalb voll automatisierte Trennwerkzeuge eingesetzt werden, um eine gleichbleibende Qualität zu erzielen. Es existieren sogenannte vollautomatische Nutzentrenner, die auf dem Prinzip des mechanischen Bruchs ba- sieren. Bei diesen wird der Leiterplattennutzen mit denFully automated cutting tools are therefore increasingly to be used in order to achieve consistent quality. There are so-called fully automatic panel separators, which are based on the principle of mechanical breakage. With these, the circuit board benefit with the
Schaltungsträgern, der mit einer Mehrzahl an ersten zueinander beabstandeten Trennlinien und einer Mehrzahl an zweiten zueinander beabstandeten Trennlinien versehen ist, welche die ersten Trennlinien kreuzen, mit einer der ersten Trennlinien so in dem Trennwerkzeug positioniert, dass dieses mittelsCircuit carrier, which is provided with a plurality of first separating lines spaced apart from one another and a plurality of second separating lines spaced apart from one another, which cross the first separating lines, with one of the first separating lines positioned in the separating tool such that
Druck ein sogenanntes Leadframe, der eine Mehrzahl an in einer Reihe angeordneten Schaltungsträgern aufweist, vom Leiterplattennutzen ablöst. Durch mehrfaches Wiederholen dieses Vorgehens wird der Leiterplattennutzen in eine Vielzahl an Leadframes zertrennt. Jedes der so vereinzelten Leadframes wird nachfolgend wiederum dem Trennwerkzeug zugeführt und in einzelne Schaltungsträger zertrennt. Bei großen Leiterplattennutzen, die zunächst in eine Vielzahl an jeweiligen Leadframes zertrennt werden, ist die beschriebene Vorgehens- weise jedoch zeitintensiv und unwirtschaftlich.Pressure detaches a so-called leadframe, which has a plurality of circuit carriers arranged in a row, from the printed circuit board panel. By repeating this procedure several times, the PCB benefit is separated into a large number of lead frames. Each of the lead frames separated in this way is then in turn fed to the separating tool and separated into individual circuit carriers. In the case of large circuit board benefits, which are initially separated into a large number of respective lead frames, the procedure described is time-consuming and uneconomical.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Vielzahl an in einem Leiterplattennutzen vorliegende Schaltungsträger auf einfa- chere Weise zuverlässig getrennt werden können.The object of the present invention is therefore to specify a method with which a multiplicity of circuit carriers present in a circuit board use can be reliably separated in a simple manner.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by the method with the features of claim 1. Advantageous refinements result from the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum maschinellen Vereinzeln von Schaltungsträgern aus einem Leiterplattennutzen umfasst die folgenden Schritte: Bereitstellen eines flächigen Trägermaterials mit einer Mehrzahl an Schaltungsträgern, das mit einer Mehrzahl an ersten zueinander beabstandeten Trennlinien und einer Mehrzahl an zweiten zueinander beabstandeten Trenn- linien versehen ist, die die ersten Trennlinien kreuzen; maschinelles Trennen des Nutzens längs der ersten Trennlinien in eine Mehrzahl an Leadframes, von denen jeder eine Mehrzahl an in einer Reihe angeordneten Schaltungsträgern aufweist; Ausrichten und gleichzeitiges Zuführen zumindest zweier Leadframes in ein Trennwerkzeug; und gleichzeitiges Durchtrennen der dem Trennwerkzeug zugeführten Leadframes längs jeweiliger zweiter Trennlinien.The method according to the invention for mechanically separating circuit carriers from a circuit board benefit comprises the following steps: providing a flat carrier material with a plurality of circuit carriers, which is provided with a plurality of first mutually spaced separating lines and a plurality of second mutually spaced separating lines which cross the first separating lines; mechanically separating the panels along the first separating lines into a plurality of lead frames, each of which has a plurality of circuit carriers arranged in a row; Aligning and simultaneously feeding at least two lead frames into a separating tool; and simultaneous cutting of the lead frames fed to the cutting tool along respective second cutting lines.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Leadframes dem Trennwerkzeug nacheinander zugeführt werden, sieht die Erfindung vor, zumindest zwei oder gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung alle aus einem Nutzen erzeugten Leadframes gleichzeitig zur weiteren Vereinzelung der Schaltungsträger aus jedem der Leadframes der Trennvorrichtung zuzuführen. Mit einem einzigen weiteren Arbeitsvorgang werden damit gleichzeitig eine der Anzahl dem Trennwerkzeug zugeführten Leadframes entsprechende Anzahl an Schaltungsträger gebrochen bzw. vereinzelt. Auf diese Weise erhöht sich der Maschinendurchsatz des Trennwerkzeuges um ein Vielfaches bei gleicher Takt- zahl des Trennwerkzeuges, wenn die Leadframezuführung mehrzellig erfolgt. Die Erfindung ermöglicht damit die flexible Anpassung des Durchsatzes des Trennwerkzeuges, wodurch sich Investitionskosten für dieses senken lassen.In contrast to the prior art, in which the lead frames are fed to the separating tool one after the other, the invention provides that at least two or, according to a preferred embodiment, all lead frames generated from one benefit are simultaneously fed to the separating device for further separation of the circuit carriers from each of the lead frames. With a single further operation, a number of circuit carriers corresponding to the number of lead frames fed to the separating tool is broken or separated at the same time. In this way, the machine throughput of the cutting tool increases many times with the same number of cycles of the cutting tool if the leadframe is fed in multiple cells. The invention thus enables the throughput of the cutting tool to be flexibly adapted, as a result of which investment costs for this can be reduced.
Das maschinelle Trennen des Nutzens längs der ersten Trennlinie in eine Mehrzahl an Leadframes kann sequentiell, d.h. aufeinander folgend, erfolgen. Sofern das Trennwerkzeug entsprechend ausgestaltet ist, kann das Zertrennen in die Mehrzahl an Leadframes auch gleichzeitig erfolgen.The mechanical separation of the benefit along the first dividing line into a plurality of lead frames can be carried out sequentially, i.e. successive. If the separation tool is designed accordingly, the separation into the plurality of lead frames can also take place simultaneously.
Üblicherweise weist jeder Leadframe die gleiche Anzahl an Schaltungsträgern auf, da die Schaltungsträger in einem re- gelmäßigen Raster in dem Leiterplattennutzen vorgesehen sind. Die Erfindung lässt sich jedoch auch bei solchen Leadframes anwenden, die eine unterschiedliche Anzahl an Schaltungsträgern aufweisen, die jeweils in einer Reihe angeordnet sind.Each leadframe usually has the same number of circuit carriers, since the circuit carriers are arranged in a regular grid are provided in the printed circuit board. However, the invention can also be applied to lead frames which have a different number of circuit carriers, which are each arranged in a row.
Zweckmäßigerweise erfolgt beim Zuführen der Mehrzahl an Leadframes in das Trennwerkzeug eine Ausrichtung der Leadframes derart, dass die zweiten Trennlinien der Leadframes in einer Linie angeordnet sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein Vereinzeln der Schaltungsträger ausschließlich imWhen the plurality of lead frames are fed into the separating tool, the lead frames are expediently aligned such that the second separating lines of the lead frames are arranged in a line. This ensures that the circuit carriers are separated only in the
Bereich der dafür vorgesehenen Trennlinien erfolgt und keine aktive Geometrien oder Bauelemente beinhaltenden Bereiche des Schaltungsträgers beschädigt werden.The area of the dividing lines provided for this is done and no areas of the circuit carrier containing active geometries or components are damaged.
Die Ausrichtung der Mehrzahl an Leadframes kann vorteilhafterweise durch ein Vorschubwerkzeug erfolgen. Beispielsweise wird hierfür die in vollautomatischen Nutzentrennern vorgesehene Rakel verwendet, die gegebenenfalls in ihrer Form zur mehrzelligen Zuführung von Leadframes angepasst werden muss.The alignment of the plurality of lead frames can advantageously be carried out using a feed tool. For example, the doctor blade provided in fully automatic depaneling units is used for this purpose, and the shape thereof may have to be adapted for the multi-cell supply of lead frames.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden jeweils zwei benachbarte Leadframes parallel und mit einem Abstand zueinander ausgerichtet, um dann dem Trennwerkzeug zugeführt zu werden. Der Abstand dient dazu, benachbarte Leadframes nicht aneinander „reiben" zu lassen, um keine Beschädigung im Randbereich hervorzurufen. Beschädigungen können bereits durch leichtes gegeneinander Stoßen hervorgerufen werden. Dies könnte beispielsweise im Moment des Zertrennens der Schaltungsträger aus dem Leadframe passieren. Beschädigungen kön- nen sich dabei durch die bei einem Bruch prinzipbedingt nicht vollständig glatten Kanten der Leadframes ergeben. In der Regel unsichtbare Verletzungen werden beispielsweise dann begünstigt, wenn zwei Leadframes zueinander benachbart werden, die aus unterschiedlichen Nutzen stammen oder nicht zueinan- der benachbarten Zeilen des Leiterplattennutzens entstammen. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen zwei Leadframes wenigstens die Hälfte der Dicke des Trägermaterials. Ein Abstand in der Größenordnung zwischen 0,2 und 0,3 mm hat sich als ausreichend erwiesen. Der Abstand kann beispielsweise durch in einer Grundplatte des Trennwerkzeuges eingelassene und versenkbare kegelförmige Spitzen gewährleistet werden, die darüber hinaus zur Ausrichtung jedes einzelnen Leadframes in dem Trennwerkzeug dienen.According to an advantageous embodiment, two adjacent lead frames are aligned in parallel and at a distance from one another in order to then be fed to the separating tool. The spacing serves to prevent adjacent leadframes from “rubbing” against one another in order not to cause damage in the edge region. Damage can be caused even by lightly bumping against one another. This could happen, for example, when the circuit carriers are separated from the leadframe. Damage can occur The result is that the edges of the leadframes are not completely smooth due to the principle of breakage. Usually invisible injuries are favored, for example, if two leadframes are adjacent to one another that come from different uses or do not originate from adjacent rows of the printed circuit board's benefits. The distance between two leadframes is preferably at least half the thickness of the carrier material. A distance on the order of 0.2 to 0.3 mm has been found to be sufficient. The distance can be ensured, for example, by recessed and retractable conical tips in a base plate of the separating tool, which also serve to align each individual lead frame in the separating tool.
Zweckmäßigerweise werden die Leadframes vor dem gleichzeitigen Trennvorgang unter Verwendung einer Fixiervorrichtung fixiert. Bevorzugt erfolgt das Fixieren durch Erzeugen eines Vakuums unterhalb zumindest eines aus einem Leadframe zu trennenden Schaltungsträgers. Denkbar sind natürlich auch an- dere mechanische Fixiereinrichtungen, die z.B. während des Trennvorganges einen Druck auf die Leadframes ausüben, um diese auf die Grundplatte zu pressen.The lead frames are expediently fixed using a fixing device before the simultaneous separation process. The fixing is preferably carried out by generating a vacuum below at least one circuit carrier to be separated from a lead frame. Of course, other mechanical fixing devices are also conceivable, e.g. exert pressure on the leadframes during the separation process in order to press them onto the base plate.
Weitere Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:Further advantages, features and refinements of the invention are explained in more detail below with reference to the figures. Show it:
Figur 1 eine Vielzahl an Schaltungsträgern in einem Leiterplattennutzen,FIG. 1 shows a large number of circuit carriers in a printed circuit board,
Figur 2 den Verfahrensschritt des Vereinzeins eines Leadframes längs einer ersten Trennlinie,FIG. 2 shows the method step of isolating a lead frame along a first dividing line,
Figur 3 eine Mehrzahl an voneinander beabstandeten Leadframes in einer Anordnung, wie sie einem Trennwerkzeug zur weiteren Vereinzelung der Schaltungsträger zugeführt werden können,FIG. 3 shows a plurality of lead frames spaced apart from one another in an arrangement such as can be supplied to a separating tool for further separation of the circuit carriers,
Figur 4 den Verfahrensschritt eines gleichzeitigen Ab- trennens von Trägermaterial an mehreren Leadframes, und Figur 5 den Verfahrensschritt des gleichzeitigen Vereinzeins jeweils eines Schaltungsträgers aus jedem dem Trennwerkzeug zugeführten Leadframe.FIG. 4 shows the method step of a simultaneous separation of carrier material on several lead frames, and FIG. 5 shows the method step of simultaneously isolating a circuit carrier from each lead frame fed to the separating tool.
In den nachfolgenden Figuren sind gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following figures, the same features are provided with the same reference symbols.
Die dargestellte Anzahl an Schaltungsträgern in einem Leiterplattennutzen sowie die dargestellte Anzahl an Leadframes, die einem gleichzeitigen Vereinzelungsschritt unterzogen werden, sind lediglich beispielhaft und können dem Gedanken der Erfindung gemäß beliebig variiert werden. Ebenso sind die dargestellten Größen des Leiterplattennutzens bzw. der darin ausgebildeten Schaltungsträger als beispielhaft zu betrach- ten.The number of circuit carriers shown in a printed circuit board panel as well as the number of lead frames shown, which are subjected to a simultaneous separation step, are only examples and can be varied as desired in accordance with the concept of the invention. Likewise, the sizes of the printed circuit board or the circuit carriers formed therein are to be considered as examples.
Figur 1 zeigt einen Leiterplattennutzen 1 mit insgesamt 7 x 6 = 42 ausgebildeten Schaltungsträgern 2. Die Schaltungsträger sind regelmäßig in dem Leiterplattennutzen 1 in Zeilen 1 bis 6 sowie Spalten A bis G ausgebildet. Die Abmaße bzw. die Größe der Schaltungsträger 2 ist durch in der Figur waagrecht verlaufende erste Trennlinien 3 und senkrecht verlaufende zweite Trennlinien 4 ausgebildet. Die Trennlinien 3,4 können z.B. durch Einbringen kleiner Ausnehmungen mittels eines La- sers erzeugt sein. Alternativ ist es auch üblich, die Trennlinien durch ein mechanisches Bearbeitungswerkzeug auszubilden.Figure 1 shows a circuit board 1 with a total of 7 x 6 = 42 circuit carriers 2. The circuit carriers are regularly formed in the circuit board 1 in rows 1 to 6 and columns A to G. The dimensions or the size of the circuit carrier 2 is formed by first dividing lines 3 running horizontally in the figure and second dividing lines 4 running vertically. The dividing lines 3, 4 can e.g. be produced by making small recesses using a laser. Alternatively, it is also common to form the dividing lines using a mechanical processing tool.
Jeder der Schaltungsträger 2 weist einen mit dem Bezugszei- chen 5 versehenen aktiven Bereich und einen diesen umgebenden passiven Bereich 6 auf. Mit dieser Unterscheidung soll zum Ausdruck gebracht werden, dass lediglich in dem aktiven Bereich 5 funktionale Geometrien vorgesehen sind und in diesem Bereich keine Verletzung des Trägermaterials des Schaltungs- trägers erlaubt ist. Hingegen sind in dem passiven Bereich 6 Mikrorisse erlaubt, da in diesen Bereichen keinerlei Bauele- mente auf- oder eingebracht oder elektrischen Leitungen geführt sind.Each of the circuit carriers 2 has an active region provided with the reference symbol 5 and a passive region 6 surrounding it. This distinction is intended to express that functional geometries are only provided in the active region 5 and that no damage to the carrier material of the circuit carrier is permitted in this region. On the other hand, 6 microcracks are permitted in the passive area, since no structural elements are inserted or introduced or electrical cables are routed.
Die in den Spalten E bis G angeordneten Schaltungsträger 2 sind von sogenannten Durchgangsöffnungen 7 im Bereich der Kreuzungspunkte der Trennlinien 3 und 4 umgeben. Die Durchgangsöffnungen 7 sind optional und dienen dazu, den Rissverlauf bei einem mechanisch ausgelösten Bruch, der mit einer Energiewelle inter- oder intrakristallin fortschreitet, zu stoppen. Die Durchgangsöffnungen 7 lassen die Energiewelle beim Vereinzeln durch ein Brechen längs der Trennlinie gezielt enden, so dass unerwünschte Rissverläufe in lateraler Richtung unterbunden werden können. Damit kann sichergestellt werden, dass das Vereinzeln der Schaltungsträger aus dem Lei- terplattennutzen 1, unabhängig von der endgültigen Form der Schaltungsträger, ausschließlich durch einen einfachen, kostengünstigen und zuverlässigen Brechvorgang bewerkstelligt werden kann. Die Durchgangsöffnungen 7 kommen bevorzugt dann zum Einsatz, wenn die ersten und zweiten Trennlinien 3,4 in einem nicht-orthogonalen Winkel aufeinander treffen. Da dies beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht der Fall ist, könnte auf die Durchgangsöffnungen 7 auch verzichtet werden.The circuit carriers 2 arranged in the columns E to G are surrounded by so-called through openings 7 in the region of the crossing points of the dividing lines 3 and 4. The through openings 7 are optional and are used to stop the course of the crack in the event of a mechanically triggered break that progresses intercrystalline or intracrystalline with an energy wave. The through-openings 7 allow the energy wave to end in a targeted manner when it is separated by breaking along the dividing line, so that undesired cracks in the lateral direction can be prevented. This can ensure that the separation of the circuit carriers from the circuit board panel 1, regardless of the final shape of the circuit carriers, can only be accomplished by a simple, inexpensive and reliable breaking process. The through openings 7 are preferably used when the first and second dividing lines 3, 4 meet at a non-orthogonal angle. Since this is not the case in the present exemplary embodiment, the through openings 7 could also be dispensed with.
In den Figuren 2 bis 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum maschinellen Vereinzeln der Schaltungsträger 2 aus dem Leiterplattennutzen 1 der Figur 1 dargestellt. Der in Figur 1 dargestellte Leiterplattennutzen 1 wird einem Trennwerkzeug (nicht dargestellt) zugeführt, das auf dem Prinzip des mechanischen Bruches basiert. Der Leiterplattennutzen 1 wird dabei zunächst längs seiner ersten Trennlinien 3 vereinzelt. Mit dem Bezugszeichen 9 ist dabei die Hublinie des Trennwerkzeuges bezeichnet, wobei diese im Moment des Zertrennens mit der jeweiligen ersten Trennlinie 3 übereinstimmt. Das Trennwerkzeug ist in der Lage, in einem Verarbeitungsgang ein Brechen längs jeweils einer Trennlinie vorzunehmen. Um den Leiterplattennutzen 1 in Leadframes 11 zu zerteilen, sind somit im vorliegenden Ausführungsbeispiel insgesamt sieben Trennvor- gänge notwendig. Der Leiterplattennutzen 1 wird in der mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichneten Vorschubrichtung dem Trennwerkzeug, z.B. einem Schlagmesser, zugeführt. Der Vorschub kann z.B. mittels einer Rakel erfolgen.FIGS. 2 to 5 show the method according to the invention for mechanically separating the circuit carriers 2 from the printed circuit board 1 of FIG. 1. 1 is fed to a separating tool (not shown) which is based on the principle of mechanical breakage. The circuit board benefit 1 is first separated along its first dividing lines 3. The reference number 9 denotes the stroke line of the cutting tool, which coincides with the respective first cutting line 3 at the moment of cutting. The cutting tool is capable of breaking along one cutting line in one processing step. In order to divide the circuit board panel 1 into leadframes 11, a total of seven separation gears necessary. The printed circuit board panel 1 is fed to the cutting tool, for example an impact knife, in the feed direction identified by reference numeral 13. The feed can take place, for example, by means of a doctor blade.
Der Leiterplattennutzen wird also zunächst, wie dies auch beim Stand der Technik üblich ist, in eine der Anzahl der Zeilen des Leiterplattennutzens entsprechende Anzahl an Leadframes zerteilt. Dies geht besser aus der Figur 3 hervor, wobei lediglich beispielhaft noch vier Leadframes dargestellt sind. Zur weiteren Bearbeitung werden die Leadframes 11 jeweils mit einem Abstand 12 zueinander angeordnet. Der AbstandThe printed circuit board is first divided into a number of lead frames corresponding to the number of lines of the printed circuit board, as is also common in the prior art. This can be better seen in FIG. 3, four lead frames being shown by way of example only. For further processing, the lead frames 11 are each arranged at a distance 12 from one another. The distance
12 kann durch in dem Trennwerkzeug vorgesehene Vorrichtungen erzeugt werden. Möglich wäre dies durch kegelförmige Stifte 16 (Figur 5) , die in einer Grundplatte des Trennwerkzeuges beweglich gelagert sind. Der Durchmesser der kegelförmigen Stifte 16 bestimmt dann den Abstand 12.12 can be generated by devices provided in the cutting tool. This would be possible by means of conical pins 16 (FIG. 5) which are movably mounted in a base plate of the cutting tool. The diameter of the conical pins 16 then determines the distance 12.
In der in Figur 3 gezeigten Weise werden die Leadframes 11 dem gleichen oder einem weiteren Trennwerkzeug zugeführt, mit welchem die Vereinzelung des Leiterplattennutzens 1 in Leadframes 11 erfolgte. Durch eine Ausrichtung, gemäß der die zweiten Trennlinien 4 jedes der Leadframes 11 in einer Linie angeordnet sind, kann mit einem einzigen Verarbeitungsschritt das Vereinzeln jeweils eines Schaltungsträger aus jedem der Leadframes 11 erfolgen. Zunächst wird dabei der nicht benötigte Abschnitt des Handlingrahmens 8 abgetrennt (Figur 4) . Durch einen Vorschub längs der gegenüber der VorschubrichtungIn the manner shown in FIG. 3, the leadframes 11 are fed to the same or a further separating tool with which the circuit board panel 1 was separated into leadframes 11. By aligning the second dividing lines 4 of each of the lead frames 11 in a line, a circuit carrier can be separated from each of the lead frames 11 with a single processing step. First, the section of the handling frame 8 that is not required is cut off (FIG. 4). Through a feed along the opposite of the feed direction
13 um 90° gedrehten Vorschubrichtung 14 sämtlicher Leadframes 11 in dem Bearbeitungswerkzeug kann dann das Vereinzeln der13 rotated by 90 ° feed direction 14 of all leadframes 11 in the machining tool can then separate the
Substrate 2 erfolgen. Die Hublinie 10 entspricht dabei dem Verlauf der zweiten Trennlinie 4 im Moment des Trennvorganges. Mit einem einzigen Arbeitsvorgang wird gleichzeitig aus jedem der Leadframes jeweils ein Schaltungsträger vereinzelt.Substrates 2 take place. The stroke line 10 corresponds to the course of the second separation line 4 at the moment of the separation process. A circuit carrier is separated from each of the lead frames at the same time with a single work process.
Um zu verhindern, dass die Leadframes im Moment des Kontaktes des Trennwerkzeuges mit dem Trägermaterial in unerwünschter Weise verrutschen, werden die Leadframes fixiert. Dies geschieht durch Erzeugen eines Vakuums unterhalb zumindest eines Schaltungsträgers eines jeden Leadframes 11. Die zur Erzeugung des Vakuums in der Grundplatte des Trennwerkzeuges vorgesehene Öffnung 15 ist dabei nach Möglichkeit möglichst nah zu der Hublinie 10 angeordnet. Sofern notwendig oder sinnvoll könnte auch unter mehreren Schaltungsträgern eines jeweiligen Leadframes ein Vakuum erzeugt werden. Auf diese Weise werden die Leadframes in dem Trennwerkzeug solange vor- geschoben, bis sämtliche Schaltungsträger 2 vereinzelt sind.To prevent the leadframes from being unwanted at the moment of contact of the separating tool with the carrier material The leadframes are locked in place. This is done by generating a vacuum below at least one circuit carrier of each lead frame 11. The opening 15 provided for generating the vacuum in the base plate of the separating tool is arranged as close as possible to the stroke line 10. If necessary or sensible, a vacuum could also be created under several circuit carriers of a respective lead frame. In this way, the lead frames are pushed forward in the separating tool until all circuit carriers 2 are separated.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei dem jeder Leadframe insgesamt sieben Schaltungsträger aufweist, müssen insgesamt acht Trennvorgänge (einschließlich dem Abtrennen der Ab- schnitte des Handlingrahmens) durchgeführt werden. Gegenüber dem Stand der Technik ergibt sich hierdurch ein erhöhter Maschinendurchsatz bei gleicher Hubzahl des Trennwerkzeuges. In the present exemplary embodiment, in which each leadframe has a total of seven circuit carriers, a total of eight separation processes (including the separation of the sections of the handling frame) must be carried out. Compared to the prior art, this results in an increased machine throughput with the same number of strokes of the cutting tool.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum maschinellen Vereinzeln von Schaltungsträgern (2) aus einem Leiterplattennutzen (1), mit den Schrit- ten: Bereitstellen eines flächigen Trägermaterials mit einer Mehrzahl an Schaltungsträgern (2), das mit einer Mehrzahl an ersten zueinander beabstandeten Trennlinien (3) und einer Mehrzahl an zweiten zueinander beabstandeten Trennli- nien (4) versehen ist, die die ersten Trennlinien (3) kreuzen; maschinelles Trennen des Nutzens (1) längs der ersten Trennlinien (3) in eine Mehrzahl an Leadframes (11) , von denen jeder eine Mehrzahl an in einer Reihe angeordneten Schaltungsträgern (2) aufweist; Ausrichten und gleichzeitiges Zuführen zumindest zweier Leadframes (11) in ein Trennwerkzeug; und gleichzeitiges Durchtrennen der dem Trennwerkzeug zugeführten Leadframes (11) längs jeweiliger zweiter Trennli- nien (4) .1. A method for mechanically separating circuit carriers (2) from a circuit board (1), comprising the steps of: providing a flat carrier material with a plurality of circuit carriers (2), which with a plurality of first separating lines (3) and a plurality of second mutually spaced dividing lines (4) is provided which cross the first dividing lines (3); mechanical separation of the panel (1) along the first dividing lines (3) into a plurality of leadframes (11), each of which has a plurality of circuit carriers (2) arranged in a row; Aligning and simultaneously feeding at least two lead frames (11) into a separating tool; and simultaneous cutting of the lead frames (11) fed to the cutting tool along respective second cutting lines (4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass beim Zuführen der Mehrzahl an Leadframes (11) in das Trenn- Werkzeug eine Ausrichtung derart erfolgt, dass die zweiten Trennlinien (4) der Leadframes in einer Linie angeordnet sind.2. The method as claimed in claim 1, so that when the plurality of lead frames (11) are fed into the separating tool, an alignment is carried out such that the second separating lines (4) of the lead frames are arranged in a line.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ausrichtung der Mehrzahl an Leadframes (11) durch ein Vorschubwerkzeug erfolgt.3. The method according to claim 1 or 2, so that the alignment of the plurality of lead frames (11) is carried out by a feed tool.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass jeweils zwei benachbarte Leadframes (11) parallel und mit einem Abstand (12) zueinander ausgerichtet werden, um dann dem Trennwerkzeug zugeführt zu werden.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in each case two adjacent lead frames (11) are aligned in parallel and at a distance (12) from one another in order to then be fed to the separating tool.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Abstand (12) zwischen zwei Leadframes (11) wenigstens die5. The method according to claim 4, so that the distance (12) between two lead frames (11) is at least that
Hälfte der Dicke des Trägermaterials beträgt.Half of the thickness of the carrier material.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Leadframes (11) vor dem gleichzeitigen Trennvorgang unter Verwendung einer Fixiervorrichtung fixiert werden.6. The method as claimed in one of the preceding claims, that the lead frames (11) are fixed using a fixing device before the simultaneous separation process.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fixieren durch Erzeugen eines Vakuums unterhalb zumindest eines aus einem Leadframe (11) zu trennenden Schaltungsträger (2) erfolgt.7. The method as claimed in claim 6, so that the fixing is carried out by generating a vacuum below at least one circuit carrier (2) to be separated from a leadframe (11).
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass alle aus einem Nutzen (1) erzeugten Leadframes (11) gleichzeitig zur weiteren Vereinzelung eines Schaltungsträgers aus jedem der Leadframes (11) der Trennvorrichtung zugeführt werden. 8. The method as claimed in one of the preceding claims, that all lead frames (11) generated from a panel (1) are simultaneously fed to the separating device for further isolation of a circuit carrier from each of the lead frames (11).
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