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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abziehen von Schutzfolien von Leiterplatten.
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Eine Leiterplatte (Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung; englisch printed circuit board, PCB) ist ein Träger für elektronische Bauteile. Sie dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung. Leiterplatten bestehen aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden, leitenden Verbindungen (Leiterbahnen). Als isolierendes Material ist faserverstärkter Kunststoff üblich.
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Aus dem Stand der Technik ist es bereits bekannt auf kupferkaschierten Leitersubstratplatten Fotopolymerschichten mit einer Schutzfolien mittels so genannter Cut-Sheet-Laminatoren vollautomatisch u. a. beidseitig aufzulaminieren. Hierbei werden beschnittene Fotopolymerschichten mit einer vom Rand beabstandeten Schutzfolie auf die kupferkaschierten Leiterplattensubstrate appliziert. Bevorzugt weist die Folie einen Randabstand, zwischen 0,5 mm und 3 mm auf. Die Schutzfolie muss jedoch im Laufe des Bearbeitungsprozesses wieder von der Leiterplatte entfernt werden.
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Bisher haben vollautomatische Anlagen sowohl die Fotopolymerschicht mit der Schutzfolie auflaminieren, als auch die Schutzfolie wieder entfernen können. Beim Entfernen der Folie wurde jedoch stets kein gutes Ergebnis erzielt. Speziell die Verwendung von immer dünner werdenden Leiterplattensubstraten mit Dicken von bis zu 12,5 μm und immer dünneren Kupferkaschierungen von etwa 9 μm stellt für das Abziehen bzw. Peelen der Schutzfolien von der Fotopolymerschichten nach dem Belichtungsvorgang ein Problem dar. Hierbei kann es insbesondere bezüglich des kupferkaschierten Leiterplattensubstrates durch z. B. Knicke zu Beschädigungen kommen.
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Oftmals erfolgen derartige Laminier-Belichtungs-Peel-Entwicklungs- und Stripp-Vorgänge in automatischen Anlagen mit Liniengeschwindigkeiten von bis zu 9 m/min. Bei solch hohen Geschwindigkeiten konnte mit den Vorrichtungen gemäß des Standes der Technik bisher kein guter Ablösevorgang der Folie erreicht werden.
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Eine Vorrichtung zum beidseitigen Abziehen von Schutzfolien von kupferkaschierten Leiterplattensubstraten ist mit der
EP 0 215 397 A2 bekannt geworden. Diese zeigt bereits eine Vorrichtung zum Abschälen von einem an einer Platte haftenden Films, wobei mit Druckteilen ein Druck auf die vordere Oberfläche des auf der Platte haftenden Films ausgeübt wird und mit einer Flüssigkeitsspritzeinrichtung in diesem Bereich der Film von der Platte abgeschält wird.
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Die
US 2014 0 076 501 A1 offenbart eine Anlage zum Abziehen eines Films von einem Substrat. Die Anlage weist hierzu ein Transfermodul zum Transfer des Substrats und ein Abziehmodul auf. Als Beispiel wird ein OLED-Display genannt, das beidseitig zum Schutz mit einem Film versehen wird.
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Mit der
DE 42 21 703 A1 wird ein Verfahren und Vorrichtung zum ein- oder beidseitigem Abziehen von Schutzfolien, insbesondere bei kupferkaschierten Leiterplatten offenbart. Die Leiterplatten sind mit zusammenhängenden Schutzfolien überzogen, wobei die Schutzfolie an der Kante der Leiterplatte zunächst mit einer aus einer Hohlnadeln bestehende Ritz-Blaseinheit angelöst und durch einen Luftstoß angehoben wird. Im Verlauf des weiteren Vorschubs der Leiterplatte wird die Schutzfolie in einem spitzem Winkel entlang des Nadelrückens der Hohlnadeln auf plattenförmige Führungsschwerter angehoben und durch einen Transportmechanismus einer Aufwicklung zugeführt wird. Die Schutzfolie wird mit der vorhergehenden, bereits abgezogenen Schutzfolie, thermisch verbunden, wobei zum Führen der Leiterplatte in diesem Bereich plattenförmige Führungsschwerter vorgesehen sind. Die Führungsschwerter weisen einen Abstand voneinander auf, so dass auch verbogene Leiterplatten den Zwischenraum zwischen den Führungsschwertern in Durchlaufrichtung passieren können.
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Die
WO 2011 035 932 A2 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ablösen einer Folie, insbesondere von einer Leiterplatte. Die Vorrichtung weist eine Platte mit einer abschnittsweise keilförmigen Ablösekante auf, die zum Eingreifen zwischen einer Leiterplatte und eine Folie ausgebildet ist. An der Spitze der Ablösekante ist eine Luftaustrittsstelle vorgesehen. Durch das Einblasen von Luft wird die Folie von der Leiterplatte im Bereich der Ablösekante abgelöst.
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Die
DE 690 19 065 T2 zeigt ferner eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff, welche eine Schutzfolie von einer Leiterplatte mittels mindestens eines keilförmigen Schwerts ablöst. Zur Unterstützung beim Ablösen der Folie wird eine Luftströmung aus mindestens einer Hauptluftdüse eingesetzt.
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Mit der
WO 2002 055 286 A1 wird eine Vorrichtung zum Abziehen mindestens einer Folie offenbart, wobei mit Hilfe einer Vorluftdüse ein Anheben der Kante der Schutzfolie erreicht wird.
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Mit allen vorgenannten Vorrichtungen und Verfahren nach dem Stand der Technik ist es nicht möglich, die Schutzfolien bei sehr dünnen Leiterplattensubstrate mit auflaminierten Polymerschichten, ohne Beschädigung der Leiterplatten abzuziehen. Hierbei werden die Leiterplatten in den meisten Fällen geknickt.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, wodurch das Abziehen von Schutzfolien von sehr dünnen Leiterplattensubstraten mit einer Kupferkaschierung ohne Beschädigungen der Leiterplattensubstrate bei hohen Liniengeschwindigkeiten möglich ist.
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Wesentliches Merkmal ist, dass im Einlaufbereich der Peeleinheit mindestens eine Nachluftdüse angeordnet ist, welche die Trommel mit einer Luftströmung beaufschlagt und sich der bereits losgelöste Teil der Schutzfolie entlang der Trommel anlegt.
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Beim Stand der Technik wurde stets eine stark saugende Vakuumdüse verwendet. Diese war jedoch mit dem Nachteil verbunden, dass der in der Trommel angeordnete Vakuumsauger zwar das abgelöste Ende der Schutzfolie aufnahm und am Umfang der Trommel festhielt, aber gleichzeitig der Saugluftstrom so stark war, dass er in nicht erwünschter Weise auch die Leiterplatte mit hochzog, wodurch die Leiterplatte geknickt wurde oder andere schwere Beschädigungen erlitt.
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Hier setzt die Erfindung ein, die nun vorsieht, dass der Anfang des abgelösten Endes der Schutzfolie nicht von einer Saugdüse aufgenommen wird, sondern zunächst durch den Coandă-Effekt an den Außenumfang der Trommel angelegt wird und ein Stück des Drehwinkels der Trommel von dieser mitgenommen wird und zwar so lange, bis die in der Trommel angeordnete Saugdüse das abgelöste Ende erfasst und weg transportiert.
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Damit ist sichergestellt, dass das abgelöste Ende der Schutzfolie zunächst durch einen sehr schwachen Saugeffekt an den Außenumfang der Trommel angelegt wird und der spätere, stärkere Saugeffekt durch eine Saugdüse erreicht wird, die dann schon einen genügenden Abstand von der Leiterplatte aufweist, so dass bei deren Wirksamwerden die Leiterplatte nicht mehr beschädigt werden kann.
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In einer 1. Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die den schwachen Saugeffekt nach dem Coandă-Prinzip ausübende Nachluftdüse stromaufwärts der Trommel angeordnet ist, um so den Tangentialluftstrom an den Außenumfang der Trommel zu erzeugen. In einer 2. Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine solche Nachluftdüse in der Trommel selbst integriert ist und zwar im Bereich von Aussparungsnuten. Wenn in der folgenden Beschreibung von einer Nachluftdüse die Rede ist, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen, weil in der Praxis eine Anzahl von parallel zueinander angeordneten Nachluftdüsen vorhanden sein können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Luft weitgehend tangential entlang von Nuten einer drehenden oberen und/oder unteren Trommel eingeblasen und löst die bereits leicht im mittigen Bereich abgelöste Schutzfolie von der Leiterplatte. Durch die Drehung der Trommel und das Halten der Schutzfolie an deren Oberfläche wird die angelöste Folie sanft von einer biegeweichen dünnen Leiterplatte ablöst.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung macht sich hierbei den Coandă-Effekt zu nutze, welcher sich dadurch auszeichnet, dass die Coandă-Strömung einer konvexen Wand folgt und sich nicht von dieser Fläche ablöst. Der erzeugte Luftstrahl läuft somit entlang der konvexen Zylinderoberfläche der Trommel. Die dadurch erzeugte Luftströmung saugt die Schutzfolien an die Zylinderoberfläche an und wird durch die Drehung der Trommel von dieser mitgenommen. Es entsteht somit im Bereich der Nuten ein Unterdruck, welcher die Schutzfolie an der Trommeloberfläche über einen Winkelbereich von nahezu 360° hält.
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Die Vorrichtung weist hierzu bevorzugt so genannte obere und untere (Nach-)Luftdüsen im Bereich der Aussparungsnuten der Trommel auf, welche den bereits losgelösten Teil der Schutzfolien entlang der Trommeloberfläche halten. Dieses sanfte Halten der Folie geschieht mit dem Coandă-Effekt (bzw. Bernoulli-Effekt bzw. hydrodynamisches Paradoxon). Die Nachluftdüsen erzeugen einen Gas-Strahl – also eine räumlich eng begrenzte Strömung, die sich von der (meist ruhenden) Umgebung deutlich unterscheidet.
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Nach einem erfolgreichen Ablösevorgang der Folie von der Leiterplatte wird bevorzugt im Anschluss daran ein Vakuumsauger aktiviert, welcher die Folie weiterhin an der Trommeloberfläche festhält. Die Luftdüsen werden nach erfolgter Übergabe abgeschaltet.
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Bevorzugt wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung die Schutzfolie bereits bei einer 90°-Drehung der Trommel gehalten und anschließend von einem integrierten Vakuumsauger übernommen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ablösevorrichtung eine einzige drehende Trommel mit Nachluftnuten auf. Diese Ausführungsform dient zum Ablösen einer Folie auf einer Seite des Leiterplattensubstrates.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine drehende Trommel beschränkt. Sie beansprucht vielmehr auch mehrere drehende Trommeln mit Nachluftnuten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Ablösevorrichtung zwei drehende Trommeln auf, welche vertikal beabstandet angeordnet sind. Die Leitersubstratplatten werden bei dieser Ausführungsform zwischen den drehenden Trommeln durchgeführt, so dass ein Ablösevorgang der beiden Folien, sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite der Leitersubstratplatte erfolgt.
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Günstigerweise wird zunächst die untere Schutzfolie in einen Auffangbehälter transportiert. Die obere Trommel dreht sich um 360°, wobei im Kontaktbereich zur unteren Trommel die Folie von der oberen Trommel auf die untere Trommel übergeben wird. Anschließend wird die Folie von der unteren Trommel in den Auffangbehälter abgegeben. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass lediglich nur ein Auffangbehälter benötigt wird, was sich auf den notwendigen Platzbedarf positiv auswirkt.
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Bei der Übergabe der Folie auf die untere Trommel wird bevorzugt der Vakuumsauger abgeschaltet, so dass sich die Schutzfolie von der Trommeloberfläche ablöst und in den Auffangbehälter fällt. Zusätzlich oder alternativ kann das Ablösen der Folie auch durch eine leichte Druckluftbeaufschlagung und/oder durch mechanische Schälvorrichtungselemente erfolgen.
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Da alle Schutzfolien in einem gemeinsamen Auffangbehälter unterhalb der Schutzfolienabziehvorrichtung abgelegt werden, entstehen nur geringe Luftverwirbelungen, so dass derartige Anlagen auch in Reinräumen betreibbar sind.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Schutzfolienabziehvorrichtung vollautomatisch in einer Produktionslinie betreibbar. Dies ist nur möglich, da mit der Vorrichtung ein sehr hoher fehlerfreier Ablösevorgang gegeben ist.
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Ferner ist der Bauraum der Schutzfolienabziehvorrichtung sehr kompakt und raumsparend ausgebildet. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass die Vorrichtung in einer Produktionslinie mit dem Belichter bzw. dem Stripper & Entwicklermodul mit einer möglichst geringen Linienlänge integrierbar ist.
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Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
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Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswegen darstellender Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
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Es zeigen:
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1: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat im Einlaufbereich
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2: schematische Draufsicht durch die Abziehvorrichtung
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3: schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung im Einlaufbereich zum Zeitpunkt der Detektion der Vorderkante des Leiterplattensubstrates
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4: schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung zum Zeitpunkt des Aufsetzens der Rändelräder auf die vorderen Kanten des Leiterplattensubstrates
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5: schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung zum Zeitpunkt des Aufsetzens der Schutzfolien auf die Schwertspitzen
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6: schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung zum Zeitpunkt des Erreichens der vorderen Kante der Schutzfolien am Ende der beiden Schwerter
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7: schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung zum Zeitpunkt der Aktivierung der Nachluftdüsen
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8: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat zum Zeitpunkt des Ablösend der unteren Schutzfolie von der Trommeloberfläche und des Weitertransportes der Schutzfolie durch die obere Trommel
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9: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat zum Zeitpunkt des Ablegens der unteren Schutzfolie in den Ablagebehälter und dem Zeitpunkt des Erreichens der vorderen Kante der oberen Schutzfolie der Kontaktstelle der oberen Trommel mit der unteren Trommel
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10: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat zum Zeitpunkt der Übergabe der oberen Schutzfolie von der oberen Trommel auf die untere Trommel (26) durch Umschalten des Vakuums vom oberen Vakuumsauger zum unteren Vakuumsauger
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11: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat zum Zeitpunkt des Abtransportes der Oberen Schutzfolie von der oberen Trommel kommend über die untere Trommel und etwa nach 90° in Drehrichtung der unteren Trommel loslassen der Schutzfolie
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12: einen schematischen Querschnitt durch eine Schutzfolienabziehvorrichtung mit dem kupferkaschierten Leiterplattensubstrat zum Zeitpunkt des Ablegens der oberen Schutzfolie in den Ablagebehälter.
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Mit der 1 wird ein schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung 1 mit einem Leiterplattensubstrat 2 im Einlaufbereich gezeigt. Das Leiterplattensubstrat 2 besteht beispielsweise aus FR4, 5 Polyimide (PI), Liquid Crystal Polymers (LCP) und weist beidseitig Kupfer mit einer Dicke von 9 μm bis 35 μm auf.
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Die Abziehvorrichtung weist mindestens eine Peeleinheit 7, 8 zum Ablösen einer Schutzfolie 5 auf. Gemäß der 1 sind zwei zylinderförmige Trommeln 25, 26 vertikal beabstandet zueinander angeordnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf zylinderförmige Ausführungsform der Peeleinheiten 7, 8 beschränkt, sondern beansprucht sämtliche geometrische Formen, wie z. B. ein Rechteck, ein Dreieck, eine Ellipsenform oder dergleichen.
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Die Schutzfolie 5 ist entweder auf einer oberen Photopolymerschicht 3 oder auf einer unteren Photopolymerschicht 4 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schutzfolie 5 sowohl auf der oberen, als auch auf der unteren Photopolymerschicht 3, 4 angeordnet ist. Die Schutzfolie 5 ist ein sehr dünnes Metall- oder Kunststoffblatt. Bevorzugt besteht die Schutzfolie aus beispielsweise Polyester (PET-Folie) mit einer Dicke von circa 12, 15 oder 21 μm.
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Gemäß der 1 weist die Abziehvorrichtung 1 vor den Peeleinheiten 7, 8 einen Einlaufbereich 9 mit beispielsweise einem Fördertisch oder einen Rollen-/ bzw. Bandförderung auf. Das zu bearbeitende Leiterplattensubstrat 2 wird über den Einlaufbereich 9 den Peeleinheiten 7, 8 zugeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist im Einlaufbereich 9 einen Sensor 11 zur Detektion des Plattenanfanges und Einzugsrollen 12 für die Zuführung der Platten zu der Peeleinheit 7, 8 angeordnet.
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Des Weiteren ist im Einlaufbereich 9 mindestens eine Nachluftdüse 13 angeordnet, welche die mindestens eine Peeleinheit 7, 8 mit einer (Luft-)Gasströmung beaufschlagt. Die Nachluftdüse 13 befindet sich bevorzugt zwischen den Einzugsrollen 12 und den Peeleinheiten 7, 8.
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Die Peeleinheiten 7, 8 weisen eine zylinderförmige Bauform auf und sind vertikal beabstandet angeordnet. Der vertikale Abstand ist dergestalt ausgebildet, dass zwischen der oberen Peeleinheiten 7 und der unteren Peeleinheit 8 das zu bearbeitenden Leiterplattensubstrat 2 durchführbar ist.
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Die Peeleinheit 7, 8 bzw. die Trommel 25, 26 weist im Bereich ihrer äußeren Oberfläche eine Vakuumsauger 14 bzw. einen Auslass für einen Vakuumsauger 14 auf. Dadurch ist es möglich in mindestens einem Teilbereich der Oberfläche der Peeleinheit 7, 8 eine Vakuumströmung zu erzielen und somit die Schutzfolie 5 anzusaugen bzw. festzuhalten.
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Im Bereich, in dem die Trommeln 25, 26 den geringsten vertikalen Abstand aufweisen, ist mindestens ein oberes Rändelrad 15 und/oder mindestens ein unteres Rändelrad 16 angeordnet. Mithilfe des Rändelrades 15, 16 findet ein Vorschub des Leiterplattesubstrates 2 innerhalb der Peeleinheit 7, 8 statt. Ferner wird eine definierte Druckkraft, ausgehend von dem Rändelrad 15, 16 auf die Leiterplatte 2 und die Schutzfolie 5 aufgebracht. Dies bewirkt ein Öffnen der Kante der Schutzfolie 5, wodurch ein teilweises ablösen erreicht wird.
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Gefolgt von dem Rändelrad 15, 16 ist in horizontaler Richtung mindestens eine Vorluftdüse 17, 18 angeordnet, mit welcher das erste Ablösen der Schutzfolie 5 mithilfe des Rändelrades 15, 16 von der Photopolymerschicht (3, 4) unterstützt wird. Bevorzugt ist jeweils eine Vorluftdüse 17 auf der Oberseite und eine Vorluftdüse 18 auf der Unterseite der zu bearbeitenden Leiterplatte 2 angeordnet.
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Im Anschluss an die Vorluftdüse 17, 18 folgt mindestens ein Schwert 19, 20, welches mit einer Ablösekante zwischen die Folie 5 und die Leiterplatte 2 greift, um die Folie 5 von der Leiterplatte 2 abzulösen. Solch ein Schwert 19, 20 wird auch als Folientransportplatten bezeichnet. Bevorzugt ist ein Schwert 19 auf der oberen Seite und ein Schwert 20 auf der unteren Seite der Leiterplatte 2 angeordnet. Die Schwerter 19, 20 weisen eine gerade Ablösekante auf, welche auf der gesamten Breite zwischen die Photopolymerschicht 3, 4 der Leiterplatte 2 und der Schutzfolie 5 greift.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Schwert 19, 20 dergestalt ausgebildet, dass zunächst nur eine Spitze zwischen der Schutzfolie 5 und Leiterplatte 2 eingebracht wird und anschließend fortschreitend die Eingriffsbreite des Schwertes 19, 20 zwischen Leiterplatte 2 und der Schutzfolie 5 breiter wird. Dies hat den Vorteil, dass mit einer höheren Geschwindigkeit gearbeitet werden kann, was das Ablösen der Folie 5 von der Leiterplatte 2 beschleunigt.
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Das Schwert 19, 20 schält bzw. peelt die Schutzfolie 5 von der Leiterplatte 2 ab, wobei die Folie 5 entlang der Schwertoberfläche weiter geschoben wird.
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Nach dem Schwert 19, 20 folgt mindestens eine Hauptluftdüse 21, 22, wobei bevorzugt eine Hauptluftdüse 21 auf der oberen Seite und eine Hauptluftdüse 22 auf der unteren Seite der Leiterplatte 2 angeordnet ist. Durch den Luftstrom der Hauptluftdüse 21, 22 wird die bereits angelöste Schutzfolie 5 auf das Schwert 19, 20 angehoben, so dass dieses den Ablösevorgang durchführen kann.
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Nach den Hauptluftdüsen 21, 22 folgt mindestens eine Auszugsrolle 23, 24, mit welcher die bearbeitete Leiterplatte 2 von der Peeleinheit 7, 8 in Richtung des Auslassbereiches 10 weggefördert wird.
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Mit der 2 wird ein schematischer Schnitt durch die erfindungsgemäße Abziehvorrichtung 1 im Einlaufbereich 9 dargestellt. Anhand der dort abgebildeten Draufsicht ist die genaue Anordnung der Nachluftdüse 13 im Bereich der Peeleinheit 7, 8 zu erkennen. Die Nachluftdüse 13 ist hierbei bevorzugt in einer eigenen Nachluftdüsen-Aussparungsnut 27, 28 angeordnet, welche sich im Oberflächenbereich der Trommel 25, 26 der Peeleinheit 7, 8 befindet.
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Ausgehend von dem Einlaufbereich 9 befindet sich entlang der Verarbeitungsrichtung zuerst ein Sensor 11, dann die Einzugsrollen 12, dann die Nachluftdüse 13, gefolgt von dem Vakuumsauger 14, dann das Schwert 19, 20, dann die Vorluftdüsen 17, 18, dann Hauptluftdüsen 21, 22 und schließlich die Auszugsrolle 23, 24.
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Mit der 3 wird ein schematischer Querschnitt durch die Abziehvorrichtung im Einlaufbereich zum Zeitpunkt der Detektion der Vorderkante des Leiterplattensubstrates gezeigt. Mit Hilfe des Einlaufsensors 11 wird die Leiterplatte 2 detektiert. Das Signal des Sensors 11 startet die Einzugsrollen 12, welche die Leiterplatte synchronisieren.
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4 zeigt die Abziehvorrichtung 1 zum Zeitpunkt des Aufsetzens der Rändelräder 15, 16 auf der vorderen Kante des Leiterplattensubstrates 2. Durch die Druckkraft der Rändelräder 15, 16 wird die Kante der Schutzfolien 5 geöffnet, wodurch ein anfängliches Ablösen der Folie 5 von der Leiterplatte 2 erreicht wird. Dieser Ablösevorgang wird durch eine Luftströmung der Vorluftdüsen 17, 18 unterstützt.
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Anhand der 5 ist der Zeitpunkt des Aufsetzens der Schutzfolie 5 auf der Schwertspitze 19, 20 dargestellt. Bevor die Folienkante der Schutzfolie 5 die Schwertspitze erreicht wird mit Hilfe der Luftströmung der Hauptluftdüse 21, 22 die Folie 5 auf die Schwertspitze angehoben.
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Gemäß der 6 wird das Abheben der Schutzfolie 5 von der Leiterplatte 2 im Sogbereich 30 dargestellt. Durch den Vorschub der Leiterplatte 2 wird die Schutzfolie 5 mithilfe des Schwertes 19 von der Leiterplatte 2 abgeschält bzw. gepeelt. Die abgelöste Ende 31 wird durch den Coandă-Effekt an den Aussenumfang der Trommel 25 angesaugt. Erreicht das abgelöste Ende 31 den Vakuumsauger 14, wird dieser aktiviert und übernimmt die weitere Führung bzw. Halterung der Schutzfolie 5 entlang der Trommel 25. Entscheidend ist, dass im Sogbereich 30 keine Saugkraft durch den Vakuumsauger 19 erzeugt wird, sondern die abgelöste Kante 31 ausschließliche durch den Coandă-Effekt an den Aussenumfang der Trommel 25 angelegt wird. Dies ermöglicht auch ein Abziehen einer Schutzfolie 5, 6 bei dünneren Leiterplatten, was bisher mit einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik nicht möglich gewesen ist.
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Bei der Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik bestand immer der Nachteil, dass aufgrund der räumlichen Anordnung der Trommel 25, 26 gegenüber dem Schwert 19, 20 die Folienkante 31 weit von dem Vakuumsauger 14 entfernt gewesen ist, so dass der Vakuumstrom nicht die Folie 5 ansaugen konnte. Ein früheres Aktivieren des Vakuumstromes ist nicht möglich, da dadurch dünnere Leiterplatten mit angezogen wurden.
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Diese Problemstellung löst die vorliegende Erfindung mit der Anordnung einer Nachluftdüse 13 im Einlaufbereich 9. Die Nachluftdüse 13 beaufschlagt mit einem tangentialen Luftstrom die Trommel 25, wodurch ein Coandă-Effekt im Bereich 30 hervorgerufen wird und die abgelöste Kante 31 der Schutzfolien 5 an den Trommelumfang angesaugt wird.
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Durch die Aktivierung der Nachluftdüse 13 wird die Folie 5 entlang der Trommel 25, 26 angesaugt und folgt deren Kontur bis die Vorderkante 31 der Folie von dem Unterdruck des Vakuumsaugers 14 erfasst wird. Je höher die Strömungsgeschwindigkeit der Luft ist, umso besser tritt der Effekt auf. Unter optimalen Bedingungen ist ein anhaften der Schutzfolie 5 an der Trommel 25, 26 bis nahezu 360° möglich.
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Der durch die Nachluftdüsen 13 erzeugt Effekt wird auch als Coandă-Effekt oder auch „Coandă-Strömung” bezeichnet. Auffallend ist die deutlich größere Fähigkeit der Coandă-Strömung, der konvexen Trommelwand 25, 26 zu folgen und sich nicht hiervon abzulösen. Der Luftstrahl der Nachluftdüse 13 strömt somit entlang der Trommelwand 25, 26 und zieht während des Ablösevorganges die Schutzfolien 5 an die Trommelwand an. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass nun auch dünnere Leiterplattesubstrate 2 verarbeitet werden können, da die Coandă-Strömung bereits vor dem eigentlichen Ablösevorgang mit einem haltenden Effekt auf die dünne Schutzfolie 5 wirkt.
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Sobald die Schutzfolie 5 von der Leiterplatte 2 getrennt ist, folgt sie dem Umfang der Trommelwand 25, 26 und wird von dem Schwert 19, 20 abgehoben.
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Die 7 zeigt eine Abhebung des vorderen Bereichs der Schutzfolie 5 vom Leiterplattensubstrat 2 und der Ansaugung der Schutzfolie 5 an die Oberfläche der Trommel 25, 26. Sobald sich die Schutzfolie 5 an die Oberfläche der Trommel 25, 26 anlegt, wird der Vakuumsauger 14 aktiviert und die Nachluftdüse 13 deaktiviert. Es findet somit eine Übergabe der Schutzfolie 5 von dem erzeugten Nachluftdüsenstrom auf den Vakuumstrom statt.
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Mit der 8 werden die abgelösten Schutzfolien 5, 6 gezeigt, welche entlang der jeweiligen Trommeloberflächen 25, 26 transportiert werden. Der obere Vakuumsauger 14 ist aktiviert und hält die obere Schutzfolie 6 während der Drehbewegung der Trommel 25 an deren Oberfläche fest. Der untere Vakuumsauger 14 ist gemäß der 8 bereits deaktiviert, was ein Lösen der unteren Schutzfolie 6 von der Oberfläche der Trommel 26 bewirkt.
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9 zeigt das Ablegen der unteren Schutzfolie 6 in den Auffangbehälter 29. Die vordere Kante der oberen Schutzfolie 5 hat die Kontaktstelle der oberen Trommel 25 und der unteren Trommel 26 erreicht und wird durch den oberen Vakuumsauger 14a gehalten. Die Positionierung der beiden Trommeln 25, 26 erfolgt so lang bis der oberer Vakuumsaugauslass 14a dem unteren Vakuumsaugauslass 14b gegenüberliegt.
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Gemäß der 10 wird der Zeitpunkt der Übergabe der oberen Schutzfolie 5 von der oberen Trommel 25 auf die untere Trommel 26 dargestellt. Dies geschieht durch Umschalten des Vakuums vom oberen Vakuumsauger 14a auf den unteren Vakuumsauger 14b. Hierzu wird der obere Vakuumsauger 14a deaktiviert und der untere Vakuumsauger 14b aktiviert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Lösen der oberen Schutzfolie 5 von der Trommel 25 durch einen zusätzlichen Luftstoß unterstützt werden.
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Die Aktivierung des unteren Vakuumsaugers 14b erfolgt nur für eine kurze Drehbewegung der unteren Trommel 26. Dies geschieht nur solange bis die obere Schutzfolie 5 sich im Bereich des Auffangbehälters 29 befindet und dort abgelegt wird.
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Dies wird mit der 11 gezeigt, welche insbesondere einen deaktivierten Vakuumsauger 14b und das Lösen der Schutzfolie 5 von der unteren Trommel 26 zeigt.
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Mit der 12 wird die endgültige Ablage der oberen Schutzfolie 5 im Auffangbehälter 29 gezeigt. Die Abziehvorrichtung 1 ist nun leer und kann eine neue Leiterplatte 2 bearbeiten.
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Zusammenfassend ist zu sagen, dass durch die Anordnung einer zusätzlichen Düse 13 im Einlaufbereich 9 der Peeleinheit 7, 8 eine Strömung entlang Oberfläche der Trommel 25, 26 erzeugt wird, welche die Schutzfolie 5 frühzeitig erfasst, wobei durch die Drehung der Trommel 25, 26 die Schutzfolie 5, 6 von der Leiterplatte 2 entfernt wird. Bevorzugt befindet sich die Nachluftdüse 13 in einer Nachluftdüsen-Aussparungsnuten der Trommel 27, 28.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abziehvorrichtung
- 2
- Leiterplatte(-substrat)
- 3
- Photopolymerschicht oben
- 4
- Photopolymerschicht unten
- 5
- Schutzfolie
- 7
- Peeleinheit oben
- 8
- Peeleinheit unten
- 9
- Einlaufbereich
- 10
- Auslaufbereich
- 11
- Sensor im Einlaufbereich
- 12
- Einzugsrollen
- 13
- Nachluftdüse
- 14
- oberer Vakuumsauger 14a, untere Vakuumsauger 14b
- 15
- Rändelrad oben
- 16
- Rändelrad unten
- 17
- Vorluftdüse oben
- 18
- Vorluftdüse untern
- 19
- Schwert oben
- 20
- Schwert unten
- 21
- Hauptluftdüse oben
- 22
- Hauptluftdüse unten
- 23
- Auszugsrolle oben
- 24
- Auszugsrolle unten
- 25
- Trommel oben
- 26
- Trommel unten
- 27
- Aussparungsnut für 13 (oben)
- 28
- Aussparungsnut für 13 (unten)
- 29
- Auffangbehälter
- 30
- Sogbereich
- 31
- abgelöste Kante
