JP6490085B2 - 基板を加工する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１層の平らな基板を加工する方法に関する。

例えば電子構成部品、チップ等の取付けに使用される窓開口を基板に形成することが一般に知られている。基板を複数の層から形成しようとする限り、各個別の層に、一致するように形成された開口が形成され、次いで各層が互いに位置決めされる。加工の不正確さに基づき生じる製造誤差は、各開口への構成素子の挿入を困難にする恐れがある。このことは特に、カードを製造する場合に問題となる。

独国特許発明第１９６２０５９７号明細書は、複数の加工箇所の領域に設けられた１つの行程装置において、紙等の層材料の重なり合った部分にそれぞれ異なる加工を施す装置に関する。この装置は、装置基部と、装置基部に支持された、行程駆動装置によって駆動される行程装置と、穿孔用行程ポンチ等といった別個の工具を有し且つ運転状態を逆転可能な、つまり加工運転中は層材料を加工し、休止状態では加工は行わない、少なくとも２つの別個の第１及び第２の工具ユニットと、層材料の進行方向及び層平面を規定するガイドと、を備えており、各工具ユニットは、走行方向に対して横方向に相並んで配置されている。

独国特許発明第１９６３４４７３号明細書から看取される、チップキャリア、特にチップカードの製造法では、ロール材料として、又はシート材料としてエンドレスにガイドされるベース基板材料から出発して、このベース基板材料に窓開口を形成し、次いでカバー層材料でベース基板材料を被覆し、実装ステーションにおいてベース基板材料の実装を行い、窓開口にチップモジュールが受容されるように、実装ステーションにおいてベース基板材料にチップモジュールを実装する。

本発明の根底を成す課題は、基板内に予め形成された開口に、充填材料を位置正確にもたらすことが可能な、少なくとも１層の平らな基板を加工する方法及び装置を提供することにある。

この課題を解決する、少なくとも１層の平らな基板を加工する方法では、ストリップ、ウェブ又はシートとして形成された基板を、ストリップ状、ウェブ状又はシート状の充填材料と共に、それぞれ異なる平面上で少なくとも１つの加工工具を通して案内し、基板を特に加工工具の領域に位置決めして保持し、加工工具の、ポンチ状に形成された少なくとも１つの構成部材によって、基板の所定の位置に開口、特に窓を形成し、次いで構成部材を開口外の領域へ移動させ、引き続く行程において、加工工具の構成部材によって、開口の横断面と一致する素子を充填材料から打ち抜き、構成部材によって、位置固定された基板の開口に向けて素子を移動させ、構成部材によって、素子を基板の開口に挿入する。

本発明の対象の有利な改良は、方法に係る付属の従属請求項から引き出し得る。

上記課題は、少なくとも１層の平らな基板を加工する装置によっても解決される。この装置は、ポンチ状に形成された少なくとも１つの構成部材を有する加工工具と、ストリップ状、ウェブ状又はシート状に形成された基板用の第１のガイド兼搬送装置と、ストリップ状、ウェブ状又はシート状に形成された充填材料用の第２のガイド兼搬送装置と、を備えており、第１のガイド兼搬送装置と第２のガイド兼搬送装置とは、それぞれ異なる平面上に配置されており、構成部材は、基板並びに充填材料に対して相対的に移動可能であり、これにより、充填材料から切り抜かれた素子を、基板に予め形成された開口に、構成部材によって挿入することができるようになっている。

本発明による装置の有利な改良は、対象に係る付属の従属請求項から引き出し得る。

充填材料から打ち抜かれた素子は、少なくとも１層の基板の開口、特に窓内に、有利には締付けによって保持される。

加工工具内での、充填材料に対する基板の対応配置は、次のように実現することができる。即ち、
‐基板と充填材料とを、所定の間隔を開けて互いに平行に、加工工具を通して案内することができるようになっている。
‐基板と充填材料とを、所定の間隔を開けて任意の角度で、好ましくは互いに直角に、加工工具を通して案内することができるようになっている。

本発明の別の思想では、基板と充填材料とを、加工工具を通して断続的に案内する。

一般に、基板と充填材料とは、それぞれ異なる材料から成っている。後の用途に応じて、充填材料を透明な材料から製造することにより、開口の領域を透光性にすることが有意な場合がある。

本発明の対象にとって有利なのは、基板が多層に形成されており、全ての層が、それぞれの開口の形成前に、加工工具の領域に位置決めされて保持され、且つ、加工過程において、多層の基板の複数の層のうちの少なくとも１つと締付け接触するように、共通の開口内に素子が配置される場合である。

本装置は、相応する加工ステップ、つまり少なくとも１層の基板における開口の形成、充填材料からの素子の打抜き、並びに基板の開口への素子の挿入、を実現することができるようにするために、加工工具の領域に設けられた特に複数のカットプレート及びガイドプレートを有している。それというのも、上記過程は、それぞれ異なる平面上で実施されるからである。

本発明の別の思想によれば、加工工具内には、少なくとも１層の基板をその加工過程中に位置決めし且つ保持する、複数の緊締部材が設けられている。このことが特に有利なのは、基板が複数の層から成り、且つ基板の個々の層における加工誤差が望ましくない場合である。これにより、素子を多層基板の共通の開口内に問題無く締め付けて挿入することができるようになっている。

緊締部材は、好適には空圧式に作動させられる。加工工具内には、基板に対して相対的に移動可能な少なくとも１つのアンビル（金床）ストリップが設けられており、このアンビルストリップは、基板の開口に素子を挿入する際の受けとして働く。アンビルストリップも、必要に応じて空圧式に作動させることができる。

本発明の別の思想によれば、構成部材は打抜きポンチとして形成されており、打抜きポンチは、基板に開口を形成したり、充填材料から素子を切り抜いたり、素子を基板の開口に挿入したりする。

以下、本発明の対象を図示の実施例に基づき説明する。

本発明に係る装置の原理図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。 図１に示した装置の１つの加工位置を示す図である。

図１には、本発明に係る装置の原理図が示されている。

複数の部分から成る加工工具１が認められ、その主要な構成部材を以下の図面で詳しく説明する。

加工工具１を通して、一方では少なくとも１層の帯状の基板２が案内される。基板２は、この例では、相並んで配置された２つの利用部３を有しているものとする。基板２は、任意の数の利用部を有してウェブ状又はストリップ状に形成されてもよい。同様に帯状に形成され巻成された充填材料４が、この例では基板２に対して直角に、異なる平面上で加工工具１を通して案内される。加工工具１又は加工機械全体の構成に応じて、充填材料４は基板２に対して平行に、基板２の上側又は下側で加工工具１を通して案内されてもよい。

図２から図７にはそれぞれ、基板２又は充填材料４の異なる加工状態が示されている。加工工具１は、以下の要素／構成部材、即ち、基板２、充填材料４、打抜きポンチとして形成された構成部材５、ベースプレート６、２つのカットプレート７とガイドプレート８、可動のアンビルストリップ９、並びに緊締部材１０を示している。

図２では、加工工具１内で、基板２と充填材料４の加工工具１内での自由な運動を可能にする位置に、打抜きポンチ５が配置されていることが認められる。

図３には、打抜きポンチ５の第１の作業行程が示されている。打抜きポンチ５は充填材料４から、打抜きポンチ５の輪郭に一致する素子１２を切り抜く。引き続く行程において、打抜きポンチ５は、窓状に形成された開口１１を基板２内に形成し、且つ充填材料４から打ち抜いた素子１２（今後は図示せず）を押圧して、形成された開口１１を貫通させ、これにより素子１２は、下方に向かって落下することができるようになっている。加工目的のために、基板２は、加工工具１内で複数の緊締部材１０によって位置決めされると共に保持される。この行程は、引き続く加工ステップにおいて１回しか行われない。同じことは、加工工具１への新規の基板２又は充填材料４の導入についても当てはまる。

図４には、打抜きポンチ５が再び、基板２の上方に置かれた充填材料４の外側の位置にあることが示されている。この位置では、アンビルストリップ９が基板２の下側に押しずらされ、基板２は引き続き緊締部材１０によって位置固定される。

図５に示す加工位置では、打抜きポンチ５が充填材料４から素子１２を切り抜き、この素子１２を、先に基板２内に形成した開口１１に挿入する。これにより、素子１２は、基板２と締付け接触した状態に保たれることになる。この場合、打抜きポンチ５は、素子１２が押圧されて基板２の開口１１を貫通することをアンビルストリップ９が防ぐ程度に、基板２に接近させられる。

図６に示す加工位置では、基板２を搬送方向に送ることができる一方で、打抜きポンチ５は、充填材料４が搬送され得ない位置に保持される。基板２の緊締は、図６では解消されており、アンビルストリップ９は、その出発位置に戻されている。

図７に示す次の作業ステップでは、再び緊締された基板２から別の開口１１が切り抜かれる。次いで基板を引き続き加工するために、図４に示した動作が再び断続的に続けられる。

Claims (14)

1. 少なくとも１層の平らな基板（２）を加工する方法であって、ストリップ、ウェブ又はシートとして形成された前記基板（２）を、ストリップ状、ウェブ状又はシート状の充填材料（４）と共に、それぞれ異なる平面上で少なくとも１つの加工工具（１）を通して案内し、前記基板（２）を特に前記加工工具（１）の領域に位置決めして保持し、前記加工工具（１）の、ポンチ状に形成された少なくとも１つの構成部材（５）によって、前記基板（２）の所定の位置に開口（１１）、特に窓を形成し、次いで前記構成部材（５）を前記開口（１１）外の領域へ移動させ、引き続く行程において、前記加工工具（１）の前記構成部材（５）によって、前記充填材料（４）から前記開口（１１）の横断面に一致する素子（１２）を打ち抜き、前記構成部材（５）によって、位置固定された前記基板（２）の前記開口（１１）に向かって前記素子（１２）を移動させ、前記構成部材（５）によって、前記素子（１２）を前記基板（２）の前記開口（１１）に挿入することを特徴とする、少なくとも１層の平らな基板（２）を加工する方法。
2. 前記素子（１２）を、前記基板（２）の開口（１１）、特に窓内に、締付けによって保持する、請求項１記載の方法。
3. 前記基板（２）と前記充填材料（４）とを、所定の間隔を開けて互いに平行に、前記加工工具（１）を通して案内する、請求項１又は２記載の方法。
4. 前記基板（２）と前記充填材料（４）とを、所定の間隔を開けて任意の角度で、好ましくは互いに直角に、前記加工工具（１）を通して案内する、請求項１又は２記載の方法。
5. 前記基板（２）と前記充填材料（４）とを、前記加工工具（１）を通して断続的に案内する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 前記充填材料（４）を、透明な材料から形成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 前記基板（２）を多層に形成し、全ての層を、それぞれの前記開口（１１）の形成前に、前記加工工具（１）の領域に位置決めし、且つ、加工過程において前記素子（１２）を、多層の前記基板（２）の複数の層のうちの少なくとも１つと締付け接触するように、共通の前記開口（１１）内に配置する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 少なくとも１層の平らな基板（２）を加工する装置であって、該装置は、ポンチ状に形成された少なくとも１つの構成部材（５）を有する加工工具と、ストリップ状、ウェブ状又はシート状に形成された前記基板（２）用の第１のガイド兼搬送装置と、ストリップ状、ウェブ状又はシート状に形成された充填材料（４）用の第２のガイド兼搬送装置と、を備えており、前記第１のガイド兼搬送装置と前記第２のガイド兼搬送装置とは、それぞれ異なる平面上に配置されており、前記構成部材（５）は、前記基板（２）並びに前記充填材料（４）に対して相対的に移動可能であり、前記充填材料（４）から切り抜かれた素子（１２）を、前記基板（２）に予め形成された開口（１１）に、前記構成部材（５）によって挿入できるようになっていることを特徴とする、少なくとも１層の平らな基板（２）を加工する装置。
9. 前記加工工具（１）は、複数のカットプレート及びガイドプレート（７，８）を有している、請求項８記載の装置。
10. 前記加工工具（１）内には、前記基板（２）をその加工過程中に位置決めし且つ保持する、複数の緊締部材（１０）が設けられている、請求項８又は９記載の装置。
11. 前記緊締部材（１０）は、空圧式に作動可能である、請求項１０記載の装置。
12. 前記加工工具（１）内には、前記基板（２）に対して相対的に移動可能な少なくとも１つのアンビルストリップ（９）が設けられており、該アンビルストリップ（９）は、前記基板（２）の前記開口（１１）に前記素子（１２）を挿入する際の受けとして設けられている、請求項８から１１までのいずれか１項記載の装置。
13. 前記アンビルストリップ（９）は、空圧式に作動可能である、請求項１２記載の装置。
14. 前記構成部材（５）は打抜きポンチとして形成されており、該打抜きポンチは、前記基板（２）にそれぞれ前記開口（１１）を形成し、前記充填材料（４）から前記素子（１２）を切り抜き、且つ前記素子（１２）を前記基板（２）の前記開口（１１）に挿入する、請求項８から１３までのいずれか１項記載の装置。

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