用于制造薄膜堆叠的方法和用于制造薄膜堆叠的设备的制作方法
【专利摘要】用于制造薄膜堆叠的方法，包括：提供薄膜（14），从所述薄膜（14）中分离出薄膜片（2），使得所述薄膜片被定位在承载板（1）上预先规定的位置上，将所述薄膜片保持在所述承载板上所述预先规定的位置上，使所述承载板与保持的薄膜片一起运动到堆叠模具（5）上方，其中所述薄膜片保留在所述预先规定的位置上，将所述薄膜片存放在所述堆叠模具中。
【专利说明】用于制造薄膜堆叠的方法和用于制造薄膜堆叠的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造薄膜堆叠的方法和一种用于制造薄膜堆叠的设备。这种薄膜堆叠可以是制造电子器件时的中间产品并且可以包括例如陶瓷薄膜，如绿色陶瓷薄膜。
【背景技术】
[0002]薄膜堆叠包括上下层叠的薄膜片。薄膜堆叠可以通过手工的或手动的或者自动化的方法制造。手工的堆叠制造的缺点是通过手操作对经常很薄并且灵敏的薄膜可能造成损害，其中可能形成薄膜的裂纹、隆起、受压点、穿孔、折叠的边缘、移动等等。薄膜片在堆叠中的次序可以是很复杂的，这要求堆叠的人的培训和长期持续和高度的专注。虽然如此，存在通过错误的薄膜片顺序的堆叠产生堆叠错误的危险。在手工的方法中，废品可能相对较多。
[0003]自动化的堆叠系统具有费事的工艺技术，以便在真正的堆叠之前使薄膜片对准。在此，薄膜片的实际位置必须借助高精度的视觉系统通过基准或中心标记被检测并且通过高精度的对准桌引入到所需的额定位置上，以用于位置正确的堆叠。附加地，只能有限地实现或完全不能实现等于或小于120微米，尤其等于或小于60微米的薄的薄膜的堆叠。
[0004]另一种用于自动化堆叠的方法规定，薄膜被直接冲压进堆叠模具中。在此，不利的影响是，由此冲压片段可能容易一起到达堆叠模具中，这可能导致质量缺陷和废品。
【发明内容】
[0005]因此面临的任务是，说明一种改善的方法，以便以高的堆叠精度和质量制造具有所期望的可变高度的由印刷的和未印刷的薄膜、尤其是绿色陶瓷薄膜组成的堆叠。此外，应当说明一种用于制造堆叠的对应设备。
[0006]所述任务通过在并列的权利要求中说明的措施解决。其他有利的扩展方案在从属权利要求中说明。
[0007]用于制造薄膜堆叠的所述方法包括:提供薄膜；从薄膜中分离出薄膜片，使得薄膜片被定位在承载板上预先规定的位置上；将薄膜片保持在承载板上预先规定的位置上；使承载板与保持的薄膜片一起运动到堆叠模具上方，其中薄膜片保留在预先规定的位置上；将薄膜片存放在堆叠模具中。
[0008]多次重复所述步骤，使得在堆叠模具中堆叠的薄膜片形成薄膜堆叠。
[0009]预先规定的位置使得在承载板运动到堆叠模具上方之后，来自所述位置的薄膜片恰恰可以被存放在堆叠模具中或边缘精确地存放到堆叠模具中已堆叠的薄膜片上。
[0010]所述方法使得能够以高的堆叠精度和质量制造具有所期望的可变高度的由印刷的和未印刷的薄膜片、尤其是绿色陶瓷薄膜片组成的堆叠。堆叠中薄膜片的次序(旋转、不旋转、印刷、未印刷、构造为安全层等等)在此可以自由选择。
[0011 ] 所述“分离出”有利地可以借助冲压进行，但也可考虑其他的分离方法，例如借助激光。如此进行所述冲压，即薄膜片从所述薄膜中被冲压到承载板上，使得分离出和存放在一个步骤中进行。还可考虑，在分离出时在彼此相继的步骤中执行冲压和存放。
[0012]待堆叠的薄膜片从例如设置冲压成形的分离步骤起固定在承载板上并且不再改变其位置直至被堆叠进堆叠模具中。由此，省去用于对准的费事的工艺步骤。不需要用于这种对准的中心标记。例如通过冲压成形的分离与存放之间的其他处理步骤在承载板上进行，而无需改变薄膜片的位置。这种步骤例如可以是印刷、印刷的干燥、借助视觉系统对印刷的检查。
[0013]有利地通过在承载板上的负压将薄膜片保持在其预先规定的位置上，例如借助承载板中的负压喷嘴或真空喷嘴或通过开孔的、多孔的材料作为承载板的使用。为了保护薄膜片并且为了防止承载板的弄脏，例如可以借助边粘合将空气可渗透的、可方便替换的纸固定在承载板上。
[0014]在一种实施方式中，堆叠模具的底部是高度可调整的并且朝着承载板的方向运动，也就是说突出，从而使已经堆叠的薄膜片与由承载板保持的薄膜片接触。换言之:使已堆叠的薄膜片在堆叠模具中向由承载板保持的薄膜片运动，直至已堆叠的薄膜片触碰保持的薄膜片。因此，薄膜片在被施加到已堆叠的薄膜片上时不能改变其位置，从而薄膜片在堆叠中被准确对准并且薄膜片的边缘上下叠加。
[0015]在存放时，例如通过压缩空气在承载板和薄膜片之间引入过压。由此，薄膜片从承载板脱离。
[0016]在存放薄膜片之后，降低堆叠模具的底部，以便将薄膜片从承载板移开。在存放时，薄膜片没有下降高度要消除，这阻止了在存放时薄膜片的移动。
[0017]底部在升高之后又被降低与该底部被升高以使已堆叠的薄膜片朝着承载板的方向运动的路程相同的路程以及薄膜片的厚度，使得已堆叠的薄膜片的上侧在存放过程之间位于预先规定的、相对于堆叠模具的上侧的位置上，而与已经堆叠的薄膜片的高度无关。
[0018]第一升降模块可以将底部升高和降低所述路程，并且第二升降模块可以将底部分别逐步地降低薄膜片的厚度。
[0019]在堆叠过程之间，堆叠模具可以围绕纵轴旋转，有利地旋转90°、180°或270°。这使得能够以不同的对准方式存放相同的薄膜。
[0020]用于制造薄膜堆叠的设备包括用于从薄膜中分离出薄膜片的分离装置以及具有高度可调整的底部的堆叠模具，所述底部的基面与薄膜片的基面对应。此外，设置承载板，所述承载板适合于将冲压成形的薄膜片保持在承载板上预先规定的位置上并且该承载板可以从分离装置运动到堆叠模具上方的位置上，以便运输薄膜片以用于堆叠。用于执行所述方法的设备具有小的空间和面积需求。
[0021]所述分离装置可以被构造为冲压装置。在一种实施例中，将薄膜片冲压到承载板上预先规定的位置上。
[0022]承载板在一种实施中被构造用于通过负压保持薄膜片，例如通过真空喷嘴或负压喷嘴。此外，承载板在一种实施中被构造用于使得薄膜片通过过压——例如通过可在负压或真空和压缩空气之间切换的喷嘴一从承载板脱离。在一种实施例中，不仅设置真空喷嘴或负压喷嘴，而且设置压缩空气喷嘴。
[0023]第一升降模块被设置用于将底部升高和降低一路程，并且第二升降模块被设置用于将底部分别逐步地降低薄膜片的厚度。第一升降模块可以包括短升降缸——例如气动短升降缸(Pneumatikkurzhubzylinder ),并且第二升降模块可以包括伺服马达。
[0024]堆叠模具可以围绕纵轴旋转，例如借助旋转盘。为了使薄膜片不倾斜，堆叠模具具有设有棱角的内边缘。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]随后参考附图、根据实施例解释本发明。
[0026]图1示意性地示出用于制造薄膜堆叠的设备的实施例。
[0027]图2示意性地示出分离装置的实施例。
【具体实施方式】
[0028]图1中说明的设备包括可运动的承载板1，借助所述可运动的承载板保持优选由陶瓷薄膜、尤其是由绿色陶瓷薄膜制成的薄膜片2，如它们在电子器件中使用的那样。承载板I可以被构造为金属板。
[0029]在承载板I中可以设置开口或喷嘴，在所述开口或喷嘴处可以吸入空气和/或从所述开口或喷嘴放出压缩空气。所述开口设置在以下区域中:在所述区域中保持薄膜片2。所述保持通过负压或真空来进行，当在开口中压力减小时形成该负压或真空。如果从开口放出压缩空气，则薄膜片2从承载板I脱离。
[0030]冲头10可以被设置为分离装置，借助所述冲头从薄膜中冲压出薄膜片2。该原理示意性地在图1中说明。在冲压成形期间，承载板2和冲头相邻。
[0031]图2示出具有穿孔模11和凹模12的分离装置的实施例。凹模12具有开口，所述开口与穿孔模11和薄膜片2的下侧的大小对应，并且穿孔模11在冲压过程中穿过所述开口地运动。穿孔模11、凹模12和承载板I可以设有组合的真空-压缩空气喷嘴(未示出)，所述组合的真空-压缩空气喷嘴可在压缩空气和真空之间切换。薄膜14例如可以通过薄膜辊13输送，使得薄膜在冲压之前被定位在穿孔模11或凹模12与承载板I之间。轨道状的薄膜14可以通过喷嘴保持在凹模12处和穿孔模11处，在所述喷嘴处吸入空气。穿孔模11从薄膜14中冲压出薄膜片2并且穿孔模11处的喷嘴被切换到压缩空气以用于薄膜片2的脱离，使得薄膜片2定位在承载板I上的预先规定的位置上。在冲压之后，从中冲压出薄膜片2并且现在是废料的区域与至辊13的方向相反地被移开，从而从辊13拉下薄膜14并且凹模12中的开口由薄膜14覆盖，由此可以对其他薄膜片2冲压成形。
[0032]取消薄膜片2到承载板上的传送或薄膜片2在承载板I上的位置的调整。替代地，还可以直接在冲压成形后进行薄膜片2到承载板I上的传送。冲压成形的薄膜片2通过承载板I保持，如图1中所示的那样。薄膜片在承载板I上的位置在可能的中间步骤期间和在承载板I的通过水平箭头表示的运动期间维持不变。
[0033]此外，所述设备包括具有高度可调整的底部4的堆叠模具5或空穴，如在图1中所示的那样。已堆叠的薄膜片3位于堆叠模具5中。底部4可以通过升降装置在高度方面快速调整，所述升降装置包括第一和第二升降模块。该升降装置包括具有第二升降模块中的
转轴7-例如球循环转轴(KugeIumlauf spindeI)的伺服马达8,和第一升降模块中的短
升降缸6——例如气动短升降缸，这两者串联连接。伺服马达8和转轴7用作转轴升降模块9，通过所述转轴升降模块，底部4和短升降缸6可以垂直地运动。短升降缸6与堆叠模具5的底部4例如通过杆连接。不仅短升降缸6而且伺服马达8都适合用于使底部4相对于堆叠模具5的侧壁运动。
[0034]用于制造薄膜堆叠的处理次序可以包括冲压成形、印刷、印刷的干燥、借助视觉系统对印刷的检查和在堆叠模具5中的堆叠。待堆叠和冲压成形的薄膜片2在冲压成形之后从薄膜辊通过负压或真空固定在承载板I上并且不再改变其在承载板I上的位置，直至堆叠进高精度的堆叠模具5中。由此，省去用于对准薄膜片2的费事的工艺步骤和措施。不需要薄膜片2上的中心标记。承载板I的运动可以在从分离装置10、11、12至堆叠模具5的路径上不仅包括平移，而且包括转动。当承载板I连同位于上面的薄膜片2旋转180°或将近180°从而薄膜片2可以置于位于承载板I下方的堆叠上时，出现转动。继冲压成形之后的工艺步骤例如可以在各个工艺站(未示出)进行，承载板I连同薄膜片2 —起向各个工艺站运动。
[0035]在一种实施例中设置多个承载板，其中一个或多个承载板分别同时位于各个工艺站处，这提高了针对薄膜堆叠的制造速度。承载板I逐步地从分离装置10、11、12经由各个工艺站运动到堆叠模具5，其中各个承载板I上的薄膜片2保留在其预先规定的位置上。
[0036]薄膜片2在堆叠模具5或空穴中的堆叠是个中心点。堆叠模具5拥有可运动的底部4，所述底部可以通过具有短升降缸6和转轴升降模块9的升降装置快速地在高度方面调整。所述短升降缸6履行从承载板I对薄膜片2的提取。底部4与在其上堆叠的薄膜片3一起被运送到承载板1，有利地，无需伺服马达8对所述运动做出贡献。在存放薄膜片2之后，通过短升降缸6使底部4降低。向上行程和向下行程——也就是使底部4通过短升降缸6而向上和向下运动的路程一样大。在存放每个堆叠的薄膜片2之后，伺服马达8对底部4在堆叠模具5中的位置校正薄膜厚度，以便尽管增加了堆叠高度但仍实现相同的堆叠条件。由此，堆叠质量在高堆叠的情况下也是均匀的并且堆叠是准确的。
[0037]附加地，堆叠模具5可以快速地旋转运动180°。所述旋转运动在两个薄膜片2的堆叠之间进行。
[0038]堆叠模具5的几何精度确定堆叠精度。底部4的基面对应于薄膜片2的基面。堆叠模具5的侧面在堆叠模具5的整个高度上也被比例精准地并且具有小的数值分散地制造，典型地，好于+/-8微米。堆叠模具5的另一个特征是，内边缘设有0.05x45°至0.1x45°的棱角，以便稳定并且工艺安全地构造所述薄膜片2的堆叠或向堆叠模具5的递交。
[0039]薄膜片2的堆叠通过以下方式进行:借助负压或真空保持薄膜片2的承载板I被运动到堆叠模具5上方以用于堆叠。承载板I借助圆锥形的销钉和插孔(未示出)被位置正确地置于中心并且与堆叠模具5接触，其方式例如是，承载板I平放在堆叠模具5的边缘上。随后，借助可能已经堆叠的薄膜片3由短升降缸6将底部4升高(例如升高3mm)，直至所述底部与待堆叠的薄膜片2接触。替代地，还可以引导薄膜片2的递交，其方式是堆叠模具5上方的承载板I被降低并且同时借助短升降缸6使底部4上升，直至已堆叠的薄膜片3撞击承载板I处的薄膜片2。一方面通过按压接触并且另一方面通过从板真空切换到压缩空气——其方式例如是将喷嘴从负压运行切换到压缩空气输出，工艺安全地并且以高精度地将薄膜片2从承载板I递交到堆叠模具2。薄膜片递交通过承载板I中从负压或真空切换到压缩空气来进行并且同时借助短升降缸6降低底部4并且通过伺服马达8进行薄膜厚度校正。换言之:短升降缸6又降低底部4，例如降低3_。附加地，伺服马达8对底部4的位置向下校准堆叠的薄膜厚度。承载板I又由堆叠模具5下降并且进行下个步骤。可选地，还可以将堆叠模具5旋转180°。下一个承载板I被带到堆叠模具5上方的位置上并且流程从头开始，直至实现所期望的堆叠高度。
[0040]所描述的方法允许很薄一例如具有下降到15 μ m的厚度的薄膜的安全和精确的堆叠。薄膜规格可以是4+12英寸，优选4 + 8英寸。
[0041]应注意，这些实施例的特征可组合。
[0042]参考标记
1承载板
2薄膜片
3已堆叠的薄膜片
4底部
5堆叠模具
6气动短升降缸
7转轴
8伺服马达
9转轴升降模块
10冲头
11穿孔模
12凹模
13薄膜辊
14薄膜
【权利要求】
1.用于制造薄膜堆叠的方法，包括: -提供薄膜(14)， -从所述薄膜(14 )中分离出薄膜片(2 )，使得所述薄膜片(2 )被定位在承载板(I)上预先规定的位置上， -将所述薄膜片(2)保持在所述承载板(I)上所述预先规定的位置上， -使所述承载板(I)与保持的所述薄膜片(2) —起运动到堆叠模具(5)上方，其中所述薄膜片(2)保留在所述预先规定的位置上， -将所述薄膜片(2)存放在所述堆叠模具(5)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中通过负压保持所述薄膜片(2)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述堆叠模具(5)的高度可调整的底部(4)朝着所述承载板(I)的方向运动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中使已堆叠的薄膜片(3)在所述堆叠模具(5)中向保持的薄膜片(2 )运动，直至所述已堆叠的薄膜片(3 )触碰所述保持的薄膜片(2 )。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中在所述存放时，在所述承载板(I)和所述薄膜片(2 )之间引入过压。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中在存放所述薄膜片(2)之后，降低所述堆叠模具(5)的底部(4)。
7.根据权利要求 6所述的方法，其中所述底部(4)在升高一路程之后，被降低所述路程以及所述薄膜片(2)的厚度。
8.根据权利要求7所述的方法，其中第一升降模块(6)将所述底部(4)升高和降低所述路程，并且第二升降模块(9)将所述底部(4)降低所述薄膜片(2)的厚度。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其中所述堆叠模具(5)围绕纵轴旋转。
10.一种用于制造薄膜堆叠的设备，具有 -用于从薄膜(14)中分离出薄膜片(2)的分离装置(10，11，12)， -带有高度可调整的底部(4 )的堆叠模具(5 )，所述底部的基面与所述薄膜片(2 )的基面对应， -承载板(1)，所述承载板适合于，将冲压成形的薄膜片(2)保持在预先规定的位置上并且可从所述分离装置运动到所述堆叠模具(5 )上方的位置上。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述承载板(I)被构造用于，通过负压保持所述薄膜片(2)。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述承载板(I)被构造用于，使得所述薄膜片(2 )通过过压从所述承载板(I)脱离。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的设备，具有第一升降模块(6)和第二升降模块(9)，所述第一升降模块适合用于将底部升高和降低一路程，所述第二升降模块适合用于将所述底部(4)分别逐步地降低所述薄膜片(2)的厚度。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第一升降模块包括短升降缸(6)并且所述第二升降模块(9)包括伺服马达(8)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的设备，其中所述堆叠模具(5)能够围绕纵轴旋转。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的设备，其中所述堆叠模具(5)具有设有棱角的 内边缘。
【文档编号】B65H29/32GK103430641SQ201280014065
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2012年3月14日 优先权日:2011年3月21日
【发明者】J.魏尔哈特, O.凯雷尔 申请人:埃普科斯股份有限公司