DE102024200810A1

DE102024200810A1 - Method and tool for the automated production and placement of double-sided self-adhesive adhesive pads

Info

Publication number: DE102024200810A1
Application number: DE102024200810.9A
Authority: DE
Inventors: Arnaud Richard; Jiri Kucera; Jiri Beran; Johannes Popp; Marek Les; Tomaš Hogen
Original assignee: APAG Elektronik AG
Current assignee: APAG Elektronik AG
Priority date: 2024-01-30
Filing date: 2024-01-30
Publication date: 2025-07-31

Abstract

Ein Verfahren zum automatisierten Herstellen eines Klebeplättchens (1) aus einem doppelseitig selbsthaftenden Materialblatt (2) und Platzieren des Klebeplättchens (1) an einem Werkstück (4) mittels eines Werkzeugs (3), das eine einseitig offene Kammer (6) mit Kammerseitenwänden (7), mit einem als plane Lochplatte (8) ausgebildeten Kammerboden und mit einem als Ausstechkontur ausgebildeten Öffnungsrand (9) aufweist, wobei der Abstand (D) zwischen der planen Lochplatte (8) und dem Öffnungsrand (9) höchstens der Dicke (d) des Materialblatts (2) entspricht, umfasst folgende Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines auf einer Unterlage (5) selbsthaftend gehaltenen, doppelseitig selbsthaftenden Materialblatts (2);
- Absenken (11) des Werkzeugs (3) auf das Materialblatt (2), bis der Öffnungsrand (9) auf der Unterlage (5) aufliegt, um ein Klebeplättchen (1) freizustechen;
- Abheben (13) des Werkzeugs (3) von der Unterlage (5), um das nun an der planen Lochwand (8) und an den Kammerseitenwänden (7) selbsthaftend gehaltene Klebeplättchen (1) von der Unterlage (5) abzulösen;
- Bewegen (14) des Werkzeugs (3) samt dem daran selbsthaftend gehaltenen Klebeplättchen (1) zu einem Werkstück (4);
- Absenken (15) des Werkzeugs (3) auf das Werkstück (4), bis das Klebeplättchen (1) am Werkstück (4) anliegt oder um weniger als seine Dicke (d) vom Werkstück (4) entfernt ist;
- Anlegen eines Überdrucks (16) rückseitig an die plane Lochplatte (8), um das am Werkstück (4) anliegende Klebeplättchen (1) weiter gegen das Werkstück (4) zu drücken, wodurch das Klebeplättchen (1) am Werkstück (4) selbsthaftend gehalten ist; und
- Anheben (17) des Werkzeugs (3) vom Werkstück (4), um das am Werkstück (4) selbsthaftend gehaltene Klebeplättchen (1) von seiner selbsthaftenden Anlage an der Lochplatte (8) und an den Seitenwänden (7) abzulösen. A method for the automated production of an adhesive plate (1) from a double-sided self-adhesive material sheet (2) and placing the adhesive plate (1) on a workpiece (4) by means of a tool (3) which has a chamber (6) open on one side with chamber side walls (7), with a chamber base designed as a flat perforated plate (8) and with an opening edge (9) designed as a cut-out contour, wherein the distance (D) between the flat perforated plate (8) and the opening edge (9) corresponds at most to the thickness (d) of the material sheet (2), comprises the following method steps:
- Providing a double-sided self-adhesive material sheet (2) held self-adhesively on a base (5);
- lowering (11) the tool (3) onto the material sheet (2) until the opening edge (9) rests on the base (5) in order to release an adhesive pad (1);
- Lifting (13) the tool (3) from the base (5) in order to detach the adhesive plate (1), which is now held self-adhesively on the flat perforated wall (8) and on the chamber side walls (7), from the base (5);
- moving (14) the tool (3) together with the adhesive pad (1) held thereon in a self-adhesive manner to a workpiece (4);
- lowering (15) the tool (3) onto the workpiece (4) until the adhesive pad (1) rests against the workpiece (4) or is less than its thickness (d) away from the workpiece (4);
- applying an overpressure (16) to the back of the flat perforated plate (8) in order to press the adhesive plate (1) resting on the workpiece (4) further against the workpiece (4), whereby the adhesive plate (1) is held self-adhesively to the workpiece (4); and
- Lifting (17) the tool (3) from the workpiece (4) in order to detach the adhesive pad (1) held self-adhesively on the workpiece (4) from its self-adhesive contact with the perforated plate (8) and the side walls (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Herstellen eines insbesondere quadratischen Klebeplättchens aus einem doppelseitig selbsthaftenden Materialblatt und Platzieren des ausgestochenen Klebeplättchens an einem Werkstück, sowie auch ein zum Durchführen dieses Verfahrens geeignetes Werkzeug.The present invention relates to a method for the automated production of an adhesive plate, in particular a square one, from a double-sided self-adhesive material sheet and placing the cut-out adhesive plate on a workpiece, as well as a tool suitable for carrying out this method.

Heutzutage steigt die Nachfrage nach elektronischen Geräten mit höherer Leistung und mit größerer Funktionalität weiterhin exponentiell an. Der damit einhergehende Anstieg von Stromverbrauch und Wärmeentwicklung wirkt sich immer mehr kritisch auf die Gesamtleitung und die Langlebigkeit der elektronischen Geräte aus. Effizientes Wärmemanagement ist daher unerlässlich, um die optimale Betriebstemperatur von elektronischen Geräten aufrechtzuhalten und dadurch ihre Leistungszuverlässigkeit sicherzustellen und ihre Lebensdauer zu verlängern.Today, the demand for higher-performance, more functional electronic devices continues to grow exponentially. The associated increase in power consumption and heat generation is increasingly impacting the overall performance and longevity of electronic devices. Efficient thermal management is therefore essential to maintain the optimal operating temperature of electronic devices, thereby ensuring their performance reliability and extending their service life.

Wärmeschnittstellenmaterialien (engl.: thermal interface materials (TIMs)) spielen eine kritische Rolle beim Wärmeübergang zwischen zwei festen Oberflächen, insbesondere zwischen einer elektronischen Komponente und einem Kühlkörper. Folgende Wärmeschnittstellenmaterialien werden heutzutage eingesetzt:

- Thermische Paste (engl.: thermal paste, thermal compound, thermal grease) ist eine viskose Substanz, die mikroskopisch kleine Hohlräume zwischen den Oberflächen der elektronischen Komponente und des Kühlkörpers ausfüllt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit der thermischen Paste hilft die Wärmeübertragung zu verbessern, indem Luftspalte minimiert werden und der Flächenkontakt vergrößert wird. Thermische Paste wird üblicherweise dort eingesetzt, wo für eine optimale Kühlleistung eine dünne, durchgehende Materiallage erforderlich ist.
- Thermische Pads (engl.: thermal pads) sind aus Festkörpermaterial vorgeformt, und es gibt sie in verschiedenen Dicken und in verschiedenen Weichheitsgraden. Solche thermischen Pads stellen zwischen zwei Komponenten sowohl mechanische Übereinstimmung und elektrische Isolation sowie Wärmeleitfähigkeit her und werden dort eingesetzt, wo große Spalte oder uneinheitliche Oberflächen zu füllen sind. Thermische Pads ermöglichen eine einfache, verschmutzungsfreie Montage und werden oft wegen ihrer einfachen Handhabung und Nachbearbeitbarkeit bevorzugt.
- Wärmeleitfähige Lückenfüller (engl.: gap filler) sind speziell formulierte Materialien, die bei unregelmäßigen Lücken zwischen elektronischen Komponenten und Kühlkörpern eingesetzt werden. Sie sind für ihre hohe Konformität und Elastizität bekannt, was das Ausfüllen von großen Lücken und Oberflächenvariationen ermöglicht. Meist sind wärmeleitfähige Lückenfüller weich, fügsam und in verschiedenen Formen, wie z.B. als dosierbare Gele oder komprimierbare Pads, erhältlich und werden bei signifikanten Höhenunterschieden oder Oberflächenunebenheiten eingesetzt, was eine individuelle Anpassung für ein optimales Wärmemanagement erfordert.

Thermal interface materials (TIMs) play a critical role in heat transfer between two solid surfaces, especially between an electronic component and a heat sink. The following thermal interface materials are currently in use:

Thermal paste (also known as thermal compound or thermal grease) is a viscous substance that fills microscopic voids between the surfaces of electronic components and heat sinks. The high thermal conductivity of thermal paste helps improve heat transfer by minimizing air gaps and increasing surface contact. Thermal paste is typically used where a thin, continuous layer of material is required for optimal cooling performance.
Thermal pads are preformed from solid material and are available in various thicknesses and degrees of softness. These thermal pads provide mechanical fit and electrical insulation, as well as thermal conductivity, between two components and are used where large gaps or non-uniform surfaces need to be filled. Thermal pads enable simple, mess-free installation and are often preferred for their ease of handling and reworkability.
Thermally conductive gap fillers are specially formulated materials used to fill irregular gaps between electronic components and heat sinks. They are known for their high conformability and elasticity, allowing them to fill large gaps and surface variations. Thermally conductive gap fillers are typically soft, compliant, and available in various forms, such as dispensable gels or compressible pads. They are used where there are significant height differences or surface irregularities, requiring customization for optimal thermal management.

Jedes dieser Wärmeschnittstellenmaterialien bietet abhängig von den spezifischen Erfordernissen der elektronischen Anwendung unterschiedliche Vorteile. Die Auswahl des geeigneten Materials hängt von unterschiedlichen Faktoren ab, z.B. von Oberflächentopographie, Lückenabstand, Nachbearbeitbarkeitsanforderungen und dem gewünschten Grad an Wärmeleitfähigkeit. In Kenntnis der einzigartigen Eigenschaften und Anwendungen von thermischer Paste, thermischen Pads und wärmeleitfähigen Lückenfüllern können gezielt eine effiziente Wärmeableitung und ein zuverlässiges Leistungsverhalten sichergestellt werden.Each of these thermal interface materials offers different advantages depending on the specific requirements of the electronic application. The selection of the appropriate material depends on various factors, such as surface topography, gap spacing, reworkability requirements, and the desired level of thermal conductivity. Understanding the unique properties and applications of thermal paste, thermal pads, and thermally conductive gap fillers can help ensure efficient heat dissipation and reliable performance.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, kleine wärmeleitfähige Lückenfüller in Form von dünnen, doppelseitig selbsthaftenden Klebeplättchen aus weichem und klebrigem Material herzustellen und an einem Werkstück zu platzieren sowie auch ein hierfür geeignetes Werkzeug bereitzustellen.The invention is based on the object of producing small thermally conductive gap fillers in the form of thin, double-sided self-adhesive adhesive pads made of soft and sticky material and placing them on a workpiece, as well as providing a suitable tool for this purpose.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Verfahrensschritten von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a method having the method steps of claim 1.

Erfindungsgemäß wird ein doppelseitig selbsthaftendes Materialblatt bereitgestellt, das auf einer Unterlage (z.B. Kunststoffunterlage) selbsthaftend gehalten ist. Das Materialblatt ist aus einem z.B. knetgummiartig oder (plätzchen)teigartig klebenden Material gebildet und weist eine einheitliche Materialdicke auf. Die Klebeplättchen müssen mit der gewünschten Abmessung aus dem Materialblatt freigeschnitten und an einem Werkstück platziert werden. Das Abheben eines dünnen, sehr weichen und klebrigen Klebeplättchens von der Unterlage stellt allerdings aufgrund des Zusammenspiels mehrerer Faktoren eine technische Herausforderung dar, denn die inhärente Natur des Materials, nämlich Dünnheit, Weichheit und Klebefähigkeit, kompliziert sowohl das Freitrennen eines einzelnen Klebeplättchens vom übrigen Materialblatt als auch das nachfolgende Abheben des Klebeplättchens von der Unterlage. Das klebrige Materialblatt haftet an der Unterlage mit derart hohen Adhäsionskräften, dass ein Lösen des Klebeplättchens von der Unterlage nur sehr schwer möglich ist.According to the invention, a double-sided self-adhesive sheet of material is provided which is self-adhesively held to a substrate (e.g., a plastic substrate). The sheet of material is formed from a material that has, for example, a rubber-like or (cookie) dough-like adhesive properties and has a uniform material thickness. The adhesive pads must be cut out of the sheet of material to the desired dimensions and placed on a workpiece. However, removing a thin, very soft, and sticky adhesive pad from the substrate presents a technical challenge due to the interplay of several factors. The inherent nature of the material—namely, its thinness, softness, and adhesiveness—complicates both the separation of an individual adhesive pad from the rest of the sheet of material and the subsequent removal of the adhesive pad from the substrate. The sticky sheet of material adheres to the substrate with such high adhesive forces that detaching the adhesive pad from the substrate is very difficult.

Zudem führt die Dünnheit des Materialblatts dazu, dass es durch äußere Ablösekräfte leicht verformt oder zerstört werden kann. Daher ist eine behutsame und präzise Handhabung erforderlich, um ein Zerreißen oder Deformieren des Klebeplättchens zu verhindern und somit die Integrität und Funktionalität des Materials nicht zu gefährden. Die Weichheit des Materials erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass es während des Abhebens des Klebeplättchens von der Unterlage zu einer Verformung oder Faltenbildung kommt. Das Fehlen von struktureller Festigkeit erschwert ein einheitliches und kontrolliertes Abheben des Klebeplättchens, was zu Ungenauigkeiten und Problemen beim Abheben führt.In addition, the thinness of the material sheet means it can easily be deformed or destroyed by external removal forces. Therefore, careful and precise handling is required to prevent tearing or deformation of the adhesive pad, thus preserving the integrity and functionality of the material. The softness of the material increases the likelihood of deformation or wrinkling during removal of the adhesive pad from the substrate. The lack of structural rigidity makes it difficult to achieve a uniform and controlled removal of the adhesive pad, leading to inaccuracies and problems during removal.

Außerdem verschärfen die hohe Klebrigkeit oder Haftfähigkeit des Materials die Haftung zwischen dem Materialblatt und seiner Unterlage. Die dazwischen wirkenden kohäsiven Kräfte erfordern einen nuancierten und spezialisierten Ansatz, um eine saubere und genaue Trennung des Klebeplättchens sicherzustellen, ohne irgendeinen Materialrest zurückzulassen oder das Materialblatt oder die Unterlage zu beschädigen.Furthermore, the high tackiness or adhesiveness of the material exacerbates the bond between the material sheet and its substrate. The cohesive forces acting between them require a nuanced and specialized approach to ensure clean and precise separation of the adhesive pad without leaving any residue or damaging the material sheet or substrate.

Erfindungsgemäß wird ein Werkzeug, das eine einseitig offene Kammer mit Kammerseitenwänden, mit einem als Lochplatte ausgebildeten Kammerboden und mit einem als Ausstechkontur ausgebildeten Öffnungsrand aufweist, auf das Materialblatt abgesenkt, bis der Öffnungsrand auf der Unterlage aufliegt und dadurch ein Klebeplättchen aus dem Materialblatt freigestochen ist. Das Werkzeug wird von der Unterlage abgehoben, um das nun an den Kammerseitenwänden und an der planen Lochwand selbsthaftend gehaltene Klebeplättchen von der Unterlage abzulösen. Das Werkzeug samt dem daran selbsthaftend gehaltenen Klebeplättchen wird dann zum Werkstück (z.B. eine elektrische Komponente oder ein Kühlkörper) bewegt und darauf abgesenkt, bis das Klebeplättchen am Werkstück anliegt oder nahezu anliegt, d.h. um weniger als seine Dicke vom Werkstück entfernt ist. Anschließend wird ein Überdruck, z.B. Druckluft, rückseitig an die plane Lochplatte angelegt, um entweder das am Werkstück anliegende Klebeplättchen weiter gegen das Werkstück zu drücken oder um das noch vom Werkstück entfernte Klebeplättchen aus der Kammer heraus und gegen das Werkstück zu drücken, wodurch das Klebeplättchen am Werkstück selbsthaftend gehalten ist. Abschließend wird das Werkzeug vom Werkstück abgehoben, um so das am Werkstück selbsthaftend gehaltene Klebeplättchen von seiner selbsthaftenden Anlage an den Seitenwänden und an der Lochplatte abzulösen. Im Ergebnis ist das Klebeplättchen am Werkstück platziert und daran selbsthaftend gehalten.According to the invention, a tool having a chamber open on one side with chamber side walls, a chamber floor designed as a perforated plate, and an opening edge designed as a cut-out contour is lowered onto the material sheet until the opening edge rests on the base, thereby cutting out an adhesive pad from the material sheet. The tool is lifted from the base in order to detach the adhesive pad, which is now self-adhesively held to the chamber side walls and the flat perforated wall, from the base. The tool, together with the adhesive pad held self-adhesively to it, is then moved to the workpiece (e.g., an electrical component or a heat sink) and lowered onto it until the adhesive pad is in contact with the workpiece or almost in contact with it, i.e., is less than its thickness away from the workpiece. Subsequently, positive pressure, e.g., compressed air, is applied to the back of the flat perforated plate to either further press the adhesive pad still in contact with the workpiece against the workpiece or to push the adhesive pad still removed from the workpiece out of the chamber and against the workpiece, thereby self-adhering the adhesive pad to the workpiece. Finally, the tool is lifted from the workpiece to detach the adhesive pad, which is self-adhering to the workpiece, from its self-adhering contact with the side walls and the perforated plate. As a result, the adhesive pad is placed on the workpiece and self-adhering to it.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit das Platzieren von kleinen selbsthaftenden Klebeplättchen, die ähnlich klebrig wie Knetgummi, (Plätzchen)teig oder Plastilin und wirklich schwierig zu handhaben sind, als Abstandshalter am Werkstück und letztlich zur thermischen Isolierung.The method according to the invention thus enables the placement of small self-adhesive adhesive pads, which are similarly sticky to modeling clay, (cookie) dough or plasticine and are really difficult to handle, as spacers on the workpiece and ultimately for thermal insulation.

Vorzugsweise wird während des Abhebens des Werkzeugs von der Unterlage ein Unterdruck rückseitig an die plane Lochplatte angelegt, um das Klebeplättchen zusätzlich gegen die plane Lochplatte zu drücken bzw. anzusaugen. Dadurch wird die zwischen Klebeplättchen und Lochplatte wirkende Haltekraft erhöht, was ein sicheres Ablösen des Klebeplättchens von der Unterlage bewirkt.Preferably, a vacuum is applied to the back of the flat perforated plate while the tool is being lifted from the base to further press or suction the adhesive pad against the flat perforated plate. This increases the holding force between the adhesive pad and the perforated plate, ensuring the adhesive pad is securely removed from the base.

In einer Verfahrensvariante wird während des Bewegens des Werkzeugs ein Unterdruck rückseitig an die plane Lochplatte angelegt, um eine erhöhte Haltekraft zu bewirken. In einer anderen Verfahrensvariante, wenn die Klebekraft, mit der das Klebeplättchen an der planen Lochplatte selbsthaftend gehalten ist, größer als die Gewichtskraft des Klebeplättchens ist, braucht hingegen, während das Werkzeug samt dem Klebeplättchen zu dem Werkstück bewegt wird, kein Unterdruck rückseitig an die plane Lochplatte angelegt zu werden.In one process variant, a vacuum is applied to the back of the flat perforated plate while the tool is moving to increase the holding force. In another process variant, if the adhesive force with which the adhesive pad is held self-adhesively to the flat perforated plate is greater than the weight of the adhesive pad, no vacuum needs to be applied to the back of the flat perforated plate while the tool, including the adhesive pad, is moved toward the workpiece.

Optional kann auch schon, bevor das Werkzeug mit seinem Öffnungsrand in das Materialblatt einsticht, bereits ein Unterdruck rückseitig an die plane Lochplatte angelegt werden.Optionally, a vacuum can be applied to the back of the flat perforated plate before the tool pierces the material sheet with its opening edge.

Vorzugsweise ist der in der Kammer herrschende Unter- oder Überdruck über den gesamten Öffnungsquerschnitt der Kammeröffnung der Kammer möglichst gleich groß, um das Klebeplättchen möglichst planparallel zur planen Lochplatte anzusaugen und auszustoßen. Dazu kann die Lochplatte beispielsweise ausreichend viele und gleichmäßig über den Öffnungsquerschnitt der Kammer verteilt angeordnete Löcher aufweisen, so dass in der Kammer ein über den Öffnungsquerschnitt einheitlicher bzw. gradientenfreier Unterdruck oder Überdruck erzeugt wird. Größe, Anzahl und Position der Löcher sind so gewählt, dass das weiche Klebeplättchen nicht in die Löcher eingesaugt wird. Vorteilhaft können die Löcher in einer Matrix angeordnet sein.Preferably, the negative or positive pressure prevailing in the chamber is as uniform as possible across the entire opening cross-section of the chamber opening in order to suck in and eject the adhesive pad as plane-parallel as possible to the flat perforated plate. For this purpose, the perforated plate can, for example, have a sufficient number of holes evenly distributed across the opening cross-section of the chamber so that a uniform or gradient-free negative or positive pressure is generated in the chamber across the opening cross-section. The size, number, and position of the holes are selected so that the soft adhesive pad is not sucked into the holes. The holes can advantageously be arranged in a matrix.

Das doppelseitig selbsthaftende Materialblatt ist bevorzugt kleiner oder gleich 2 mm dick ist, besonders bevorzugt ca. 1 mm dick, und vorzugsweise aus einem thermisch isolierenden, knetgummiartig oder (plätzchen)teigartig klebrigen Material, wie z.B. einem Silikon-basierten, wärmeleitfähigen Lückenfüller (engl.: siliconbased thermal interface gap filler), gebildet.The double-sided self-adhesive material sheet is preferably less than or equal to 2 mm thick, particularly preferably approximately 1 mm thick, and is preferably formed from a thermally insulating, modeling clay-like or (cookie) dough-like sticky material, such as a silicone-based, thermally conductive gap filler (silicon-based thermal interface gap filler).

Die Erfindung betrifft auch ein zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Werkzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10.The invention also relates to a tool suitable for carrying out the method according to the invention with the features of claim 10.

Das Werkzeug kann beispielsweise einen einzigen Anschluss, der entweder an eine Unterdruck- oder eine Überdruckquelle anschließbar ist, oder zwei parallele Anschlüsse, von denen der eine Anschluss an eine Unterdruckquelle und der andere Anschluss an eine Überdruckquelle anschließbar ist, aufweisen.For example, the tool may have a single port that can be connected to either a vacuum or a positive pressure source, or two parallel ports, one of which can be connected to a vacuum source and the other to a positive pressure source.

Vorzugsweise weist die Lochplatte mehrere, insbesondere gleichgroße Löcher auf, die beispielsweise gleichmäßig, insbesondere in Matrixform, über den Öffnungsquerschnitt der Kammer verteilt angeordnet sein können.Preferably, the perforated plate has a plurality of holes, in particular of equal size, which can be arranged, for example, evenly distributed, in particular in matrix form, over the opening cross-section of the chamber.

Besonders vorteilhaft kann das Werkzeug einen Werkzeuggrundkörper und einen daran lösbar montierten Werkzeugaufsatz aufweisen, der zumindest den Öffnungsrand ausbildet. Dadurch braucht nicht das gesamte Werkzeug ausgetauscht zu werden, sondern es ist möglich, einen Werkzeugaufsatz mit abgenutztem Öffnungsrand kostengünstig gegen einen neuen Werkzeugaufsatz mit gleichem, aber scharfem Öffnungsrand auszuwechseln. Auch muss für eine andere Ausstechkontur nicht das komplette Werkzeug, sondern braucht kostengünstig nur der Werkzeugaufsatz mit einem anders konturierten Öffnungsrand ausgewechselt zu werden.Particularly advantageously, the tool can comprise a tool body and a detachably mounted tool attachment, which forms at least the opening edge. This eliminates the need to replace the entire tool; instead, a tool attachment with a worn opening edge can be cost-effectively replaced with a new tool attachment with the same, but sharp opening edge. Furthermore, for a different cutting contour, the entire tool does not need to be replaced; instead, only the tool attachment with a differently contoured opening edge needs to be replaced cost-effectively.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben lediglich beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawings, and the claims. Likewise, the features mentioned above and those listed below can be used individually or in combination in any desired manner. The embodiments shown and described are not to be understood as an exhaustive list, but merely as examples for describing the invention.

Es zeigen:

1a-1h die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Herstellen und Platzieren von doppelseitig selbsthaftenden Klebeplättchen mittels eines Werkzeuges;
2a, 2b das in 1 gezeigte Werkzeug in einer Ansicht von unten ( 2a) und in einer perspektivischen Teilansicht (2b); und
3a, 3b ein modifiziertes Werkzeug in einer Seitenansicht (3a) und in einer perspektivischen Ansicht (3b).

They show:

1 a.m.-1 p.m. the process steps of the process according to the invention for the automated production and placement of double-sided self-adhesive adhesive pads by means of a tool;
2a , 2b that in 1 shown tool in a view from below ( 2a) and in a perspective partial view ( 2b) ; and
3a , 3b a modified tool in a side view (3a) and in a perspective view ( 3b) .

1 zeigt die Verfahrensschritte zum automatisierten Herstellen eines Klebeplättchens 1 aus einem doppelseitig selbsthaftenden Materialblatt 2 mittels eines Werkzeugs 3 und zum Platzieren des Klebeplättchens 1 an einem Werkstück 4 mittels des Werkzeugs 3. Das Materialblatt 2 ist auf einer Unterlage 5, (z.B. aus Kunststoff) selbsthaftend gehalten und weist eine Dicke d auf, die vorzugsweise kleiner oder gleich 2 mm, bevorzugt ca. 1 mm, beträgt. 1 shows the method steps for the automated production of an adhesive plate 1 from a double-sided self-adhesive material sheet 2 by means of a tool 3 and for placing the adhesive plate 1 on a workpiece 4 by means of the tool 3. The material sheet 2 is held self-adhesively on a base 5 (e.g. made of plastic) and has a thickness d which is preferably less than or equal to 2 mm, preferably approximately 1 mm.

Wie in 2a, 2b gezeigt, weist das Werkzeug 3 eine einseitig, hier nach unten, offene Kammer 6 mit Kammerseitenwänden 7, einem als plane Lochplatte 8 ausgebildeten Kammerboden und mit einem als Ausstechkontur ausgebildeten Öffnungsrand 9 auf. Der Abstand D zwischen der planen Lochplatte 8 und dem Öffnungsrand 9 entspricht höchstens der Dicke d des Materialblatts 2 und ist vorzugsweise kleiner als die Dicke d. Die Lochplatte 8 hat mehrere, insbesondere gleichgroße Löcher 10, die beispielsweise über den Öffnungsquerschnitt der Kammer 6 gleichmäßig angeordnet sein können.As in 2a , 2b As shown, the tool 3 has a chamber 6 that is open on one side, here downwards, with chamber side walls 7, a chamber base designed as a flat perforated plate 8, and an opening edge 9 designed as a cutting contour. The distance D between the flat perforated plate 8 and the opening edge 9 corresponds at most to the thickness d of the material sheet 2 and is preferably smaller than the thickness d. The perforated plate 8 has a plurality of holes 10, in particular of equal size, which can be arranged evenly over the opening cross-section of the chamber 6, for example.

Die einzelnen Verfahrensschritte zum automatisierten Herstellen und Platzieren des Klebeplättchens 1 sind wie folgt.The individual process steps for the automated production and placement of the adhesive plate 1 are as follows.

Das auf der Unterlage 5 selbsthaftend gehaltene, doppelseitig selbsthaftende Materialblatt 2 wird bereitgestellt (1a).The double-sided self-adhesive material sheet 2, which is held self-adhesive on the base 5, is provided ( 1a) .

Das Werkzeug 3 wird auf das Materialblatt 2 abgesenkt (Pfeil 11), bis der Öffnungsrand 9 auf der Unterlage 5 aufliegt, wodurch im Materialblatt 2 ein Klebeplättchen 1 freigestochen wird (1b). Das Klebeplättchen 1 ist nun auch an der planen Lochwand 8 und an den Kammerseitenwänden 7 selbsthaftend gehalten. Optional kann ein Unterdruck 12 rückseitig an die plane Lochplatte 8 angelegt werden (1c), um das Klebeplättchen 1 zusätzlich gegen die plane Lochplatte 8 zu drücken bzw. anzusaugen. Der Unterdruck 12 kann auch schon angelegt werden, bevor der Öffnungsrand 9 in das Materialblatt 2 einsticht.The tool 3 is lowered onto the material sheet 2 (arrow 11) until the opening edge 9 rests on the base 5, whereby an adhesive plate 1 is cut out in the material sheet 2 ( 1b) . The adhesive pad 1 is now also self-adhesively held to the flat perforated wall 8 and to the chamber side walls 7. Optionally, a vacuum 12 can be applied to the back of the flat perforated plate 8 ( 1c ) to additionally press or suck the adhesive pad 1 against the flat perforated plate 8. The negative pressure 12 can also be applied before the opening edge 9 penetrates the material sheet 2.

Anschließend wird das Werkzeug 3 von der Unterlage 5 abgehoben (Pfeil 13), wodurch das Klebeplättchen 1, weil an der planen Lochwand 8 und an den Kammerseitenwänden 7 selbsthaftend gehalten, von der Unterlage 5 abgelöst wird (1d). Optional kann auch während des Abhebens des Werkzeugs 3 weiterhin der Unterdruck 12 angelegt werden, um die Haltekraft des Klebeplättchens 1 an der planen Lochplatte 8 zu erhöhen.The tool 3 is then lifted from the base 5 (arrow 13), whereby the adhesive plate 1 is detached from the base 5 because it is held self-adhesively on the flat perforated wall 8 and on the chamber side walls 7 ( 1d ). Optionally, the negative pressure 12 can also be applied during the lifting of the tool 3 in order to increase the holding force of the adhesive plate 1 on the flat perforated plate 8.

Das Werkzeug 3 samt dem daran selbsthaftend gehaltenen Klebeplättchen 1 wird nun bis oberhalb des Werkstücks 4 bewegt (Doppelpfeil 14) (1e). Anschließend wird das Werkzeug 3 auf das Werkstück 4 abgesenkt (Pfeil 15), bis das Klebeplättchen 1 am Werkstück 4 anliegt (1f) oder nahezu anliegt, d.h. um weniger als seine Dicke d vom Werkstück entfernt ist.The tool 3 together with the adhesive pad 1 held to it is now moved above the workpiece 4 (double arrow 14) ( 1e) . The tool 3 is then lowered onto the workpiece 4 (arrow 15) until the adhesive pad 1 rests against the workpiece 4 ( 1f) or almost, ie less than its thickness d away from the workpiece.

Ein Überdruck 16 wird rückseitig an die plane Lochplatte 8 angelegt, wodurch entweder das am Werkstück 4 anliegende Klebeplättchen 1 fort von der Lochplatte 8 und gegen das Werkstück 4 gedrückt wird (1g) oder das noch vom Werkstück 4 entfernte Klebeplättchen 1 aus der Kammer 6 heraus und gegen das Werkstück 4 gedrückt wird, um das Klebeplättchen 1 am Werkstück 4 selbsthaftend zu halten.An overpressure 16 is applied to the back of the flat perforated plate 8, whereby either the adhesive plate 1 resting on the workpiece 4 is pressed away from the perforated plate 8 and against the workpiece 4 ( 1g) or the adhesive pad 1 still removed from the workpiece 4 is pressed out of the chamber 6 and against the workpiece 4 in order to hold the adhesive pad 1 self-adhesively to the workpiece 4.

Abschließend wird das Werkzeug 3 vom Werkstück 4 abgehoben (17), wodurch das am Werkstück 4 selbsthaftend gehaltene Klebeplättchen 1 von seiner selbsthaftenden Anlage am Werkzeug 3, also von der Lochplatte 8 und von den Kammerseitenwänden 7, abgelöst wird (1h). Im Ergebnis ist das Klebeplättchen 1 am Werkstück 4 platziert und daran selbsthaftend gehalten.Finally, the tool 3 is lifted off the workpiece 4 (17), whereby the adhesive plate 1, which is held self-adhesively on the workpiece 4, is detached from its self-adhesive attachment to the tool 3, i.e. from the perforated plate 8 and from the chamber side walls 7 ( 1h) . As a result, the adhesive pad 1 is placed on the workpiece 4 and held there by self-adhesive means.

Wie in 1 gezeigt, weist das Werkzeug 3 einen sich bis rückseitig an die plane Lochplatte 8 erstreckenden Kanal 18 auf, der anderenends in einen hier oberseitigen Anschluss 19 mündet. Der Anschluss 19 wird entweder an eine Unterdruck- oder an eine Überdruckquelle (nicht gezeigt) angeschlossen, um rückseitig an der planen Lochplatte 8 den Unter- oder Überdruck 12, 16 zu erzeugen.As in 1 As shown, the tool 3 has a channel 18 extending to the rear of the flat perforated plate 8, which at the other end opens into a connection 19, here on the top. The connection 19 is connected either to a vacuum or to an overpressure source (not shown) in order to generate the vacuum or overpressure 12, 16 at the rear of the flat perforated plate 8.

Vom Werkzeug 3 der 1 und 2 unterscheidet sich das in 3a, 3b gezeigte Werkzeug 3 dadurch, dass hier der Anschluss 19 z.B. über ein 3/2-Wegeventil (nicht gezeigt) an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist. In den Kanal 18 mündet seitlich ein weiterer Kanal 20 mit einem hier ebenfalls oberseitigen Anschluss 21, der über das 3/2-Wegeventil an eine Überdruckquelle angeschlossen ist. Durch Schalten des 3/2-Wegeventils wird rückseitig an der planen Lochplatte 8 Unter- oder Überdruck 12, 16 erzeugt.From tool 3 of the 1 and 2 This differs in 3a , 3b The tool 3 shown here is characterized by the fact that here the connection 19 is connected to a vacuum source, for example, via a 3/2-way valve (not shown). A further channel 20 opens laterally into the channel 18, with a connection 21, also located on the top, which is connected to a pressure source via the 3/2-way valve. By switching the 3/2-way valve, negative or positive pressure 12, 16 is generated on the rear side of the flat perforated plate 8.

Wie in 3b erkennbar, weist das Werkzeug 3 einen Werkzeuggrundkörper 22 und einen daran lösbar montierten Werkzeugaufsatz 23 auf, der zumindest den Öffnungsrand 9 ausbildet. Dadurch ist es möglich, einen Werkzeugaufsatz 23 mit abgenutztem Öffnungsrand 9 gegen einen neuen Werkzeugaufsatz 23 mit gleichem, aber scharfem Öffnungsrand 9 oder gegen einen Werkzeugaufsatz 23 mit anderer Ausstechkontur auszuwechseln. Wie gezeigt, kann der Werkzeugaufsatz 23 auf den Werkzeuggrundkörper 22 aufgesteckt und daran mittels einer Schraube 24 oder einer anderen im Stand der Technik bekannten Lösung lösbar fixiert werden.As in 3b As can be seen, the tool 3 has a tool base body 22 and a tool attachment 23 detachably mounted thereon, which forms at least the opening edge 9. This makes it possible to replace a tool attachment 23 with a worn opening edge 9 with a new tool attachment 23 with the same, but sharp opening edge 9 or with a tool attachment 23 with a different cutting contour. As shown, the tool attachment 23 can be placed onto the tool base body 22 and detachably fixed thereto by means of a screw 24 or another solution known in the prior art.

Claims

A method for the automated production of an adhesive pad (1) from a double-sided self-adhesive material sheet (2) and placing the adhesive pad (1) on a workpiece (4) using a tool (3) that has a chamber (6) open on one side with chamber side walls (7), a chamber base designed as a flat perforated plate (8), and an opening edge (9) designed as a cut-out contour, wherein the distance (D) between the flat perforated plate (8) and the opening edge (9) corresponds at most to the thickness (d) of the material sheet (2), comprising the following method steps: - Providing a double-sided self-adhesive material sheet (2) held self-adhesively on a base (5); - Lowering (11) the tool (3) onto the material sheet (2) until the opening edge (9) rests on the base (5) in order to cut out an adhesive pad (1); - Lifting (13) the tool (3) from the base (5) in order to detach the adhesive pad (1), which is now self-adhesively held to the flat perforated wall (8) and to the chamber side walls (7), from the base (5); - Moving (14) the tool (3) together with the adhesive pad (1) self-adhesively held thereto, to a workpiece (4); - Lowering (15) the tool (3) onto the workpiece (4) until the adhesive pad (1) rests against the workpiece (4) or is less than its thickness (d) away from the workpiece (4); - Applying an overpressure (16) to the back of the flat perforated plate (8) in order to press the adhesive pad (1) resting against the workpiece (4) against the workpiece (4), whereby the adhesive pad (1) is self-adhesively held to the workpiece (4); and - lifting (17) the tool (3) from the workpiece (4) in order to detach the adhesive pad (1) self-adhesively held on the workpiece (4) from its self-adhesive contact with the perforated plate (8) and the side walls (7).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that during the lifting (13) of the tool (3) from the base (5) a negative pressure (12) is applied to the back of the flat perforated plate (8) in order to additionally press the adhesive plate (1) against the flat perforated plate (8).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that during the movement (14) of the tool (3) towards the workpiece (4) a negative pressure (12) is applied to the back of the flat perforated plate (8).

Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that the adhesive force with which the adhesive plate (1) is held self-adhesively on the flat perforated plate (8) is greater than the weight of the adhesive plate (1) and that, while the tool (3) together with the adhesive plate (1) is the workpiece (4) is moved, no negative pressure is applied to the back of the flat perforated plate (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that , before the opening edge (9) pierces into the material sheet (2), a negative pressure (12) is applied to the back of the flat perforated plate (8).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the negative or positive pressure (12, 16) prevailing in the chamber (6) is the same over the entire opening cross-section of the chamber (6).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece (4) is an electrical component or a heat sink.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness (d) of the double-sided self-adhesive material sheet (2) is less than or equal to 2 mm, preferably approximately 1 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the double-sided self-adhesive material sheet (2) is formed from a thermally insulating, kneadable or dough-like sticky material.

Tool (3) for producing an adhesive pad (1) from a double-sided self-adhesive material sheet (2) and placing the adhesive pad (1) on a workpiece (4), with a chamber (6) open on one side, which has chamber side walls (7), a chamber base designed as a flat perforated plate (8), and an opening edge (9) designed as a cut-out contour, with a channel (18) which at one end extends to the rear of the flat perforated plate (8), and with at least one connection (19, 21) to which the channel (18) is connected at the other end.

Tool after Claim 10 , characterized by a single connection (19) which can be connected to either a negative pressure or a positive pressure source.

Tool after Claim 10 , characterized by two parallel connections (19, 21), of which one connection (19) can be connected to a negative pressure source and the other connection (20) can be connected to a positive pressure source (19).

Tool according to one of the Claims 10 until 12 , characterized in that the perforated plate (8) has several, in particular equally sized holes (10).

Tool after Claim 13 , characterized in that the holes (10) are arranged uniformly, in particular in matrix form, distributed over the opening cross-section of the chamber (6).

Tool according to one of the Claims 10 until 14 , characterized in that the tool (3) has a tool base body (22) and a tool attachment (23) detachably mounted thereon, which forms at least the opening edge (9).