專利名稱：一種包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于熱壓加工技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于制造多層薄膜復(fù)合疊層的熱壓頭裝置。
背景技術(shù)：
多層薄膜復(fù)合熱壓技術(shù)應(yīng)用廣泛，特別在柔性電子器件組裝工藝中，如燃料電池、RFID、電子皮膚、薄膜太陽(yáng)能電池等制造技術(shù)，涉及對(duì)溫度控制嚴(yán)格的多層薄膜或片材的熱壓復(fù)合工藝，需要滿足在柔性電子組件對(duì)齊條件下進(jìn)行均勻恒溫施壓保壓，要求一定的溫度、壓力均勻性。公開號(hào)為CN101697345A的中國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種柔性電子器件制造封裝的熱壓裝置，該發(fā)明采用一種使用電加熱和彈簧控制和保持穩(wěn)定壓力的熱壓頭設(shè)計(jì)，屬于單加熱芯，不具有抓取材料的功能，因此只能用于熱壓面積小、熱壓壓力小、不需要自固定原材料的場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和技術(shù)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭，該熱壓頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能保證熱源的充足供應(yīng)，同時(shí)具備真空吸附功能。按照本發(fā)明，提供了一種包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭，該熱壓頭由依次疊合在一起的熱壓板、隔熱板和轉(zhuǎn)接板共同組成，其特征在于所述熱壓板的一面為用于對(duì)加工對(duì)象執(zhí)行加熱加壓的熱壓面，與其相對(duì)的另外一面用于與所述隔熱板相疊合，熱壓板的內(nèi)部設(shè)置有真空腔，該真空腔分別與設(shè)在熱壓板側(cè)面的進(jìn)出氣孔、以及設(shè)在熱壓面上的多個(gè)真空吸附孔相連通；在所述真空腔的四周，呈陣列地布置有多個(gè)槽，多組發(fā)熱芯分別安裝在所述槽中并通過(guò)壓板壓緊，所述真空腔的周邊布置有密封元件并通過(guò)密封蓋板壓緊；所述隔熱板疊合在熱壓板上，用于防止熱壓板的熱量向上傳遞；所述轉(zhuǎn)接板疊合在隔熱板上，用于與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述熱壓頭還包括溫度傳感器，該溫度傳感器對(duì)應(yīng)于各個(gè)所述發(fā)熱芯而設(shè)置，安裝在所述熱壓板側(cè)面靠近熱壓面的孔中，且其測(cè)溫點(diǎn)位于各個(gè)發(fā)熱芯中心靠近熱壓面的位置。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溫度傳感器通過(guò)機(jī)械配合方式安裝在所述熱壓板側(cè)面的孔中。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溫度傳感器通過(guò)熱固化膠體粘接的方式直接安裝在所述熱壓板側(cè)面的孔中。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述溫度傳感器呈圓柱形結(jié)構(gòu)。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述發(fā)熱芯的數(shù)量為四個(gè)，并且各個(gè)發(fā)熱芯與所述壓板之間設(shè)置有耐熱的緩沖墊。
作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述熱壓面上的多個(gè)真空吸附孔呈陣列式排列。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，所述熱壓頭的動(dòng)力方式包括液壓、氣壓或者絲桿傳動(dòng)等。作為進(jìn)一步優(yōu)選地，采用內(nèi)膜PID控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述熱壓面的溫度控制。按照本發(fā)明的另一方面，還提供了上述包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭在制造多層片材與柔性膜復(fù)合疊層、或者多層柔性膜復(fù)合中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下方面I、按照本發(fā)明的熱壓頭由于包含多組發(fā)熱芯同時(shí)供熱，能保證熱源的充足供應(yīng)，此外具備真空吸附功能，因此特別適用于自固定待加工材料的多層片材或薄膜熱壓復(fù)合工況； 2、通過(guò)在熱壓壓頭側(cè)面布置了多組溫度傳感器來(lái)檢測(cè)和反饋多組發(fā)熱芯所對(duì)應(yīng)發(fā)熱區(qū)域的溫度，能夠保證熱壓面溫度的精確度和良好的溫度均勻性；3、本發(fā)明的熱壓頭通常成對(duì)使用，結(jié)構(gòu)緊湊、熱源清潔高效、溫度控制精度高、控制方法簡(jiǎn)單，因此具備廣泛的應(yīng)用性。


圖I是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的熱壓頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖I中所示熱壓頭的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖3是圖I中所示熱壓板元件的結(jié)構(gòu)分解示意圖；圖4是本發(fā)明的熱壓頭溫度內(nèi)膜PID控制方法框圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖I是按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的熱壓頭的立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖I中所示熱壓頭的結(jié)構(gòu)分解示意圖。如圖I和圖2中所示，按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的熱壓頭主要包括熱壓板10、隔熱板30和轉(zhuǎn)接板40。如圖2中所示，熱壓板10的一面為熱壓面，用于對(duì)加工對(duì)象執(zhí)行加熱加壓操作，與其相對(duì)的另外一面用于與隔熱板30相疊合。在熱壓板10的內(nèi)部，設(shè)置有適當(dāng)數(shù)量的真空腔1013，在圖2中顯示為包括2個(gè)真空腔。真空腔1013分別與設(shè)在熱壓板側(cè)面的進(jìn)出氣孔1014、以及設(shè)在熱壓面上的多個(gè)陣列式排列的真空吸附孔相連通，用于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的真空吸附?？紤]到熱壓頭中布置真空腔，同時(shí)由于較大的熱壓面積，對(duì)流、輻射等散熱會(huì)造成熱壓面的溫度不均勻，提高溫度控制的難度，因此，本發(fā)明通過(guò)對(duì)發(fā)熱元件的數(shù)量及設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)克服上述問(wèn)題。具體而言，熱壓頭在真空腔1013的周圍，譬如可以通過(guò)陣列布置的方式設(shè)置有多個(gè)用于安裝發(fā)熱芯的槽1011或腔體，在這些槽或腔體內(nèi)，分別安裝有發(fā)熱芯102并通過(guò)壓板104壓緊。由此，通過(guò)采用多組發(fā)熱芯同時(shí)供熱的加熱方式，來(lái)保證了熱源的充足供應(yīng)。此外，為了保證真空吸附的效果，在真空腔1013的周邊布置有譬如為密封圈的密封元件106，并通過(guò)密封蓋板105壓緊。隔熱件30布置在熱壓板10和轉(zhuǎn)接板40之間，用于防止熱壓板10的熱量向上傳遞；轉(zhuǎn)接板40也可設(shè)計(jì)為其他結(jié)構(gòu)形式，便于與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)元件及其他元件互連。為了對(duì)熱壓頭的加熱性能進(jìn)行更好的監(jiān)控和反饋，按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的熱壓頭還可以包括溫度傳感器20。溫度傳感器20譬如呈圓柱形對(duì)應(yīng)于各個(gè)發(fā)熱芯而設(shè)置，分別安裝在熱壓板10側(cè)面靠近熱壓面的孔中。所述溫度傳感器20測(cè)溫點(diǎn)位于各個(gè)發(fā)熱芯中心靠近熱壓面的位置，這樣可以較好地監(jiān)控和反饋每個(gè)發(fā)熱芯加熱區(qū)域的溫度。圖3是圖I中所示熱壓板元件的結(jié)構(gòu)分解示意圖。如圖3中所示，熱壓板10可以包括用于交給那個(gè)形成真空腔和發(fā)熱芯槽的面101、發(fā)熱芯102、緩沖墊103、壓板104、密封蓋板105和密封圈106等。面101上譬如加工有2個(gè)真空腔1013，對(duì)應(yīng)每個(gè)真空吸附腔體1013布置I個(gè)進(jìn)出氣孔1014，在真空吸附腔體中加工有直通熱壓面的多個(gè)陣列式真空吸附孔；在兩真空吸附腔體1013的四周，陣列布置四組用于安裝所述發(fā)熱芯102的槽1011 ;面101側(cè)面還布置多組用于安裝所述溫度傳感器20的孔1012，所述傳感器安裝孔的端部位于所述發(fā)熱芯腔體的中心位置。 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，多個(gè)發(fā)熱芯102分別布置于槽1013中，并使用壓板104壓緊，在發(fā)熱芯102和蓋板104之間還布置緩沖墊103 ;此外，在真空腔1013周邊布置有譬如為密封圈的密封元件106，并由密封蓋板105壓緊，由此實(shí)現(xiàn)真空吸附腔的密封。在另外一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述傳感器20通過(guò)機(jī)械尺寸配合實(shí)現(xiàn)測(cè)溫元件與孔1012內(nèi)壁的緊密接觸；也可以采用其他補(bǔ)充安裝方式，如采用采用熱固化膠體粘接等，將所述傳感器20直接安裝在所述孔1012中。所述溫度傳感器20包括溫度傳感元件201，該元件布置在孔1012中，同時(shí)將所述傳感器元件201的引線布置在壓柱202的線槽中，并經(jīng)由固定座204的缺口中引出；彈簧柱塞205安裝在固定座204的螺紋孔中，用于壓緊擋片203和壓柱202，從而壓緊傳感器元件201，使測(cè)溫元件接觸測(cè)溫點(diǎn)。圖4是本發(fā)明的熱壓頭溫度內(nèi)膜PID控制方法框圖。如圖4中所示，本發(fā)明的熱壓頭可以使用內(nèi)膜PID控制方法對(duì)熱壓頭的熱壓面溫度進(jìn)行控制。由于所述多組發(fā)熱芯102在面101中對(duì)稱布置，多組發(fā)熱芯對(duì)應(yīng)多組傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其發(fā)熱區(qū)域?qū)?yīng)的熱壓表面溫度狀況，是一個(gè)典型的多輸入多輸出系統(tǒng)。本發(fā)明通常成對(duì)使用，需要結(jié)合相應(yīng)的動(dòng)力元件來(lái)完成熱壓目的，可以使用的動(dòng)力有液壓、氣壓或者絲桿傳動(dòng)等方式，配合本發(fā)明的熱壓頭即可完成一定壓力、一定溫度下的多層片材或薄膜的熱壓固合目標(biāo)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭，該熱壓頭由依次疊合在一起的熱壓板(10)、隔熱板(30)和轉(zhuǎn)接板(40)共同組成，其特征在于 所述熱壓板(10)的一面為用于對(duì)加工對(duì)象執(zhí)行加熱加壓的熱壓面，與其相對(duì)的另外一面用于與所述隔熱板(30)相疊合，熱壓板的內(nèi)部設(shè)置有真空腔(1013)，該真空腔(1013)分別與設(shè)在熱壓板側(cè)面的進(jìn)出氣孔(1014)、以及設(shè)在熱壓面上的多個(gè)真空吸附孔相連通；在所述真空腔(1013)的四周，呈陣列地布置有多個(gè)槽(1011)，多組發(fā)熱芯(102)分別安裝在所述槽(1011)中并通過(guò)壓板(104)壓緊，所述真空腔(1013)的周邊布置有密封元件(106)并通過(guò)密封蓋板(105)壓緊； 所述隔熱板(30)疊合在熱壓板(10)上，用于防止熱壓板(10)的熱量向上傳遞； 所述轉(zhuǎn)接板(40)疊合在隔熱板(30)上，用于與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的熱壓頭，其特征在于，所述熱壓頭還包括溫度傳感器(20)，該溫度傳感器對(duì)應(yīng)于各個(gè)所述發(fā)熱芯(102)而設(shè)置，安裝在所述熱壓板(10)側(cè)面靠近熱壓面的孔中，且其測(cè)溫點(diǎn)位于各個(gè)發(fā)熱芯中心靠近熱壓面的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)通過(guò)機(jī)械配合方式安裝在所述熱壓板側(cè)面的孔中。
4.如權(quán)利要求2所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)通過(guò)熱固化膠體粘接的方式直接安裝在所述熱壓板側(cè)面的孔中。
5.如權(quán)利要求3或4所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)呈圓柱形結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的熱壓頭，其特征在于，所述發(fā)熱芯的數(shù)量為四個(gè)，并且各個(gè)發(fā)熱芯與所述壓板之間設(shè)置有耐熱的緩沖墊(103)。
7.如權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的熱壓頭，其特征在于，所述熱壓面上的多個(gè)真空吸附孔呈陣列式排列。
8.如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的熱壓頭，其特征在于，所述熱壓頭的動(dòng)力方式譬如包括液壓、氣壓或者絲桿傳動(dòng)等。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述的熱壓頭，其特征在于，采用內(nèi)膜PID控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述熱壓面的溫度控制。
10.如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的熱壓頭在制造多層片材與柔性膜復(fù)合疊層、或者多層柔性膜復(fù)合中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含多組發(fā)熱芯的熱壓頭，該熱壓頭由依次疊合的熱壓板、隔熱板和轉(zhuǎn)接板共同組成所述熱壓板內(nèi)部設(shè)置有分別與進(jìn)出氣孔和熱壓面上的多個(gè)真空吸附孔相連通的真空腔，在所述真空腔的四周，呈陣列地布置有多個(gè)槽，多組發(fā)熱芯分別安裝在這些槽中并通過(guò)壓板壓緊，所述真空腔的周邊布置有密封元件并通過(guò)密封蓋板壓緊；所述隔熱板疊合在熱壓板上，用于防止熱壓板的熱量向上傳遞；所述轉(zhuǎn)接板疊合在隔熱板上，用于與運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。按照本發(fā)明，具有結(jié)構(gòu)緊湊、熱源清潔高效、溫度控制精度高、控制方法簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，并適用于柔性電子組件異質(zhì)片材、薄膜熱壓的復(fù)合生產(chǎn)。
文檔編號(hào)H01L21/603GK102683236SQ201210123170
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
發(fā)明者尹周平, 徐洲龍, 熊有倫, 陳建魁 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)