一種制備RFID標簽的熱壓固化裝置的制作方法

本發明屬于RFID標簽制備技術領域，具體涉及一種制備RFID標簽的熱壓固化裝置。

背景技術：

射頻識別(RFID，英文為：Radio Frequency Identification)是一種利用射頻通信實現非接觸式自動識別的技術，在物流、制造、交通、軍事等領域具有大規模應用前景，被認為是21世紀最有發展前途的信息技術之一。

RFID標簽批量生產通常采用基于各項異性導電膠(anisotropic conductiveadhesive,簡稱ACA)固化的倒裝鍵合工藝，以實現芯片與柔性基板的互連。采用ACA工藝的RFID標簽封裝設備通常包括基板輸送、檢測、點膠、貼裝和熱壓五個工藝模塊。熱壓模塊通過熱壓頭對已經對位的芯片與天線的加熱和加壓，使芯片與天線之間ACA固化，完成芯片與天線的電氣互聯。ACA主要由基體和導電顆粒組成，其固化過程中，固化的溫度、壓力和時間對芯片與天線互連的機械性能和電氣性能都有重要影響，直接影響RFID標簽的性能與質量。

為了提高標簽生產效率，設備上一般采用多套熱壓頭同時對多個陣列式排列的芯片進行熱壓，即同時對多排芯片和天線施加壓力促進導電膠多點同步固化。根據實際工況的需求，各向異性導電膠(ACA)的固化時間為8-12s，實際生產中為了提高生產效率，往往采用卷到卷(R2R)的基板輸送方式，即使用多套熱壓頭同時對多個芯片陣列式排列進行熱壓，同時對多排芯片-天線施加壓力促導電膠多點同步固化。這樣就需要在一定工位范圍內設置更多的熱壓頭、并可靈活控制熱壓頭的位置以保證熱壓頭在工位范圍內能自由調節位置以適應基板上天線間距的多樣性，同時還需要控制多對熱壓頭的溫度、壓力均勻性和一致性，以實現生產的高效率、高良品率和經濟性。

而且，相對于低頻、高頻電子標簽，超高頻電子標簽加工難度相比更大，對熱壓壓力、溫度、時間、環境等工藝參數要求更高。傳統的熱壓裝置設計中，一般溫度、壓力控制精度不夠，且熱壓頭溫度不能實現單獨控制，僅能滿足普通低頻、高頻標簽的加工，而不能滿足超高頻電子標簽的加工。以往的RFID標簽封裝熱壓裝置，通過在上或下熱壓頭本體與發熱裝置之間設有使發熱裝置移動的恒壓氣缸，上下熱壓頭配合將芯片與天線固化，實現了大批量自動化生產。

但是市場上現有方案通常存在部分缺陷：

第一、裝配時上、下熱壓板通過驅動機構上的調平機構調整二者之間的平行度，調平機構結構復雜、制造費用高、調整技術要求高，且調整后的熱壓板平行度容易變化，可靠性差；

第二、第一第二熱壓板開合行程太小，觀察、裝拆熱壓頭時空間小，很不方便，且熱壓頭定位調節機構繁瑣，實際操作困難。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種制備RFID標簽的上下雙驅動熱壓固化裝置，其可對多對熱壓頭進行精確定位，解決現有RFID標簽生產裝備中熱壓機構多熱壓頭壓力和溫度一致性較差的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種適于RFID標簽制備的上下雙驅動熱壓固化裝置，包括熱壓機構組件、下驅動組件、上驅動組件、隔熱帶組件和熱壓頭組件；

熱壓機構組件包括底固定板、第一吸附板、第二吸附板、第一熱壓頭定位板、頂固定板、第二熱壓頭定位板、八個直線軸承以及四個導柱；底固定板、第一吸附板、第二吸附板和頂固定板從下往上順序擺放且四個頂角分別垂直穿過四個導柱；底固定板和頂固定板分別與導柱的端部固定連接，第一吸附板和第二吸附板與導柱通過直線軸承活動連接；第一熱壓頭定位板位于第一吸附板上表面，第二熱壓頭定位板位于第二吸附板下表面，用于配合完成熱壓頭組件的定位安裝；

下驅動組件穿過底固定板抵接第一吸附板并與第一吸附板相固定，用于驅動第一吸附板沿導柱Z向移動；

上驅動組件穿過頂固定板抵接第二吸附板并與第二吸附板相固定，用于驅動第二吸附板沿導柱Z向移動；

熱壓頭組件位于第一吸附板、第二吸附板之間；

隔熱帶組件包括位于熱壓頭組件的上、下熱壓頭之間的隔熱帶，使得上、下熱壓頭不直接接觸基板。

進一步地，所述第一熱壓頭定位板位于第一吸附板上表面通過其上的兩個半圓弧面分別與兩導柱上的直線軸承的外圓配合定位并固定，第二熱壓頭定位板位于第二吸附板下表面且通過其上的兩個半圓弧面分別與兩導柱上的直線軸承的外圓配合定位并固定；第一熱壓頭定位板和第二熱壓頭定位板的邊沿還開有若干個用于熱壓頭安裝的定位缺口。

進一步地，所述上驅動組件與下驅動組件結構相同，所述下驅動組件包括安裝座以及安裝于其上的第一電機、第一絲杠和驅動連接板，第一絲杠一端通過聯軸器與第一電機的電機軸相連，中間通過絲杠螺母連接驅動連接板，另一端懸臂不固定。

進一步地，所述第一驅動連接板與第一絲杠連接后形成自由懸臂結構，在與第一吸附板裝配時能自由找正位置，再與第一吸附板連接固定。

進一步地，還包括基板吸附支撐組件，安裝于兩吸附板之間的導柱外側，用于平穩支撐放置于熱壓頭組件的上、下熱壓頭之間的基板。

進一步地，所述基板吸附支撐組件包括兩個U型支撐板、四個定位環和鋼絲繩機構，每個U型支撐板的兩端通過一個定位環安裝于導柱上，兩U型支撐板之間安裝有鋼絲繩機構。

進一步地，所述鋼絲繩機構包括鋼絲繩、第一墊片、第二墊片、固定桿、旋鈕和手柄；鋼絲繩一端纏繞固定，另一端先纏繞在固定桿上，通過旋鈕輕微預壓緊，再轉動手柄，讓鋼絲繩建立起合適的繃緊張力后，繼續鎖緊旋鈕，通過兩個墊片夾緊鋼絲繩，從而起到托附基板的作用。

進一步地，所述隔熱帶組件還包括靠近隔熱帶安裝的放料組件、收料組件以及廢料導料槽機構。

總體而言，本發明技術構思相對現有裝置具有以下有益技術效果：

本發明中第一第二熱壓板和頂底固定板通過精密加工，保證了零件自身的平面度精度；通過組合加工，保證了四組導柱導向孔的垂直度和同軸度，進而保證了第一熱壓板、第二熱壓板裝配后的平行度精度，取消了原來繁瑣且不可靠的熱壓板平行度調整機構，簡化了機構結構、極大降低了裝配和調整的工作量；本發明利用定位安裝在第一和第二熱壓板上的熱壓頭定位模板，能快速精確的對熱壓頭進行定位，大大縮短了熱壓頭安裝調整時間，提高生產效率。

進一步地，本發明通過直線軸承外圓精確定位，再通過角部的四個手柄鎖緊后，多組熱壓頭通過定位板的定位缺口，能實現熱壓頭精確定位和快速安裝；實際應用中，只需爭對幾種常用的RFID標簽制作對應的定位模板，且模板的更換也非常簡單便捷。

進一步地，本發明上下驅動組件的絲杠結構一端定位固定，另一端浮動，裝配時浮動端通過自由找正后與熱壓板連接固定，避免了絲杠受徑向彎曲力而容易損壞的風險；

進一步地，本發明利用具有基板吸附功能的支撐組件，以及介于兩支撐組件之間的與吸附板吸附面等高的鋼絲繩機構，能保證熱壓過程中基板平直性、穩定性、不會發生抖動，從而為保證基板的熱壓質量打下基礎。

進一步地，本發明隔熱帶組件依靠第二熱壓板上的定位面，能實現快速安裝，減少裝配調整工作量；隔熱帶組件布局方式是隔熱帶移動方位與基板移動方位一致、二者移動方向相反；隔熱帶廢料不收成卷，而是通過廢料導料槽直接排出設備之外；這幾種處理方式能大大提高生產效率。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施例中RFID標簽制備的上下雙驅動熱壓固化裝置的三維總體圖；

圖2是本發明較佳實施例中RFID標簽制備的上下雙驅動熱壓固化裝置的裝配關系三維爆炸圖；

圖3是本發明較佳實施例中熱壓機構組件三維結構示意圖；

圖4是本發明較佳實施例中面平行孔同軸的三板組合加工三維結構示意圖；

圖5是本發明較佳實施例中熱壓頭定位板在熱壓機構安裝位置示意圖；

圖6是本發明較佳實施例中熱壓頭定位板在熱壓機構安裝位置平面示意圖；

圖7(a)是本發明較佳實施例中第一熱壓頭定位板三維結構示意圖；

圖7(b)是本發明較佳實施例中第二熱壓頭定位板三維結構示意圖；

圖8(a)是本發明實施例中下驅動組件的三維結構示意圖；

圖8(b)是本發明實施例中下驅動組件的局部結構示意圖；

圖9是本發明較佳實施例中上驅動組件的三維結構示意圖；

圖10(a)是本發明較佳實施例中吸附支撐組件三維結構示意圖；

圖10(b)是本發明較佳實施例中隔熱帶的鋼絲繩組件三維結構示意圖；

圖11是本發明較佳實施例中的隔熱帶組件三維結構示意圖。

在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中：

10-支撐組件,20-熱壓機構組件,30-下驅動組件,40-上驅動組件,50-基板吸附支撐組件,60-隔熱帶組件，70-熱壓頭組件；

201-底固定板，202-第一吸附板，203-第二吸附板，204-頂固定板，205-導柱，206-直線軸承，207-第一熱壓頭定位板，208-第二熱壓頭定位板；

2061-第一軸承，2062-第二軸承，2063-第三軸承，2064-第四軸承，2065-第五軸承，2066-第六軸承，2067-第七軸承，2068-第八軸承；

207A-第一熱壓頭定位板207的第一半圓弧面，207B-第一熱壓頭定位板207的第二半圓弧面，208A-第二熱壓頭定位板208的第一半圓弧面，208B-第二熱壓頭定位板208的第二半圓弧面；

301-第一電機，302-第一絲杠，303-第一驅動連接板，304-驅動座，305-聯軸器，306-第一軸承座，307-第一電機座，3021-第一絲杠本體，3022-螺母；304A-第一電機座安裝槽，304B-第一軸承座安裝槽；

401-第二電機，402-第二絲杠，403-第二驅動連接板，404-第二驅動座，405-第二聯軸器，406-第二軸承座，407-第二電機座；

501-呈U型的吸附支撐板、502-定位環、503-鋼絲繩機構；

5021-第一定位環，5022-第二定位環，5023-第三定位環，5024-第四定位環；

5031-鋼絲繩，5032-第一墊片，5033-第二墊片，5034-固定桿，5035-旋鈕，5036-手柄。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。此處說明若涉及到具體實例時僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明。

本發明中，X向、Y向以及Z向分別代表水平方向、與水平方向在同一平面內且相互垂直的垂直方向、以及同時與水平方向和垂直方向均垂直的方向。

請參見圖1和2，本發明較佳實施方式包括支撐組件10、熱壓機構組件20、下驅動組件30、上驅動組件40、基板吸附支撐組件50、隔熱帶組件60和熱壓頭組件70。

請參見圖1和2，支撐組件10位于最底層，用于支撐整個裝置。

請參見圖3，熱壓機構組件20包括底固定板201、第一吸附板202、第二吸附板203、第一熱壓頭定位板207、頂固定板204、第二熱壓頭定位板208、直線軸承206以及四個導柱205。底固定板201通過支撐組件10上的雙直線導軌副，安裝于支撐組件上，從底固定板201向上依次為相互平行的第一熱壓板202、第二熱壓板203、頂固定板204；底固定板201、第一吸附板202、第二吸附板203和頂固定板204從下往上順序擺放且四個頂角分別垂直穿過四個導柱205。底固定板201和頂固定板203分別與導柱的端部固定連接，第一吸附板202和第二吸附板203與導柱通過直線軸承206活動連接；第一熱壓頭定位板207位于第一吸附板202上表面，第二熱壓頭定位板208位于第二吸附板203下表面，用于配合完成熱壓頭組件的定位安裝。頂固定板204、第一吸附板202、第二吸附板203三者先各自加工至自身的平面度精度，再通過組合加工(請參見圖4)，能同時保證四個直線軸承安裝孔的同軸度、垂直度和位置度精度，再組裝，很容易保證機構具有協調一致的平行度，取消了以往裝置繁瑣的第一第二熱壓板平行度的調整機構，更容易保證分別吸附在第一第二吸附板上的熱壓頭群組的工作端平行度的一致。

請參見圖1和圖2，下驅動組件30穿過底固定板201抵接第一吸附板202并與第一吸附板202相固定，用于驅動第一吸附板202沿導柱Z向移動。

請參見圖1和圖2，上驅動組件40穿過頂固定板204抵接第二吸附板203并與第二吸附板203相固定，用于驅動第二吸附板203沿導柱Z向移動。

請參見圖1和圖2，熱壓頭組件70位于第一吸附板202、第二吸附板203之間；

請參見圖1和圖2，隔熱帶組件60包括位于熱壓頭組件70的上、下熱壓頭之間的隔熱帶，使得上、下熱壓頭不直接接觸基板。

請參見圖1和圖2，按照一種較佳實施方式，還增設了基板吸附支撐組件50，基板吸附支撐組件50安裝于兩吸附板之間的導柱外側，用于平穩支撐放置于熱壓頭組件70的上、下熱壓頭之間的基板。

請參見圖5、6、7(a)、7(b)，按照本發明的一種較佳實施方式，安裝在第一吸附板202上的第一熱壓頭定位板207通過其上的兩個半圓弧面207A、207B分別與兩個直線軸承2061、2062的外圓配合定位后，再通過角部的四個鎖緊手柄螺釘緊固；安裝在第二吸附板上的第二熱壓頭定位板208通過其上的兩個半圓弧面208A、208B分別與兩個直線軸承2065、2066的外圓配合定位后，再通過角部的四個鎖緊手柄螺釘緊固。第一熱壓頭定位板207和第二熱壓頭定位板208的邊沿還開有若干個用于熱壓頭安裝的定位缺口。所述的熱壓頭定位板207、208自身結構特點是，有兩組半圓弧定位面和若干個用于熱壓頭組件安裝的定位面，且絕大多數分布在邊沿的熱壓頭定位缺口均與邊線貫穿，能方便的裝拆熱壓頭組件，實現熱壓頭組件的快速、精準定位安裝。

請參見圖8(a)和8(b)，按照本發明的一種較佳實施方式，所述下驅動組件30包括安裝座304以及安裝于其上的第一電機301、第一絲杠302和第一驅動連接板303，第一絲杠302一端通過聯軸器305與第一電機301的電機軸相連，另一端通過絲杠螺母連接第一驅動連接板303，第一驅動連接板303再與第一吸附板202相連接。驅動座304上設計有為第一電機座307和第一軸承座306安裝的第一電機座安裝槽304A和第一軸承座安裝槽304B，以保證電機軸與絲桿軸的同軸。驅動連接板303形成自由臂結構，自由找正位置后與第一吸附板202相接觸并與之連接，避免了因過定位引起的絲桿徑向受力彎曲，取消了現有結構中繁瑣的熱壓板平行度調整機構，機構結構得到簡化。

請參見圖9，上驅動組件40包括安裝座404固定于底固定板上、提供外力驅動的第二電機401、第二絲杠402，所述第二絲杠402一端通過聯軸器與第二電機401的電機軸相連以能隨之轉動，另一端通過驅動連接板403，自由找正位置后與第二吸附板203相接觸并與之連接，避免了因過定位引起的絲桿徑向受力彎曲，取消了現有結構中繁瑣的熱壓板平行度調整機構，機構結構得到簡化。

請參見圖10(a)，按照本發明的一種較佳實施方式，所述基板吸附支撐組件50包括兩個U型支撐板501、四個定位環502和鋼絲繩機構503，每個U型支撐板501的兩端通過一個定位環502安裝于導柱205上，兩U型支撐板501之間安裝有鋼絲繩機構503。鋼絲繩組件503的調節機構可以讓鋼絲繩繃緊，與吸附支撐板501共同作用，對基板熱壓過程中起吸附定位和支撐作用。

請參見圖10(b)按照本發明的一種較佳實施方式，所述鋼絲繩機構503)包括鋼絲繩5031、第一墊片5032、第二墊片5033、固定桿5034、旋鈕5035和手柄5036；鋼絲繩5031一端纏繞固定，另一端先纏繞在固定桿5034上，通過旋鈕5035輕微預壓緊，再轉動手柄5036，讓鋼絲繩5031建立起合適的繃緊張力后，繼續鎖緊旋鈕5035，通過兩個墊片5032、5033夾緊鋼絲繩，從而起到托附基板的作用。

請參見圖11，按照本發明的一種較佳實施方式，隔熱帶組件60安裝于第二吸附板203相對的位于基板移動方向的兩側，包括隔熱帶放料組件61、隔熱帶收料組件62、隔熱帶以及廢料導料槽組件(63)，隔熱帶從隔熱帶放料組件一側放卷到隔熱帶收料組件一側，由基板吸附支撐組件50支撐并穿過于在第上、下熱壓頭之間，用于熱壓工藝進行隔熱；熱壓后的隔熱帶在隔熱帶收料組件62的牽引下流向隔熱帶廢料導料槽組件，無需收料成卷，直接排出設備之外。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。