專利名稱：一種包含多組發熱芯的熱壓頭的制作方法
技術領域：
本發明屬于熱壓加工技術領域，更具體地，涉及一種用于制造多層薄膜復合疊層的熱壓頭裝置。
背景技術：
多層薄膜復合熱壓技術應用廣泛，特別在柔性電子器件組裝工藝中，如燃料電池、RFID、電子皮膚、薄膜太陽能電池等制造技術，涉及對溫度控制嚴格的多層薄膜或片材的熱壓復合工藝，需要滿足在柔性電子組件對齊條件下進行均勻恒溫施壓保壓，要求一定的溫度、壓力均勻性。公開號為CN101697345A的中國專利文獻公開了一種柔性電子器件制造封裝的熱壓裝置，該發明采用一種使用電加熱和彈簧控制和保持穩定壓力的熱壓頭設計，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合。
發明內容
針對現有技術的缺陷和技術需求，本發明的目的在于提供一種包含多組發熱芯的熱壓頭，該熱壓頭結構簡單、能保證熱源的充足供應，同時具備真空吸附功能。按照本發明，提供了一種包含多組發熱芯的熱壓頭，該熱壓頭由依次疊合在一起的熱壓板、隔熱板和轉接板共同組成，其特征在于所述熱壓板的一面為用于對加工對象執行加熱加壓的熱壓面，與其相對的另外一面用于與所述隔熱板相疊合，熱壓板的內部設置有真空腔，該真空腔分別與設在熱壓板側面的進出氣孔、以及設在熱壓面上的多個真空吸附孔相連通；在所述真空腔的四周，呈陣列地布置有多個槽，多組發熱芯分別安裝在所述槽中并通過壓板壓緊，所述真空腔的周邊布置有密封元件并通過密封蓋板壓緊；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；所述轉接板疊合在隔熱板上，用于與運動驅動機構相連。作為進一步優選地，所述熱壓頭還包括溫度傳感器，該溫度傳感器對應于各個所述發熱芯而設置，安裝在所述熱壓板側面靠近熱壓面的孔中，且其測溫點位于各個發熱芯中心靠近熱壓面的位置。作為進一步優選地，所述溫度傳感器通過機械配合方式安裝在所述熱壓板側面的孔中。作為進一步優選地，所述溫度傳感器通過熱固化膠體粘接的方式直接安裝在所述熱壓板側面的孔中。作為進一步優選地，所述溫度傳感器呈圓柱形結構。作為進一步優選地，所述發熱芯的數量為四個，并且各個發熱芯與所述壓板之間設置有耐熱的緩沖墊。
作為進一步優選地，所述熱壓面上的多個真空吸附孔呈陣列式排列。作為進一步優選地，所述熱壓頭的動力方式包括液壓、氣壓或者絲桿傳動等。作為進一步優選地，采用內膜PID控制方法來實現對所述熱壓面的溫度控制。按照本發明的另一方面，還提供了上述包含多組發熱芯的熱壓頭在制造多層片材與柔性膜復合疊層、或者多層柔性膜復合中的應用。與現有技術相比，本發明的技術效果主要體現在以下方面I、按照本發明的熱壓頭由于包含多組發熱芯同時供熱，能保證熱源的充足供應，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合工況； 2、通過在熱壓壓頭側面布置了多組溫度傳感器來檢測和反饋多組發熱芯所對應發熱區域的溫度，能夠保證熱壓面溫度的精確度和良好的溫度均勻性；3、本發明的熱壓頭通常成對使用，結構緊湊、熱源清潔高效、溫度控制精度高、控制方法簡單，因此具備廣泛的應用性。
圖I是按照本發明的優選實施例的熱壓頭的立體結構示意圖；圖2是圖I中所示熱壓頭的結構分解示意圖；圖3是圖I中所示熱壓板元件的結構分解示意圖；圖4是本發明的熱壓頭溫度內膜PID控制方法框圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖I是按照本發明的優選實施例的熱壓頭的立體結構示意圖，圖2是圖I中所示熱壓頭的結構分解示意圖。如圖I和圖2中所示，按照本發明優選實施例的熱壓頭主要包括熱壓板10、隔熱板30和轉接板40。如圖2中所示，熱壓板10的一面為熱壓面，用于對加工對象執行加熱加壓操作，與其相對的另外一面用于與隔熱板30相疊合。在熱壓板10的內部，設置有適當數量的真空腔1013，在圖2中顯示為包括2個真空腔。真空腔1013分別與設在熱壓板側面的進出氣孔1014、以及設在熱壓面上的多個陣列式排列的真空吸附孔相連通，用于可以實現對材料的真空吸附。考慮到熱壓頭中布置真空腔，同時由于較大的熱壓面積，對流、輻射等散熱會造成熱壓面的溫度不均勻，提高溫度控制的難度，因此，本發明通過對發熱元件的數量及設置方式進行改進，來克服上述問題。具體而言，熱壓頭在真空腔1013的周圍，譬如可以通過陣列布置的方式設置有多個用于安裝發熱芯的槽1011或腔體，在這些槽或腔體內，分別安裝有發熱芯102并通過壓板104壓緊。由此，通過采用多組發熱芯同時供熱的加熱方式，來保證了熱源的充足供應。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，并通過密封蓋板105壓緊。隔熱件30布置在熱壓板10和轉接板40之間，用于防止熱壓板10的熱量向上傳遞；轉接板40也可設計為其他結構形式，便于與動力驅動元件及其他元件互連。為了對熱壓頭的加熱性能進行更好的監控和反饋，按照本發明優選實施例的熱壓頭還可以包括溫度傳感器20。溫度傳感器20譬如呈圓柱形對應于各個發熱芯而設置，分別安裝在熱壓板10側面靠近熱壓面的孔中。所述溫度傳感器20測溫點位于各個發熱芯中心靠近熱壓面的位置，這樣可以較好地監控和反饋每個發熱芯加熱區域的溫度。圖3是圖I中所示熱壓板元件的結構分解示意圖。如圖3中所示，熱壓板10可以包括用于交給那個形成真空腔和發熱芯槽的面101、發熱芯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個真空腔1013，對應每個真空吸附腔體1013布置I個進出氣孔1014，在真空吸附腔體中加工有直通熱壓面的多個陣列式真空吸附孔；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熱芯102的槽1011 ;面101側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熱芯腔體的中心位置。 在一個優選實施例中，多個發熱芯102分別布置于槽1013中，并使用壓板104壓緊，在發熱芯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，由此實現真空吸附腔的密封。在另外一個優選實施例中，所述傳感器20通過機械尺寸配合實現測溫元件與孔1012內壁的緊密接觸；也可以采用其他補充安裝方式，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，同時將所述傳感器元件201的引線布置在壓柱202的線槽中，并經由固定座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，使測溫元件接觸測溫點。圖4是本發明的熱壓頭溫度內膜PID控制方法框圖。如圖4中所示，本發明的熱壓頭可以使用內膜PID控制方法對熱壓頭的熱壓面溫度進行控制。由于所述多組發熱芯102在面101中對稱布置，多組發熱芯對應多組傳感器實時監測其發熱區域對應的熱壓表面溫度狀況，是一個典型的多輸入多輸出系統。本發明通常成對使用，需要結合相應的動力元件來完成熱壓目的，可以使用的動力有液壓、氣壓或者絲桿傳動等方式，配合本發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。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。
權利要求
1.一種包含多組發熱芯的熱壓頭，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)的一面為用于對加工對象執行加熱加壓的熱壓面，與其相對的另外一面用于與所述隔熱板(30)相疊合，熱壓板的內部設置有真空腔(1013)，該真空腔(1013)分別與設在熱壓板側面的進出氣孔(1014)、以及設在熱壓面上的多個真空吸附孔相連通；在所述真空腔(1013)的四周，呈陣列地布置有多個槽(1011)，多組發熱芯(102)分別安裝在所述槽(1011)中并通過壓板(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； 所述轉接板(40)疊合在隔熱板(30)上，用于與運動驅動機構相連。
2.如權利要求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)，該溫度傳感器對應于各個所述發熱芯(102)而設置，安裝在所述熱壓板(10)側面靠近熱壓面的孔中，且其測溫點位于各個發熱芯中心靠近熱壓面的位置。
3.如權利要求2所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)通過機械配合方式安裝在所述熱壓板側面的孔中。
4.如權利要求2所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)通過熱固化膠體粘接的方式直接安裝在所述熱壓板側面的孔中。
5.如權利要求3或4所述的熱壓頭，其特征在于，所述溫度傳感器(20)呈圓柱形結構。
6.如權利要求1-5任意一項所述的熱壓頭，其特征在于，所述發熱芯的數量為四個，并且各個發熱芯與所述壓板之間設置有耐熱的緩沖墊(103)。
7.如權利要求1-6任意一項所述的熱壓頭，其特征在于，所述熱壓面上的多個真空吸附孔呈陣列式排列。
8.如權利要求1-7任意一項所述的熱壓頭，其特征在于，所述熱壓頭的動力方式譬如包括液壓、氣壓或者絲桿傳動等。
9.如權利要求1-8任意一項所述的熱壓頭，其特征在于，采用內膜PID控制方法來實現對所述熱壓面的溫度控制。
10.如權利要求1-9任意一項所述的熱壓頭在制造多層片材與柔性膜復合疊層、或者多層柔性膜復合中的應用。
全文摘要
本發明公開了一種包含多組發熱芯的熱壓頭，該熱壓頭由依次疊合的熱壓板、隔熱板和轉接板共同組成所述熱壓板內部設置有分別與進出氣孔和熱壓面上的多個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槽，多組發熱芯分別安裝在這些槽中并通過壓板壓緊，所述真空腔的周邊布置有密封元件并通過密封蓋板壓緊；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；所述轉接板疊合在隔熱板上，用于與運動驅動機構相連。按照本發明，具有結構緊湊、熱源清潔高效、溫度控制精度高、控制方法簡單、應用范圍廣等優點，并適用于柔性電子組件異質片材、薄膜熱壓的復合生產。
文檔編號H01L21/603GK102683236SQ201210123170
公開日2012年9月19日 申請日期2012年4月24日 優先權日2012年4月24日
發明者尹周平, 徐洲龍, 熊有倫, 陳建魁 申請人:華中科技大學