一种制备RFID标签的热压固化装置的制作方法

本发明属于RFID标签制备技术领域，具体涉及一种制备RFID标签的热压固化装置。

背景技术：

射频识别(RFID，英文为：Radio Frequency Identification)是一种利用射频通信实现非接触式自动识别的技术，在物流、制造、交通、军事等领域具有大规模应用前景，被认为是21世纪最有发展前途的信息技术之一。

RFID标签批量生产通常采用基于各项异性导电胶(anisotropic conductiveadhesive,简称ACA)固化的倒装键合工艺，以实现芯片与柔性基板的互连。采用ACA工艺的RFID标签封装设备通常包括基板输送、检测、点胶、贴装和热压五个工艺模块。热压模块通过热压头对已经对位的芯片与天线的加热和加压，使芯片与天线之间ACA固化，完成芯片与天线的电气互联。ACA主要由基体和导电颗粒组成，其固化过程中，固化的温度、压力和时间对芯片与天线互连的机械性能和电气性能都有重要影响，直接影响RFID标签的性能与质量。

为了提高标签生产效率，设备上一般采用多套热压头同时对多个阵列式排列的芯片进行热压，即同时对多排芯片和天线施加压力促进导电胶多点同步固化。根据实际工况的需求，各向异性导电胶(ACA)的固化时间为8-12s，实际生产中为了提高生产效率，往往采用卷到卷(R2R)的基板输送方式，即使用多套热压头同时对多个芯片阵列式排列进行热压，同时对多排芯片-天线施加压力促导电胶多点同步固化。这样就需要在一定工位范围内设置更多的热压头、并可灵活控制热压头的位置以保证热压头在工位范围内能自由调节位置以适应基板上天线间距的多样性，同时还需要控制多对热压头的温度、压力均匀性和一致性，以实现生产的高效率、高良品率和经济性。

而且，相对于低频、高频电子标签，超高频电子标签加工难度相比更大，对热压压力、温度、时间、环境等工艺参数要求更高。传统的热压装置设计中，一般温度、压力控制精度不够，且热压头温度不能实现单独控制，仅能满足普通低频、高频标签的加工，而不能满足超高频电子标签的加工。以往的RFID标签封装热压装置，通过在上或下热压头本体与发热装置之间设有使发热装置移动的恒压气缸，上下热压头配合将芯片与天线固化，实现了大批量自动化生产。

但是市场上现有方案通常存在部分缺陷：

第一、装配时上、下热压板通过驱动机构上的调平机构调整二者之间的平行度，调平机构结构复杂、制造费用高、调整技术要求高，且调整后的热压板平行度容易变化，可靠性差；

第二、第一第二热压板开合行程太小，观察、装拆热压头时空间小，很不方便，且热压头定位调节机构繁琐，实际操作困难。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种制备RFID标签的上下双驱动热压固化装置，其可对多对热压头进行精确定位，解决现有RFID标签生产装备中热压机构多热压头压力和温度一致性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适于RFID标签制备的上下双驱动热压固化装置，包括热压机构组件、下驱动组件、上驱动组件、隔热带组件和热压头组件；

热压机构组件包括底固定板、第一吸附板、第二吸附板、第一热压头定位板、顶固定板、第二热压头定位板、八个直线轴承以及四个导柱；底固定板、第一吸附板、第二吸附板和顶固定板从下往上顺序摆放且四个顶角分别垂直穿过四个导柱；底固定板和顶固定板分别与导柱的端部固定连接，第一吸附板和第二吸附板与导柱通过直线轴承活动连接；第一热压头定位板位于第一吸附板上表面，第二热压头定位板位于第二吸附板下表面，用于配合完成热压头组件的定位安装；

下驱动组件穿过底固定板抵接第一吸附板并与第一吸附板相固定，用于驱动第一吸附板沿导柱Z向移动；

上驱动组件穿过顶固定板抵接第二吸附板并与第二吸附板相固定，用于驱动第二吸附板沿导柱Z向移动；

热压头组件位于第一吸附板、第二吸附板之间；

隔热带组件包括位于热压头组件的上、下热压头之间的隔热带，使得上、下热压头不直接接触基板。

进一步地，所述第一热压头定位板位于第一吸附板上表面通过其上的两个半圆弧面分别与两导柱上的直线轴承的外圆配合定位并固定，第二热压头定位板位于第二吸附板下表面且通过其上的两个半圆弧面分别与两导柱上的直线轴承的外圆配合定位并固定；第一热压头定位板和第二热压头定位板的边沿还开有若干个用于热压头安装的定位缺口。

进一步地，所述上驱动组件与下驱动组件结构相同，所述下驱动组件包括安装座以及安装于其上的第一电机、第一丝杠和驱动连接板，第一丝杠一端通过联轴器与第一电机的电机轴相连，中间通过丝杠螺母连接驱动连接板，另一端悬臂不固定。

进一步地，所述第一驱动连接板与第一丝杠连接后形成自由悬臂结构，在与第一吸附板装配时能自由找正位置，再与第一吸附板连接固定。

进一步地，还包括基板吸附支撑组件，安装于两吸附板之间的导柱外侧，用于平稳支撑放置于热压头组件的上、下热压头之间的基板。

进一步地，所述基板吸附支撑组件包括两个U型支撑板、四个定位环和钢丝绳机构，每个U型支撑板的两端通过一个定位环安装于导柱上，两U型支撑板之间安装有钢丝绳机构。

进一步地，所述钢丝绳机构包括钢丝绳、第一垫片、第二垫片、固定杆、旋钮和手柄；钢丝绳一端缠绕固定，另一端先缠绕在固定杆上，通过旋钮轻微预压紧，再转动手柄，让钢丝绳建立起合适的绷紧张力后，继续锁紧旋钮，通过两个垫片夹紧钢丝绳，从而起到托附基板的作用。

进一步地，所述隔热带组件还包括靠近隔热带安装的放料组件、收料组件以及废料导料槽机构。

总体而言，本发明技术构思相对现有装置具有以下有益技术效果：

本发明中第一第二热压板和顶底固定板通过精密加工，保证了零件自身的平面度精度；通过组合加工，保证了四组导柱导向孔的垂直度和同轴度，进而保证了第一热压板、第二热压板装配后的平行度精度，取消了原来繁琐且不可靠的热压板平行度调整机构，简化了机构结构、极大降低了装配和调整的工作量；本发明利用定位安装在第一和第二热压板上的热压头定位模板，能快速精确的对热压头进行定位，大大缩短了热压头安装调整时间，提高生产效率。

进一步地，本发明通过直线轴承外圆精确定位，再通过角部的四个手柄锁紧后，多组热压头通过定位板的定位缺口，能实现热压头精确定位和快速安装；实际应用中，只需争对几种常用的RFID标签制作对应的定位模板，且模板的更换也非常简单便捷。

进一步地，本发明上下驱动组件的丝杠结构一端定位固定，另一端浮动，装配时浮动端通过自由找正后与热压板连接固定，避免了丝杠受径向弯曲力而容易损坏的风险；

进一步地，本发明利用具有基板吸附功能的支撑组件，以及介于两支撑组件之间的与吸附板吸附面等高的钢丝绳机构，能保证热压过程中基板平直性、稳定性、不会发生抖动，从而为保证基板的热压质量打下基础。

进一步地，本发明隔热带组件依靠第二热压板上的定位面，能实现快速安装，减少装配调整工作量；隔热带组件布局方式是隔热带移动方位与基板移动方位一致、二者移动方向相反；隔热带废料不收成卷，而是通过废料导料槽直接排出设备之外；这几种处理方式能大大提高生产效率。

附图说明

图1是本发明较佳实施例中RFID标签制备的上下双驱动热压固化装置的三维总体图；

图2是本发明较佳实施例中RFID标签制备的上下双驱动热压固化装置的装配关系三维爆炸图；

图3是本发明较佳实施例中热压机构组件三维结构示意图；

图4是本发明较佳实施例中面平行孔同轴的三板组合加工三维结构示意图；

图5是本发明较佳实施例中热压头定位板在热压机构安装位置示意图；

图6是本发明较佳实施例中热压头定位板在热压机构安装位置平面示意图；

图7(a)是本发明较佳实施例中第一热压头定位板三维结构示意图；

图7(b)是本发明较佳实施例中第二热压头定位板三维结构示意图；

图8(a)是本发明实施例中下驱动组件的三维结构示意图；

图8(b)是本发明实施例中下驱动组件的局部结构示意图；

图9是本发明较佳实施例中上驱动组件的三维结构示意图；

图10(a)是本发明较佳实施例中吸附支撑组件三维结构示意图；

图10(b)是本发明较佳实施例中隔热带的钢丝绳组件三维结构示意图；

图11是本发明较佳实施例中的隔热带组件三维结构示意图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

10-支撑组件,20-热压机构组件,30-下驱动组件,40-上驱动组件,50-基板吸附支撑组件,60-隔热带组件，70-热压头组件；

201-底固定板，202-第一吸附板，203-第二吸附板，204-顶固定板，205-导柱，206-直线轴承，207-第一热压头定位板，208-第二热压头定位板；

2061-第一轴承，2062-第二轴承，2063-第三轴承，2064-第四轴承，2065-第五轴承，2066-第六轴承，2067-第七轴承，2068-第八轴承；

207A-第一热压头定位板207的第一半圆弧面，207B-第一热压头定位板207的第二半圆弧面，208A-第二热压头定位板208的第一半圆弧面，208B-第二热压头定位板208的第二半圆弧面；

301-第一电机，302-第一丝杠，303-第一驱动连接板，304-驱动座，305-联轴器，306-第一轴承座，307-第一电机座，3021-第一丝杠本体，3022-螺母；304A-第一电机座安装槽，304B-第一轴承座安装槽；

401-第二电机，402-第二丝杠，403-第二驱动连接板，404-第二驱动座，405-第二联轴器，406-第二轴承座，407-第二电机座；

501-呈U型的吸附支撑板、502-定位环、503-钢丝绳机构；

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

5031-钢丝绳，5032-第一垫片，5033-第二垫片，5034-固定杆，5035-旋钮，5036-手柄。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。此处说明若涉及到具体实例时仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

本发明中，X向、Y向以及Z向分别代表水平方向、与水平方向在同一平面内且相互垂直的垂直方向、以及同时与水平方向和垂直方向均垂直的方向。

请参见图1和2，本发明较佳实施方式包括支撑组件10、热压机构组件20、下驱动组件30、上驱动组件40、基板吸附支撑组件50、隔热带组件60和热压头组件70。

请参见图1和2，支撑组件10位于最底层，用于支撑整个装置。

请参见图3，热压机构组件20包括底固定板201、第一吸附板202、第二吸附板203、第一热压头定位板207、顶固定板204、第二热压头定位板208、直线轴承206以及四个导柱205。底固定板201通过支撑组件10上的双直线导轨副，安装于支撑组件上，从底固定板201向上依次为相互平行的第一热压板202、第二热压板203、顶固定板204；底固定板201、第一吸附板202、第二吸附板203和顶固定板204从下往上顺序摆放且四个顶角分别垂直穿过四个导柱205。底固定板201和顶固定板203分别与导柱的端部固定连接，第一吸附板202和第二吸附板203与导柱通过直线轴承206活动连接；第一热压头定位板207位于第一吸附板202上表面，第二热压头定位板208位于第二吸附板203下表面，用于配合完成热压头组件的定位安装。顶固定板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，再通过组合加工(请参见图4)，能同时保证四个直线轴承安装孔的同轴度、垂直度和位置度精度，再组装，很容易保证机构具有协调一致的平行度，取消了以往装置繁琐的第一第二热压板平行度的调整机构，更容易保证分别吸附在第一第二吸附板上的热压头群组的工作端平行度的一致。

请参见图1和图2，下驱动组件30穿过底固定板201抵接第一吸附板202并与第一吸附板202相固定，用于驱动第一吸附板202沿导柱Z向移动。

请参见图1和图2，上驱动组件40穿过顶固定板204抵接第二吸附板203并与第二吸附板203相固定，用于驱动第二吸附板203沿导柱Z向移动。

请参见图1和图2，热压头组件70位于第一吸附板202、第二吸附板203之间；

请参见图1和图2，隔热带组件60包括位于热压头组件70的上、下热压头之间的隔热带，使得上、下热压头不直接接触基板。

请参见图1和图2，按照一种较佳实施方式，还增设了基板吸附支撑组件50，基板吸附支撑组件50安装于两吸附板之间的导柱外侧，用于平稳支撑放置于热压头组件70的上、下热压头之间的基板。

请参见图5、6、7(a)、7(b)，按照本发明的一种较佳实施方式，安装在第一吸附板202上的第一热压头定位板207通过其上的两个半圆弧面207A、207B分别与两个直线轴承2061、2062的外圆配合定位后，再通过角部的四个锁紧手柄螺钉紧固；安装在第二吸附板上的第二热压头定位板208通过其上的两个半圆弧面208A、208B分别与两个直线轴承2065、2066的外圆配合定位后，再通过角部的四个锁紧手柄螺钉紧固。第一热压头定位板207和第二热压头定位板208的边沿还开有若干个用于热压头安装的定位缺口。所述的热压头定位板207、208自身结构特点是，有两组半圆弧定位面和若干个用于热压头组件安装的定位面，且绝大多数分布在边沿的热压头定位缺口均与边线贯穿，能方便的装拆热压头组件，实现热压头组件的快速、精准定位安装。

请参见图8(a)和8(b)，按照本发明的一种较佳实施方式，所述下驱动组件30包括安装座304以及安装于其上的第一电机301、第一丝杠302和第一驱动连接板303，第一丝杠302一端通过联轴器305与第一电机301的电机轴相连，另一端通过丝杠螺母连接第一驱动连接板303，第一驱动连接板303再与第一吸附板202相连接。驱动座304上设计有为第一电机座307和第一轴承座306安装的第一电机座安装槽304A和第一轴承座安装槽304B，以保证电机轴与丝杆轴的同轴。驱动连接板303形成自由臂结构，自由找正位置后与第一吸附板202相接触并与之连接，避免了因过定位引起的丝杆径向受力弯曲，取消了现有结构中繁琐的热压板平行度调整机构，机构结构得到简化。

请参见图9，上驱动组件40包括安装座404固定于底固定板上、提供外力驱动的第二电机401、第二丝杠402，所述第二丝杠402一端通过联轴器与第二电机401的电机轴相连以能随之转动，另一端通过驱动连接板403，自由找正位置后与第二吸附板203相接触并与之连接，避免了因过定位引起的丝杆径向受力弯曲，取消了现有结构中繁琐的热压板平行度调整机构，机构结构得到简化。

请参见图10(a)，按照本发明的一种较佳实施方式，所述基板吸附支撑组件50包括两个U型支撑板501、四个定位环502和钢丝绳机构503，每个U型支撑板501的两端通过一个定位环502安装于导柱205上，两U型支撑板501之间安装有钢丝绳机构503。钢丝绳组件503的调节机构可以让钢丝绳绷紧，与吸附支撑板501共同作用，对基板热压过程中起吸附定位和支撑作用。

请参见图10(b)按照本发明的一种较佳实施方式，所述钢丝绳机构503)包括钢丝绳5031、第一垫片5032、第二垫片5033、固定杆5034、旋钮5035和手柄5036；钢丝绳5031一端缠绕固定，另一端先缠绕在固定杆5034上，通过旋钮5035轻微预压紧，再转动手柄5036，让钢丝绳5031建立起合适的绷紧张力后，继续锁紧旋钮5035，通过两个垫片5032、5033夹紧钢丝绳，从而起到托附基板的作用。

请参见图11，按照本发明的一种较佳实施方式，隔热带组件60安装于第二吸附板203相对的位于基板移动方向的两侧，包括隔热带放料组件61、隔热带收料组件62、隔热带以及废料导料槽组件(63)，隔热带从隔热带放料组件一侧放卷到隔热带收料组件一侧，由基板吸附支撑组件50支撑并穿过于在第上、下热压头之间，用于热压工艺进行隔热；热压后的隔热带在隔热带收料组件62的牵引下流向隔热带废料导料槽组件，无需收料成卷，直接排出设备之外。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。