专利名称：一种包含多组发热芯的热压头的制作方法
技术领域：
本发明属于热压加工技术领域，更具体地，涉及一种用于制造多层薄膜复合叠层的热压头装置。
背景技术：
多层薄膜复合热压技术应用广泛，特别在柔性电子器件组装工艺中，如燃料电池、RFID、电子皮肤、薄膜太阳能电池等制造技术，涉及对温度控制严格的多层薄膜或片材的热压复合工艺，需要满足在柔性电子组件对齐条件下进行均匀恒温施压保压，要求一定的温度、压力均匀性。公开号为CN101697345A的中国专利文献公开了一种柔性电子器件制造封装的热压装置，该发明采用一种使用电加热和弹簧控制和保持稳定压力的热压头设计，属于单加热芯，不具有抓取材料的功能，因此只能用于热压面积小、热压压力小、不需要自固定原材料的场合。
发明内容
针对现有技术的缺陷和技术需求，本发明的目的在于提供一种包含多组发热芯的热压头，该热压头结构简单、能保证热源的充足供应，同时具备真空吸附功能。按照本发明，提供了一种包含多组发热芯的热压头，该热压头由依次叠合在一起的热压板、隔热板和转接板共同组成，其特征在于所述热压板的一面为用于对加工对象执行加热加压的热压面，与其相对的另外一面用于与所述隔热板相叠合，热压板的内部设置有真空腔，该真空腔分别与设在热压板侧面的进出气孔、以及设在热压面上的多个真空吸附孔相连通；在所述真空腔的四周，呈阵列地布置有多个槽，多组发热芯分别安装在所述槽中并通过压板压紧，所述真空腔的周边布置有密封元件并通过密封盖板压紧；所述隔热板叠合在热压板上，用于防止热压板的热量向上传递；所述转接板叠合在隔热板上，用于与运动驱动机构相连。作为进一步优选地，所述热压头还包括温度传感器，该温度传感器对应于各个所述发热芯而设置，安装在所述热压板侧面靠近热压面的孔中，且其测温点位于各个发热芯中心靠近热压面的位置。作为进一步优选地，所述温度传感器通过机械配合方式安装在所述热压板侧面的孔中。作为进一步优选地，所述温度传感器通过热固化胶体粘接的方式直接安装在所述热压板侧面的孔中。作为进一步优选地，所述温度传感器呈圆柱形结构。作为进一步优选地，所述发热芯的数量为四个，并且各个发热芯与所述压板之间设置有耐热的缓冲垫。
作为进一步优选地，所述热压面上的多个真空吸附孔呈阵列式排列。作为进一步优选地，所述热压头的动力方式包括液压、气压或者丝杆传动等。作为进一步优选地，采用内膜PID控制方法来实现对所述热压面的温度控制。按照本发明的另一方面，还提供了上述包含多组发热芯的热压头在制造多层片材与柔性膜复合叠层、或者多层柔性膜复合中的应用。与现有技术相比，本发明的技术效果主要体现在以下方面I、按照本发明的热压头由于包含多组发热芯同时供热，能保证热源的充足供应，此外具备真空吸附功能，因此特别适用于自固定待加工材料的多层片材或薄膜热压复合工况； 2、通过在热压压头侧面布置了多组温度传感器来检测和反馈多组发热芯所对应发热区域的温度，能够保证热压面温度的精确度和良好的温度均匀性；3、本发明的热压头通常成对使用，结构紧凑、热源清洁高效、温度控制精度高、控制方法简单，因此具备广泛的应用性。
图I是按照本发明的优选实施例的热压头的立体结构示意图；图2是图I中所示热压头的结构分解示意图；图3是图I中所示热压板元件的结构分解示意图；图4是本发明的热压头温度内膜PID控制方法框图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图I是按照本发明的优选实施例的热压头的立体结构示意图，图2是图I中所示热压头的结构分解示意图。如图I和图2中所示，按照本发明优选实施例的热压头主要包括热压板10、隔热板30和转接板40。如图2中所示，热压板10的一面为热压面，用于对加工对象执行加热加压操作，与其相对的另外一面用于与隔热板30相叠合。在热压板10的内部，设置有适当数量的真空腔1013，在图2中显示为包括2个真空腔。真空腔1013分别与设在热压板侧面的进出气孔1014、以及设在热压面上的多个阵列式排列的真空吸附孔相连通，用于可以实现对材料的真空吸附。考虑到热压头中布置真空腔，同时由于较大的热压面积，对流、辐射等散热会造成热压面的温度不均匀，提高温度控制的难度，因此，本发明通过对发热元件的数量及设置方式进行改进，来克服上述问题。具体而言，热压头在真空腔1013的周围，譬如可以通过阵列布置的方式设置有多个用于安装发热芯的槽1011或腔体，在这些槽或腔体内，分别安装有发热芯102并通过压板104压紧。由此，通过采用多组发热芯同时供热的加热方式，来保证了热源的充足供应。此外，为了保证真空吸附的效果，在真空腔1013的周边布置有譬如为密封圈的密封元件106，并通过密封盖板105压紧。隔热件30布置在热压板10和转接板40之间，用于防止热压板10的热量向上传递；转接板40也可设计为其他结构形式，便于与动力驱动元件及其他元件互连。为了对热压头的加热性能进行更好的监控和反馈，按照本发明优选实施例的热压头还可以包括温度传感器20。温度传感器20譬如呈圆柱形对应于各个发热芯而设置，分别安装在热压板10侧面靠近热压面的孔中。所述温度传感器20测温点位于各个发热芯中心靠近热压面的位置，这样可以较好地监控和反馈每个发热芯加热区域的温度。图3是图I中所示热压板元件的结构分解示意图。如图3中所示，热压板10可以包括用于交给那个形成真空腔和发热芯槽的面101、发热芯102、缓冲垫103、压板104、密封盖板105和密封圈106等。面101上譬如加工有2个真空腔1013，对应每个真空吸附腔体1013布置I个进出气孔1014，在真空吸附腔体中加工有直通热压面的多个阵列式真空吸附孔；在两真空吸附腔体1013的四周，阵列布置四组用于安装所述发热芯102的槽1011 ;面101侧面还布置多组用于安装所述温度传感器20的孔1012，所述传感器安装孔的端部位于所述发热芯腔体的中心位置。 在一个优选实施例中，多个发热芯102分别布置于槽1013中，并使用压板104压紧，在发热芯102和盖板104之间还布置缓冲垫103 ;此外，在真空腔1013周边布置有譬如为密封圈的密封元件106，并由密封盖板105压紧，由此实现真空吸附腔的密封。在另外一个优选实施例中，所述传感器20通过机械尺寸配合实现测温元件与孔1012内壁的紧密接触；也可以采用其他补充安装方式，如采用采用热固化胶体粘接等，将所述传感器20直接安装在所述孔1012中。所述温度传感器20包括温度传感元件201，该元件布置在孔1012中，同时将所述传感器元件201的引线布置在压柱202的线槽中，并经由固定座204的缺口中引出；弹簧柱塞205安装在固定座204的螺纹孔中，用于压紧挡片203和压柱202，从而压紧传感器元件201，使测温元件接触测温点。图4是本发明的热压头温度内膜PID控制方法框图。如图4中所示，本发明的热压头可以使用内膜PID控制方法对热压头的热压面温度进行控制。由于所述多组发热芯102在面101中对称布置，多组发热芯对应多组传感器实时监测其发热区域对应的热压表面温度状况，是一个典型的多输入多输出系统。本发明通常成对使用，需要结合相应的动力元件来完成热压目的，可以使用的动力有液压、气压或者丝杆传动等方式，配合本发明的热压头即可完成一定压力、一定温度下的多层片材或薄膜的热压固合目标。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。
权利要求
1.一种包含多组发热芯的热压头，该热压头由依次叠合在一起的热压板(10)、隔热板(30)和转接板(40)共同组成，其特征在于 所述热压板(10)的一面为用于对加工对象执行加热加压的热压面，与其相对的另外一面用于与所述隔热板(30)相叠合，热压板的内部设置有真空腔(1013)，该真空腔(1013)分别与设在热压板侧面的进出气孔(1014)、以及设在热压面上的多个真空吸附孔相连通；在所述真空腔(1013)的四周，呈阵列地布置有多个槽(1011)，多组发热芯(102)分别安装在所述槽(1011)中并通过压板(104)压紧，所述真空腔(1013)的周边布置有密封元件(106)并通过密封盖板(105)压紧； 所述隔热板(30)叠合在热压板(10)上，用于防止热压板(10)的热量向上传递； 所述转接板(40)叠合在隔热板(30)上，用于与运动驱动机构相连。
2.如权利要求I所述的热压头，其特征在于，所述热压头还包括温度传感器(20)，该温度传感器对应于各个所述发热芯(102)而设置，安装在所述热压板(10)侧面靠近热压面的孔中，且其测温点位于各个发热芯中心靠近热压面的位置。
3.如权利要求2所述的热压头，其特征在于，所述温度传感器(20)通过机械配合方式安装在所述热压板侧面的孔中。
4.如权利要求2所述的热压头，其特征在于，所述温度传感器(20)通过热固化胶体粘接的方式直接安装在所述热压板侧面的孔中。
5.如权利要求3或4所述的热压头，其特征在于，所述温度传感器(20)呈圆柱形结构。
6.如权利要求1-5任意一项所述的热压头，其特征在于，所述发热芯的数量为四个，并且各个发热芯与所述压板之间设置有耐热的缓冲垫(103)。
7.如权利要求1-6任意一项所述的热压头，其特征在于，所述热压面上的多个真空吸附孔呈阵列式排列。
8.如权利要求1-7任意一项所述的热压头，其特征在于，所述热压头的动力方式譬如包括液压、气压或者丝杆传动等。
9.如权利要求1-8任意一项所述的热压头，其特征在于，采用内膜PID控制方法来实现对所述热压面的温度控制。
10.如权利要求1-9任意一项所述的热压头在制造多层片材与柔性膜复合叠层、或者多层柔性膜复合中的应用。
全文摘要
本发明公开了一种包含多组发热芯的热压头，该热压头由依次叠合的热压板、隔热板和转接板共同组成所述热压板内部设置有分别与进出气孔和热压面上的多个真空吸附孔相连通的真空腔，在所述真空腔的四周，呈阵列地布置有多个槽，多组发热芯分别安装在这些槽中并通过压板压紧，所述真空腔的周边布置有密封元件并通过密封盖板压紧；所述隔热板叠合在热压板上，用于防止热压板的热量向上传递；所述转接板叠合在隔热板上，用于与运动驱动机构相连。按照本发明，具有结构紧凑、热源清洁高效、温度控制精度高、控制方法简单、应用范围广等优点，并适用于柔性电子组件异质片材、薄膜热压的复合生产。
文档编号H01L21/603GK102683236SQ201210123170
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月24日 优先权日2012年4月24日
发明者尹周平, 徐洲龙, 熊有伦, 陈建魁 申请人:华中科技大学