一种多层柔性薄膜的剥离装置及剥离方法
【专利摘要】一种多层柔性薄膜的剥离装置，剥离装置的剥离刀为横截面为圆角多边形的柱状结构，具有多个不同弯曲半径和弯曲角度的圆弧剥离面，使用时可根据不同的薄膜选择不同剥离面进行剥离加工，无须更换剥离刀，大大提高了剥离刀的适用范围，并进一步运用剥离刀的几何参数与剥离效果的关系理论，设计优化得到最优的剥离刀结构，得到最佳的剥离质量和剥离效率，剥离装置结构简单、成本低廉，在大面积柔性器件的封装领域具有广阔应用前景。
【专利说明】一种多层柔性薄膜的剥离装置及剥离方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多层柔性薄膜的剥离装置及剥离方法，尤其涉及一种用于将电子标签从载带上剥离的剥离装置及剥离方法。
【背景技术】
[0002]柔性电子是将电子器件沉积或转印到柔性基板上形成电路的技术，作为一种新兴电子技术，柔性电子以其独特的柔性/延展性以及高效、低成本制造工艺，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，如柔性电子显示器、有机发光二极管、RFID、薄膜太阳能电池板等。
[0003]在柔性电子器件制造和封装过程中经常需要分离多层薄膜结构，然而传统的倒装键合工艺(flip-chip)无法实现大面积柔性结构的剥离与转移。对于RFID标签的生产，根据电子标签的组成方式，可将电子标签的封装工艺分为前道封装和后道封装两部分。前道封装是指将标签芯片键合到天线馈点上构成电子标签芯体的过程；后道封装是指将电子标签芯体包封在不同材料中构成成品的电子标签生产过程。例如，RFID智能标签的生产过程中，需要将贴装芯片后的大面积柔性Inlay标签经过膜切后，进行剥离并转移到另一个载带上。在后道封装以及标签自动贴装设备中，标签的剥离和转移是关键点之一。再如，智能芯片的自动贴装机上涉及到的标签剥离。这些问题都归属于多层薄膜结构的剥离问题。因此，设计合适的剥离机构具有重要的意义。
[0004]现有的剥离装置采用楔形的剥离刀或滚轮结构，剥离面为圆弧面，圆弧角度通常为30度或更小，运动的薄膜经过圆弧面而弯曲时，由于多层薄膜间的粘结力不足以克服上层薄膜刚度，从而使表层薄膜不随底层薄膜弯曲而自动剥离。现有多层薄膜剥离装置存在明显的缺陷与不足:一是剥离刀的楔形剥离端的角度为固定值，通常为30度或更低，不能适应不同薄膜材料、不同层间粘结力、不同载带给进速度等剥离参数的变化，从而使剥离不同薄膜时需要更换不同角度的剥离刀，使剥离效率降低，并且剥离刀的适用范围过窄；二是由于缺少对剥离端的几何参数与剥离效果关系的理论研究，实践中仅凭经验确定剥离端的角度为30度或更低，剥离刀缺乏科学量化的设计，剥离力度与剥离材料不相适应，使剥离效果欠佳或者损害基底薄膜结构；三是单一固定的剥离刀结构无法实现对载带上的多种标签进行选择性剥离的功能，进一步降低了剥离装置的应用性。
【发明内容】
[0005]针对现有技术多层柔性薄膜的剥离装置存在的缺陷及改进需求，本发明的技术目的在于提供一种多层柔性薄膜的剥离装置，剥离装置的剥离刀为圆角多边形柱状结构，具有多个不同弯曲半径和弯曲角度的圆弧剥离面，使用时可根据不同的薄膜选择不同剥离面进行剥离加工，无须更换剥离刀，大大提高了剥离刀的适用范围，并进一步运用剥离刀的几何参数与剥离效果的关系理论，设计优化得到最优的剥离刀结构，得到最佳的剥离质量和剥离效率，并且装置结构简单、成本低廉。[0006]本发明的另一技术目的在于提供一种多层柔性薄膜的剥离方法，应用标签的剥离机理及相关计算公式，通过计算确定具有最佳圆弧弯曲角度和半径的剥离面，或者通过计算确定最优的载带进给速度，然后进行剥离加工，使剥离质量和剥离效率最优。
[0007]本发明为实现技术目的采用的技术方案是:
[0008]一种多层柔性薄膜的剥离装置，包括剥离刀，所述剥离刀为横截面为圆角多边形的柱状结构，所述剥离刀的每条纵向圆弧柱面为剥离面，所述每个剥离面具有不同的圆弧半径R和圆弧弯曲角度Θ。
[0009]一种多层柔性薄膜的剥离装置，所述多层柔性薄膜包括至少一层载带和标签，所述剥离刀的一个剥离面的圆弧半径R和圆弧弯曲角度θ，与一组载带和标签的界面能
C一、标签的弯曲势能Glnlay、标签的最大容许拉应力σ 之间同时满足以下关系:
[0010]
【权利要求】
1.一种多层柔性薄膜的剥离装置，包括剥离刀(11)，其特征在于:所述剥离刀(11)为横截面为圆角多边形的柱状结构，所述剥离刀(11)的每条纵向圆弧柱面为剥离面，所述每个剥离面具有不同的圆弧半径R和圆弧弯曲角度Θ。
2.根据权利要求1所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，所述多层柔性薄膜包括至少一层载带和标签，其特征在于:所述剥离刀(11)的一个剥离面的圆弧半径R和圆弧弯曲角度Θ，与一组载带和标签的界面能、标签的弯曲势能Glnlay、标签的最大容许拉应力σ 之间同时满足以下关系:
3.根据权利要求1或2所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述剥离刀(11)的横截面多边形的边数为3~7条。
4.根据权利要求1或2所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述剥离刀(11)的旋转中心到每个剥离面的距离相等。
5.根据权利要求1或2所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述剥离刀(11)的一个或多个纵向外侧面为弧形柱面。
6.根据权利要求1或2所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述剥离刀(11)采用耐磨材料制成。
7.根据权利要求1或2所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述剥离装置还包括剥离机构(I)和收料机构(2)，所述剥离机构(I)包括剥离刀(11)、剥离电机(12)、同步带轮(13)、同步带(14)和驱动带轮(15),所述同步带轮(13)连接在剥离电机(12)的输出轴上，所述同步带轮(13)通过同步带(14)与驱动带轮(15)同步连接，所述驱动带轮(15)连接在剥离刀(11)的固定轴上，所述驱动带轮(15)转动时可带动剥离刀(11)转动。
8.根据权利要求7所述的一种多层柔性薄膜的剥离装置，其特征在于:所述收料机构(2)包括惰辊(21)、对辊(22)、浮辊(23)和收料辊(24)，待剥离的薄膜依次经过剥离刀(11)，第一根惰辊(21)，对辊(22)，第二根惰辊(21)，浮辊(23)、第三根惰辊(21)，缠绕在收料辊(24)上。
9.根据权利要求2所述的一种多层柔性薄膜剥离装置用于多层柔性薄膜的剥离方法，其特征在于包括以下步骤: 1)根据确定的标签、载带的弹性模量、厚度和泊松比，标签与载带的本征界面能、载带的容许拉应力，以及载带的进给速度、参照进给速度和剥离指数，计算确定满足下列公式的一组弯曲半径R和弯曲角度值Θ ；
10.根据权利要求2所述的一种多层柔性薄膜剥离装置用于多层柔性薄膜的剥离方法，其特征在于包括以下步骤: 1)根据根据确定的标签、载带的弹性模量、厚度和泊松比，标签与载带的本征界面能，载带的参照进给速度和剥离指数，载带的容许拉应力，以及确定的剥离面的弯曲半径R和弯曲角度值Θ，计算确定满足下列公式的载带进给速度；
【文档编号】B32B38/10GK103991269SQ201410221418
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月23日 优先权日:2014年5月23日
【发明者】黄永安, 汤朋朋, 刘慧敏, 刘尊旭, 陈建魁, 尹周平 申请人:华中科技大学