[發(fā)明專利]一種熱壓頭及熱壓裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210514602.X
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN103057102A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建魁;尹周平;范守元;翟潔
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B29C51/00
• 分類號: B29C51/00;B29C51/26;B29C51/46
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及RFID標(biāo)簽熱壓固化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種熱壓頭及熱壓裝置。

背景技術(shù)

射頻識別（RFID）標(biāo)簽生產(chǎn)中常用的Flip?Chip封裝工藝包括點膠、貼裝、熱壓以及檢測等工藝步驟，即：一、點膠器將適量的導(dǎo)電膠滴到RFID天線基板的焊盤上；二、貼裝頭拾取RFID芯片放置于天線基板的焊盤上；三、使用熱壓頭使導(dǎo)電膠受壓力和熱的同時作用實現(xiàn)固化；四、檢測標(biāo)簽成品是否符合使用要求。

導(dǎo)電膠是由有機高分子聚合物基體和均勻分散在其中的導(dǎo)電填料（導(dǎo)電粒子）組成的，具有粘接性能和導(dǎo)電性能的一類膠劑，主要分為各向同性導(dǎo)電膠（ICA）、各向異性導(dǎo)電膠（ACA）以及不導(dǎo)電膠（NCA）。基于各向異性導(dǎo)電膠（ACA）的封裝工藝，固化后的ACA在X、Y方向絕緣，只在Z方向是導(dǎo)電。這種工藝流程較為簡單，在封裝過程中無需考慮太多對位問題，工藝簡捷方便，被廣泛應(yīng)用于RFID標(biāo)簽封裝中。

導(dǎo)電膠的熱壓固化工藝參數(shù)主要是固化溫度、固化壓力和固化時間三個方面，它們都對封裝后標(biāo)簽的機械性能和電氣性能有重要影響。根據(jù)實際工況的需求，各向異性導(dǎo)電膠（ACA）的固化時間為8-12s，實際生產(chǎn)中為了提高生產(chǎn)效率，往往采用卷到卷（R2R）的基板輸送方式，在熱壓工位上采用多對熱壓頭同時對多個標(biāo)簽進行熱壓操作。這樣就需要限制熱壓頭的尺寸以在一定工位范圍內(nèi)設(shè)置更多的熱壓頭、保證熱壓頭在工位范圍內(nèi)能自由調(diào)節(jié)位置以適應(yīng)基板上天線間距的多樣性、同時控制多對熱壓頭的溫度、壓力均勻性和一致性，以實現(xiàn)生產(chǎn)的高效率、高良品率和經(jīng)濟性。

傳統(tǒng)的熱壓頭設(shè)計中，均采用彈簧實現(xiàn)力控的解決方案，中國專利CN202225442U即采用這種方案。在單件小批量的生產(chǎn)中，往往采用手邦機，它僅包含一對熱壓頭，這種方案尚可滿足要求。然而，在大批大量的自動化生產(chǎn)設(shè)備中，往往存在幾十對甚至上百對熱壓頭，由于零件加工誤差、裝配誤差、彈簧受熱膨脹以及摩擦力等等不可控因素的存在，在實際生產(chǎn)前需要調(diào)節(jié)彈簧的預(yù)壓縮量，對每對熱壓頭的壓力進行標(biāo)定，這顯然是一件極其繁瑣的事情。而且，這種解決方案還存在一個問題，即在彈簧受高溫、快速循環(huán)壓力的工況環(huán)境下，很難保證彈簧彈性系數(shù)的一致性以及彈簧的使用壽命，這無疑增加了設(shè)備調(diào)試和維護的不便，提高了生產(chǎn)成本。中國專利CN200910272540B提供了一種氣動式熱壓頭裝置，通過調(diào)節(jié)氣壓實現(xiàn)對熱壓頭輸出壓力的調(diào)整，但是該裝置中采用手動調(diào)整的方法，無法根據(jù)實際工況進行壓力的自動調(diào)節(jié)，這顯然是不符合大批大量的自動化生產(chǎn)設(shè)備的實際需求的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種氣動式熱壓裝置，解決現(xiàn)有熱壓頭壓力調(diào)節(jié)不便、壓力和溫度的穩(wěn)定性和一致性難以保證的問題，可實現(xiàn)熱壓頭壓力的自動調(diào)整，提高實際生產(chǎn)效率和良品率。

本發(fā)明還提供了一種熱壓頭，它限定熱壓工作部周向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)熱壓頭直線運動的精確導(dǎo)向，避免了熱壓過程中芯片的偏移，提高良品率。

一種熱壓裝置，包括至少一個熱壓頭對、一個熱壓頭壓力控制系統(tǒng)和一個熱壓頭溫度控制系統(tǒng)；熱壓頭對由上熱壓頭和下熱壓頭組成；

上熱壓頭包括第一加熱組件、第一導(dǎo)線夾和第一安裝組件；第一加熱組件，用于根據(jù)熱壓工藝需求保持恒定的高溫；第一導(dǎo)線夾固定于加熱組件的底部，用于固定第一加熱組件與熱壓頭溫度控制系統(tǒng)之間的信號線以及第一加熱組件的供電電源線；第一安裝組件設(shè)于第一加熱組件的底部，用于實現(xiàn)上熱壓頭各組件的連接及上熱壓頭整體的安放；

下熱壓頭包括第二加熱組件、第二導(dǎo)線夾、導(dǎo)向組件、動力組件和第二安裝組件；第二加熱組件固定于導(dǎo)向組件的頂端，用于根據(jù)熱壓工藝需求保持恒定的高溫；第二導(dǎo)線夾固定于第二加熱組件的底部，用于固定第二加熱組件與熱壓頭溫度控制系統(tǒng)之間的信號線以及第二加熱組件的供電電源線；導(dǎo)向組件與動力組件相連，用于確保第二加熱組件的直線運動；動力組件連接第二加熱組件，用于驅(qū)動第二加熱組件往復(fù)直線運動；第二安裝組件設(shè)于動力組件底部，用于實現(xiàn)下熱壓頭各組件的連接及熱壓頭整體的安放；

熱壓頭壓力控制系統(tǒng)，氣管連接下熱壓頭的動力組件，用于通過壓力閉環(huán)反饋控制以向動力組件提供穩(wěn)定壓力的氣體，在壓力氣體作用下動力組件驅(qū)動第二加熱組件往復(fù)直線運動；

熱壓頭溫度控制系統(tǒng)，分別電連接上、下熱壓頭的第一、二加熱組件，用于通過溫度閉環(huán)反饋控制以穩(wěn)定第一、二加熱組件的溫度。