[发明专利]一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备

说明书

技术领域

本发明属于复合薄膜制造领域，更具体地，涉及一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备。

背景技术

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电子标签、电子皮肤、薄膜太阳能电池等制造技术，部分制备工艺中均涉及多层薄膜的卷到卷的输送技术和多层异质薄膜的热压复合工艺，需要满足在柔性电子组件对齐条件下进行均匀恒温恒压复合，不仅要求较高精度的温度和压力控制，还要求一定的对准、叠层精度。

薄膜与薄膜复合或片材与薄膜叠层热压技术中，温度和压力精度通过热压装置和相关温度控制系统可以解决，但涉及上料中的原料定位、卷到卷技术中的柔性薄膜的位置定位，以及二者之间的对准技术一直是高精度薄膜复合或叠层设备的技术关键和难点。另外，还要避免因上下压合运动产生振动而造成其他平台精度误差。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提出一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备，该设备具备热压、上料、拾取和转移等多种功能，结构紧凑，便于控制和操作，并能够利用视觉定位技术保证薄膜叠层的精度。

按照本发明，提供了一种用于制造片材与柔性薄膜复合叠层的热压设备，该热压设备包括：

热压装置，该热压装置由上下两个热压头共同组成，用于对片材与柔性薄膜加热加压以叠合成一体；

上料装置，该上料装置位于热压装置的外侧，用于将片材提供给真空拾放装置；

真空拾放装置，该真空拾放装置设置在与所述上料装置相同的一侧并与其相平行，用于从上料装置的片材料盒中取料并将片材输送至所述下热压头上的相应叠合位置；以及

撑膜装置，该撑膜装置位于柔性薄膜的输送路径上，用于将输送中的柔性薄膜撑起一定高度，以使得撑起后柔性薄膜的高度大于所述下热压头的高度与片材厚度之和。

作为进一步优选地，所述热压设备还包括薄膜检测装置和上料检测装置，所述薄膜检测装置设置在柔性薄膜进入到所述热压装置的输送路径上，用于对进入热压装置的薄膜输送状态进行检测，同时将检测结果传送给所述真空拾取装置；所述上料检测装置设置在所述真空拾放装置附近，用于对真空拾放装置所拾取片材的位置进行检测和反馈。

作为进一步优选地，所述薄膜检测装置和上料检测装置通过视觉定位方式执行检测过程。

作为进一步优选地，所述真空拾放装置为机械手结构，并包括用于实现X轴、Y轴和Z轴三个方向上直线移动的移动机构、安装在Z轴移动机构上的摆动与真空拾取机构，以及用于对摆动与真空拾取机构在Z轴方向上的角度进行调节的纠姿机构；该机械手结构根据所述薄膜检测装置和上料检测装置所获得的检测结果，实时校正其移动位置以保证薄膜与片材之间的位置对准。

作为进一步优选地，所述摆动与真空拾取机构包括气缸安装座、设置在气缸安装座上的摆动气缸、与摆动气缸的输出轴相连的旋转轴、固定在所述旋转轴上的固定块、分别设置在所述固定块上下两端的气管接头和真空吸盘，以及固定连接在所述旋转轴上用于将所有真空吸盘设置在同一平面上的吸附连接板；所述纠姿机构用于对摆动与真空拾取机构执行Z轴方向上的角度调节，包括执行器安装板、分别安装在执行器安装板上的线性执行器和弹簧拉紧元件、用于固定所述弹簧拉紧元件另外一端的连接块，以及与所述连接块相连并固定在所述摆动气缸顶部的气缸连接板，所述线性执行器的另外一端与所述气缸连接板相抵触。

作为进一步优选地，所述纠姿机构的连接块具有两个孔，其中一个孔用于固定连接所述弹簧拉紧元件的另外一端，另外一个孔贯穿有调节螺钉由此将连接块与所述气缸连接板相连，并通过该调节螺钉来设定弹簧拉紧元件的回复力。

作为进一步优选地，所述热压装置的的上下热压头分别由依次叠合在一起的热压板、隔热板和转接板共同组成，其中所述热压板的一面为热压面，与其相对的另外一面用于与隔热板相叠合，所述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、以及设在热压板的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用于安装发热芯的槽，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，所述热压头还具有温度传感器元件，以便对所述发热芯加热区域的温度进行监控。