CN104385669A - 一种具有调高调平功能的热压头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有调高调平功能的热压头，用于RFID标签制备中热压工艺，包括与RFID标签接触以进行热压的热压端组件、用于隔热的隔热组件以及用于调高调平的微调连接组件。微调连接组件包括连接筒、嵌状在连接筒壁面的紧定调平螺钉、一端从连接筒底部伸入其内部的球头锥面阶梯轴、套装在球头锥面阶梯轴另一端的套筒、垂直穿入套筒壁面的紧定调高螺钉。球头锥面阶梯轴具有第一锥面、第二锥面以及第三锥面。紧定调平螺钉周向均布并将尖端顶住第一锥面，用于调平。紧定调高螺钉分别顶住第二锥面和第三锥面以用于调高。本发明中的热压头装置能进行高度与平行度的微调，从而保证多个热压头高度与平行度的一致性，隔热效果良好。

Description

一种具有调高调平功能的热压头

技术领域

本发明属于RFID标签封装领域，一种用于对RFID标签进行热压封装的热压头，更具体地，涉及一种具有调高调平功能的热压头。

背景技术

射频识别(RFID，Radio Frequnency Identification)技术利用射频信号通过空间耦合实现非接触信息传递，并通过所传递的信息达到识别目的，该技术被认为是21世纪最具前途和应用前景的一项信息技术。

RFID标签封装设备包括基板输送、点胶、贴装、热压和检测五个模块。热压模块通过热压头对芯片与天线的连接部位进行加热和加压，使胶水固化，完成芯片与天线的电气互联。热压工序的功能是实现芯片与天线的机械互连和电气互连，是RFID标签封装设备开发的重要环节。实际生产中为了提高生产效率，采用卷到卷(R2R)的基板输送方式，在热压工位上采用多对热压头同时对多个标签进行热压操作。这样就需要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，同时还需要灵活控制多对热压头的温度、压力，以使多对同时作业的热压头的温度和压力具有均匀性和一致性，以实现生产的高效率、高良品率和经济性。

此外，热压头工作时端部温度达到220℃，高温极易通过轴端传递给动力组件——弹簧或气动组件，弹簧在高温、快速循环压力的工况环境下，很难保证弹性系数的一致性，从而缩短使用寿命。而气动元件在高温工况下，极易发生输出压力不均、结构变形甚至缸体爆裂的现象。所以，对端部高温的隔离是极其必要的，而良好的隔热效果必然会导致热压头的体积变大结构更复杂，两者存在一定的矛盾。

申请公开号为CN103434134A的中国发明专利公开了一种用于RFID标签封装的热压头，其采用凸轮调高方式进行热压头高度调节，采用无导向的低摩擦气缸配合直线轴承和导向槽实现固定方向的直线运动，但是凸轮调高方式不具备调平功能，无法实现多个热压头的平行度调节，且低摩擦气缸配合直线轴承和导向槽使热压头的结构较为复杂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种具有调高调平功能的热压头，其目的在于提供一种用于FRID标签封装中热压固化的热压头装置，其结构简单小巧紧凑，具有优良的隔热功能，能保证多个热压头高度及平行度的一致性，其压力输出稳定、均衡，能提高实际生产效率和良品率，由此解决现有热压头体积较大、高度及平行度不可灵活调节、并且多个热压头之间高度和平行度不一致以及输出压力不均衡的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种具有调高调平功能的热压头，用于RFID标签制备中热压工艺，其特征在于，包括：

热压端组件，该热压端组件包括热压端部和位于热压端部底面中心腔室的发热芯，所述发热芯用于加热，所述热压端部与所述RFID标签接触以进行加热加压；

隔热组件，其与所述热压端组件相固定，用于将所述热压端部的热量隔离开；

微调连接组件，其与所述隔热组件相固定，该微调连接组件包括中心具有螺纹孔的连接筒、嵌状在连接筒壁面开孔内的调平紧定螺钉、一端从连接筒底部中心开孔伸入其内部的球头锥面阶梯轴、套装在球头锥面阶梯轴另一端的套筒、垂直穿入套筒壁面开孔内的调高紧定螺钉；所述球头锥面阶梯轴依次分布有第一锥面、第二锥面以及第三锥面；所述紧定调平螺钉周向均布并将尖端部顶住第一锥面，当旋紧或旋松所述调平紧定螺钉使球头锥面阶梯轴向上倾斜或者向下倾斜，实现对热压端部的调平；所述调高紧定螺钉具有多颗，分别顶住第二锥面和第三锥面，当旋紧或旋松所述紧定调高螺钉以使所述球头锥面阶梯轴上升或者下降，实现对热压端部高度的调节。

进一步的，所述隔热组件包括隔热块，该隔热块为一矩形腔体，且其中心开有螺纹通孔，该螺纹通孔中心线与所述连接筒中心螺纹通孔的中心线重合，以用于将所述隔热块和连接筒固定在一起，并该隔热块四角开有螺纹通孔，通过该隔热块四角的螺纹通孔将所述隔热块和热压端组件固定连接。

进一步的，所述隔热块中心开有的螺纹通孔端部具有中心防热垫片，用于隔热。

进一步的，还包括动力组件，该动力组件包括中空的固定筒腔，与固定筒腔底部连接在一起的法兰面，法兰面四角具有螺纹孔，还包括位于固定筒腔腔内部且可在腔内来回移动的压力杆，套装在压力杆上且与固定筒腔端面形成密封的密封盖，嵌状在固定筒腔壁面开孔内的位置传感器，以及固定筒腔底面密封连接的气管接头，通过该气管接头将高压气输入固定筒腔内，以提供动力。压力杆为六边形防转杆，对整个热压头端面有良好的导向作用且可防止转动，在气路中配套高精度气压阀与数显压力表进可实现高精度压力控制，保证了压力输出的精度。

进一步的，还包括安装组件，该安装组件包括呈矩形体的安装座，安装座端面的四角具有螺纹孔，用于与动力组件相连接，安装座底部具有圆柱形空腔，用于容置圆柱状的磁力座，安装座四个侧面上靠近底部的位置上分别开有通孔，用于嵌装紧定螺钉，紧定螺钉用于顶紧磁力座，使磁力座与安装座牢固连接在一起。

进一步的，所述热压端组件还包括嵌装在热压端部一侧面开孔中的温度传感器、与热压端部相邻且在四个角部具有螺纹孔的连接板、发热芯与连接板紧密相邻、与发热芯相邻的云母、位于云母下方的蝶形弹簧组合。

进一步的，热压端部材料为黄铜，其具有良好的导热性能。

进一步的，所述中心隔热垫片为聚醚醚酮，其具有良好的隔热性能。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案能够取得下列有益效果：

(1)本发明中热压头的热压端、隔热组件、微调连接组件以及动力组件采用交错布置方式进行相连，避免热压面的热量通过连接轴传递到动力组件造成不良影响，有良好的隔热效果，且隔热组件中心沉头孔内具有隔热垫片，确保连接螺钉与热压头腔内的热量隔离开，进一步保证的隔热效果。

(2)本发明中微调连接组件上部分使用调平紧定螺钉顶住球头锥面阶梯轴的第一锥面，调节该螺钉可进行热压端面平行度的调整，依次调整热压头群组，可保证多个热压头平行度的一致性，调节灵活，可控性强。

(3)本发明中微调连接组件使用调高紧定螺钉分段式固定球头锥面阶梯轴的第二锥面、第三锥面，调节该螺钉松紧可进行球头锥面阶梯轴高低的调整，进而对热压头高度产生微调，可保证多个热压头高度的一致性，当多个热压头高度一致后，也方便确保输出压力的稳定性与一致性。

(4)本发明中动力组件采用气动控制，压力杆为六边形防转杆，对整个热压头端面有良好的导向作用且可防止转动，配套高精度气压阀与数显压力表进可实现高精度压力控制，保证了压力输出的精度。

总的来说，本发明中的热压头装置能进行高度与平行度的微调，从而保证多个热压头高度与平行度的一致性，提高压力输出精度以及热压面工作的稳定性，隔热效果良好、传热效率较佳，其体积微小、结构简单、功能完全，能实际提高生产效率及良品率。

附图说明

图1为本发明实施例中具有调高调平功能的热压头结构示意图；

图2为本发明实施例中热压端组件的三维结构分解图；

图3为本发明实施例中隔热组件的三维结构分解图；

图4为本发明实施例中微调连接组件的三维结构分解图；

图5为本发明实施例中微调连接组件的二维剖面视图；

图6为本发明实施例中动力组件三维结构分解图；

图7为本发明实施例的安装组件的三维结构分解图。

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热压端组件，11热压端部，12温度传感器，13发热芯，14云母，15碟形弹簧组合，16连接板，

20隔热组件，21连接螺钉，22中心隔热垫片，23隔热块，24下连接螺钉，25隔热垫片，26导线夹，

30微调连接组件，31连接筒，32调平紧定螺钉，33球头锥面阶梯轴，331半球体，332第一锥面，333第二锥面、334第三锥面、34套筒，35调高紧定螺钉，

40动力组件，41固定筒腔，42螺钉，43气管接头，44密封盖，45压力杆，46传感器，47法兰面，

50安装组件，51安装座，52紧定螺钉，53磁力座。

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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1为本发明实施例中具有调高调平功能的热压头结构示意图，其主要包括热压端组件10、隔热组件20、微调连接组件30、动力组件40以及安装组件50。

图2为本发明实施例中热压端组件的三维结构分解图，热压端组件10包括热压端部11、嵌装在热压端部11一侧面开孔中的温度传感器12、位于热压端部11底部且在四个角部具有螺纹孔的连接板16、与连接板紧密相邻的圆片状发热芯13、与圆片状发热芯相邻的圆片状云母14、位于云母14下方的蝶形弹簧组合15。热压端部11材质为黄铜H68，黄铜导热系数较大，保证传热迅速效率较高；温度传感器12涂覆一定量的导热硅脂后插入热压端部11侧面的开孔中，可有效感知热压端部11的温度；连接板16四角具有螺纹孔，本发明实施例中连接板16与热压端部11为一个整体，热压端部11底面具有圆形腔部；发热芯13体积较小，本发明实施例中为圆形陶瓷发热片，嵌在热压端部11底面内的圆形腔部内；云母圆片14装在发热芯13底部，起到隔热固定作用，防止发热芯受热膨胀因局部受力而破裂；大小碟形弹簧组合15采用反扣的形式嵌在一起，即小碟簧锥面朝下嵌在大碟簧的孔内，确保发热芯13与热压端部11紧密贴合，可提高发热芯传热效率及多个热压头温度的一致性。

图3为本发明实施例中隔热组件的三维结构分解图，该隔热组件包括四角具有螺纹开孔的隔热块23，位于隔热块23中心开孔内的中心连接螺钉21，套装在中心连接螺钉21上的中心隔热片22，分别穿过隔热块23四角开孔的下连接螺钉24，套状在每个下连接螺钉24上的隔热垫片25，同时套装在其中一个下连接螺钉24上用于固定导线的导线夹26。安装时，先将隔热块23的中心开孔与微调连接组件30中的中心螺纹孔对齐，将中心隔热片22套装在中心连接螺钉21上，拧紧螺钉，即完成了隔热块23与微调连接组件30的固定连接。先将导线夹26套装在下连接螺钉24上，再将隔热垫片25套装在下连接螺钉上，然后将下连接螺钉从隔热块下方穿过其四角的螺纹孔内，并旋转，直到下连接螺钉24抵接并穿入连接块16的四角部的螺纹孔，旋紧下连接螺钉24，即完成隔热组件20与热压端组件10的固定连接。其中，拧紧中心连接螺钉21后，在隔热块23的中心开孔内涂覆一定量的隔热涂料并抹平，保证热源与中心连接螺钉21的隔离。导线夹26通过下连接螺钉24安装在隔热块23侧面，用于固定线路，降低线路张力对热压输出压力的影响。

图4为本发明实施例中微调连接组件的三维结构分解图，该组件包括中心具有螺纹孔的连接筒31、嵌状在连接筒壁开孔的紧定调平螺钉32、一端从连接筒31底部中心开孔伸入连接筒31内部的球头锥面阶梯轴33、套装在球头锥面阶梯轴33另一端的套筒34、垂直穿入套筒34壁面开孔的紧定调高螺钉35，套筒34底部中心处开设有螺纹孔，用于与微调连接组件固定连接。隔热组件20的中心连接螺钉21穿过连接筒31中心的螺纹孔，即完整隔热组件20和微调连接组件30的紧固连接。连接筒31的端面四角具有内倒圆以与下连接螺钉24避开。球头锥面阶梯轴33分别与调平紧定螺钉32、调高紧定螺钉35进行配合，完成对连接筒31、套筒32的连接，调节调平紧定螺钉32和调高紧定螺钉35的位置可以进行热压头高度、平行度的调节。下面结合图5对调高调平的原理进行说明。

图5为本发明实施例中微调连接组件的二维剖面视图，球头锥面阶梯轴33顶端为半球体331，与连接筒31底部腔内的锥面进行配合，起到调心调平的作用；球头锥面阶梯轴33上共三个锥面，由上至下分别为第一锥面332、第二锥面333以及第三锥面334。紧定调平螺钉32嵌装在在连接筒31壁面开孔上，共有四颗紧定调平螺钉，且周向均布顶住第一锥面332，但是本发明中对该紧定调平螺钉的数量不进行具体限定。紧定调高螺钉35安装在套筒34壁面的开孔上，该紧定调高螺钉35具有两颗，呈上下间隔、对向分布，分别顶住第二、第三锥面333、334。但是本发明中对该紧定调高螺钉的数量不进行具体限定。

下面更进一步的说明本发明中调高调平原理：仔细观察图5可知，紧定调平螺钉32和紧定调高螺钉35的端部呈圆锥状，且均平整光滑。第一锥面332与紧定调平螺钉32的圆锥端部相吻合、第二锥面333以及第三锥面334与紧定调高螺钉35的圆锥端部相吻合。将第一锥面、第二锥面以及第三锥面沿各自的锥面对称面将自身分对称两部分，分别为靠近热压头端部的端部锥面和靠近热压头底部的底部锥面。紧定调平螺钉32与第一锥面332的端部锥面紧密贴合，但是与底部锥面相隔一定间隙，当旋紧紧定调平螺钉32时，该螺钉向球头锥面轴的中心线方向移动，顶住第一锥面332的端部锥面使其有向上移动的趋势，即使球头朝反方向有角度偏摆，同时由于紧定调平螺钉具有多个，且沿轴向均匀分布，从而一定程度限制了球头锥面阶梯轴向上移动，综合作用下，即使球头锥面阶梯轴发生向上倾斜，实现调平功能。当紧定调平螺钉32移动使得自身端部上下端分别与第一锥面332的端部锥面和底部锥面均紧密贴合后，就不能再移动了。因此，该调平是微调。同理，当旋松该紧定调平螺钉32，球头锥面阶梯轴有向热压头底座方向移动的趋势，由于其它螺钉限制使得球头中心线朝螺钉32方向偏摆，完成平行度的调节。紧定调高螺钉35与第二锥面333和第三锥面334的连接关系与上述描述类似，原理相同。本实施例中，当紧定调高螺钉35从初始位置到该螺钉圆锥状端面与第二锥面333和第三锥面334均同时贴合后，可实现±0.3mm热压头高度的微调，但是可依据本发明思路修改第一、第二、第三锥面的锥度以及相应螺钉的锥度，即可改变微调高度，因此，本发明中对热压头微调高度不进行具体限定。

图6为本发明实施例中动力组件三维结构分解图，该组件包括中空的固定筒腔41，固定筒腔底部具有法兰面47，法兰面47四角具有螺纹孔，还包括位于固定筒腔41腔内部且可在腔内来回移动的压力杆45，套装在压力杆45上且与固定筒腔端面形成密封的密封盖44，嵌状在固定筒腔41壁面开孔内的位置传感器46，与固定筒腔底面密封连接的气管接头43。压力杆45是截面为六边形的低摩擦杆，六边形形状具有防转动性能，具有良好的导向性。压力杆45的杆上具有螺纹，以与套筒34底部的螺纹孔连接，从而使动力组件40和微调连接组件30固定在一起，并实现将来自动力组件的动力通过微调连接组件传递为热压头工作端。密封盖44与固定筒腔41顶部孔形成过盈配合，实现对压力杆45的密封限位。螺钉42穿过法兰面47四角的螺纹孔后与安装组件50相固定连接。高压气体从气管接头43通入到固定筒腔41内，在高压气体气路上配套安装有高精度气压阀与数显压力表，可保证输出压力精度达到0.1N以内。在固定筒腔41侧面配套安装有位置传感器46，用于检测压力杆45是否到最大行程位置。动力输出过程为：气管接头43通气，固定筒腔内压力增大，迫使通过密封盖44安装在固定筒腔41的压力杆45向上运动，随之向上通过微调连接组件30和隔热组件20给热压头工作端输出压力。

图7为本发明实施例的安装组件的三维结构分解图，其包括呈矩形体的安装座51，安装座51端面的四角具有螺纹孔，该螺纹孔用于与动力组件40中的螺钉42相连接，安装座51底部具有圆柱形空腔，用于容置圆柱状的磁力座53，安装座51四个侧面上靠近底部的位置上分别开有通孔，用于嵌装紧定螺钉52，紧定螺钉52用于顶紧磁力座53，是磁力座与安装座51牢固连接在一起。本发明实施例中紧定螺钉具有4个，但是本发明对紧定螺钉的数量不进行具体限定。

本发明中用于连接的各种螺钉均采用隔热螺钉，与各种隔热垫片的材质均为特种高分子材料聚醚醚酮(PEEK)，该材料具有耐高温、耐化学药品腐蚀、隔热等优异性能。

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。

Claims (10)

1.一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于,用于RFID标签制备中热压工艺，包括：

热压端组件(10)，该热压端组件(10)包括热压端部(11)和位于热压端部(11)底面腔室的发热芯(13)，所述发热芯(13)用于加热，所述热压端部(11)用于与所述RFID标签接触以进行加热加压；

隔热组件(20)，其与所述热压端组件(10)相固定，用于将所述热压端部(11)的热量隔离开；

微调连接组件(30)，其与所述隔热组件(20)相固定，包括球头锥面阶梯轴(33)，用于对所述热压端部(11)进行高度的调节和平行度的调节。

2.如权利要求1所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述微调连接组件(30)包括连接筒(31)、嵌状在连接筒(31)壁面的调平紧定螺钉(32)、一端从连接筒(31)底部中心开孔伸入其内部的球头锥面阶梯轴(33)、套装在球头锥面阶梯轴(33)另一端的套筒(34)、垂直穿入套筒(34)壁面的调高紧定螺钉(35)；所述球头锥面阶梯轴(33)依次分布有第一锥面(332)、第二锥面(333)以及第三锥面(334)；所述调平紧定螺钉(32)周向均布并其尖端部顶住第一锥面(332)，以此方式，旋紧或旋松所述紧定调平螺钉(32)时使球头锥面阶梯轴(33)向上倾斜或者向下倾斜，实现对热压端部(11)的调平；所述调高紧定螺钉(35)分别顶住第二锥面(333)和第三锥面(334)，以此方式，旋紧或旋松所述调高紧定螺钉(35)时使所述球头锥面阶梯轴(35)上升或者下降，实现对热压端部(11)高度的调节。

3.如权利要求1或2所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述隔热组件(20)包括隔热块(23)，该隔热块(23)为一矩形腔体，且其中心开有螺纹通孔，该螺纹通孔中心线与所述连接筒(31)中心螺纹通孔的中心线重合，用于通过该螺纹通孔将所述隔热块和连接筒(31)固定在一起，并该隔热块(23)四角开有螺纹通孔，用于通过该隔热块四角的螺纹通孔将所述隔热块(23)和热压端组件(10)固定连接。

4.如权利要求3所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述隔热块(23)中心的螺纹通孔端部具有中心隔热垫片(22)，用于隔热。

5.如权利要求1-4之一所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，还包括动力组件(40)，该动力组件包括中空的固定筒腔(41)，与固定筒腔(41)底部连接在一起的法兰面(47)，法兰面(47)四角具有螺纹孔，还包括位于固定筒腔(41)腔内部且可在腔内来回移动的压力杆(45)，套装在压力杆(45)上且与固定筒腔(41)端面形成密封的密封盖(44)，嵌状在固定筒腔(41)壁面开孔内的位置传感器(46)，以及与固定筒腔底面密封连接的气管接头(43)。

6.如权利要求5所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述动力组件中的压力杆为横截面呈正六边形的柱状。

7.如权利要求5或6所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，还包括安装组件(50)，该安装组件包括呈矩形体的安装座(51)，安装座(51)端面的四角具有螺纹孔，用于与动力组件(40)相连接，安装座(51)底部具有圆柱形空腔，用于容置圆柱状的磁力座(53)，安装座(51)四个侧面上靠近底部的位置上分别开有通孔，用于嵌装紧定螺钉(52)，紧定螺钉(52)用于顶紧磁力座(53)实现磁力座(53)与安装座(51)牢固连接在一起。

8.如权利要求7所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述热压端组件(10)还包括嵌装在热压端部(11)一侧面开孔中的温度传感器(12)、与热压端部(11)固定且在四个角部具有螺纹孔的连接板(16)、所述发热芯(13)与连接板(16)紧密相邻，还包括与发热芯(13)相邻的云母(14)以及位于云母(14)下方的蝶形弹簧组合(15)。

9.如权利要求1或8所述的一种具有调高调平功能的热压头，其特征在于，热压端部(11)材料为黄铜。

10.如权利要求4所述的一种有调高调平功能的热压头，其特征在于，所述中心隔热垫片(22)为聚醚醚酮。