CN110167736B - 用于注塑成型封装的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于封装基板的注塑模具包括下模具部件和上模具部件，上模具部件适于在上模具部件与下模具部件接合时在基板的边缘处形成封装模具。下模具部件包括基板支承件，并且其中上模具部件包括凹部。注塑模具包括可倾斜插入件，该插入件的尺寸和形状被设置为在凹部内滑动，以形成用于封装模具的密封件，该插入件具有基板接触表面，该基板接触表面限定基板的由插入件接触的区域。注塑模具包括连接到可倾斜插入件的多个施压致动器，并且每个施压致动器被构造成经由插入件独立地在基板上施加压力，其中该多个施压致动器适于平衡由插入件施加的总预定压力基本上均匀跨基板接触表面的区域。

Description

用于注塑成型封装的装置和方法

技术领域

本发明总体上涉及注塑成型封装，并且更具体地，涉及通过注塑成型封装玻璃面板的装置和方法。

背景技术

诸如热塑性塑料、热固性塑料、弹性体和热塑性弹性体(TPE)的材料通常被模制到诸如玻璃面板的基板的边缘上，以形成适于组装在诸如车辆框架的框架上的功能结构。通过注塑成型将这些材料施加到基板的边缘被称为封装。某些类型的消费产品例如汽车的制造规格非常严格，具有高精度和可重复性的标准。这些要求对通过注塑成型优化封装过程提出了若干挑战。

封装过程要求基板定位在注塑模具内，注塑模具通常包括两个部件，每个部件具有腔，当两个部件合在一起以“夹住”基板时，该腔形成模具腔。基板经受非常高的压力，以便为模具内的封装腔形成适当的密封件，并防止基板在注塑期间位移，以最小化任何变形或“覆盖(flash)”(热塑性塑料溢出到模具外部，从而封装基板的边缘并溢出到基板的其余部分上)。由于涉及非弹性基板中的任何局部缺陷例如凸起或小的变形的高压足以引起局部压力，这可能导致基板的损坏。例如，当基板是玻璃面板时，这种缺陷可能在施加压力时导致玻璃面板的破碎或破裂。

此外，考虑到模具的各个部件和模具内的基板的极其精确的配合的要求，即使批次之间的基板的平均厚度的微小变化也需要耗时的调节。

另外，封装设计有时需要相对于基板边缘的两侧的不对称模具，这需要复杂的模具设计，并且因此在基板上具有复杂的压力分布。

现有技术教导了这些问题和挑战的某些解决方案。例如，美国专利申请公开2008/0031991(Choi等人)公开了一种用于玻璃封装的注塑模具，其寻求解决在封装模具腔的边缘处的玻璃破裂的问题。Choi等人公开了在下模具中的减震单元，该减震单元连接到支承玻璃面板的下部的支承单元。支承单元沿着下模具中限定的支承凹部上下移动。当上模具下降到与下模具接合时，玻璃面板中的压力被减震单元被动地分配。然而，该机构被认为具有某些技术缺点，这使得难以实现玻璃面板的完美封装。首先，支承单元可相对于下模具垂直滑动，这意味着支承单元不是固定结构，这使得难以非常精确地将玻璃面板对准在支承单元上。其次，支承单元通过两个平行的引导件耦合到下模具，这限制了支承构件可以向侧面倾斜的程度。第三，在玻璃破裂的情况下，玻璃碎片向下落入支承单元和下模具之间的空隙中，可能损坏机构。第四，当上模具夹紧与下模具接合时，上模具在玻璃面板上施加与当减震被锁定或触底时其施加在下模具上相同的力。因此，如果减震单元被锁定或触底，则上模具在夹紧到下模具时可能在玻璃面板上施加过大的压力。第五，即使使用减震单元，上模具具有两个向下突起，其接触玻璃面板的上表面，从而在两个接触点处产生局部应力。

美国专利6,335,221(Mess)公开了一种偏置浮板，用于在基板上施加密封压力并补偿基板厚度的变化。然而，该机构使得浮板间接地在基板上施加压力，并且因此不能补偿基板中的小缺陷。

日本专利62-251113公开了一种封装模具，其具有压在插入件上的液压机构。尽管在插入件和模具之间存在小的间隙，但是间隙仅提供垂直可调节性，并且因此该机构不能倾斜以补偿基板厚度变化的小缺陷。

上述现有技术解决方案没有完全和充分地解决上述技术问题。因此，当现有技术用于封装时，仍然存在破坏基板的显著风险，特别是当基板是诸如玻璃的易碎材料时更是如此。在注塑成型领域中仍然需要一种方法和装置，其解决现有技术的缺点，以使得模具中来自基板的先前破裂或基板中的缺陷的碎片或颗粒在注塑成型过程期间不会损坏或破坏基板。因此，需要一种用于基板封装的改进的注塑模具。

发明内容

以下呈现了本发明的一些方面或实施方式的简化概述，以便提供对本发明的基本理解。该概述不是对本发明的广泛综述。其不旨在标识本发明的关键或重要元素或描绘本发明的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现本发明的一些实施方式，作为稍后呈现的更详细描述的前序。

本发明的一个方面是一种用于封装基板的注塑模具。注塑模具包括：下模具部件；上模具部件，其适于在上模具部件与下模具部件接合时在基板的边缘处形成封装模具腔。下模具部件包括基板支承件，并且其中上模具部件包括凹部。注塑模具包括可倾斜插入件，其尺寸和形状被设置为在凹部内滑动，并且具有基板接触表面，基板接触表面限定基板的由插入件接触的区域，插入件适于相对于上模具部件和下模具部件在凹部内倾斜，以能够倾斜地与上模具部件配合，从而形成用于封装模具腔的密封件。注塑模具包括多个施压致动器，每个致动器包括压力耦合构件以接触插入件，并且每个致动器构造成经由插入件独立地在基板上施加压力。该多个施压致动器适于响应于基板的厚度的局部变化而平衡由插入件施加的总预定压力基本上均匀跨基板接触表面的区域，从而提供插入件的倾斜位置调节以补偿该变化。

本发明的另一方面是一种封装基板的方法。该方法包括：将基板定位在由注塑模具内的下模具部件限定的支承件上；通过使上模具部件与下模具部件接合来闭合模具，以在基板的边缘周围形成封装模具腔；和使用多个施压致动器利用可倾斜插入件在基板的预定区域上施加预定总压力，以密封封装模具腔并且防止基板在注塑期间移位，其中，可倾斜插入件包括具有密封表面的下部，密封表面与凹部壁限定补偿空间，该密封表面的高度使得当插入件倾斜时密封表面的顶部边缘移位等于或小于补偿空间的横向距离。该方法包括根据基板的厚度自动且动态地调节由每个施压致动器施加在基板上的压力，从而使可倾斜插入件响应于由于基板的缺陷而产生的局部耐压性积累而相对于上模具部件和下模具部件略微倾斜，直到预定总压力基本上均匀跨预定区域分布为止。该方法还包括将封装材料注入封装模具腔中，以及释放基板。

根据详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

通过参照附图对本发明的实施方式的以下详细描述，将更好地理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的具有基板接触插入件和施压致动器的注塑模具的截面图。

图2是根据本发明的另一个实施方式的具有基板接触插入件和施压致动器的注塑模具的截面图。

图3是图2的施压致动器之一的缸体和活塞的截面图。

图4是通过根据本发明的另一实施方式的插入件和施压致动器的水平面的截面图。

图5是根据本发明的另一实施方式的注塑模具的截面图，其示出了插入件经由施压致动器耦合到第二模具构件(上模具部件)。

图6A是用于控制施压致动器的压力控制系统的示意图。

图6B是用于控制施压致动器并且还包括压力传感器的压力控制系统的示意图。

图7是根据本发明的另一实施方式的注塑模具的截面图，其示出了连接到施压致动器的压力传感器。

图8是根据本发明的另一实施方式的注塑模具的截面图，其中插入件由两个分立的半部形成。

图9是根据本发明的另一实施方式的注塑模具的截面图，其示出了下模具部件中的压力传感器。

应当注意，在所有附图中，相同的特征由相同的附图标记标识。附图不按比例绘制。

具体实施方式

本文公开了一种用于封装基板的新型注塑模具。基板可以是与注塑成型的过程和条件兼容的任何合适的基板，并且可以包括但不限于玻璃、金属、塑料、陶瓷和复合材料。

在通过图1中的示例描绘的实施方式中，注塑模具2包括用于容纳基板11的第一模具构件10(即下模具部件)和第二模具构件12(即上模具部件)，当如图1中的截面图示意性所示，第一模具构件10和第二模具构件12连接在一起时，第二模具构件12适于与第一模具构件10配合以在基板11的预定区段或部分周围形成封装模具腔17。第一模具构件10和第二模具构件12可以由金属合金或任何其他合适的材料制成。在一个特定实施方式中，基板11可以是玻璃面板如车窗，例如汽车挡风玻璃。例如，用于车窗的封装材料如汽车挡风玻璃或四分之一窗可以是热塑性塑料如聚氯乙烯聚氯乙烯(PVC)、热塑性弹性体(TPE)、或合成橡胶如EPDM(乙烯丙烯二烯单体)。应当理解，本文公开的成型方法和注塑模具可以与其他材料一起使用或适于与其他材料一起使用。第一模具构件10包括基板支承件13和第一构件模具腔14。基板支承件13设计成支承与其接触的基板表面的区段或部分的形状和轮廓。基板支承件13也可以设计成形成第一构件模具腔14的一部分。因此，如图1所示，基板支承件13可以包括边缘15，边缘15可以是在基板11的下侧的第一构件模具腔14的弯曲或圆形边缘，或者其可以是直边缘或不同轮廓的组合。因此，边缘15的形状不限于弯曲的或直的几何形状，而是由封装的功能决定。

第二模具构件12同样可以包括第二构件模具腔16，当第一模具构件10和第二模具构件12通过夹紧机构连接在一起时，第二构件模具腔16与第一模具构件10的第一构件模具腔14配合以形成封装模具腔17。夹紧机构可以包括液压动力锁定机构或注塑成型领域的技术人员已知的任何其他互锁结构。然而，应当理解，在某些应用中，可能希望将熔融塑料材料(例如熔化的热塑性塑料)注入到基板11的单侧上。在这种情况下，可以缺少第一模具腔14或第二模具腔16。

在图1所示的实施方式中，第二模具构件12(即上模具部件)还包括凹部20，凹部20适于容纳基板接触插入件22，基板接触插入件22用于在基板11上施加压力以及密封封装模具腔并且防止基板在注入用于封装的熔融材料期间移位。插入件22包括面向外的侧表面24，侧表面24又包括称为插入件模具腔密封表面24a的子区段。此外，插入件22通过插入件模具腔密封表面24a也可以与第二构件模具腔16和凹部20的面向内的壁23配合，以在基板11的顶侧上限定封装模具腔17，以当插入件22定位在基板11上并施加适当的压力时，密封封装模具。插入件22还与基板支承件13配合以通过在基板11上施加压力来密封腔14。面向外的侧表面24和壁23限定补偿空间60。

插入件22机械地耦合到施压致动器30，施压致动器30可以包括继而耦合到压力产生系统的液压驱动的杆或轴或盘，其组合在将封装材料注入封装模具腔17期间提供必要的压力以用于密封、将基板11夹紧并保持在适当位置。

插入件22是可倾斜插入件，其形状和尺寸被设置为使得插入件能够相对于基板和凹部20倾斜。插入件22的倾斜运动允许响应于基板11的厚度的局部变化和/或缺陷而进行少量位置和/或角度调节。在本发明的一个方面，施压致动器30在插入件22上的压力控制和分布使得能够“吸收”或“补偿”基板11上的缺陷。因此，如果在插入件22下降到基板11上时遇到基板11中的局部缺陷，则由于基板中的缺陷或瑕疵引起的局部阻力将发生局部压力积累。如果不采取任何措施来补偿局部压力积累，则插入件22将继续降低以施加其预定压力。如果继续不减弱，则缺陷或厚度变化点(例如凸起)上的压力增加将很可能导致基板11破裂，例如在基板11为玻璃的情况下导致玻璃破裂或甚至破碎。根据本发明的实施方式构造的注塑模具2被设计成通过单独控制由每个施压致动器30施加的压力来补偿基板中的小的局部缺陷的影响，使得在含有缺陷的基板区域上局部施加的压力的量被暂时调节，减小或至少不进一步增加到预定水平，从而避免基板过度应力。因此，减小或调节由一个或多个施压致动器30施加在局部压力阻力积累附近的压力，同时其他施压致动器30继续施加压力，直到总预定压力跨在基板11与插入件22之间的接触表面平衡为止。由于压力致动器30在插入件22的定位期间施加的压差，插入件22可以相对于第一模具构件10和第二模具构件12以及基板11稍微倾斜，直到基板11的其余部分被施加基本上相同的压力为止。插入件22和第一模具构件10及第二模具构件12被设计成配合以即使在插入件22倾斜时也能保持足够的密封。换言之，插入件22的倾斜可以导致在封装模具腔17的一些部分中的插入模具腔密封表面24a处或附近在基板11和插入件22之间形成微小间隙。然而，了解注入过程的条件例如注入材料的粘性特性(包括流动热固性熔体的冷冻层形成的动力学)、温度、流速等、以及基板尺寸的预期变化(包括预期的缺陷大小和热膨胀)，这个间隙将足够小以仍然防止熔融注入的材料从模具腔17中逸出。因此，当模具腔存在于第二模具构件中时，间隙也应该与插入件的密封功能一致。

因此，面向外的密封侧表面24与面向内的壁23紧密接合，以在它们之间提供窄间隙，这里称为补偿空间60，其允许插入件22垂直移位并且还为插入件22倾斜提供余地。插入件22的倾斜运动补偿了基板11中的小的局部缺陷或厚度变化。

倾斜的大小由多个因素决定。补偿空间60的宽度和面向外的密封侧表面24的高度是两个这样的因素。在这方面，应当理解，插入件22的顶部朝向或远离面向内的壁23的位移随着面向外的密封侧表面24的高度增加而增加，以用于相同的缺陷补偿倾斜。因此，面向外的密封侧表面24的高度由预期的最大倾斜(厚度缺陷的最大尺寸)和与产生所需规格内的封装的密封件相容的补偿空间60的最大宽度决定。还应当理解，倾斜的大小可以部分地受到密封件的弹性完整性的限制。通常，由于关于封装的尺寸和质量的严格规范，补偿空间60非常小并且倾斜也很小。

如果补偿空间60太大，则大量注入的热塑性塑料可能渗入该空间，这将影响封装的形状超出所需的规格。类似地，倾斜的大小也受到由基板11和插入件22的下侧之间的倾斜所产生的局部间隙的限制。这种间隙如果太大，将导致热塑性塑料的不希望的渗透，否则导致本领域已知的“薄层(flash)”。尽管存在这些限制，但令人惊讶地发现，可以允许一定量的倾斜并因此调节基板11中的厚度变化。因此，当施加压力时插入件22倾斜的能力——由于其构造和压力施加致动器30的压力平衡——避免或至少显著降低了基板11损坏或破裂的可能性，同时仍然防止了覆盖和封装的变形。

在如下实施方式中，由所需参数决定以达到所需规格的面向外的密封侧表面24的高度(即插入件的厚度)太小而不能在没有变形的情况下承受压力和/或不能容纳施压致动器30和注塑模具的任何其他需要或期望部件，插入件22可以如图2所示来构造。插入件22可以包括上部22A和下部22B，下部22B与上部22A成一体。上部22A的宽度比下部22B窄，因此限定了插入件22的大致阶梯式结构，以适应倾斜。插入件22的下部22B包括面向外的密封侧表面24。因此，在上部22A和壁23之间形成间隙64，并且间隙64大于补偿空间60。因此，插入件22构造成使得上部22A较窄，以便在上部22A中提供插入件22的足够的倾斜操纵性，同时提供额外的结构支承以承受由压力致动器30施加的压力和/或提供足够的空间来容纳施压致动器30以及任何模具结构、定位和/或耦合部件。通过限制面向外的密封侧表面24的高度，使得在插入件22倾斜时表面24的上边缘的横向位移等于或小于补偿空间60，并且通过限制插入件22的上部22A的宽度，间隙64足以容纳上部22A的横向位移，该横向位移与面向外的密封侧表面24的高度和补偿空间60所允许的最大倾斜相对应。此外，可以存在可选的中间构件(例如弹性构件)62设置在补偿空间的上侧和间隙64的下侧以密封补偿空间60的顶端。插入件22还可以可选地包括废物槽65以捕获溢流到补偿空间60中的熔融的热塑性塑料。如通过图2中的示例进一步所示，可以存在O形环13C、13D以在模具构件的压缩期间保护基板11。

在替选的实施方式中，插入件22的上部22A和底部22B具有相同的宽度，但是凹部20包括较窄的底部密封区段和较宽的顶部，以适应沿插入件22的高度的任何位置的倾斜。

压力致动器30构造成允许插入件22倾斜。在一个实施方式中，压力致动器30包括液压致动器，该液压致动器机械地耦合到插入件22，以向基板11的不同部分提供差动施加的压力。在液压致动器的情况下，压力产生系统将是液压动力系统，其包括液压油箱、原动机(例如马达、发动机等)、由原动机驱动的液压油缸以及输送歧管，以供应液压液体进入致动器。因此，参考图2的示例，压力致动器30包括容纳压力耦合构件(在这种情况下是活塞夹盘70)的气缸40、用于在活塞夹盘上施加压力的储油器72以及活塞油入口74。当模具在插入件22定位/压力施加模式下闭合时，每个致动器30的活塞夹盘70与插入件22的顶部接触，优选地没有机械附件(如果存在机械附件，则它们被配置为允许倾斜)。气缸40构造成在插入件22的顶部和气缸40的下侧之间提供空间，以允许插入件倾斜。图2中还示出了固定螺栓82，当模具打开时，固定螺栓82将插入件22保持在凹部20中。固定螺栓82还构造成允许插入件倾斜。在该示例中，插入件22中的螺栓容纳空间比螺栓本身足够大，以允许插入件的倾斜而不受固定螺栓82的阻碍。

图3更详细地示出了液压致动器的实施方式。气缸40构造成容纳活塞夹盘70，同时在活塞夹盘70和气缸40的内壁之间提供间隙78。该间隙起到类似于补偿空间60的作用，因为它允许活塞夹盘70响应于(并允许)插入件22的倾斜而在气缸内倾斜。应当理解，当液压系统被启动时，活塞夹盘70向下移动，使得活塞夹盘的至少一部分突出到气缸40外部，从而在插入件22的顶部和气缸40的下侧之间形成空间。活塞夹盘70可以可选地包括附接到其上的密封件79，以防止来自储油器72的油通过间隙78泄漏。

插入件的可倾斜性和液压致动器的组合在注入热塑性材料之前产生插入件的动态定位和压力调节，这可以被比作插入件响应于厚度变化而“浮动”动作。应当理解，插入件上的压力可以由除液压致动器之外的压力致动器产生，只要它们以允许插入件倾斜的方式耦合到插入件即可。

在用于封装车辆玻璃如四分之一窗(约10至20平方英寸的汽车侧玻璃)或汽车挡风玻璃的特定实施方式中，可以使用高度在约3/8英寸和1/2英寸之间的面向外的密封表面24和在0.0005英寸和0.0015英寸之间(优选约0.001英寸)的补偿空间60获得良好的结果。由具有这些示例性尺寸的模具容纳的基板中的局部厚度变化的尺寸为约0.02英寸或更小。在该示例性实现方式中，插入件22上方的空间(即“顶部空间”)可以大于1英寸。在该实现方式中施加的压力通常在100psi和2000psi之间。应当理解，这些具体数值范围仅用于一个示例。其他范围和尺寸对于其他实现方式和应用是可能的。

在一个实施方式中，多个压力施加致动器30跨插入件22的上表面上分布，如图4所示的示例性配置所示。施压致动器30可以等距间隔(以对称图案)，如图4的截面顶视图所示；或者施压致动器30可以不均匀地间隔开(以不对称布置)。施压致动器30由压力产生系统50驱动。

在大多数实施方式中，施压致动器30的数量、尺寸和布置由多个因素决定，所述多个因素包括但不限于基板11的尺寸和形状、为了适当地密封封装模具并避免诸如薄层(flash)的缺陷所需的压力、插入件22的尺寸和厚度、支承件13、封装模具腔17的几何形状以及插入件22的基板接触表面的几何形状。在这方面，并且如通过图2中的示例所示，插入件22可以成形为接触基板13的轮廓部分。基板支承件13可以接触整个基板(除了在封装腔中)，或者它可以被成形为沿着例如基板11的轮廓部分支承基板11，以至少部分地与插入件22的相应基板接触表面交叠，从而在基板11的中心部分的上方和下方留下空间13A和空间13B。一旦所需的总压力及其在基板11上的分布是已知的，可以优化模具的物理参数。

基板11的与插入件22接触的表面的比例取决于基板的形状、封装的形状和程度、所需的压力等。在其中诸如四分之一窗或挡风玻璃的车窗被封装的典型实施方式中，该接触表面沿着基板13的轮廓的宽度可以在约10mm和30mm之间。应该理解，接触表面被设计成提供足够的压力以进行适当的密封，同时避免在基板上的其他地方的不必要的压力。因此，在大多数实施方式中，基板的大部分不与插入件22接触。可替选地，插入件22可以以不连续的方式接触基板11的表面的预定部分，例如以离散部分在多个接触点处接触基板。可以提供任何合适的插入件-基板界面，只要在封装模具腔17周围形成足够的密封并且可以通过独立地控制多个施压致动器30中的每一个将基板11上的压力基本上均匀地分布在插入件22和基板11之间的接触表面上，以允许插入件(或多个插入件)在其定位期间和注塑之前倾斜，以避免损坏基板。插入件22可以由与第一模具构件10和第二模具构件12不同的材料例如更柔软和/或更弹性的材料制成。插入件22可以涂覆有涂层，以最小化在接触期间对基板11的损坏或刮擦。

在一些实施方式中，施压致动器30中的任何一个与插入件22之间的接触表面可以被修改(增加或减少)，以例如提供对向上压力的额外阻力。例如，在封装模具腔17的设计不对称时(如图2所示)，基板11可能受到局部向上压力的情况。在这种情况下，通过注入热塑性塑料或其他可流动的熔融材料产生压差(引起净向上的力)。在这种情况下，将施压致动器30的表面定位和/或增大，使其与插入件22基本上直接在向上压力源上方接触，可以防止插入件22在该区域中向上移位，并且从而防止产生薄层(flash)。

第二模具构件12可以在插入件22上延伸，以为插入件22和施压致动器30提供结构和功能支承。因此，插入件22可以连接到第二模具构件12，以提供在凹部20内可控制的位移，并且插入件22可以连接到施压致动器30，施压致动器30耦合到压力产生系统50，如图5所示。因此，施压致动器30可以部分地嵌入第二模具构件12内。致动器气缸40附接到第二模具构件12并且包括孔，该孔的尺寸和形状被设置为能够使施压致动器30滑动，从而提供额外的结构支承。致动器气缸40优选地在它们的底端和插入件22的上表面之间提供空间，以允许插入件22倾斜(如图2所示并且如上所述)。可替选地，致动器气缸40可以在上模具部件的上部结构与插入件22之间的区域中是柔性的、铰接的或连接的，以允许插入件的倾斜。施压致动器30可以构造成保持水平，同时仍然允许插入件22倾斜。可以存在其他结构支承构件或机构例如万向接头、球形接头等，以实现倾斜。

关于图6A，其示意性地表示本发明的注塑成型封装系统的实施方式，施压致动器30和压力产生系统50耦合到压力控制系统52(或压力控制器)，压力控制系统52被适配和配置成自动地(例如，以编程方式并且没有直接用户输入)调节由插入件22施加的压力，并因此根据基板11的厚度自动调节插入件22在凹部20内的位置，以在基板11的与插入件22接触的表面上实现预定总压力。

在一个实施方式中，由施压致动器30施加在插入件22上以在基板11上产生压力的压力以如下这样的方式被控制：以允许根据基板厚度自动和动态调节预定总压力的空间分布。这种自动和动态压力调节与插入件22的可倾斜特性相结合，提供了对基板中厚度变化或缺陷的自动和动态调节，同时仍提供满足所需规格的封装。在一个实施方式中，压力基本上均匀地跨基板11的表面自动且动态地分布并且在注入之前，同时提供与所需规格(例如薄层(flash)最小化)兼容的封装密封。

在一个实施方式中，压力产生系统50是自调节系统，例如液压系统。因此，压力控制器52传递在基板11上实现期望总压力所需的参数，该参数被转换成液压流体的给定压力，该给定压力又在施压致动器30上施加压力以在插入件22上产生必要的压力，从而在基板11上获得期望压力。由于基板11的厚度变化，液压产生系统允许施压致动器30之间的力的自动和动态平衡。因此，施加到基板表面的总压力在插入件22和基板11之间的整个接触表面上基本上均匀地自动分布，直到达到期望的最终压力。压力控制器52可以是微处理器或微控制器。压力控制器52可以以硬件、软件、固件或其任何合适的组合来实现。压力控制器52可以实现为集成电路或计算机。在实现为软件的情况下，控制算法可以被编程或编码为计算机可读指令并且以电子、磁或光学方式记录在固定或非暂时性计算机可读介质、计算机可读存储器、机器可读存储器或计算机程序产品上。硬件实现方式可以采用具有用于在数据信号上实现逻辑功能的逻辑门的离散逻辑电路、具有适当的组合逻辑门的专用集成电路(ASIC)、可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。压力控制器52可以被配置或编程为自主地、半自主地或响应于用户命令或其任何组合来操作。

在另一个实施方式中，压力产生系统50可以包括单独的机械部件以在每个施压致动器30上产生力，该力可以由压力控制器52独立控制。例如，力可以通过弹性构件例如弹簧或通过例如电磁力发生器传递给压力致动器。在这种情况下，每个施压致动器30优选地响应于与预期压力读数的变化由压力反馈机构控制，使得施压致动器30施加的力或压力响应于基板13的厚度变化被动态调节以实现插入件22必要的倾斜。因此，注塑模具2可以包括压力传感器54(例如应变仪、压电传感器或任何其他合适类型的力传感器)以向压力控制器52提供压力反馈信号。在一个具体实现方式中，压力传感器54定位在模具56内，以在插入件22下降以在基板11上施加压力时提供压力读数，如图6B所示。

一旦达到预定压力，就启动锁定机构以将插入件22保持就位。锁定机构可以包括但不限于液压夹紧系统(液压夹盘)、挤压衬套等。在压力产生系统是液压系统的情况下，压力可以通过液压系统简单地保持，而不需要机械锁定机构。

基板11上实现适当的密封和封装所需的压力将根据基板11的性质和所用注入材料的类型而变化。在典型情况下，该压力将在100psi至2000psi的范围内。一旦确定了特定封装项目的最小所需压力，就进而可以确定由插入件22接触的基板11的表面以及施压致动器30的数量和表面，这是因为最终施加在基板11上的总压力取决于这些变量(例如，施压致动器30的数量、每个致动器30施加的力、以及插入件22的表面面积)。

应当理解，插入件22可以包括比特定应用(在这种情况下，压力控制系统52适于选择性地仅启动达到最终期望压力所需的施压致动器30)所需的更多的施压致动器30。这种布置提供了根据基板11的尺寸和性质调节施加到基板11的压力的灵活性。

注塑模具的部件优选地由金属(例如金属合金)制成；然而，应当理解，其他合适的材料可以用于某些部件。例如，第一模具构件10可以包括在基板支承件13周围或附近的橡胶或橡胶状衬垫13D，以帮助基板11的初始定位并避免刮擦基板，这在基板为玻璃时特别有用。为了定位基板11，诸如一个或更多个吸盘的主动机构也可以集成到第一模具构件10中。

在本发明的一个方面中，在使用相同的第二模具构件12的情况下，可以在生产线中使用具有不同内部形状或轮廓的多个第一模具构件10。

在另一个实施方式中，提供了插入件位置检测器，以提供关于插入件22的移动/位置的信息。与预定范围的偏差可以用作基板断裂的指示并且可以允许终止注入过程。

在本发明的另一个实施方式中，提供了一种用于基板封装的方法，包括：将基板(例如玻璃面板)定位在注塑模具内的支承件上；闭合模具以在基板的边缘周围形成封装模具腔；利用插入件在基板上施加预定总压力以密封封装模具腔并且防止基板在注塑期间移位。当插入件定位在基板上时插入件施加在基板上的压力根据基板的厚度自动调节，以使预定总压力跨与插入件接触的基板表面基本上均匀地分布。

在该方法的一个方面中，基板11定位在下第一模具部件10中的固定基板支承件13上，然后包括可倾斜插入件22的上第二模具部件12下降到第一模具部件10和基板11上。当插入件下降到基板上时，由独立的施压致动器30施加的力或压力响应于基板11的缺陷或厚度变化而被动态调制(控制)，从而能够自动调节插入件22的水平倾向(倾斜)，以在基板11中存在一个或更多个缺陷的情况下，跨基板11的表面产生基本上均匀的压力。

一旦达到预定总压力，由每个施压致动器30施加的压力得以保持，并且封装材料作为熔融的可流动塑料材料被注入，并且在适当的一段时间之后，基板11被释放。

应当理解，除非上下文另有明确规定，否则单数形式(“a”、“an”和“the”)包括复数指示物。因此，例如，对“装置”的引用包括对一个或更多个这样的装置的引用，即存在至少一个装置。除非另有说明，否则术语“包含”、“具有”、“包括(including)”、“包括(entailing)”和“含有”或其动词时态变形应被解释为开放式术语(即，意思是“包括但不限于”)。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法均可以以任何合适的顺序进行。示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用仅旨在更好地说明或描述本发明的实施方式，并且除非另外声明，否则其不旨在限制本发明的范围。

尽管已经在本公开内容中提供了多个实施方式，但是应当理解，在不脱离本公开内容的范围的情况下，所公开的系统和方法可以以许多其他具体形式实施。本示例被认为是说明性的而非限制性的，并且旨在不限于本文给出的细节。例如，各种元件或部件可以组合或集成在另一系统中，或者可以省略或不实现某些特征。

已经根据仅旨在是示例性的特定实施方式、实现方式和配置描述了本发明。在阅读了本公开内容之后，本领域技术人员将理解，在不脱离本文提出的发明构思的情况下，可以进行许多明显的变化、修改和改进。因此，申请人所寻求的专有权的范围仅受所附权利要求的限制。

Claims (19)

1.一种用于封装基板的注塑模具，所述注塑模具包括：

下模具部件；

上模具部件，其适于在所述上模具部件与所述下模具部件接合时在所述基板的边缘处形成封装模具腔，其中所述下模具部件包括基板支承件，并且其中所述上模具部件包括凹部；

可倾斜插入件，其尺寸和形状被设置为在所述凹部内滑动，并且具有基板接触表面，所述基板接触表面限定所述基板的由所述可倾斜插入件接触的区域，所述可倾斜插入件适于相对于所述上模具部件和所述下模具部件在所述凹部内倾斜，以能够倾斜地与所述上模具部件配合，从而形成用于所述封装模具腔的密封件；和

多个施压致动器，每个所述致动器包括压力耦合构件以接触所述可倾斜插入件，并且每个所述致动器被构造成经由所述可倾斜插入件独立地在所述基板上施加压力，其中所述多个施压致动器适于响应于所述基板的厚度的局部变化而平衡由所述可倾斜插入件施加的预定总压力基本上均匀跨所述基板接触表面的区域，由此提供所述可倾斜插入件的倾斜位置调节以补偿所述变化。

2.根据权利要求1所述的注塑模具，其中所述可倾斜插入件包括具有侧表面的下部，所述侧表面与凹部壁限定补偿空间，所述侧表面的高度使得当所述可倾斜插入件倾斜时所述侧表面的顶部边缘移位等于或小于所述补偿空间的横向距离。

3.根据权利要求1所述的注塑模具，其中所述压力耦合构件能够响应于所述可倾斜插入件的倾斜而倾斜。

4.根据权利要求2所述的注塑模具，其中所述可倾斜插入件还包括上部，所述上部的宽度小于所述下部的宽度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的注塑模具，其中所述施压致动器被构造成被柔性地耦合到所述可倾斜插入件，以在所述可倾斜插入件倾斜时保持其功能。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的注塑模具，其中所述多个施压致动器被耦合到压力产生系统，所述压力产生系统适于自动且动态地调节由所述施压致动器中的每个施压致动器所施加的压力。

7.根据权利要求6所述的注塑模具，其中所述压力产生系统包括多个压力传感器，以测量施加在所述基板上的压力。

8.根据权利要求7所述的注塑模具，其中所述压力传感器连接到所述施压致动器。

9.根据权利要求7所述的注塑模具，其中所述压力传感器位于所述下模具部件中。

10.根据权利要求1至4中任一项或7至9中任一项所述的注塑模具，还包括锁定机构，用于在达到所述预定总压力时锁定所述施压致动器。

11.根据权利要求1至4中任一项或7至9中任一项所述的注塑模具，其中所述基板是玻璃面板。

12.一种封装基板的方法，包括：

将所述基板定位在由注塑模具内的下模具部件限定的支承件上；

通过使上模具部件与所述下模具部件接合来闭合所述模具，以在所述基板的边缘周围形成封装模具腔；

使用多个施压致动器利用可倾斜插入件在所述基板的预定区域上施加预定总压力，以密封所述封装模具腔并且防止所述基板在注塑期间移位，其中所述可倾斜插入件包括具有密封表面的下部，所述密封表面与凹部壁限定补偿空间，所述密封表面的高度使得当所述可倾斜插入件倾斜时所述密封表面的顶部边缘移位等于或小于所述补偿空间的横向距离；

根据所述基板的厚度自动且动态地调节由所述施压致动器中的每个施压致动器所施加在所述基板上的压力，由此使所述可倾斜插入件响应于由于所述基板的缺陷而产生的局部耐压性积累而相对于所述上模具部件和所述下模具部件略微倾斜，直到所述预定总压力基本上均匀跨所述预定区域分布为止；

将封装材料注入所述封装模具腔中；和

释放所述基板。

13.根据权利要求12所述的方法，其中施加所述压力是通过经由所述施压致动器将压力施加到所述可倾斜插入件的上部来实现的，所述可倾斜插入件的上部的宽度小于所述可倾斜插入件的所述下部的宽度。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述多个施压致动器由压力产生系统控制，所述压力产生系统适于自动且动态地调节由所述施压致动器中的每个施压致动器所施加的压力。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括使用多个压力传感器测量施加在所述基板上的压力。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述压力传感器连接到所述施压致动器。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述压力传感器位于所述下模具部件中。

18.根据权利要求12或13或15至17中任一项所述的方法，还包括在达到所述预定总压力时锁定所述施压致动器。

19.根据权利要求12或13或15至17中任一项所述的方法，其中所述基板是玻璃面板。

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