CN116887530A - 一种使模面各区域温度均等的压模 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种使模面各区域温度均等的压模，包括具有一个水平的模面的压模本体，所述压模本体内设有液腔，液腔内具有用于与模面交换热量的液体；在液腔内设有导流式搅动机构，应用时，利用导流式搅动机构使压模本体内不同温度的液体作混匀式流动，使模面各区域与液腔内的液体均等交换热量，以保证模面各区域温度均等。其优点在于：能够保证模面各区域温度高度一致并以高度一致的幅度发生变化，进而能够使被压产品的各区域均匀释放热量，其各区域内应力能均匀同步变化，从而获得稳定的定型产品；便于根据需要作进一步的功能性扩展设置，包括安装设置。

Description

一种使模面各区域温度均等的压模

技术领域

本发明涉及一种使模面各区域温度均等的压模，属于控温模压技术领域。

背景技术

现代电子产品，都离不开PCB基板，其上不仅可以直接设置各种电路，还可以将赋予了大规模集成电路的晶元（芯片）贴上，并与相应的电路连通，使其具有特定功能的电子元件。

为了保证上述电子元件的正常使用和预设的使用寿命，需要对PCB基板上的易损电路尤其是晶元部分实施封胶保护。

目前通行的封胶保护是在高温下融化环氧树脂，将融化的环氧树脂通过注塑将需要保护的部分覆盖，然后冷却凝固。这样，在PCB基板上就形成了在下的PCB基板和在上的封胶层。为了保证后期的顺利装配，注塑时会保证封胶层厚薄均匀。

为使概念清楚，以下称完成环氧树脂注塑的PCB基板为封胶PCB基板。

由于封胶PCB基板的加工过程有多道工序，对于许多体积很小的产品，如USB插头和U盘中的封胶PCB基板，不宜于单独制作，都是在一个较大的PCB基板上集中制作，然后分切得到单独的产品。为了获得高精度的切割产品，以利于后期精准装配或使用时能够准确插接，同时，也为了确保切割时不伤及晶元及电路，必须保证被切割的封胶PCB基板高度平整。

然而，在将环氧树脂通过注塑贴敷在PCB基板后从175^。C左右的高温降至约20 ^。C的降温过程中，由于环氧树脂和PCB基板的材质不同，在冷却过程中的应力变化存在很大差异，导致冷却后的封胶PCB基板发生不同程度曲翘。

为解决这一问题，业内常采用的办法是热压，即在具有较高温度时对完成注塑的封胶PCB基板施加一定的压力，直至冷却。热压分为两种，一种是封胶时在注塑机上直接热压，另一种是将完成注塑的封胶PCB基板趁热取下再在专有的热压设备上通过压模进行热压。专有的热压设备的压模分为上压模和下压模，热压时，将封胶PCB基板趁热放在下压模的模面上，由上压模模面压住封胶PCB基板上层封胶的上表面并施加压力。在注塑机上直接热压，要等到温度降低到20^。C左右才能取下，要耽误注塑的时间，影响注塑效率。而专有的热压设备又分为简易的和高端智能化的，简易的是手动一片一片取下再上压模，效率同样低下，而高端智能化的又成本太高，中小企业无力购置维护。但无论上述那种热压形式，都存在以下几方面的问题：

一、执行热压的上压模的模面和下压模的模面的不同区域温度不均，造成受压的封胶PCB基板的不同区域温度不一致，并同时存在不同区域降温幅度不一致，从而导致不同区域应力变化不一致而使得完成热压松夹后的封胶PCB基板依然发生不同程度的曲翘。

二、执行热压的上压模的模面和下压模的模面之间的温度无差别，同样使得完成热压松夹后的封胶PCB基板存在不同程度的曲翘。封胶PCB基板上层的环氧树脂散热较慢，而下层的PCB基板散热相对较快，二者以相同的温度降温，反而导致上下层应力变化不同步。

三、快速冷却（一分钟内）容易导致完成热压松夹后的封胶PCB基板依然存在不同程度的曲翘，这一点已被实践反复证明，是否影响产品寿命还有待验证。

经检索，发现申请号为202210619461.1，名称为一种防弯翘的触控PCB板生产工艺的专利文献公开了一种防弯翘的触控PCB板生产工艺，属于PCB板生产领域，一种防弯翘的触控PCB板生产工艺，包括如下步骤：原料准备；层压处理；成型处理；热风烘烤，将触控PCB板按照平放式放置在均匀烘烤隔板上端；检测，可以通过触控PCB板热风烘烤过程中弹性覆盖膜、平整保持组件和消应力组件的设置，能够有效对各层位置的触控PCB板进行热传导烘烤作用，在有效提高烘烤效率的同时，还能够提高触控PCB板的烘烤均匀度，提高温度传导的效果，增强触控PCB板内应力消除的作用，进而有效避免触控PCB板出现内应力消除不良或者过烘烤损伤的问题，降低PCB板弯翘的概率。

经分析比对，上述专利文献虽然也涉及PCB板防弯翘，但并未针对本申请提出的问题做出改进。

发明内容

本发明是申请人此次就封胶PCB基板防曲翘系列研发的方案之一提出的发明专利保护，其他方案于同日另案申请专利保护。

本发明要解决的技术问题是：提供一种模面各区域温度高度一致的压模(上压模和下压模)。

针对上述问题，本发明提出的技术方案是：

一种使模面各区域温度均等的压模，包括具有一个水平的模面的压模本体，所述压模本体内设有液腔，液腔内具有用于与模面交换热量的液体；在液腔内设有导流式搅动机构，应用时，利用导流式搅动机构使压模本体内不同温度的液体作混匀式流动，使模面各区域与液腔内的液体均等交换热量，以保证模面各区域温度均等。

进一步的，所述液腔为圆柱形腔室，其具有端板一、端板二和内侧为环形的侧壁，所述模面为端板一的外端面。

进一步的，所述导流式搅动机构包括中心具有上下相通流道的转盘、多个向心导流曲板和多个离心导流曲板，所述转盘水平悬置于液腔内，与侧壁之间有液流间隙，其一面为离心流动面，另一面为向心流动面，所述离心导流曲板设置在离心流动面，所述向心导流曲板设置在向心流动面。

进一步的，所述转盘由向心流动面所在的向心面盘和离心流动面所在的离心面盘合装形成，向心面盘和离心面盘之间具有周边封闭的液流分配空间，所述离心面盘分布有液流分配孔，所述向心面盘中心具有从向心流动面到液流分配空间相通的聚流孔。

进一步的，所述向心导流曲板一端位于聚流孔边缘，另一端向转盘转动方向相同的方向弯曲延伸至转盘的边缘；所述离心导流曲板一端位于离心流动面中央，另一端向转盘转动方向相反的方向弯曲延伸至转盘的边缘。

进一步的，在转盘外周设有将离心流动面一侧的液流推向向心流动面一侧的叶轮叶片。

进一步的，所述导流式搅动机构还包括辋盘和转轴，所述辋盘直径大于聚流孔直径而小于转盘直径，辋盘边缘压在近聚流孔一端的向心导流曲板上并被固定，相邻向心导流曲板之间的辋盘与转盘之间形成向心液流隧道；所述辋盘与转轴固定连接。

进一步的，所述端板二上设有轴孔，一端连接辋盘的转轴，其另一端经轴孔伸出后与电机连接，在轴孔与转轴之间设有压力油封。

进一步的，所述端板二上有对称设置的孔口贴近向心流动面边缘的进液孔和出液孔，进液孔和出液孔分别通过外设的进液管和出液管经外设的温控设备相连通；所述温控设备能够将流经的液体进行升温和降温。

进一步的，在模面上加设有能够控制温度变化速度的导热层。

有益效果

1、能够保证模面各区域温度高度一致并以高度一致的幅度发生变化，进而能够使被压产品的各区域均匀释放热量，其各区域内应力能均匀同步降低，从而获得稳定的定型产品；

2、结构紧凑、简洁，转盘单一的转动即能合理完成调温液循环；

3、能够根据需要作进一步的功能性扩展设置，包括安装设置。

附图说明

图1为所述压模的截面示意图；

图2为转盘及其附属件截面示意图；

图3为压模的截面示意图，图中箭头方向为液流方向；

图4为所述转盘的立体示意图，图中：A表示转盘的转动方向，A1表示液流作向心流动，A2表示液流从向心流动面所在液腔经聚流孔、液流分配空间、液流分配孔流向离心流动面所在液腔，A4表示液流从离心流动面所在液腔经液流间隙流向向心流动面所在液腔；

图5为所述转盘的立体示意图，图中隐去向心流动面的向心导流曲板等，以虚线示出离心流动面的离心导流曲板；图中：A表示转盘的转动方向，A3表示液流受转动的离心导流曲板作用作离心流；

图6为转盘加装转轴的立体示意图；

图7为压模作为上压模和下压模时组成的一套压模组的截面示意图；

图8为压模作为上压模和下压模时在压模工装中应用的立体示意图。

图中：1、压模；101、上压模；102、下压模；2、压模本体；201、液腔；2011、液流间隙；202、端板一；2021、模面；203、端板二；204、侧壁；3、转盘；301、向心面盘；3011、向心流动面；3012、聚流孔；302、离心面盘；3021、离心流动面；3022、液流分配孔；303、液流分配空间；4、向心导流曲板；5、离心导流曲板；6、进液孔；601、进液管；7、出液孔；701、出液管；8、转轴；9、辋盘；10、向心液流隧道；11、电机；12、压力油封；13、叶轮叶片；14、导热层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

如图1、7所示，一种使模面各区域温度均等的压模1，主要用于被压产品对温度有严格要求的压制成型或压制定型，如在一块总的封胶PCB基板上一次制作了多个体积较小的产品，为实现后期精准分切，在该封胶PCB基板完成高温封压后即趁热进行热压定形的过程中，就需要使被压产品相同材质的PCB基板各区域接触模面2021的温度要高度一致且要按相同幅度升温或降温，相同材质的封胶层（一层厚度一致的环氧树脂）各区域接触模面2021的温度要高度一致且要按相同幅度升温或降温。

如图1、6、7所示，压模1是上压模101和下压模102的统称，上压模101和下压模102均包括相同的压模本体2，上压模101中的压模本体2和下压模102中的压模本体2上下对称，二者的模面2021相向，可随上压模101的上下移动（一般下压模102固定不动）使上压模101的模面2021与下压模102的模面2021相向分开和相向夹合。

实施例一

如图1所示，压模1包括具有一个水平的模面2021的压模本体2，压模本体2内设有液腔201，液腔201内具有用于与模面2021交换热量的液体；在液腔201内设有导流式搅动机构，应用时，利用导流式搅动机构使液腔201内不同温度的液体作混匀式流动，使模面2021各区域与液腔201内的液体均等交换热量，以保证模面2021各区域温度均等，从而使得与模面2021接触的被压产品各区域能够均等、同步地产生应力变化，最后获得平直的定型产品。

如图1—5所示，液腔201为圆柱形腔室，其具有端板一202、端板二203和内侧为环形的侧壁204，模面2021为端板一202的外端面。

导流式搅动机构包括中心具有上下相通流道的转盘3、多个向心导流曲板4和多个离心导流曲板5，转盘3水平悬置于液腔201内，与侧壁204之间有液流间隙2011，其一面为离心流动面3021，另一面为向心流动面3011，离心导流曲板5设置在离心流动面3021，所述向心导流曲板4设置在向心流动面3011。转盘3由向心流动面3011所在的向心面盘301和离心流动面3021所在的离心面盘302合装形成，向心面盘301和离心面盘302之间具有周边封闭的液流分配空间303，离心面盘302分布有液流分配孔3022，向心面盘301中心具有从向心流动面3011与液流分配空间303相通的聚流孔3012。向心导流曲板4一端位于聚流孔3012边缘，另一端向转盘3转动方向相同的方向弯曲延伸至转盘3的边缘；离心导流曲板5一端位于离心流动面3021中央，另一端向转盘3转动方向相反的方向弯曲延伸至转盘3的边缘。

这样，在转盘3转动时，液腔201内向心流动面3011所在一侧的液体受向心导流曲板4作用作周向流动的同时作向心流动，迫使各方向作向心流动的液体在聚流孔3012集中混匀后流入液流分配空间303，再经液流分配孔3022流向离心流动面3021一侧的液腔201，并受离心导流曲板5作用作周向流动的同时作离心流动，再经转盘3周边的液流间隙2011流至向心流动面3011所在一侧，如此循环。

上述设置及运行原理，获得如下效果：

1、在向心流动面3011所在的液腔201内，各方向可能存在温度差异的液流受向心导流曲板4作用进入聚流孔3012被汇集混匀。

2、在聚流孔3012被汇集混匀的液流可能或肯定与离心流动面3021所在的液腔201内的液体有温差，集中于一处向离心流动面3021所在的液腔201倾注必然会引起端板一202在该处的局部温度变化，导致模面2021温度不一致。通过设置液流分配空间303和设置液流分配孔3022使该液流向端板一202均匀洒落扩散就很好的解决了这个问题，而该液流分配空间303的设置，不另占空间，不影响转盘3的整体外形和其他构件的设置。

3、转盘3转动，一方面，迫使任何区域的可能存在温度差异的液体作周向转动，使不同周向区域的液体作周向混匀；另一方面，使某区域具有过高或过低温度的液体也周向流经其他区域，使液腔201内周向不同区域“公平的”接触该过高或过低温度的液体，进而有利于使模面2021不同区域的温度相等。当然，这里的周向流动不是标准意义上的等半径的周向流动。

4、无论是液体作向心流动还是作离心流动，实际是使各区域的液体发生了径向流动，一方面，迫使任何区域的可能存在温度差异的液体作径向混匀；另一方面，使某区域具有过高或过低温度的液体也径向流经其他区域，使液腔201内径向不同区域“公平的”接触该过高或过低温度的液体，进而有利于使模面2021不同区域的温度相等。当然，这里的径向流动也不是标准意义上的沿半径线的径向流动。

上述设置中，向心导流曲板4和离心导流曲板5曲弯方向正好相反，也就是，当转盘3反向旋转时，向心导流曲板4就变成了离心导流曲板5，而离心导流曲板5就变成了向心导流曲板4。

如图1、6所示，上述导流式搅动机构还包括辋盘9和转轴8，辋盘9直径略大于聚流孔3012直径而远小于转盘3直径，辋盘9边缘压在近聚流孔3012一端的向心导流曲板4上并被固定，相邻向心导流曲板4之间的辋盘9与转盘3之间形成向心液流隧道10；所述辋盘9与转轴固定连接。这样设置，既保证转轴8与转盘之间的传动连接，又不会形成向心流动面3011至聚流孔3012的流动障碍。

端板二203上设有轴孔，一端连接辋盘9的转轴8，其另一端经轴孔伸出后与电机11连接，在轴孔与转轴8之间设有压力油封12。

优选的，上述液体使用耐高温的润滑油。这样，既可以使温度达到100 ^。C以上，又可以保证对转轴8实施润滑。

如图1、3、7所示，端板二203上有对称设置的孔口贴近向心流动面3011边缘的进液孔6和出液孔7，进液孔6和出液孔7分别通过外设的进液管601和出液管701经外设的温控设备相连通；温控设备能够将流经的液体进行升温和降温。这样设置，在经外设的温控设备升温或降温后进入液腔201的与液腔201内温度不相同的液体首先进入的是与模面2021温度没有直接影响的向心流动面3011所在的液腔空间，而在进入向心流动面3011所在的液腔空间后，经向心流动能够与原液腔内的液体在聚流孔3012内集中混匀，以降低温度差异，然后经液流分配孔3022使该液流向端板一202方向均匀洒落扩散，再经离心流动能够以相同的温度在模面2021所在的端板一202上以径向、周向流动方式扩散，使模面2021各处获得均等、同步的温度变化。

实施例二

如图4—6所示，与实施例一的不同之处在于，在转盘3外周设有将离心流动面3021一侧的液流推向向心流动面3011一侧的叶轮叶片13，具体是将叶轮叶片13的一端设在向心流动面3011边缘，另一端向转动方向和离心流动面3021一侧延伸至离心流动面3021边缘。这样，在转盘3转速较低的情形下，也能保证离心流动面3021一侧的液体经液流间隙2011流入向心流动面3011所在一侧。

实施例三

如图8所示，与实施例一的不同之处在于，在模面2021上加设有能够控制温度变化速度的导热层14。这样设置作用之一就是能够避免模面2021对液腔内液体温度变化过于敏感。

除了使模面各区域温度均等的结构设置，上压模101和下压模102在具体应用中各自具有进一步的设置，这涉及本次研发的其他专利保护，在此不再做进一步的描述。

上述实施例只用于更清楚的描述本发明，而不能视为限制本发明涵盖的保护范围，任何等价形式的修改都应视为落入本发明涵盖的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：包括具有水平的模面（2021）的压模本体（2），所述压模本体（2）内设有液腔（201），液腔（201）内具有用于与模面（2021）交换热量的液体；在液腔（201）内设有导流式搅动机构，应用时，利用导流式搅动机构使压模本体（2）内不同温度的液体作混匀式流动，使模面（2021）各区域与液腔（201）内的液体均等交换热量，以保证模面（2021）各区域温度均等。

2.根据权利要求1所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述液腔（201）为圆柱形腔室，其具有端板一（202）、端板二（203）和内侧为环形的侧壁（204），所述模面（2021）为端板一（202）的外端面。

3.根据权利要求2所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述导流式搅动机构包括中心具有上下相通流道的转盘（3）、多个向心导流曲板（4）和多个离心导流曲板（5），所述转盘（3）水平悬置于液腔（201）内，与侧壁（204）之间有液流间隙（2011），其一面为离心流动面（3021），另一面为向心流动面（3011），所述离心导流曲板（5）设置在离心流动面（3021），所述向心导流曲板（4）设置在向心流动面（3011）。

4.根据权利要求3所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述转盘（3）由向心流动面所在的向心面盘（301）和离心流动面所在的离心面盘（302）合装形成，向心面盘（301）和离心面盘（302）之间具有周边封闭的液流分配空间（303），所述离心面盘（302）分布有液流分配孔（3022），所述向心面盘（301）中心具有从向心流动面（3011）到液流分配空间（303）相通的聚流孔（3012）。

5.根据权利要求4所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述向心导流曲板（4）一端位于聚流孔（3012）边缘，另一端向转盘（3）转动方向相同的方向弯曲延伸至转盘（3）的边缘；所述离心导流曲板（5）一端位于离心流动面（3021）中央，另一端向转盘（3）转动方向相反的方向弯曲延伸至转盘（3）的边缘。

6.根据权利要求3所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：在转盘（3）外周设有将离心流动面（3021）一侧的液流推向向心流动面（3011）一侧的叶轮叶片（13）。

7.根据权利要求3所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述导流式搅动机构还包括辋盘（9）和转轴（8），所述辋盘（9）直径大于聚流孔（3012）直径而小于转盘（3）直径，辋盘（9）边缘压在近聚流孔（3012）一端的向心导流曲板（4）上并被固定，相邻向心导流曲板（4）之间的辋盘（9）与转盘（3）之间形成向心液流隧道（10）；所述辋盘（9）与转轴固定连接。

8.根据权利要求7所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述端板二（203）上设有轴孔，一端连接辋盘（9）的转轴（8），其另一端经轴孔伸出后与电机（11）连接，在轴孔与转轴（8）之间设有压力油封（12）。

9.根据权利要求3所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：所述端板二（203）上有对称设置的孔口贴近向心流动面（3011）边缘的进液孔（6）和出液孔（7），进液孔（6）和出液孔（7）分别通过外设的进液管（601）和出液管（701）经外设的温控设备相连通；所述温控设备能够将流经的液体进行升温和降温。

10.根据权利要求1所述的使模面各区域温度均等的压模，其特征在于：在模面（2021）上加设有能够控制温度变化速度的导热层。