层压机的加热装置及其控制方法

摘要

本发明公开了一种层压机的加热装置，包括外壳，外壳内平行设置有三层加热管，顶层的加热管和底层的加热管对称设置，中间层的加热管与其两侧的加热管交错设置，中间层的相邻的两个加热管之间设置有一个温度传感器，外壳内填充有导热硅胶层，导热硅胶层位于顶层加热管和底层加热管的位置设置有弧形凹槽，顶层加热管和底层加热管位于弧形凹槽，加热管包括同心设置的外套管和内套管，外套管和内套管之间充有导热油，内套管的内部设置有电加热丝。本发明还公开了一种上述层压机的加热装置的控制方法。本发明能够改进现有技术的不足，进一步降低了层压机加热装置的温差。

权利要求

1.一种层压机的加热装置，其特征在于：包括外壳（1），外壳（1）内平行设置有三层加热管，顶层的加热管和底层的加热管对称设置，中间层的加热管与其两侧的加热管交错设置，中间层的相邻的两个加热管之间设置有一个温度传感器（2），外壳（1）内填充有导热硅胶层（3），导热硅胶层（3）位于顶层加热管和底层加热管的位置设置有弧形凹槽（4），顶层加热管和底层加热管位于弧形凹槽（4），加热管包括同心设置的外套管（5）和内套管（6），外套管（5）和内套管（6）之间充有导热油，内套管（6）的内部设置有电加热丝（7）；所述外套管（5）的内壁设置有第一热敏金属导热层（8）内套管（6）的外壁设置有第二热敏金属导热层（9），第一热敏金属导热层（8）和第二热敏金属导热层（9）之间设置有导热绝缘弹性橡胶层（10），第一热敏金属导热层（8）的热膨胀系数大于第二热敏金属导热层（9）的热膨胀系数；所述第一热敏金属导热层（8）上均匀设置有若干个凹陷部（11），第二热敏金属导热层（9）上设置有与凹陷部（11）一一对应的凸起部（12），凹陷部（11）与凸起部（12）之间连接有硬质金属支架（13）；在内套管（6）的上贯穿设置有导热金属片（14），导热金属片（14）的顶部与凸起部（12）的顶端固定连接，导热金属片（14）上滑动设置有两个滑套（15），滑套（15）上铰接有支撑杆（16），支撑杆（16）的顶部滑动压接在凸起部（12）上。

2.根据权利要求1所述的层压机的加热装置，其特征在于：所述内套管（6）内的电加热丝（7）分为若干段并联设置，所有电加热丝（7）分为两组，两组电加热丝（7）在内套管（6）内间隔交替设置，同组内的电加热丝（7）相互平行，相邻的电加热丝（7）的轴线夹角为13°28′，相邻的电加热丝（7）在内套管（6）的径向方向上部分重叠，重叠部分占电加热丝（7）总长度的20%。

3.根据权利要求1所述的层压机的加热装置，其特征在于：所述温度传感器（2）位于顶层加热管和中间层加热管之间，温度传感器（2）至顶层加热管所处平面的距离与温度传感器（2）至中间层加热管所处平面的距离之比为1:2。

说明书

层压机的加热装置及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及热压加工技术领域，尤其是一种层压机的加热装置及其控制方法。

背景技术

[0002] 层压机广泛应用于各种平板材料的贴合封装。其加热板的温度均匀性对于封装产品的质量有着直接的影响。如果温度不均匀，会出现局部的热胀冷缩问题，导致出现气泡、弯曲甚至破碎等问题。现有技术中，为了得到温度均匀性较高的加热板，一般使用高温导热油在加热板内的盘管进行循环流动对加热板进行加热。但是，由于导热油在加热板内存在热衰减，导致导热油进口温度和出口温度无法达到一致，从而使得加热板的温差无法降低至0.7℃/㎡以下，形成了层压机的技术瓶颈。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种层压机的加热装置及其控制方法，能够解决现有技术的不足，进一步降低了层压机加热装置的温差。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

[0005] 一种层压机的加热装置，包括外壳，外壳内平行设置有三层加热管，顶层的加热管和底层的加热管对称设置，中间层的加热管与其两侧的加热管交错设置，中间层的相邻的两个加热管之间设置有一个温度传感器，外壳内填充有导热硅胶层，导热硅胶层位于顶层加热管和底层加热管的位置设置有弧形凹槽，顶层加热管和底层加热管位于弧形凹槽，加热管包括同心设置的外套管和内套管，外套管和内套管之间充有导热油，内套管的内部设置有电加热丝。

[0006] 作为优选，所述内套管内的电加热丝分为若干段并联设置，所有电加热丝分为两组，两组电加热丝在内套管内间隔交替设置，同组内的电加热丝相互平行，相邻的电加热丝的轴线夹角为13°28′，相邻的电加热丝在内套管的径向方向上部分重叠，重叠部分占电加热丝总长度的20%。

[0007] 作为优选，所述外套管的内壁设置有第一热敏金属导热层内套管的外壁设置有第二热敏金属导热层，第一热敏金属导热层和第二热敏金属导热层之间设置有导热绝缘弹性橡胶层，第一热敏金属导热层的热膨胀系数大于第二热敏金属导热层的热膨胀系数。

[0008] 作为优选，所述第一热敏金属导热层上均匀设置有若干个凹陷部，第二热敏金属导热层上设置有与凹陷部一一对应的凸起部，凹陷部与凸起部之间连接有硬质金属支架。

[0009] 作为优选，所述温度传感器位于顶层加热管和中间层加热层之间，温度传感器至顶层加热管所处平面的距离与温度传感器至中间层加热管所处平面的距离之比为1:2。

[0010] 作为优选，所述导热油的流动截面积与流动截面和加热管进液端之间的距离满足以下函数关系，

[0011]

[0012] 其中，k1～k3为比例常数，L为流动截面和加热管进液端之间的距离，s为流动截面积。

[0013] 作为优选，所述。

[0014] 作为优选，所述第三泵体与第一流量阀的连接处设置有金属丝网层。

[0015] 一种上述层压机的加热装置的控制方法，包括以下步骤：

[0016] A、温度传感器对外壳内的温度进行测量，对导热油油温进行调节，使加热管进口处的温度控制在设定值；

[0017] B、温度传感器对其余位置的温度进行测量，将测量结果进行曲线拟合，得到温度变化曲线；

[0018] C、各个加热管内的电加热丝根据加热管所处位置温度曲线上的温度值与设定值的差值进行加热升温，电加热丝的加热温度高于设定值，电加热丝的加热温度与设定值的差值与相应位置温度曲线上温度值与设定值的差值相等；

[0019] D、电加热丝加热后，根据温度传感器测得的温度变化对电加热丝的加热温度进行实时调节；

[0020] 顶层加热管和底层加热管内的电加热丝根据距离其最近的两个温度传感器测得的温度变化进行调节，调节过程遵循以下函数关系，

[0021] ；

[0022] 中间层加热管根据其两侧的温度传感器测得的温度变化进行调节，调节过程遵循以下函数关系，

[0023] ；

[0024] 其中t1为与设定值差距较大一侧的温度传感器的温度变化率，t2为与设定值差距较小一侧的温度传感器的温度变化率，k4～k7为比例常数，T为电加热丝的温度调整变化量；

[0025] E、电加热丝进行加热补偿后，通过调整导热油流速，对加热管进口处温度发生的波动进行二次补偿调节，减小整个加热装置温度的波动率。

[0026] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过将导热油和电加热进行有机的结合，通过电加热对导热油加热系统进行补充，对导热油加热系统中存在的温度衰减的问题进行有效地温度补偿。加热管的布设结构可以有效提高温场的分布均匀度。不同位置的电加热丝根据温度传感器的测量结果进行不同方式的加热温度调整，电加热丝的温度调整对两层热敏金属导热层的弹性形形变进行调整，而两层热敏金属导热层的弹性形变又同时对电加热丝的发热量的传递效率进行反馈干预，从而降低了电加热丝对于导热油加热的滞后性，提高了整个加热装置的温度均匀度，进一步地降低了温差。

附图说明

[0027] 图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

[0028] 图2是本发明一个具体实施方式中内套管的结构图。

[0029] 图3是本发明一个具体实施方式中加热管的局部剖面图。

[0030] 图中：1、外壳；2、温度传感器；3、导热硅胶层；4、弧形凹槽；5、外套管；6、内套管；7、电加热丝；8、第一热敏金属导热层；9、第二热敏金属导热层；10、导热绝缘弹性橡胶层；11、凹陷部；12、凸起部；13、硬质金属支架；14、导热金属片；15、滑套；16、支撑杆。

具体实施方式

[0031] 本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

[0032] 参照图1-3，本发明一个具体实施方式包括外壳1，外壳1内平行设置有三层加热管，顶层的加热管和底层的加热管对称设置，中间层的加热管与其两侧的加热管交错设置，中间层的相邻的两个加热管之间设置有一个温度传感器2，外壳1内填充有导热硅胶层3，导热硅胶层3位于顶层加热管和底层加热管的位置设置有弧形凹槽4，顶层加热管和底层加热管位于弧形凹槽4，加热管包括同心设置的外套管5和内套管6，外套管5和内套管6之间充有导热油，内套管6的内部设置有电加热丝7。内套管6内的电加热丝7分为若干段并联设置，所有电加热丝7分为两组，两组电加热丝7在内套管6内间隔交替设置，同组内的电加热丝7相互平行，相邻的电加热丝7的轴线夹角为13°28′，相邻的电加热丝7在内套管6的径向方向上部分重叠，重叠部分占电加热丝7总长度的20%。外套管5的内壁设置有第一热敏金属导热层8，内套管6的外壁设置有第二热敏金属导热层9，第一热敏金属导热层8和第二热敏金属导热层9之间设置有导热绝缘弹性橡胶层10，第一热敏金属导热层8的热膨胀系数大于第二热敏金属导热层9的热膨胀系数。第一热敏金属导热层8上均匀设置有若干个凹陷部11，第二热敏金属导热层9上设置有与凹陷部11一一对应的凸起部12，凹陷部11与凸起部12之间连接有硬质金属支架13。温度传感器2位于顶层加热管和中间层加热层之间，温度传感器2至顶层加热管所处平面的距离与温度传感器2至中间层加热管所处平面的距离之比为1:2。

[0033] 导热油的流动截面积与流动截面和加热管进液端之间的距离满足以下函数关系，[0034]

[0035] 其中，k1～k3为比例常数，L为流动截面和加热管进液端之间的距离，s为流动截面积。

[0036] 另外，在内套管6的上贯穿设置有导热金属片14，导热金属片14的顶部与凸起部12的顶端固定连接，导热金属片14上滑动设置有两个滑套15，滑套15上铰接有支撑杆16，支撑杆16的顶部滑动压接在凸起部12上。导热金属片14通过直接传热，改变第二热敏金属导热层9局部的形变量，可以有效减小温度传递过程的非线性度。

[0037] 一种上述层压机的加热装置的控制方法，包括以下步骤：

[0038] A、温度传感器2对外壳1内的温度进行测量，对导热油油温进行调节，使加热管进口处的温度控制在设定值；

[0039] B、温度传感器2对其余位置的温度进行测量，将测量结果进行曲线拟合，得到温度变化曲线；

[0040] C、各个加热管内的电加热丝7根据加热管所处位置温度曲线上的温度值与设定值的差值进行加热升温，电加热丝7的加热温度高于设定值，电加热丝7的加热温度与设定值的差值与相应位置温度曲线上温度值与设定值的差值相等；

[0041] D、电加热丝7加热后，根据温度传感器测得的温度变化对电加热丝7的加热温度进行实时调节；

[0042] 顶层加热管和底层加热管内的电加热丝7根据距离其最近的两个温度传感器测得的温度变化进行调节，调节过程遵循以下函数关系，

[0043] ；

[0044] 中间层加热管根据其两侧的温度传感器测得的温度变化进行调节，调节过程遵循以下函数关系，

[0045] ；

[0046] 其中t1为与设定值差距较大一侧的温度传感器的温度变化率，t2为与设定值差距较小一侧的温度传感器的温度变化率，k4～k7为比例常数，T为电加热丝7的温度调整变化量；

[0047] E、电加热丝7进行加热补偿后，通过调整导热油流速，对加热管进口处温度发生的波动进行二次补偿调节，减小整个加热装置温度的波动率。

[0048] 此外，在步骤C中，同一内套管6内的两组电加热丝7交替开启加热。这种加热方式可以在内套管内形成温度场的循环移动，从而降低两个热敏金属导热层相对的弹性形变量的滞后性。

[0049] 本发明可以将层压机的温差降低至0.25℃/㎡以下。

[0050] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。