层压机结构

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1、层压机结构覆铜板压制成型是在层压机上完成的。粘结片在层压机中受热受压先软化、熔融，高分子物 变为粘流态，随着温度逐步升高和时间增加，树脂开始发生固化反应，粘度逐步增大，当到 达凝胶点时，粘度迅速增大。双氰胺是一种潜伏性固化剂，在有促进剂存在下70C开始缓 慢和环氧树脂起固化反应，到达120C以后，反应速度加快。150-155C反应达高峰。在此过程中，高分子物逐步交联固化，高分子物由粘流态转入粘弹态，当温度到达175 C 以后，固化反应基本完成，粘结片与铜箔牢固粘合，产品完全硬化而成覆铜板。因此，覆铜 板层压成型必须供热，以促使固化反应进行。同时必须加压，环氧玻纤布覆铜板其固化进程 虽然是加成型

2、聚合反应，但由于双氰胺吸潮性及多种因素，固化过程或多或少仍有一些水分、 低分子物存在。因此需要加压排除这些水分、低分子物，以保证产品层间牢固粘合，而且没 有孔洞、气隙存在。加压尚可增加粘流态下树脂渗入玻纤间隙，有利于提高制品密度、制品 表面平滑性及基板与铜箔粘合程度。由于粘结片上的水分、低分子物量很少，所以压力不必 像纸基覆铜板那样大。层压升压过程也不必“放气”。当使用层压机压制产品时，高真空状态 下低分子物，水气更易逸出，因而可以用比较低的层压成型压力。当固化反应完成以后，又 必须将其逐步降温冷却，以取出产品。因此，层压过程有加热、加压、冷却过程，即层压机 应具有加热、加压冷却功能。一、层压

3、机结构覆铜板生产用层压机均为多开口形式，以提高单机生产能力。较小型的有十来个开口， 大型的有高达四十几个开口。层压机热压板面积多数都采用略大于单张产品面积。大型的有 可生产两张产品面积，甚至可生产三张产品面积。多数层压机采用液压缸在机架下方的“上 顶式”层压方式。压缸有单缸、双缸、四缸、六缸甚至八缸。也有少数压机液压缸在机架上 部的“下压式”层压方式，这种形式只用在小型压机。也有一些大型压机液压机构在机架上部， 但液压过程是采用“上拉式”，将压机最下层底盘由四根液压往往上提拉，其压制过程和“上 顶式”相同。层压机的框架，小型压机多数用四根立柱作支撑。大型压机则多为框架式结构， 特别是真空压机，

4、更需采用框架式结构，才能做成密闭式。 “下压式”及“提拉式”层压机优点 是设备安装时不需挖地坑来安放液压缸，设备安装比较简单、快捷。对于单缸和多缸液压缸 特性比较，采用单缸要达到相同吨位压力，缸体的直径必须做得很大，且精度较高，机械加 工难度相应加大。采用多缸，要达到相同吨位压力，则缸体直径可以做得比较小，机械加工 较容易。采用单液压缸，压力分布均匀性较好调节，采用多液压缸，要使每个缸出力完全相 同较难调节。早期液压机都是非真空式的，因此吨位压力都设计得比较高，以适应层压产品性能要求。 随着对覆铜板性能要求逐步提高，出现真空层压技术和真空层压机。1真空层压机覆铜板热压成型压力越大，产品内应力也

5、越大，导致产品翘曲度也较大，热压过程中流 胶偏多，也影响产品诸多性能。真空层压法的出现，使产品成型压力大大降低。真空层压法 分抽压法及舱压法。（1）真空抽压法 真空抽压法有逐层抽压法和真空袋法，这都是早期做法，现多为真 空室抽压法（见图 7-5-1）。 逐层抽压法 将托板及盖板加大，在叠合后，在托板与盖板之间放入耐热有弹性密封 材料（留有抽气口），将其送入压机以后边对其抽真空，同时升温升压进行层压见图 7-5-1 （a）。 真空袋法 将每一叠合套上耐热耐压袋（留有抽气口），然后将其推入压机中，对其 抽真空同进升温升压进行层压见图7-5-1 （b）。采用真空袋法优点是原来工模具都不用 改变，操作

6、过程比较简单。 真空室抽压法 由于上述两种操作都比较烦琐，所以出现了将整台压机四周密闭，留 门作进出物料及设备维修用的真空压机。门有上开式、下开式，也有侧开式。这种压机结构 比较简单，操作比较方便，因而得到广泛应用见图 7-5-1（c）。（ 2）舱压法 产品层压是在一个大型圆柱体型卧式大钢罐中进行，卧式钢罐称为压力 舱（见图 7-5-2舱压法示意图），留有进出物料的门。待压的“叠合”安放在一块装有抽气管 的承载盘上，用一块粗厚的毯状织物先将叠好的“叠合”覆盖住，再用不透气、耐热的塑胶袋 套在其外面并将其密封，留有抽气口。将装有“叠合”的承载盘推入压力舱，可以同时推入由 不同尺寸，不同规格材料组

7、成的“叠合”。将压力舱门密闭后，在对承载盘进行抽真空同时， 也往压力舱中通入高温高压二氧化碳或氮气（作为加热介质，也是压力介质），对待压制品 进行热压。压力舱内设有循环风扇，以使舱内各处温度均匀。1（= 71检缶松耶叫i KQ 碎10All畠肚配飞；it-HftiU-ltfti Ifr H乍磚*t() ttiavibi ifcitanuiiai-MMtttL J-MUi 5- Xl *-aAfri 5+ 15舱压法与层压机最大区别在于，层压机是采用垂直上/下机械挤压式，而舱压法压力则 来自气体。舱压法最大优点：由于压力是来自气体，各个方向压力都是相等的，因而不会出现机械 压力上/下挤压式所出现

8、产品四周流胶较多，而导致产品中问厚四周薄，产品存在内应力而 翘曲度较大等问题；采用舱压法可以同时压制各种不同尺寸，不同规格型号产品，包括一些 特殊结构产品；由于舱压法不会存在白边角问题，产品空隙少，尺寸稳定性好，可以缩小毛 坯尺寸，节省原材料，因而在某些特殊领域，舱压法具有优势。舱压法主要缺陷：以气体对流传热，传热过程慢，热效率低，生产周期长，生产效率较 低。2.层压机加热方式覆铜板层压机加热方式主要有蒸汽、过热水、热油三种方式。（1）蒸汽加热 由蒸汽锅炉直接将蒸汽送到层压机。蒸汽的温度是与蒸汽压力成正比 的，只要控制好蒸汽压力，就能达到控制温度的目的。以蒸汽作为热源，层压机温差波动较 大。热

9、压板冷却降温可以用冷水直接进行冷却。以蒸汽加热设备构成比较简单，投资较少， 因此仍被不少覆铜板厂采用。（2）过热水加热 由蒸汽锅炉给过热水贮罐加热，当温度达到设定值以后，蒸汽锅炉 只是补充过热水贮罐热损耗，因此，采用此种设计比较节能。过热水贮罐和层压机有一个回 路，当层压机需要加热时，由泵将贮罐内过热水泵入层压机热压板中。热压板本身又有一个 热循环，当因热量损耗达不到设定要求时，贮罐会补入一些新鲜过热水，以保证热压板温度 保持在工艺要求范围内。因此温差可以达到1C范围内。降温时则将层压机回路过热水通过 一个热交换器使热水逐步降温来实现。也可以单独一条冷却水回路来完成热压板冷却降温。 采用过热水

10、相对投资较大，在国内覆铜板厂未见有应用报道，国外覆铜板厂用的较多。（3）热油加热 热油加热形式和过热水相似，也是通过一个热油贮罐来实现的。热油 锅炉给热油贮罐供热，热油贮罐给层压机加热。热压板本身又有一个热循环，当热压板温度 低于设定值时，热贮罐会补入一些新鲜的热油以维持热压板温度在设定范围内，通常温差可 以控制在1C范围内，满足覆铜板生产要求。降温是将热压板热油循环经过一个或若干个热 交换器，使热油逐步降温来实现热压板逐步降温目的。由于降温过程对产品翘曲度、尺寸稳 定性有一定影响，所以层压机降温有多种形式设计，它既要适应工艺要求的先慢后快降温的 要求，以保证产品质量，又不会使生产周期太长，同

11、时要有利于节能。用过热水加热，与蒸 汽一样，过热水的温度也是与压力成正比，因此系统压力较高，危险性很大。热油加热则是 常压，系统压力是输送热油泵压力，不会有什么危险性，热油系统造价也较高。由于其温度 控制精度较高，如果生产中需要更高供热温度时也能实现，因为合成热油热分解温度在 310C以上，而蒸汽和过热水是达不到的，而且国内已有不少覆铜板厂采用油加热系统。采用过热水与热油作为层压机热源时，要仔细计算层压机热能需求，以确定热油锅炉供 热能力及热油贮罐体积。设计时，应预留工厂发展空间。3连续铜箔发热层压机蒸汽、过热水、热油加热都是先将热压板加热，再由热压板将热量透过托板、垫板材料、 不锈钢板逐张传

12、给压制产品，热量从最外边一块板传到最中间一块板有一个时间差。先受热 的粘结片固化过程比后受热粘结片固化过程要早若干时间，这个时间差与每一叠合产品厚度 及层压产品张数相关，不管层压工艺上怎么改变都无法选择到一个既适合最外层产品，也适 合最内层产品的层压工艺，因而造成热压时，每一叠合中产品张数受到一定限制。连续铜箔发热技术是针对上述加热法缺陷的一种改进。其做法是配箔组料时，不是用片 状铜箔，而是用连续铜箔，即每张板铜箔是首尾相连（见图7-5-3）。将最上表面及下表面 铜箔连接到整流器上。当由整流器输入大电流时，则所有铜箔面就产生大量热量，使每块产 品同时受到同样热量，因而可以使每块产品固化进程相同

13、，可以找到一个最佳上压时间，提 高产品质量，减少能耗，也免除了层压机上热压板，可以降低层压机制造费用。此种装置组 料是在一个特殊叠片机上完成的，这种装置已有人将它用在PCB厂多层板压制中。待以时 日，覆铜板叠料叠合的某些难题如能及时很好解决的话，也有可能在覆铜板行业中广泛使用。Ltl 7 5 5连憑铜池层圧示直罔1 一整擁黯* 2-Wiftfte;片一连坡胡絹：4一劭帖片4.热压板结构 热压板是层压机核心，也有人将它称为热盘。它的加工精度及温度精度对产品性能影响 极大。加工精度指热压板的平行度、平坦度，其加工精度与产品厚度偏差相关联。热压板内 管路结构与传热效果、温度精度相关。较常用的管路结构

14、有单管式与双管式，单进单出式和 双进双出式。单管式指管路在横向是单管相连。双管式是指管路在横向是双管相连，双管式 加工难度较大。单进单出式管路多数以热板一个角为入口，对角为出口。这种结构由于管路 路程较长，入口和出口有较大温差，压制产品易产生扭曲。单进单出式管路入出口也有在中 间入、中间出。这种结构入、出口温差相应较小，管路加工比对角进出稍难一些。为了更好 地消除入、出口温差以及热压板四周因热量散失大于中部的状况，所以也有双进双出式的。 这种结构管路在热压板两边有两个入口，在中间有两个出口。由于运行中总有热损耗，所以 入口温度高于出口温度。采用这种结构与提高热压板外围温度目的一致。必要时，在管

15、径设 计上，也应使热压板周边管径略大于中间部位管径，或热压板管路密度周边部位略大于中间 部位。双排管结构形式，也是基于更好消除热压板温差，提高四周部位供热效果而设计的一 种管路结构。5.进出料结构层压机进出料一般都采用推拉式。为了使在推拉过程中不因急停车而造成板件错位，影 响到压制质量，也避免急拉急停而造成铜箔表面损伤，因此推拉机构应该采用慢-快-慢运行 方式。长期推拉，必定造成热压板表面磨损。为了减少热压板修磨（热压板面积大，加工精 度高，一般工厂不具修磨热压板技术条件），通常在热压板表面加上一张厚度精度较高的薄 不锈钢板作为保护板，盖在热压板表面，以延长热压板寿命。为了避免热压板表面被磨伤，有些设备厂家将进出料机构设计成提放式，入料时，采 用提-推-放动作。出料时，采用提-拉-放动作。由于在推拉前、后“叠合”均已被提升起来， 到达位置后再放下，在推拉过程就不会接触到热压板，因而就不存在磨损热压板的问题。此 种取送方式还可以保证镜面板与铜箔不产生错动，对提高层压质量有利。