TWI438097B - 用於層壓基本為板形的工件的壓力機和方法 - Google Patents

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Description

用於層壓基本為板形的工件的壓力機和方法
本發明關於一種用於在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的、根據申請專利範圍第1項的前序部分的壓力機，以及一種用於在壓力作用和熱作用下層壓這種工件的、根據申請專利範圍第10項的前序部分的方法。
在此，這種壓力機包括下壓力機半部和上壓力機半部，二者借助於環繞的、一體式或多件式的密封件在閉合狀態下形成真空腔，該真空腔透過柔性隔膜劃分成產品半部和壓力半部。真空腔的產品半部用於接納至少一個工件並且可以被抽真空，而壓力半部設計成可被加載壓力。由於透過將產品半部抽真空和/或透過對壓力半部加載壓力而在真空腔中產生的壓力差，使該工件被隔膜直接或間接地壓抵到真空腔的下側，以便實施層壓過程。
本領域中的、用於在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的方法在應用這種壓力機的情況下實施。在此，至少一個工件放置到由下壓力機半部和上壓力機半部形成的、透過柔性隔膜劃分為產品半部和壓力半部的真空腔中，在該處設定在產品半部中。然後，產品半部被抽真空和/或壓力半部被加載壓力，從而使隔膜隨著在真空腔中由此產生的壓力差直接或間接地將工件壓抵到真空腔的下側，以便實施層壓過程。
這種類型的壓力機優選用於層壓光電模塊。在此優選使用包括一定數量的加熱板的多層壓力機，在加熱板之間分別形成壓力機層。在每個加熱板上方、在設定於該加熱板上方的(另一)加熱板的下側上分別設定密封框架，該密封框架限定真空腔，該真空腔可以透過將密封框架密封地放置到設定於下方的加熱板上而在封閉的壓力機層中被抽真空。在密封框架上張緊有彈性或柔性的隔膜，該隔膜將真空腔劃分為產品半部和壓力半部，並且用作壓緊件，以便向下部的加熱板施加層壓光電模塊所需的壓力。對此，在封閉的壓力機中、在隔膜下方、在該隔膜和加熱板之間的容積被抽真空，該容積形成真空腔的產品半部，由此隔膜緊密地貼靠在工件上。此外在需要時，透過相對於上部加熱板對密封框架進行密封而形成的、向下由隔膜限定的真空腔壓力半部被加載加壓空氣，以便進一步提升在隔膜和工件之間的壓緊力。在此使產品半部抽真空能夠實現無泡地層壓工件，因為可能存在的空氣夾雜等在達到在工件中應用的膠合劑的軟化溫度之前被抽出。透過工件與下部加熱板的接觸，該工件被逐漸加熱，直到高於在工件中通常包含在膠合層中的膠合劑的軟化溫度和硬化溫度，從而可以進行層壓工藝直至膠合劑完全硬化。
為了在這種類型的壓力機中層壓工件時獲得儘可能高的成本效率，人們致力於將生產週期保持得儘可能短。然而生產週期的縮短受到這樣的限制，即層壓過程的持續時間不可以被任意地縮短。為了獲得較高的成本效率還取決於，縮短在實際的層壓過程之外的其它時間，例如加熱和冷卻過程，特別是停機狀態。
在此作為不可以被低估的時間原素突出的是對被損壞的隔膜的更換。這種類型的壓力機的柔性隔膜必須保持高度機械加載狀態，並經受相應的磨損。一般在的2000至3000個層壓循環後，隔膜被磨損，必須被更換。
為了更換這種類型的層壓壓力機的隔膜，必須不再使用且冷卻壓力機，以便可以使作業員接近隔膜。在拆卸損壞或磨損的隔膜後，必須安裝且張緊新的隔膜。為了可以在此之後重新開始進行生產，壓力機或者其加熱板必須被重新加熱到工作溫度。因此隔膜更換一般導致2至3小時的停機狀態。
在多層壓力機中這個問題擴大了幾倍，該多層壓力機具有一定數量的上下設定的、帶有下部和上壓力機半部的真空腔(其中通常第一真空腔的上壓力機半部由加熱板形成，該加熱板同時形成緊鄰在該第一真空腔上方的真空腔的下壓力機半部)。原因是一方面與具有僅一個真空腔的壓力機相比在所述單獨的真空腔中的隔膜明顯更難被接近，另一方面冷卻和加熱過程持續明顯較長的時間。此外，每當多個彼此上下設定的真空腔的某一個中自身的隔膜損壞時都必須使整個多層壓力機停機。
然而，當除由磨損引起的損壞之外不會出現(其它的)隔膜損壞時，一旦出現第一次由磨損引起的隔膜損壞，必須要：或者防備性地更換全部隔膜而引起了相應的超支，或者使整個多層壓力機均遭受的停機狀態與單層壓力機相比增加了數倍，所述停機狀態是由因磨損而出現的隔膜損壞引起的。
為了簡化隔膜更換，在EP 1 609 597 A2中提出，將隔膜固定在可單獨操作的隔膜框架上，該隔膜框架本身被可拆卸地安裝在上壓力機半部上。該隔膜可以在壓力機外固定在可單獨操作的隔膜框架上。然後該隔膜框架可以在無工具的情況下引入在壓力機中的上壓力機半部的下側上的滑動導向裝置中。這自然明顯提升了更換損壞或磨損的隔膜的速度。然而隔膜更換需要了解該技術領域的人員，這些人員用手從壓力機中取出隔膜框架且將其裝入壓力機中。此外，如果層壓壓力機沒有事先進行冷卻，對於人員來說在此存在很大的受傷危險。最後根據可能為幾平方米的、使用隔膜的面積，有時幾乎不可能將相應較大面積的隔膜框架引入滑動導向裝置或者從該滑動導向裝置中取出，這至少需要多個人員。
基於現有技術，本發明的目的在於，在由於隔膜磨損而必要的停機狀態方面進一步改進開頭所述類型的壓力機。
該目的透過具有申請專利範圍第1項的特徵的壓力機以及透過具有申請專利範圍第10項的特徵的方法來實現。
根據本發明的壓力機的優選的設計方案在申請專利範圍第2至9項中給出；根據本發明的方法的合適改進方案記錄在申請專利範圍第11至14項中。
根據本發明，應在壓力機外保持至少一個具有固定在其上的隔膜的隔膜框架作為更換框架，在根據本發明的壓力機中一隔膜框架-料箱用於此目的。更換被損壞的隔膜所需的時間因此局限於：從真空腔中取出帶有隔膜的隔膜框架以及放入準備好的、作為更換框架預先保持的隔膜框架連同張緊於其上(aufspannen)或張緊於其中(einspannen)的隔膜。
利用根據本發明的原理，可以在持續生產時為更換框架設定新的隔膜，該隔膜又優選地可以在沒有時間壓力的情況下被小心地張緊在隔膜框架上或者張緊在該隔膜框架中。就應用多層壓力機而言，僅預先保持一個或兩個多餘的隔膜框架作為更換框架已經足夠。
在此特別有利的是，隔膜框架可以借助於快速鎖合件安裝在上壓力機半部上。即使壓力機處於工作溫度，這種快速鎖合件優選地可以由從業人員來操作，從而可以省去用於更換被損壞的隔膜的冷卻及加熱循環。
如果隔膜框架被分為上隔膜框架半部和下隔膜框架半部，在二者之間張緊隔膜，便得出特別的優點。由此簡化了對具有張緊的隔膜的隔膜框架的操作，原因是隔膜由於其“處於內部”的佈置架構而得到更好的保護。
特別是在隔膜框架的這種兩件式的設計中，可在上側和下側為該隔膜框架設定密封件，並形成用於在兩個通常平面設計的壓力機半部之間構成真空腔的密封框架，該壓力機半部可以是多層壓力機的各個加熱板。然而優選的是，隔膜框架設計成略小於真空腔，並能夠在真空腔內固定在上壓力機半部上。如果隔膜框架在此不是真空腔的密封架構的一部分，則在壓力機之外對其進行操作時隔膜框架又顯示出較高的耐用性。
對於機械地將根據本發明的隔膜框架放入真空腔和從該真空腔中取出非常有利的是，設定用於隔膜框架的輸送框架，在該輸送框架上可借助用於輸入或輸出工件的裝料裝置和/或卸料裝置將該隔膜框架輸入該真空腔和從該真空腔中輸出。這樣機械地放入隔膜框架用於實現：即使壓力機保持在工作溫度上仍可實施隔膜更換，並且可額外地顯著縮短更換時間。
用於保持所準備好的隔膜框架的隔膜框架-料箱可以配屬於裝料裝置和/或卸料裝置，其中優選地設定有隔膜框架-更換工作站，裝料裝置和/或卸料裝置或者隔膜框架-料箱能在需要時從該隔膜框架-更換工作站裝載隔膜框架。如果壓力機設計成多層並且應用具有多層的裝料筐，則後者(使用隔膜框架-料箱)是特別有利的。該裝料筐優選地可以具有特有的隔膜框架層，在該隔膜框架層中總是保持有帶張緊的隔膜的、準備好的隔膜框架。
特別是對於層壓光電模塊有利的是，根據本發明的壓力機是多層壓力機，在該多層壓力機中上下設定多個壓力機層，每個壓力機層均具有一下壓力機半部和一上壓力機半部，所述下壓力機半部和上壓力機半部共同形成一真空腔，其中每個壓力機層都具有可拆卸地固定在各自的上壓力機半部上的、可獨立操作的隔膜框架，所述隔膜框架具有張緊的隔膜。因為在光電模塊的電能收益/效率直接與模塊的面積成比例。多個壓力機層的上下佈置在不提升對生產位置面積的要求的情況下提升了層壓的模塊面積。
與應用僅具有一層的壓力機還是多層的壓力機無關，為根據本發明的方法應用具有優選至少兩層的隔膜框架-料箱，借助於該隔膜框架-料箱將隔膜框架放入真空腔中和再從該真空腔中取出。在該隔膜框架-料箱的第一層中保持有帶完好隔膜的隔膜框架作為更換框架。在隔膜損壞時，將具有損壞的隔膜的隔膜框架從真空腔輸出到隔膜框架-料箱的第二層中，而後將作為更換框架預先保持的隔膜框架從第一層輸入真空腔中。特別是如果借助快速鎖合件將隔膜框架安裝到上壓力機半部上，透過該操做方法實現了以相應較短的停機狀態對損壞隔膜更換的再次加速，如果在輸送框架中將該隔膜框架輸送到真空腔中，則能進一步優化所述更換，該輸送框架特別優選地設定有用於將隔膜框架提升到上壓力機半部上的提升元件，特別是可由外部手動操作的提升元件。
在圖1中以示意性局部視圖示出了根據本發明設計的壓力機，其中四個加熱板1、1'、1"、1'''形成了三個上下佈置的壓力機層，其中加熱板1形成最上面的壓力機層的上壓力機半部，加熱板1'形成最上面的壓力機層的下壓力機半部並同時形成中間壓力機層的上壓力機半部。在例如最上面的壓力機層的上壓力機半部(即在最上面的加熱板1)上，借助於快速鎖合件3分別安裝一可獨立操作的隔膜框架2。快速鎖合件3可側向從外部接近，從而能夠在不冷卻加熱板1的情況下將該快速鎖合件釋開。該快速鎖合件由可轉動地安裝在加熱板1上的快速夾緊杆組成，該快速夾緊杆可以接合到在隔膜框架2中被切出的隙部19中。當然也可以是所有其它已知類型的快速夾緊器件和可快速釋開的連接件。
隔膜框架2由上隔膜框架半部4和下隔膜框架半部5組成，借助環繞的密封件6在壓力機的閉合狀態下如此相對於加熱板1和1'密封，使得該隔膜框架在其內部形成真空腔7。該真空腔透過柔性隔膜8分為產品半部9和壓力半部10，其中隔膜8被張緊在上隔膜框架半部4與下隔膜框架半部5之間。在壓力機的外部實現了將隔膜8張緊在隔膜框架2中；該隔膜8可以同隔膜框架2一起在需要時從壓力機中取出或者裝入到該壓力機中。以由第二靠上的加熱板1'和第三靠上的加熱板1"形成的中間壓力機層為示例，在局部剖開的圖中說明：隔膜框架2'的內部看起來是怎樣的，隔膜8'怎樣將由隔膜框架2'形成的真空腔7'分成產品半部9'和壓力半部10'。
圖2以側視示意圖示出了用於多層壓力機的裝料筐11，例如其在圖1中示出。該裝料筐11由具有輸送帶12、12'、12"的多個層組成，所述輸送帶用於將板形工件輸入各個壓力機層和從所述壓力機層中輸出。最上面的輸送帶12形成附加的隔膜框架-層，其中保持有帶張緊的隔膜8的、準備好的隔膜框架2，從而在需要時可以將該隔膜框架輸送到這樣的壓力機層中，在取出側從該壓力機層中輸出具有大致損壞的隔膜的隔膜框架。如上所述，這可以在壓力機的工作溫度下實現，原因是快速鎖合件3、19可以從壓力機的側面從外部被接近，以及機械地實現隔膜框架2的輸入和輸出。
僅僅為了更好地表明，在圖2中示出的裝料筐11的中間輸送帶12'上以局部剖視圖示出了另一隔膜框架2'。在本實施例中裝料筐11的該層通常不在隔膜框架2'中預先保持隔膜8'；在另一實施例中這完全可以實現，或者裝料筐11的該層用於輸出具有損壞的隔膜8'的隔膜框架2'。
圖2a示出了在圖2中示出的裝料筐11的最上面的輸送帶12，其中具有隔膜8和用於快速鎖合件3的隙部19的隔膜框架2被保持在輸送框架15上。該輸送框架15具有與用於待層壓的工件的輸送框架(未示出)相同的尺寸，從而能夠以與待層壓的工件本身相同的類型和模式、在整個設備的全部輸送器件中輸送在輸送框架15上的隔膜框架2。
圖3a示出了設計為隔膜框架-更換工作站13的隔膜框架-料箱的側視圖，而圖3b示出了該隔膜框架-料箱的俯視圖。隔膜框架-更換工作站13位於裝料筐11前面，其中在隔膜框架-更換工作站13和裝料筐11之間設定一用於輸入待層壓的工件的橫向輸送裝置14。在隔膜框架-更換工作站13中保持有帶張緊的隔膜8的隔膜框架2，該隔膜框架被保持在輸送框架15上，該輸送框架設計成對應於待層壓的工件或其輸送框架，從而確保了隔膜框架2可以毫無問題地利用現有的輸送器件和裝料筐11被輸送到壓力機中或者從該壓力機中輸出。叉式裝載機16可以從隔膜框架-更換工作站13中抬起隔膜框架2，以便能夠在單獨的工位上為該隔膜框架張緊以新的隔膜8。
圖4a和4b以相應的示意圖示出了圖3a和3b中的隔膜框架-更換工作站13的變型方案。該變型在於，隔膜框架-更換工作站13基本上設計為在橫向輸送裝置14(也可以是縱向輸送裝置)和裝料筐11之間的輸送段，其中叉式裝載機16可以從隔膜框架-更換工作站13中取出可能輸出的隔膜框架2(與輸送框架15一起)，也能夠在該工位處再次放置新的隔膜框架2(與輸送框架15一起)，以便經由裝料筐11將隔膜框架輸送到相應的壓力機層中。
圖5a和5b再次以側視圖和俯視圖示出了隔膜框架-料箱17的另一變型方案。這個隔膜框架-料箱又設定在裝料筐11前面，然而用於輸送待層壓的工件的橫向輸送裝置14相對於隔膜框架-料箱17既不設定在前面也不後置在後面，而是並列設定。這由此實現，隔膜框架-料箱17設定在橫向輸送裝置14以及較短的縱向輸送段18上方，因此直接配屬於裝料筐11。因此優化地使用裝料筐11在高度上的可移動性。在隔膜框架-料箱17中以在輸送框架15上儲存的模式保持多個準備好的隔膜框架2，以便在短時間內為多層壓力機設定多個新的隔膜。
1、1'、1"、1'''．．．加熱板
2．．．隔膜框架
3．．．快速鎖合件
4．．．上隔膜框架半部
5．．．下隔膜框架半部
6．．．密封件
7．．．真空腔
8、8'．．．柔性隔膜
9．．．產品半部
10．．．壓力半部
11．．．裝料筐
12、12'、12"．．．輸送帶
13．．．隔膜框架-更換工作站
14．．．橫向輸送裝置
15．．．輸送框架
16．．．叉式裝載機
17．．．隔膜框架-料箱
18．．．縱向輸送段
19．．．隙部
下面參照附圖詳細描述和闡明根據本發明設計的壓力機的實施例。其中：
圖1示出根據本發明設計的壓力機的示意性側視局部視圖；
圖2示出用於在圖1中示出的壓力機之前前置的裝料筐的示意性側視局部視圖；
圖2a示出圖2的一部分的另一實施例；
圖3a和3b示出隔膜框架-料箱的側視圖和俯視圖，該隔膜框架-料箱同時是隔膜框架-更換工作站；
圖4a和4b示出另一隔膜框架-料箱或者另一隔膜框架-更換工作站的側視圖和俯視圖；
圖5a和5b示出另一隔膜框架-料箱的側視圖和俯視圖。
2．．．隔膜框架
11．．．裝料筐
14．．．橫向輸送裝置
15．．．輸送框架
16．．．叉式裝載機
17．．．隔膜框架-料箱
18．．．縱向輸送段

Claims (13)

  1. 一種用於在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的壓力機，該壓力機具有下壓力機半部(1')和上壓力機半部(1)，該下壓力機半部和該上壓力機半部借助於環繞的、一體式或多件式的密封件(6)在閉合狀態下形成一真空腔(7)；該壓力機具有撓性隔膜(8)，該撓性隔膜將該真空腔(7)劃分成用於接納至少一個工件的、能被抽真空的產品半部(9)和能被加載壓力的壓力半部(10)，其中該隔膜(8)設計和佈置成，使得由於透過對該產品半部(9)抽真空和/或透過對該壓力半部(10)加載壓力而在該真空腔(7)中產生的壓力差，該隔膜將工件直接或間接地壓抵到該真空腔(7)的下側，其中該隔膜(8)被固定在可單獨操作的隔膜框架(2)上，該隔膜框架可拆卸地安裝在該上壓力機半部(1)上，其特徵在於，該壓力機包括隔膜框架-料箱(17)，該隔膜框架-料箱用於保持至少一個準備好的、功能完備的隔膜框架(2)作為更換框架，該隔膜框架具有固定在隔膜框架上的隔膜(8)，其中，該壓力機是多層壓力機，其中上下佈置多個壓力機層，每個壓力機層皆具有一下壓力機半部(1')和一上壓力機半部(1)，該下壓力機半部和該上壓力機半部皆共同形成一真空腔(7)，其中每個壓力機層都具有可 拆卸地固定在各自的上壓力機半部(1)上的、可獨立操作的隔膜框架(2)，該隔膜框架具有固定在該隔膜框架上的隔膜(8)，及其中，為了給壓力機層裝料，設置具有隔膜框架-層(12)的多層式裝料筐(11)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的壓力機，其中，該壓力機包括用於將工件輸入該真空腔(7)中和從該真空腔(7)中輸出的裝料裝置和/或卸料裝置，其中該裝料裝置和/或卸料裝置此外還用於將該隔膜框架(2)輸入該真空腔(7)和從該真空腔(7)中輸出。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的壓力機，其中，設置用於該隔膜框架(2)的輸送框架(15)，在該輸送框架上能藉由裝料裝置和/或卸料裝置將該隔膜框架(2)輸入該真空腔(7)和從該真空腔中輸出。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的壓力機，其中，該輸送框架(15)設置有用於提升該隔膜框架(2)的提升元件。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的壓力機，其中，該提升元件是可手動操作的提升元件。
  6. 如申請專利範圍第2項所述的壓力機，其中，該裝料裝置和/或卸料裝置配備有隔膜框架-更換工作站(13)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的壓力機，其中，該隔膜框架(2)能藉由快速鎖合件(3)安裝在該上壓力機半 部(1)上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的壓力機，其中，該隔膜框架(2)在該真空腔(7)內部固定在該上壓力機半部(1)上。
  9. 一種用於在壓力作用和熱作用下層壓基本為板形的工件的方法，其中應用根據申請專利範圍第1至8項中任一項的壓力機，該壓力機包含多層壓力機，該多層壓力機中上下設定多個壓力機層，該方法包含：用於每一個壓力機層，將至少一個工件放入由下壓力機半部和上壓力機半部形成的、被撓性隔膜分成產品半部和壓力半部的各別真空腔中，並佈置在該產品半部中，之後由於透過將產品半部抽真空和/或透過對壓力半部加載壓力而在該真空腔中產生的壓力差，使該工件被隔膜直接或間接地壓抵到該真空腔的下側，以便實施層壓過程，其中，在壓力機外部將該隔膜固定在可單獨操作的隔膜框架上，將該隔膜框架可拆卸地安裝在每一個壓力機層的該上壓力機半部上，其特徵在於，使用具有隔膜框架-層(12)的多層式裝料筐(11)，以給該壓力機層裝料，在壓力機外，保持至少一個隔膜框架作為更換框架，該隔膜框架具有固定在隔膜框架上的隔膜，該壓力機配備有具至少兩層的隔膜框架-料箱，其中在該隔膜框架-料箱的第一層中保持一隔膜框架作為更換 框架，當隔膜損壞時，將處於真空腔中的、具有被損壞的隔膜的隔膜框架取出到隔膜框架-料箱的第二層中，而後將作為更換框架保持的、準備好的隔膜框架放入該真空腔中。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其中，用於將工件輸入壓力機的真空腔和從該真空腔中輸出的裝料裝置和/或卸料裝置此外還用於將隔膜框架輸入真空腔和從該真空腔中輸出。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，其中，該隔膜框架在輸送框架上被放入真空腔和從該真空腔中取出。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該隔膜框架在被放入真空腔後藉由佈置在輸送框架中的提升元件，被提升到上壓力機半部，以便能夠將該隔膜框架固定在該上壓力機半部處。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的方法，其中，該提升元件是可手動操作的提升元件。
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