同步加熱技術(shù)提升半固化片裁切效率

李紅利　裴同戰(zhàn)（廣東正業(yè)科技股份有限公司，廣東 東莞 523000）

同步加熱技術(shù)提升半固化片裁切效率

李紅利裴同戰(zhàn)
（廣東正業(yè)科技股份有限公司，廣東 東莞 523000）

文章主要闡述應(yīng)用同步動(dòng)態(tài)加熱技術(shù)提升紅外加熱無塵裁切機(jī)的裁切效率的問題。在裁切過程中，結(jié)合同步動(dòng)態(tài)加熱控制技術(shù)，在機(jī)器向前送料的同時(shí)，精確控制橫向加熱機(jī)構(gòu)同時(shí)跟隨需加熱的半固化片上的位置向前運(yùn)動(dòng)并加熱，使半固化片在向前走料的同時(shí)完成加熱，從而提升裁切效率。

半固化片；紅外同步動(dòng)態(tài)加熱；提升效率

目前，無塵式的半固化片裁切機(jī)已經(jīng)解決了傳統(tǒng)純機(jī)械裁切機(jī)裁切的半固化片切口邊緣發(fā)白分層，產(chǎn)生許多破碎的細(xì)小樹脂和玻璃纖維粉塵的問題。進(jìn)而解決了裁切時(shí)產(chǎn)生的幾個(gè)問題：粉塵散落在機(jī)臺(tái)上和裁切好的半固化片上、粉塵飄浮在裁切室的空間里、容易導(dǎo)致半固化片在后續(xù)壓合制程中出現(xiàn)凹陷等缺；半固化片切口邊緣散開的面積變大，絨毛狀物增多，使裁剪的基板尺寸精度變差而報(bào)廢等。這些缺陷在制作高端PCB和CCL時(shí)是不允許的。

無塵式半固化片無塵裁切機(jī)為了達(dá)到裁切時(shí)自動(dòng)封邊、無粉塵的目的，需要在切刀裁切前對(duì)半固化片進(jìn)行加熱軟化預(yù)處理。目前普遍采取的方式為對(duì)橫向裁切刀口處靜止加熱處理一定的時(shí)間，然后進(jìn)行裁切，橫向裁切時(shí)以較低的速度進(jìn)行邊加熱邊裁切。以上處理方式嚴(yán)重影響了半固化片裁切效率。因此，一種對(duì)高速向前移動(dòng)的半固化片同步加熱處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

1　同步加熱原理

原理：將紅外加熱同步控制技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械裁切方法相結(jié)合，精確控制加熱功率密度的同時(shí)精確控制橫向加熱裝置及半固化片送料裝置，使橫向裁切加熱裝置完全同步于半固化片的運(yùn)動(dòng)，對(duì)半固化片需要橫切切割的位置進(jìn)行加熱，達(dá)到預(yù)設(shè)加熱時(shí)間后，橫向裁切加熱裝置脫離與半固化片的同步運(yùn)動(dòng)，并返回原點(diǎn)處等待下一次的加熱。橫向裁切加熱裝置返回原點(diǎn)的同時(shí)，送料裝置繼續(xù)將半固化片輸送設(shè)定的長度到橫切刀刃口下方進(jìn)行裁切。如此反復(fù)循環(huán)，對(duì)半固化片的加熱無需靜止，在運(yùn)動(dòng)中即可完成，縮短每次裁切的過程時(shí)間，從而提升效率。加熱裝置如圖1所示。

圖1　同步加熱裝置

同步過程中，通過控制圖中所示伺服電機(jī)與送料裝置伺服電機(jī)同步運(yùn)行，使加熱裝置同步跟隨需裁切處進(jìn)行加熱，以達(dá)到軟化半固化片的目的。

2　控制系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)完全同步加熱控制，該控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)送料裝置的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)橫向加熱裝置運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、加熱器功率密度控制裝置、以及可滿足控制送料裝置與動(dòng)橫向加熱裝置的伺服電機(jī)同步運(yùn)動(dòng)及加熱器功率密度的可編程控制器。

由于裁切的半固化片長度不一，因此需要根據(jù)不同的規(guī)格長度及加熱時(shí)間確定起始加熱位置，即開始同步加熱的位置和同步送料速度，以到達(dá)合適的加熱裁切效果?？刂迫鐖D2所示（圖中L表示橫向加熱機(jī)構(gòu)距橫切刀口的距離）。

在同步精度控制方面，電機(jī)采用高精度多圈絕對(duì)值編碼器式伺服電機(jī)，與可編程控制器的數(shù)據(jù)傳輸采用Profinet總線方式進(jìn)行通訊控制，提高數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性、提高處理效率，保證同步控制精度。

操作時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)操作員通過觸摸屏界面輸入的裁切長度及送料速度，程序自動(dòng)計(jì)算出進(jìn)行同步運(yùn)動(dòng)及加熱時(shí)間參數(shù)，無需操作人員進(jìn)行額外的任何人工計(jì)算，控制器自動(dòng)控制相關(guān)裝置移動(dòng)到正確位置及調(diào)節(jié)到設(shè)定的功率密度參數(shù)，自動(dòng)完成后續(xù)裁切。

3　裁切效果及效率

為實(shí)現(xiàn)完全同步加熱控制，該控制系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)送料裝置的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)橫向加熱裝置運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、加熱器功率密度控制裝置、以及可滿足控制送料裝置與動(dòng)橫向加熱裝置的伺服電機(jī)同步運(yùn)動(dòng)及加熱器功率密度的可編程控制器。

3.1裁切效果（圖3）

（1）傳統(tǒng)的純機(jī)械裁切效果。

采用傳統(tǒng)裁切的半固化片中可以清晰地看到，裁切的刃口發(fā)白、粉塵很多，毛邊寬度≥2 mm，并伴有玻璃絲掉落。這些掉落的粉塵和玻璃絲一旦在

圖2

（1）壓合過程中掉落在線路板上，會(huì)形成搭橋效應(yīng)，造成線路短路或短路。

（2）靜止紅外加熱后裁切效果。

（3）采用紅外加熱靜止1秒后的裁切效果，無白邊、掉粉、燒焦、玻璃絲掉落等現(xiàn)象，刃口寬度不到0.5 mm。

（4）同步跟隨紅外加熱后裁切效果。

采用紅外加熱同步跟隨運(yùn)動(dòng)中的半固化片待切處加熱1秒后的裁切效果，與靜止紅外加熱后裁切效果一樣，無白邊、掉粉、燒焦、玻璃絲掉落等現(xiàn)象，刃口寬度不到0.5 mm。

圖3　三種裁切半固化片邊緣效果

3.2裁切效率

在上述同樣型號(hào)的半固化片，達(dá)到上述無粉塵裁切效果的情況下，比較了靜止加熱與同步加熱方式下幾種裁切長度下的最高裁切效率（以每分鐘橫切刀裁切的刀數(shù)計(jì)）為表1。

表1　最大切割次數(shù)比較

從表1中可以清晰的對(duì)比出，應(yīng)用同步紅外加熱進(jìn)行熱切的裁切效率比靜態(tài)紅外加熱裁切效率提高50%左右。

4　結(jié)論

通過對(duì)不同類型的半固化片進(jìn)行加熱分切，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用同步加熱技術(shù)進(jìn)行同步加熱裁切的裁切效果與靜態(tài)紅外加熱下裁切出的半固化片刃口裁切質(zhì)量完全一樣，但裁切效率提高了50%左右。同步加熱技術(shù)在解決了傳統(tǒng)裁切的弊端的同時(shí)，相對(duì)靜態(tài)紅外加熱大大提高了裁切效率。這將大大提升熱切式無塵裁切機(jī)在市場上的占有率，加速傳統(tǒng)機(jī)型的更新?lián)Q代。

［1］辰光. 半固化片的基礎(chǔ)知識(shí)［J］. 印制電路信息，2004， 9:23～25.

［2］生意社. 短波紅外加熱技術(shù)在連續(xù)板鋼生產(chǎn)線上的應(yīng)用［EB/OL］. http://www.toopainting.com/ 20090317.

李紅利，碩士研究生，機(jī)械工程師。

Application of synchronous heating technology in upgrading the efficiency of cutting prepreg

LI Hong-li PEI Tong-zhan

Synchronous dynamic heating technology of infrared heating is presented in this paper. In the prepreg cutting process， by combined with a synchronous dynamic heating control， the heating device follows the corresponding position of the moving prepreg at the same time with heating prepreg， which enhances the cutting efficiency.

Prepreg； Synchronous Dynamic Infrared Heating； Improve Efficiency

TN41

A

1009-0096（2015）08-0049-02