层压机结构

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70℃开始缓慢和环氧树脂起固化反应，到达120℃以后，反应速度加快。150-155℃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℃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，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）。

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）］。

②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，操作过程比较简单。

③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。

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±1℃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