同步加热技术提升半固化片裁切效率

李红利　裴同战（广东正业科技股份有限公司，广东 东莞 523000）

同步加热技术提升半固化片裁切效率

李红利裴同战
（广东正业科技股份有限公司，广东 东莞 523000）

文章主要阐述应用同步动态加热技术提升红外加热无尘裁切机的裁切效率的问题。在裁切过程中，结合同步动态加热控制技术，在机器向前送料的同时，精确控制横向加热机构同时跟随需加热的半固化片上的位置向前运动并加热，使半固化片在向前走料的同时完成加热，从而提升裁切效率。

半固化片；红外同步动态加热；提升效率

目前，无尘式的半固化片裁切机已经解决了传统纯机械裁切机裁切的半固化片切口边缘发白分层，产生许多破碎的细小树脂和玻璃纤维粉尘的问题。进而解决了裁切时产生的几个问题：粉尘散落在机台上和裁切好的半固化片上、粉尘飘浮在裁切室的空间里、容易导致半固化片在后续压合制程中出现凹陷等缺；半固化片切口边缘散开的面积变大，绒毛状物增多，使裁剪的基板尺寸精度变差而报废等。这些缺陷在制作高端PCB和CCL时是不允许的。

无尘式半固化片无尘裁切机为了达到裁切时自动封边、无粉尘的目的，需要在切刀裁切前对半固化片进行加热软化预处理。目前普遍采取的方式为对横向裁切刀口处静止加热处理一定的时间，然后进行裁切，横向裁切时以较低的速度进行边加热边裁切。以上处理方式严重影响了半固化片裁切效率。因此，一种对高速向前移动的半固化片同步加热处理技术应运而生。

1　同步加热原理

原理：将红外加热同步控制技术与传统的机械裁切方法相结合，精确控制加热功率密度的同时精确控制横向加热装置及半固化片送料装置，使横向裁切加热装置完全同步于半固化片的运动，对半固化片需要横切切割的位置进行加热，达到预设加热时间后，横向裁切加热装置脱离与半固化片的同步运动，并返回原点处等待下一次的加热。横向裁切加热装置返回原点的同时，送料装置继续将半固化片输送设定的长度到横切刀刃口下方进行裁切。如此反复循环，对半固化片的加热无需静止，在运动中即可完成，缩短每次裁切的过程时间，从而提升效率。加热装置如图1所示。

图1　同步加热装置

同步过程中，通过控制图中所示伺服电机与送料装置伺服电机同步运行，使加热装置同步跟随需裁切处进行加热，以达到软化半固化片的目的。

2　控制系统

为实现完全同步加热控制，该控制系统包括驱动送料装置的伺服电机及驱动器、驱动横向加热装置运动的伺服电机及驱动器、加热器功率密度控制装置、以及可满足控制送料装置与动横向加热装置的伺服电机同步运动及加热器功率密度的可编程控制器。

由于裁切的半固化片长度不一，因此需要根据不同的规格长度及加热时间确定起始加热位置，即开始同步加热的位置和同步送料速度，以到达合适的加热裁切效果。控制如图2所示（图中L表示横向加热机构距横切刀口的距离）。

在同步精度控制方面，电机采用高精度多圈绝对值编码器式伺服电机，与可编程控制器的数据传输采用Profinet总线方式进行通讯控制，提高数据传输实时性、提高处理效率，保证同步控制精度。

操作时，系统根据操作员通过触摸屏界面输入的裁切长度及送料速度，程序自动计算出进行同步运动及加热时间参数，无需操作人员进行额外的任何人工计算，控制器自动控制相关装置移动到正确位置及调节到设定的功率密度参数，自动完成后续裁切。

3　裁切效果及效率

为实现完全同步加热控制，该控制系统包括驱动送料装置的伺服电机及驱动器、驱动横向加热装置运动的伺服电机及驱动器、加热器功率密度控制装置、以及可满足控制送料装置与动横向加热装置的伺服电机同步运动及加热器功率密度的可编程控制器。

3.1裁切效果（图3）

（1）传统的纯机械裁切效果。

采用传统裁切的半固化片中可以清晰地看到，裁切的刃口发白、粉尘很多，毛边宽度≥2 mm，并伴有玻璃丝掉落。这些掉落的粉尘和玻璃丝一旦在

图2

（1）压合过程中掉落在线路板上，会形成搭桥效应，造成线路短路或短路。

（2）静止红外加热后裁切效果。

（3）采用红外加热静止1秒后的裁切效果，无白边、掉粉、烧焦、玻璃丝掉落等现象，刃口宽度不到0.5 mm。

（4）同步跟随红外加热后裁切效果。

采用红外加热同步跟随运动中的半固化片待切处加热1秒后的裁切效果，与静止红外加热后裁切效果一样，无白边、掉粉、烧焦、玻璃丝掉落等现象，刃口宽度不到0.5 mm。

图3　三种裁切半固化片边缘效果

3.2裁切效率

在上述同样型号的半固化片，达到上述无粉尘裁切效果的情况下，比较了静止加热与同步加热方式下几种裁切长度下的最高裁切效率（以每分钟横切刀裁切的刀数计）为表1。

表1　最大切割次数比较

从表1中可以清晰的对比出，应用同步红外加热进行热切的裁切效率比静态红外加热裁切效率提高50%左右。

4　结论

通过对不同类型的半固化片进行加热分切，发现应用同步加热技术进行同步加热裁切的裁切效果与静态红外加热下裁切出的半固化片刃口裁切质量完全一样，但裁切效率提高了50%左右。同步加热技术在解决了传统裁切的弊端的同时，相对静态红外加热大大提高了裁切效率。这将大大提升热切式无尘裁切机在市场上的占有率，加速传统机型的更新换代。

［1］辰光. 半固化片的基础知识［J］. 印制电路信息，2004， 9:23～25.

［2］生意社. 短波红外加热技术在连续板钢生产线上的应用［EB/OL］. http://www.toopainting.com/ 20090317.

李红利，硕士研究生，机械工程师。

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