适用于Mini-LED透镜的双组分硅胶,精度高点胶
对称的透镜几何形状、无气泡的材料加工以及高产量
在Mini-LED应用中,点胶材料同时承担多种功能:这种双组分材料既能形成具有光学效果的透镜,又能均匀散射LED的光线,并保护组件免受外部影响。
为了可靠地实现所需的光学特性,必须确保材料混合均匀、定位精准,并以可重复的几何形状进行涂覆。即使在混合比例、计量体积或透镜形状方面存在微小偏差,也会影响光分布和最终产品的质量。
marco 开发了集材料处理、双组分混合技术、精准计量、基于摄像头的定位识别和动态自动化于一体的综合解决方案。
光学功能与保护功能集于一种材料之中
双组分硅胶直接涂覆在单个Mini-LED上喷射 。固化后,每一滴硅胶都会形成一个光学透镜,将光线尽可能均匀地向各个方向散射。同时,该材料将LED包裹起来,从而保护元件免受外部影响,并有助于延长其使用寿命。
光学特性由材料本身决定。因此,要获得稳定的结果,必须按照规定的比例将两种组分均匀混合。
为什么透镜的形状至关重要
在涂布过程中,每片透镜都必须形成均匀且对称的形状。这尤其具有挑战性,因为点胶头 的运动可能会影响刚滴下的液滴。在不利条件下,材料会向一侧倾斜,从而形成不对称的透镜几何形状。
要确保工艺稳定,必须协调好多个参数:
- 材料的喷射速度
- 材料和喷嘴温度
- 给药时间与阀门参数
- 的运动概况点胶头
- 喷嘴与工件之间的距离
通过全面的实验室测试,对这些影响因素进行研究,并根据具体材料进行调整。由此确定了一个明确的工艺窗口,在此范围内,可以以可重复且对称的方式制造透镜。
即使在极端配比条件下,也能进行容积式双组分混合
为了确保硅胶的光学性能,必须将两种组分均匀混合,并按照客户指定的比例进行加工。即使是微小的偏差,也会影响固化效果、材料性能,进而影响光学效果。
marco 双组分混合头采用容积式计量法采集两种组分,并以受控方式将其混合。 因此,根据材料和应用的不同,即使是20:1这样的极端混合比例,也能实现精准且可重复的配比。
由于组分是在计量前才进行混合的,因此工艺过程中仅存在有限量的混合材料。由此,滴落时间的影响仅限于混合头与材料涂覆点之间的路径。
无气泡透镜的材料处理
透镜内部的气泡会改变光的散射,从而影响光学质量。因此,防止气泡的措施应从实际计量过程开始之前就着手进行。
两种材料成分先在储罐中进行脱气处理,随后通过marco 推式隔膜输送至混合装置和点胶系统 。这种介质供应方式最大限度地减少了空气再次进入预处理材料中的可能性。
此外,经过脱气的硅胶还能吸收少量残留气体,例如位于LED下方或侧面空腔中的气体。在规定的工艺范围内,这样便能制造出无可见气泡的透镜。
基于摄像头的定位,适用于每颗LED
只有当透镜正对LED中心时,才能可靠地发挥其光学功能。然而,制造和元器件公差可能会导致实际位置与电路板布局的名义坐标存在偏差。
因此,在进行点胶 操作之前,会先通过摄像系统测定LED的实际位置。根据这些测量数据,系统会相应调整点胶程序。这样,材料的涂布就依据实际的元器件位置进行,而不仅仅完全基于理论上的网格。
这有助于实现透镜的精确对中,并降低了因位置偏差导致的质量问题风险。
多头计量,实现短节拍时间
除了透镜质量外,所需的生产吞吐量也是一个关键因素。对于元件密集的电路板而言,对每一行LED进行顺序加工会导致节拍时间过长。
因此,在Mini-LED应用中采用了多头系统。多个阀门沿Y方向错开排列,并通过marc3点胶设备 系统在组件上协同引导。当点胶头 沿X轴移动时,可并行处理多条LED线。
marc3 精确的运动控制确保阀门能够以可重复的方式引导至相应的 LED 位置。通过多头装置与协调轴向运动的结合,点胶头 无需逐行单独定位。
由此减少了额外的定位运动,提高了产量,同时仍能确保对单个透镜的精准成型。
一次加工处理两种材料点胶
除了Mini-LED外,电路板上还设有集成电路(IC),这些IC必须用另一种材料进行封装,才能达到相同的耐用性。为了实现这一封装工艺,点胶头 系统新增了第五个阀门。
由此,2K光学硅透镜和IC封装可在单次设备运行周期内同时完成。
这减少了额外的工艺工位、重复定位操作以及对已加工电路板的搬运。与此同时,整个工艺链也变得更加紧凑和高效。
通过图像分析实现可量化的质量控制
可以通过图像分析对成品透镜的几何形状进行检测。在此过程中,会评估透镜的投影等参数。
通过预先验证的相关性关系,可据此推导出与体积相关的参数。客户由此获得了一项可用于质量控制的可量化工艺特性。
该评估不仅基于视觉印象。还可以验证透镜几何形状是否在定义的公差范围内。
集成式Mini-LED点胶解决方案的优势
- 可重复且对称的透镜几何形状
- 即使在极端配比条件下,也能对双组分硅酮进行精确且均匀的加工
- 通过脱气和受控介质供应来最大限度地减少气泡
- 通过基于摄像机的位置检测实现镜片的精确对中
- 通过并行多头计量实现高吞吐量
- 在单次运行中处理多种计量介质
- 基于图像分析的可量化质量控制
- 降低废品率和返工风险
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