สายการผลิต SMT เลนส์ LED จำเป็นต้องใช้เตาอบ UV Curing Reflow (หรือที่ถูกต้องกว่าคือ เตาอบ UV Curing) ไม่ได้ใช้สำหรับการบัดกรีแบบ Reflow เอง แต่สำหรับการอบแข็งด้วยความร้อนและรังสีอัลตราไวโอเลตพร้อมกันของกาวชนิดพิเศษที่ใช้ยึดเลนส์ออปติคอลทุติยภูมิ
1. กระบวนการสองส่วนในการประกอบเลนส์ LED
สายการผลิต SMT มาตรฐานสำหรับโมดูล LED เกี่ยวข้องกับสองกระบวนการหลักที่มักเกิดขึ้นตามลำดับ:
1. การบัดกรีแบบ Reflow: การติดชิป LED, ตัวต้านทาน, ไดรเวอร์ (IC) และส่วนประกอบไฟฟ้าอื่นๆ เข้ากับ PCB โดยใช้ครีมบัดกรี
2. การยึดติดเลนส์: การติดเลนส์พลาสติกหรือซิลิโคนเข้ากับชิป LED โดยใช้กาวใสที่มีความแข็งแรงสูง
เป็นกระบวนการที่สองนี้—การยึดติดเลนส์—ที่ต้องการเตาอบ UV curing
2. ปัญหาเกี่ยวกับการ Reflow มาตรฐานสำหรับเลนส์
ความไวต่อวัสดุ: เลนส์ LED มักทำจากพลาสติกที่ไวต่ออุณหภูมิ (เช่น PC, PMMA) หรือซิลิโคน เตาอบ Reflow อินฟราเรด (IR) มาตรฐานจะให้ความร้อนแก่ PCB ทั้งหมดในอุณหภูมิสูง (มักเกิน 240°C สำหรับบัดกรีแบบไร้สารตะกั่ว) ซึ่งจะทำให้เลนส์ที่ละเอียดอ่อนละลาย บิดเบี้ยว หรือเปลี่ยนสี ทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย
ข้อกำหนดของกาว: กาวที่ใช้สำหรับการยึดติดเลนส์ไม่ใช่บัดกรีมาตรฐาน เป็นอีพ็อกซีชนิด UV-curable หรือแบบไฮบริด (UV+thermal) ที่ได้รับการคิดค้นขึ้นเป็นพิเศษ ต้องใช้แสงอัลตราไวโอเลตเพื่อเริ่มต้นกระบวนการอบแข็งทางเคมี
3. เตาอบ UV Curing Reflow ทำงานอย่างไร
เตาอบชนิดพิเศษนี้รวมสองฟังก์ชันไว้ในอุโมงค์เดียวเพื่อแก้ปัญหานี้:
1. โซน Reflow แบบพาความร้อนมาตรฐาน (ครึ่งแรกของเตาอบ):
Ø PCB พร้อมส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมดที่บัดกรีแล้ว จะเข้าสู่เตาอบ
Ø โซนทำความร้อนหลายโซนแรกใช้ลมร้อนหรือ IR เพื่อนำบอร์ดและกาวเลนส์ที่เพิ่งจ่ายไปสู่อุณหภูมิการเปิดใช้งานที่เหมาะสม (เช่น 80-100°C) การอุ่นล่วงหน้านี้:
² ลดความหนืดของกาว ทำให้กระจายตัวเล็กน้อยและเปียกพื้นผิวได้ดีขึ้น
² เร่งปฏิกิริยาการอบแข็งด้วย UV อย่างมีนัยสำคัญ
² ยังคงต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของวัสดุเลนส์
2. โซน UV Curing (ส่วนกลางของเตาอบ):
Ø หลังจากอุ่นล่วงหน้า PCB จะผ่านใต้หลอด Ultraviolet (UV) ความเข้มสูง
Ø แสง UV จะทะลุผ่านเลนส์ใสและกระทบกับสารเริ่มต้นภาพถ่ายในกาว ทำให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันทันทีที่เปลี่ยนอีพ็อกซีเหลวให้เป็นพลาสติกแข็งแรงในเวลาไม่กี่วินาที
Ø กระบวนการนี้สร้างความร้อนน้อยมาก ("การอบแข็งแบบเย็น") ป้องกันความเสียหายใดๆ ต่อเลนส์
3. โซนทำความเย็น (ส่วนสุดท้ายของเตาอบ):
Ø จากนั้นชุดประกอบจะผ่านโซนทำความเย็น ซึ่งจะค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ทำให้ข้อต่อบัดกรีแข็งตัวจากการ Reflow เริ่มต้นและทำให้การอบแข็งของกาวเสร็จสมบูรณ์
4. ข้อดีหลักของการใช้เตาอบ UV Curing
Ø ป้องกันความเสียหายจากความร้อน: กระบวนการอบแข็งด้วย UV แบบ "เย็น" ช่วยให้เลนส์พลาสติกคงรูปทรงและใสได้อย่างสมบูรณ์แบบ
Ø การอบแข็งที่รวดเร็วเป็นพิเศษ: การอบแข็งด้วย UV เกิดขึ้นในไม่กี่วินาที ช่วยเพิ่มปริมาณงานการผลิตอย่างมากเมื่อเทียบกับกาวที่แห้งช้าด้วยอากาศ
Ø ความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือของพันธะที่เหนือกว่า: กาวที่อบแข็งด้วย UV จะสร้างพันธะที่แข็งแรงและทนทานมาก ซึ่งทนทานต่อการสั่นสะเทือน ความชื้น และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ไฟหน้าของรถยนต์หรือไฟส่องสว่างกลางแจ้ง
Ø การอบแข็งตามความต้องการ: กาวยังคงเป็นของเหลวจนกว่าจะสัมผัสกับแสง UV ทำให้ผู้ปฏิบัติงานมีเวลาวางเลนส์อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องกังวลว่ากาวจะแข็งตัวก่อนเวลาอันควร
Ø การรวมกระบวนการ: ช่วยให้การประกอบทั้งหมด—การบัดกรีและการยึดติดเลนส์—เสร็จสมบูรณ์ในกระบวนการอินไลน์อัตโนมัติเดียว ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด
สรุป: ทำไมจึงจำเป็น
คุณสมบัติ |
เตาอบ Reflow มาตรฐาน |
เตาอบ UV Curing Reflow |
ฟังก์ชันหลัก |
ละลายครีมบัดกรีด้วยความร้อนสูง (~250°C) |
อบแข็งกาว UV ด้วยแสงในขณะที่จัดการความร้อนต่ำ |
ผลกระทบต่อเลนส์ |
ละลาย บิดเบี้ยว และทำให้เลนส์พลาสติกเป็นสีเหลือง |
อบแข็งกาวโดยไม่ทำให้เลนส์เสียหาย |
ประเภทกาว |
ครีมบัดกรี (ดีบุก/เงิน/ทองแดง) |
อีพ็อกซีชนิด UV-Curable หรือแบบไฮบริด (UV+Thermal) |
กระบวนการ |
ความร้อนบริสุทธิ์ |
การอุ่นล่วงหน้าด้วยความร้อน + การสัมผัสแสง UV |
กล่าวโดยสรุป: เตาอบ UV curing reflow เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากช่วยให้การยึดติดเลนส์ LED ที่ไวต่ออุณหภูมิทำได้อย่างรวดเร็ว เชื่อถือได้ และมีความแข็งแรงสูงภายในสายการผลิต SMT อัตโนมัติ โดยไม่ทำให้เลนส์เสียหายหรือประนีประนอมกับข้อต่อบัดกรีที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยให้การผลิตผลิตภัณฑ์ไฟส่องสว่าง LED ที่เชื่อถือได้ในปริมาณมาก
สายการผลิต SMT เลนส์ LED จำเป็นต้องใช้เตาอบ UV Curing Reflow (หรือที่ถูกต้องกว่าคือ เตาอบ UV Curing) ไม่ได้ใช้สำหรับการบัดกรีแบบ Reflow เอง แต่สำหรับการอบแข็งด้วยความร้อนและรังสีอัลตราไวโอเลตพร้อมกันของกาวชนิดพิเศษที่ใช้ยึดเลนส์ออปติคอลทุติยภูมิ
1. กระบวนการสองส่วนในการประกอบเลนส์ LED
สายการผลิต SMT มาตรฐานสำหรับโมดูล LED เกี่ยวข้องกับสองกระบวนการหลักที่มักเกิดขึ้นตามลำดับ:
1. การบัดกรีแบบ Reflow: การติดชิป LED, ตัวต้านทาน, ไดรเวอร์ (IC) และส่วนประกอบไฟฟ้าอื่นๆ เข้ากับ PCB โดยใช้ครีมบัดกรี
2. การยึดติดเลนส์: การติดเลนส์พลาสติกหรือซิลิโคนเข้ากับชิป LED โดยใช้กาวใสที่มีความแข็งแรงสูง
เป็นกระบวนการที่สองนี้—การยึดติดเลนส์—ที่ต้องการเตาอบ UV curing
2. ปัญหาเกี่ยวกับการ Reflow มาตรฐานสำหรับเลนส์
ความไวต่อวัสดุ: เลนส์ LED มักทำจากพลาสติกที่ไวต่ออุณหภูมิ (เช่น PC, PMMA) หรือซิลิโคน เตาอบ Reflow อินฟราเรด (IR) มาตรฐานจะให้ความร้อนแก่ PCB ทั้งหมดในอุณหภูมิสูง (มักเกิน 240°C สำหรับบัดกรีแบบไร้สารตะกั่ว) ซึ่งจะทำให้เลนส์ที่ละเอียดอ่อนละลาย บิดเบี้ยว หรือเปลี่ยนสี ทำให้ผลิตภัณฑ์เสียหาย
ข้อกำหนดของกาว: กาวที่ใช้สำหรับการยึดติดเลนส์ไม่ใช่บัดกรีมาตรฐาน เป็นอีพ็อกซีชนิด UV-curable หรือแบบไฮบริด (UV+thermal) ที่ได้รับการคิดค้นขึ้นเป็นพิเศษ ต้องใช้แสงอัลตราไวโอเลตเพื่อเริ่มต้นกระบวนการอบแข็งทางเคมี
3. เตาอบ UV Curing Reflow ทำงานอย่างไร
เตาอบชนิดพิเศษนี้รวมสองฟังก์ชันไว้ในอุโมงค์เดียวเพื่อแก้ปัญหานี้:
1. โซน Reflow แบบพาความร้อนมาตรฐาน (ครึ่งแรกของเตาอบ):
Ø PCB พร้อมส่วนประกอบไฟฟ้าทั้งหมดที่บัดกรีแล้ว จะเข้าสู่เตาอบ
Ø โซนทำความร้อนหลายโซนแรกใช้ลมร้อนหรือ IR เพื่อนำบอร์ดและกาวเลนส์ที่เพิ่งจ่ายไปสู่อุณหภูมิการเปิดใช้งานที่เหมาะสม (เช่น 80-100°C) การอุ่นล่วงหน้านี้:
² ลดความหนืดของกาว ทำให้กระจายตัวเล็กน้อยและเปียกพื้นผิวได้ดีขึ้น
² เร่งปฏิกิริยาการอบแข็งด้วย UV อย่างมีนัยสำคัญ
² ยังคงต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของวัสดุเลนส์
2. โซน UV Curing (ส่วนกลางของเตาอบ):
Ø หลังจากอุ่นล่วงหน้า PCB จะผ่านใต้หลอด Ultraviolet (UV) ความเข้มสูง
Ø แสง UV จะทะลุผ่านเลนส์ใสและกระทบกับสารเริ่มต้นภาพถ่ายในกาว ทำให้เกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันทันทีที่เปลี่ยนอีพ็อกซีเหลวให้เป็นพลาสติกแข็งแรงในเวลาไม่กี่วินาที
Ø กระบวนการนี้สร้างความร้อนน้อยมาก ("การอบแข็งแบบเย็น") ป้องกันความเสียหายใดๆ ต่อเลนส์
3. โซนทำความเย็น (ส่วนสุดท้ายของเตาอบ):
Ø จากนั้นชุดประกอบจะผ่านโซนทำความเย็น ซึ่งจะค่อยๆ ลดอุณหภูมิลงจนถึงอุณหภูมิห้อง ทำให้ข้อต่อบัดกรีแข็งตัวจากการ Reflow เริ่มต้นและทำให้การอบแข็งของกาวเสร็จสมบูรณ์
4. ข้อดีหลักของการใช้เตาอบ UV Curing
Ø ป้องกันความเสียหายจากความร้อน: กระบวนการอบแข็งด้วย UV แบบ "เย็น" ช่วยให้เลนส์พลาสติกคงรูปทรงและใสได้อย่างสมบูรณ์แบบ
Ø การอบแข็งที่รวดเร็วเป็นพิเศษ: การอบแข็งด้วย UV เกิดขึ้นในไม่กี่วินาที ช่วยเพิ่มปริมาณงานการผลิตอย่างมากเมื่อเทียบกับกาวที่แห้งช้าด้วยอากาศ
Ø ความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือของพันธะที่เหนือกว่า: กาวที่อบแข็งด้วย UV จะสร้างพันธะที่แข็งแรงและทนทานมาก ซึ่งทนทานต่อการสั่นสะเทือน ความชื้น และการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น ไฟหน้าของรถยนต์หรือไฟส่องสว่างกลางแจ้ง
Ø การอบแข็งตามความต้องการ: กาวยังคงเป็นของเหลวจนกว่าจะสัมผัสกับแสง UV ทำให้ผู้ปฏิบัติงานมีเวลาวางเลนส์อย่างแม่นยำโดยไม่ต้องกังวลว่ากาวจะแข็งตัวก่อนเวลาอันควร
Ø การรวมกระบวนการ: ช่วยให้การประกอบทั้งหมด—การบัดกรีและการยึดติดเลนส์—เสร็จสมบูรณ์ในกระบวนการอินไลน์อัตโนมัติเดียว ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด
สรุป: ทำไมจึงจำเป็น
คุณสมบัติ |
เตาอบ Reflow มาตรฐาน |
เตาอบ UV Curing Reflow |
ฟังก์ชันหลัก |
ละลายครีมบัดกรีด้วยความร้อนสูง (~250°C) |
อบแข็งกาว UV ด้วยแสงในขณะที่จัดการความร้อนต่ำ |
ผลกระทบต่อเลนส์ |
ละลาย บิดเบี้ยว และทำให้เลนส์พลาสติกเป็นสีเหลือง |
อบแข็งกาวโดยไม่ทำให้เลนส์เสียหาย |
ประเภทกาว |
ครีมบัดกรี (ดีบุก/เงิน/ทองแดง) |
อีพ็อกซีชนิด UV-Curable หรือแบบไฮบริด (UV+Thermal) |
กระบวนการ |
ความร้อนบริสุทธิ์ |
การอุ่นล่วงหน้าด้วยความร้อน + การสัมผัสแสง UV |
กล่าวโดยสรุป: เตาอบ UV curing reflow เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากช่วยให้การยึดติดเลนส์ LED ที่ไวต่ออุณหภูมิทำได้อย่างรวดเร็ว เชื่อถือได้ และมีความแข็งแรงสูงภายในสายการผลิต SMT อัตโนมัติ โดยไม่ทำให้เลนส์เสียหายหรือประนีประนอมกับข้อต่อบัดกรีที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ เป็นเทคโนโลยีสำคัญที่ช่วยให้การผลิตผลิตภัณฑ์ไฟส่องสว่าง LED ที่เชื่อถือได้ในปริมาณมาก