CN110632808A - 一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，首先将二者的粘接组合件放置在真空或保护气体环境下并加热至320～380℃，20～40min后用于粘接的哈弗胶层发生炭化，蓝宝石晶片与金属部件间产生间隙，然后用65～75℃的脱胶药水除去蓝宝石晶片和金属部件表面的炭化胶层及油墨，所述脱胶药水无强腐蚀性且配合超声波使用，最后利用超声波在60～70℃的纯水中对金属部件进行清洗并在隧道式烘干炉中通过热的过滤空气分三段进行烘干，彻底去除表面的杂质。所述方法步骤简单且实用，耗时短、拆解速度快、脱胶效果好、减少镀膜层脱落的风险并避免金属部件异色变黄。

Description

一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法

技术领域

本发明涉及蓝宝石摄像头加工技术领域，具体地，涉及一种蓝宝石晶片与金属部件的 拆解及脱胶方法。

背景技术

蓝宝石的主要成分是氧化铝(Al₂O₃)，因其具有硬度高、熔点高、透光性好、电绝缘性优良、化学性能稳定等优点，被普遍应用于机械、光学、信息等高技术领域，其中，蓝 宝石晶片在摄像头领域的运用最为广泛。摄像头主要由晶片和金属环在高温环境下通过哈 弗胶(主要成分包括丁腈橡胶、酚醛树脂等)粘接组装而成，其中晶片为已完成丝印及光 学镀膜工序的成品蓝宝石，金属环为不锈钢材质的椭圆型结构且其两端镂空形成一定半径 的对称双圆摄像孔，在金属环上的部分区域电镀有特殊的镀层与膜层。

受限于现有生产工艺及设备，在摄像头的加工制程中不可避免会出现晶片与金属环贴 合不密、贴合偏移、晶片划伤、金属环划伤等不良品，为了减少原料浪费和成本损失，需 要将这些不良品拆解后重新组装。目前常用的摄像头次品拆解、除胶方法是在一定温度下 (低于100℃)配合强腐蚀性的化学溶剂(中性拆解剂效果不佳、耗时更长)以及长时间的超声波作用以实现晶片与金属环间的剥离，但通常情况下蓝宝石晶片与金属环结合得非常紧密，可达到纳米级无缝连接，在无其他辅助手段的情况下，化学药水很难正常渗入到哈弗胶层中起到剥离效果，并且金属环也容易在长时间的高温和强腐蚀性环境下出现掉镀层、膜层的现象。

中国专利CN201210174023.5公开了一种金属部件与玻璃部件的粘接及脱胶方法，其 通过发泡厌氧粘合剂实现金属部件和玻璃部件间的固连，因为单组份发泡厌氧粘合剂在热 水条件下粘接失效，所以可直接将粘接组合件浸泡在热水中以实现脱胶和拆解目的。由于 该专利的技术背景并不要求金属部件和玻璃部件间的连接是特别稳固且长久的，反而要求 二者可反复多次实现快速粘接和脱胶的过程，注重效率和无污染；而对于本发明来说，发 泡厌氧粘合剂完全不可能用在摄像头加工工序中，其脱胶方法也无法应用于对哈弗胶的拆 解除胶，因此该专利不能解决上述存在的技术问题。

综上所述，行业内急需开发一种用于摄像头晶片与金属环的拆解、脱胶方法，以避免 金属环在高温和强腐蚀性化学药剂的长时间作用下受损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耗时短、剥离效率高、避免胶体及油墨残留且不对金属环 上膜层造成损伤的摄像头拆解及脱胶方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，包括 如下步骤：

步骤1)：将蓝宝石晶片与金属部件的粘接组合件放置在真空或保护气体环境下，升 温使用于粘接的哈弗胶层发生炭化，蓝宝石晶片与金属部件间产生间隙；

步骤2)：用脱胶药水除去蓝宝石晶片和金属部件表面的炭化胶层及油墨；

步骤3)：对金属部件进行清洗，彻底去除表面的杂质。

优选地，所述步骤1)中使用的保护气体为惰性气体或氮气。

优选地，所述步骤1)中的升温过程是将粘接组合件加热至400℃以下并保温一段时 间。更优选地，加热温度为320～380℃，保温时间为20～40min。

要保证哈弗胶完全炭化，加热温度至少要达到300℃以上，否则有可能导致部分胶体 因活性残存而仍然具有一定粘性，不利于后续脱胶步骤的进行。要实现蓝宝石晶片与金属 部件间的完全分离需要400℃以上的高温，而在此温度下，金属部件上的镀膜层所包含的 部分物质达到熔点，会破坏镀膜层的结构；加之考虑到实际生产中，金属部件的材质通常 为不锈钢，使用的保护气体通常为氮气，而二者容易在高温下发生反应，进而导致金属部 件异色、变黄。因此，步骤1)中的加热温度需在高于哈弗胶炭化温度的同时低于金属部件镀膜层成分的熔点。

优选地，所述脱胶药水包括如下质量百分比的组分：25～30％的二乙二醇丁醚、5～12％ 的壬基酚聚氧乙烯醚、1～5％的葡萄糖酸钠、2～5％的乙二胺四乙酸四钠、7～15％的乳化剂 OP-10以及余量为水。

乳化剂OP-10是一种常用的化工原料，具体成分为烷基酚聚氧乙烯醚-10，是烷基酚与 环氧乙烷的缩合物，具有优良的匀染、乳化、润湿、扩散和抗静电性。

优选地，所述脱胶药水包括如下质量百分比的组分：20～30％的甲基乙基酮、5～10％的 二甲苯、5～10％的N，N-二甲基甲酰胺、5～10％的丙酮以及余量为乙醇。

在320～380℃的高温下，丝印油墨层的结构也会被破坏，因此在金属部件上也会残留 一部分油墨，脱胶药水中包含的有机溶剂可同时起到清除哈弗胶和油墨的作用。

优选地，所述方法还包括步骤4)：金属部件在隧道式烘干炉中通过热的过滤空气分 三段进行烘干，第一段和第三段的烘干温度为60～80℃，第二段的烘干温度为100～120℃。

优选地，所述脱胶药水的使用温度为65～75℃，脱胶时间为30～90min。

优选地，所述步骤2)中加入超声波配合脱胶药水同步使用。

优选地，所述步骤3)中配合超声波在纯水中对金属部件进行清洗，且所用纯水的电 阻不小于15MΩ，清洗温度为60～70℃。

本发明提供的技术方案至少具有如下有益效果：

1、哈弗胶在高温环境下受热软化，使得晶片与金属部件间“纳米级”无缝连接被破坏，进而释放了胶层与产品之间的间隙，有利于脱胶药水的渗透和剥离作用，无需再使用强酸、强碱、强腐蚀性的拆解剂，对环境的污染减小，也大大降低了化学药剂对金属部件 的损伤，减少镀膜层的脱落风险，降低成本损失，且拆解后的金属镀层能满足盐雾、百格、 热冲击、热循环等信赖性测试，满足了目前的高品质要求。

2、油墨和哈弗胶的长分子链在高温下被破坏断裂而变短，使其化学性质发生改变， 不仅丧失了粘附性而且还易溶于弱酸、弱碱或中性的脱胶药水，将脱胶药水的作用时间由 原来的至少四五个小时缩短到两个小时以内，提高了作业效率，同时在真空或保护气体环 境下进行高温炭化还避免了金属部件氧化的风险。

3、通过采用分段式烘干法，利用过滤的热空气在干燥金属部件的同时吹去其表面的 微尘，相比于普通的烤箱烘干方法，不仅烘干效率更高，还能时刻保证设备内部洁净，而且由于采用了梯度温度设置，金属部件的烘干过程经历了预热-高温干燥-降温三个阶段，在确保干燥效果的同时减少能量损耗和温度变化对产品质量产生的影响。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范 围。

实施例1

一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，包括如下步骤：

步骤1)：将需重工的摄像头产品放置于热弯机的专用石墨夹具上，保持通入氮气的 气流量为130±0.5L/min，在350℃的条件下加热30min，使哈弗胶层发生炭化，此时蓝宝石晶片与金属部件间产生间隙。

步骤2)：将完成步骤1)的摄像头浸泡在盛装有脱胶药水的容器内，使炭化的胶层及油墨脱落或溶于脱胶药水中，脱胶药水使用时的温度为70℃且脱胶时间为60min，脱胶时配合超声波同步作用。

步骤3)：将完成步骤2)的金属部件放置在铁氟龙治具上并放入单槽超声波的清洗篮框中，加入电阻不小于15MΩ的纯水且保持水温为65℃，设置超声波频率为40kHz、抛 动频率为10次/min，清洗30min。

步骤4)：将完成步骤3)的金属部件在隧道式烘干炉中通过热的过滤空气分三段进行烘干，烘干温度分别为80℃、100℃和80℃且每段的烘干时间均为60s。

采用上述拆解及脱胶方法，使用的设备与设定的参数均与上述要求相同，所使用的脱 胶药水为本公司自制且型号为Z63-010013，其pH值为7且具体组分包括30％的二乙二醇 丁醚、12％的壬基酚聚氧乙烯醚、5％的葡萄糖酸钠、5％的乙二胺四乙酸四钠、7％的乳化 剂OP-10以及41％的水。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：所使用的脱胶药水为从湖南利尔电子材料有限公司购入 的PA-3302型脱胶药水，其pH值为7且具体组分包括20％的甲基乙基酮、10％的二甲苯、 10％的N，N-二甲基甲酰胺、5％的丙酮以及55％的乙醇。

对比实施例1

传统的拆解及脱胶方法具体包括如下步骤：

步骤1)：将需重工的摄像头产品浸泡在盛装有强腐蚀性拆解剂的容器内，保持容器 内拆解剂的温度为70℃，浸泡时间为240min，使得蓝宝石晶片与金属部件完全拆解开。

步骤2)：将完成步骤1)的摄像头浸泡在盛装有K-100脱墨剂(强酸性)的容器内，以去除蓝宝石晶片和金属部件上残留的哈弗胶及油墨，保持容器内脱胶药水的温度为 70℃，浸泡时间为60min，脱胶时配合超声波同步作用。

步骤3)：将完成步骤2)的金属部件放置在铁氟龙治具上并放入单槽超声波的清洗篮框中，加入电阻不小于15MΩ的纯水且保持水温为65℃，设置超声波频率为40kHz、抛 动频率为10次/min，清洗30min。

步骤4)：将完成步骤3)的金属部件在隧道式烘干炉中通过热的过滤空气分三段进行烘干，烘干温度分别为80℃、100℃和80℃且每段的烘干时间均为60s。

采用上述拆解及脱胶方法，使用的设备与设定的参数均与上述要求相同，所使用的拆 解剂为本公司自制且型号为Z63-020001，其pH值为14且所包含的组分以及各组分的含量 参见表一，所述拆解剂主要利用碱性助剂达到拆解除胶效果。

表一

主要组分	化学文摘社登记号码(CASNO.)	质量分数
			碱性助剂	1310-58-3	10～25％
缓蚀剂	64-02-8	1～5％
			表面活性剂	9016-45-9	5～20％
水		50～90％

对比实施例2

与对比实施例1不同之处在于：所使用的拆解剂为从东莞市四辉表面处理科技有限公 司购入的SH-508拆解剂，其pH值为1且所包含的组分以及各组分的含量参见表二，所述 拆解剂主要利用浓硫酸达到拆解除胶效果。

表二

主要组分	化学文摘社登记号码(CASNO.)	质量分数
			分散剂	7664-38-2	25-34％
渗透剂	7631-99-4	21-29％
			助溶剂	7601-54-9	5-11％
浓硫酸	7664-93-9	20-40％

对比实施例3

与实施例1的不同之处在于：将步骤1)中的哈弗胶炭化温度设定为300℃。

对比实施例4

与实施例1的不同之处在于：将步骤1)中的哈弗胶炭化温度设定为400℃。

对比实施例5

与实施例1的不同之处在于：去掉步骤1)，摄像头不进行预碳化处理就直接浸泡在盛装有脱胶药水的容器内，且浸泡时间延长至240min，所用脱胶药水为上述Z63-010013 型脱胶药水。

上述七个实施例中的摄像头均为同一批次内具有相同规格的产品，对经由各实施例处 理过的摄像头进行外观和性能检测，所得数据见表三。

表三

从表三可知：通过比较实施例1、2和对比实施例1、2，传统的拆解及脱胶方法产品良率不高，本发明提供的方法可将产品良率提高到90％以上，尤其是在掉镀膜层的问题上改善效果显著，大大降低了返工成本，提高了产品质量。通过比较实施例1和对比实施例 5，本发明中对于哈弗胶的炭化处理为最终实现干净脱胶起到了重要作用，其在更短的时 间内取得了更好的脱胶效果，孔内残留杂质少。通过比较实施例1和对比实施例3、4，对 于哈弗胶炭化温度的选取应控制在合适范围内，否则温度过高会损伤镀膜层并造成金属部 件异色而温度过低又达不到预设的脱胶效果。

在实施例1、2中拆解后的金属部件中取样并进行下述信赖性测试。

1、百格测试：用百格刀在测试样本表面划一个10×10的小网格，每一个格子的尺寸 为1mm×1mm，每一条划线应深及镀膜层底部，用毛刷将测试区域的碎片刷干净，用3M600号胶纸或等同效力的胶纸牢牢粘住被测试小网格，并通过外力用力擦拭胶带以增大胶带与被测区域的接触面积及粘接力度，用手抓住胶带一端并迅速扯下，在同一位置完成上述动作2次。

合格测试要求附着力≥4B；实际测试结果附着力为5B，划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均未发生镀膜层脱落的情况。

2、热冲击、热循环测试：利用KSON恒温恒湿试验箱检测测试样本在温度急剧变化或高低温循环交替的环境下的可靠性，其中，热冲击测试高温冲击范围60～200℃而低温冲击范围0～65℃，热循环测试的预热温度为200℃而预冷温度为-85℃。

实际测试结果中，测试样本经过热冲击、热循环测试后未出现镀膜层掉落或其他损伤 的情况，测试样本的镀膜层质量符合生产要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领 域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利 用本发明说明书内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领 域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1)：将蓝宝石晶片与金属部件的粘接组合件放置在真空或保护气体环境下，升温使用于粘接的哈弗胶层发生炭化，蓝宝石晶片与金属部件间产生间隙；

步骤2)：用脱胶药水除去蓝宝石晶片和金属部件表面的炭化胶层及油墨；

步骤3)：对金属部件进行清洗，彻底去除表面的杂质。

2.根据权利要求1所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述步骤1)中使用的保护气体为惰性气体或氮气。

3.根据权利要求1所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述步骤1)中的升温过程是将粘接组合件加热至400℃以下并保温一段时间。

4.根据权利要求1所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，加热温度为320～380℃，保温时间为20～40min。

5.根据权利要求4所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述脱胶药水包括如下质量百分比的组分：25～30％的二乙二醇丁醚、5～12％的壬基酚聚氧乙烯醚、1～5％的葡萄糖酸钠、2～5％的乙二胺四乙酸四钠、7～15％的乳化剂OP-10以及余量为水。

6.根据权利要求4所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述脱胶药水包括如下质量百分比的组分：20～30％的甲基乙基酮、5～10％的二甲苯、5～10％的N，N-二甲基甲酰胺、5～10％的丙酮以及余量为乙醇。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述方法还包括步骤4)：金属部件在隧道式烘干炉中通过热的过滤空气分三段进行烘干，第一段和第三段的烘干温度为60～80℃，第二段的烘干温度为100～120℃。

8.根据权利要求7所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述脱胶药水的使用温度为65～75℃，脱胶时间为30～90min。

9.根据权利要求8所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述步骤2)中加入超声波配合脱胶药水同步使用。

10.根据权利要求1所述蓝宝石晶片与金属部件的拆解及脱胶方法，其特征在于，所述步骤3)中配合超声波在纯水中对金属部件进行清洗，且所用纯水的电阻不小于15MΩ，清洗温度为60～70℃。