CN112427268A

CN112427268A - 一种高粘度光敏胶的胶合方法

Info

Publication number: CN112427268A
Application number: CN202011400184.2A
Authority: CN
Inventors: 羊琨; 许文民; 王瑜; 王艳秋; 赵伦
Original assignee: Lida Photoelectrical Co ltd Nanyang
Current assignee: Lida Photoelectrical Co ltd Nanyang
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2021-03-02

Abstract

本发明公开了一种高粘度光敏胶的胶合方法，属于光学零件冷加工制造领域，具体为一种粘度≥100 cps的紫外固化胶水的胶合工艺，实现了胶合面积≥1200mm²，厚度≤2mm的两件以上的光学玻璃零件的永久性胶合，达到胶层厚度≤1.5um，任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2。本发明以光学玻璃为材料，采用自动点胶技术、大气加压法和紫外胶粘接方法，能够实现胶层薄而均匀、平行性好、胶层牢固、胶层外观质量舒适，同时解决了厚度薄的零件胶合面形偏差变化量大、胶泡多、缺胶和胶层不耐机械加工的难题。

Description

一种高粘度光敏胶的胶合方法

技术领域

本发明属于光学零件冷加工制造领域中，关于一种高粘度光敏胶的胶合方法。

背景技术

胶合，也称粘合、叠合。对无溶剂的胶粘剂，胶合后应错动几次，以利排除空气、紧密接触、对准位置。对溶剂型胶粘剂，胶合时要看准时机，过早过晚都不好。初始粘接力大或固化速度极快的胶粘剂，如氯丁胶粘剂、聚胺脂胶、502胶等胶合时要一次对准位置，不可来回错动。胶合后适当按压、锤压或滚压，以赶除空气，密实胶层。

在光学仪器中，根据设计要求，必须将一些零件粘合在一起成为光学组件，胶合工程就是选用合适的胶合材料，将被胶的零件固结在一起，并使其相互位置及有关光学性能满足图纸所定的技术参数要求。

为保证胶合得到的光学零件的光学性能和机械性能，胶合层应能达到以下要求：A、透明度：无色、无汽泡、无绒毛、无尘粒，无水印和油雾等；B、胶合件应具有足够的机械强度，最小的内应力，达到表面变形最小；C、对于温度、湿度和溶剂的影响有足够的稳定性；在胶合生产过程中，必须保持高度的清洁，室内温湿度应能保持在合适温湿度。空调的通风系统应有过滤灰尘的良好装置，打扫环境时应防尘飞扬，保证室内清洁无尘，，操作宜在超净工作环境（内进行，在这种工作环境内，经过至少两次过滤的汽体从滤尘设备轻轻吹出，将尘埃、纤维驱走，形成洁净空气并阻止飞尘侵入超净区。

在胶合领域众所周知，胶水的粘度越低，胶水的流动性就越好，两片零件胶合后胶层就越薄，胶层也相对容易均匀。一般情况下，粘度≤10 cps的胶水被称为低粘度胶水，粘度≥100 cps的胶水被称为高粘度胶水。目前国内关于高粘度光敏胶的胶合方法还没有见公开的信息。现有的高粘度胶水的胶合工艺通常有两种：一种是人工点胶→ 机械加压→紫外灯固化，另一种是人工点胶→ 机械加压→高温固化。

上述两种胶合工艺，当胶合面积≥1200 mm²时，胶层厚度≥5um，胶层均匀性≥2um，胶合层面形偏差变形大，特别是胶合数量≥6片平板零件胶合，胶合后平板的平行≥5′，成像虚影大。

因此，改进现有的高粘度胶合工艺，尤其是适用于光学零件冷加工制造领域的高粘度光敏胶的胶合方法，是一个亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于解决厚度≤2mm的薄型零件，特别是胶合面积≥1200mm²，粘度≥100 cps的胶水，胶层厚度要做到1.5um以下，任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2的高粘度光敏胶的胶合方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种高粘度光敏胶的胶合方法，采用自动点胶法、大气加压法与紫外胶粘接方法相结合，具体包括清洗–预热–点胶–排胶–加压–定位–固化–烘烤工序；

所述的自动点胶法是利用自动点胶机，选择合适的针头，精确控制气压、吐胶时间、点胶路径，精确控制点胶量和点胶位置，以确保用最小的点胶量在两个胶合面贴合时，胶水能够充分扩散，不出现缺胶和死胶现象；

所述的大气加压法是粘度≥100 cps的胶水，利用自动点胶机点胶后，整个胶合件置于封闭、干燥的环境中，在25℃～50℃胶水适宜的温度下，施加气压0.1～1Mpa，使零件均匀受压，增加胶水的流动性，减少胶层厚度，特别是适用于胶合面积≥1200 mm²，胶层厚度≤1.5um，增加胶层均匀性，胶层均匀性≤0.5 um。

所述的紫外胶粘接方法是采用零件先预热，再自动点胶，接着恒温条件下排胶，减少胶合层的胶泡，再紫外固化，最后烘烤释放应力的方法，增加了胶层耐机械加工强度；所述恒温条件下排胶是在设定的25℃～50℃温度内进行人工排胶。

本发明以光学玻璃和紫外固化胶水为材料，通过等离子与超声波清洗工艺、运用紫外固化胶粘接机理和力学、光学、材料学与自动控制理论，用粘度≥100 cps的胶水，将胶合面积≥1200 mm²，厚度≤2mm的多件光学玻璃零件永久性胶合，达到胶层厚度≤1.5um，最终产品实现任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2。

积极有益效果：（1）本发明以光学玻璃和紫外固化胶水为材料，胶合面经过研磨、镀膜加工，胶合前先进行等离子清洗和超声波清洗，增加了胶合面的洁净度。点胶前，先烘烤预热零件，再按设定路径和参数自动点胶，精确控制点胶量，再恒温人工排胶，然后大气加压，最后紫外固化的胶合工艺方法，特别是解决了使用粘度≥100 cps的胶水在最少点胶量下，对胶合面积≥1200 mm²，厚度≤2mm的薄型光学玻璃零件胶合胶层胶泡多、缺胶、死胶的问题。胶合零件能够承受切割、铣磨、抛光、清洗等机械加工强度。（2）本发明重点解决了多片薄型零件胶合平行度和胶合变形，像质清晰度差的问题。通过本发明工艺的胶合方法，成功解决了这个问题，经过检测，每个胶合层平行度≤10″，胶层厚度≤1.5um，任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2，像质清晰。

附图说明

图1为阵列棱镜结构主视图示意图；

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

实施例1

如图1、图2所示，一种高粘度光敏胶的胶合方法，其工艺依次是：清洗–预热–点胶–排胶–加压–定位–固化–烘烤。

胶合过程是将尺寸、角度、面形偏差、膜层特性、外观质量合格的棱镜分别按照以下步骤胶合加工成型：

（1）清洗

先将待胶合棱镜的待胶合面进行等离子清洗，20W≤功率≤400W，松弛表面深层异物；再进行超声波清洗，去除零件表面异物。

（2）预热

将零件1与零件2放置在恒温烘箱内或其它温控装置内，保持温度在25℃～40℃。

（3）点胶

选择合适的针头，设计点胶程序，利用自动点胶机点胶，点胶总量按公式m=ρV的理论值控制，点胶路径为“X”型或其变形体。

（4）排胶

将零件的S1面与零件的S2面结合，避光放置于恒温箱内，待胶水全部扩散开，由S1面一端向S2面一端手工排胶，去除胶泡，让胶均匀布满S2面；

（5）加压

将排胶好的零件避光放置在密闭容器中，设定温度、压强和时间，利用大气压均匀对胶层施压，并进一步排胶，控制胶层厚度在规定范围内：胶层厚度≤1.5um，胶层均匀性≤0.5um。

（6）定位

将加压完毕的零件放入定位治具中，调整好胶合位置尺寸w和L1。

（7）固化

在定位治具中直接进行零件胶层的紫外照射固化。

重复以上操作步骤（1）～（7），进行S3面与S4面的胶合，依次类推，完成S5面与S6面的胶合和S7面与S8面的胶合。

（8）烘烤

零件全部固化后，将零件置于烘箱中，温度在50℃～140℃或其他可适合的范围内，设定一定的时间进行退火。

本发明以光学玻璃和紫外固化胶水为材料，胶合面经过研磨、镀膜加工，胶合前先进行等离子清洗和超声波清洗，增加了胶合面的洁净度。点胶前，先烘烤预热零件，再按设定路径和参数（自动点胶，精确控制点胶量，再恒温人工排胶，然后大气加压，最后紫外固化的胶合工艺方法，特别是解决了使用粘度≥100 cps的胶水在最少点胶量下，对胶合面积≥1200 mm²，厚度≤2mm的薄型光学玻璃零件胶合胶层胶泡多、缺胶、死胶的问题。胶合零件能够承受切割、铣磨、抛光、清洗等机械加工强度。尤其是胶合数量四片以上，胶合面积≥1200mm2，厚度2mm以下的薄板零件用粘度≥100 cps的胶水胶合，每个胶合层平行度≥40″，胶层厚度大，胶层不均匀，胶合面变形大，像质虚影大，像模糊。通过本发明工艺的胶合方法，成功解决了这个问题，经过检测，每个胶合层平行度≤10″，胶层厚度≤1.5um，任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2，像质清晰，无显著虚影等。

以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围之内。

Claims

1.一种高粘度光敏胶的胶合方法，其特征在于：采用自动点胶法、大气加压法与紫外胶粘接方法相结合，具体包括清洗–预热–点胶–排胶–加压–定位–固化–烘烤工序。

2.根据权利要求1所述的一种高粘度光敏胶的胶合方法，其特征在于：所述的自动点胶法是利用自动点胶机，选择合适的针头，精确控制气压、吐胶时间、点胶路径，精确控制点胶量和点胶位置，以确保用最小的点胶量在两个胶合面贴合时，胶水能够充分扩散，不出现缺胶和死胶现象。

3.根据权利要求1所述的一种高粘度光敏胶的胶合方法，其特征在于：所述的大气加压法是对于粘度≥100 cps的胶水，利用自动点胶机点胶后，整个胶合件置于封闭、干燥的环境中，在25℃～50℃胶水适宜的温度下，施加气压0.1～1Mpa，使零件均匀受压，特别是适用于胶合面积≥1200 mm²，胶层厚度≤1.5um，增加胶层均匀性，胶层均匀性≤0.5 um。

4.根据权利要求1所述的一种高粘度光敏胶的胶合方法，其特征在于：所述的紫外胶粘接方法是采用零件先预热，再自动点胶，接着恒温条件下排胶，减少胶合层的胶泡，然后大气加压，再紫外固化，最后烘烤释放应力的方法，增加了胶层耐机械加工强度；所述恒温条件下排胶是在设定的25℃～50℃温度内进行人工排胶。

5.根据权利要求1所述的一种高粘度光敏胶的胶合方法，其特征在于：以光学玻璃和紫外固化胶水为材料，通过等离子与超声波清洗工艺、运用紫外固化胶粘接机理和力学、光学、材料学与自动控制理论，用粘度≥100 cps的胶水，将胶合面积≥1200 mm²，厚度≤2mm的多件光学玻璃零件永久性胶合，达到胶层厚度≤1.5um，最终产品实现任意φ60mm范围内胶合层面精度N≤2。