发明内容
本发明提供一种水胶涂布方法及其多点压电式喷涂装置,其于待涂布物上形成表面平整的一胶膜,以避免待涂布物与其他元件进行接合时,发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷现象。
在本发明的一实施例中,一种水胶涂布方法包括下列步骤:首先,提供一多点压电式喷涂装置,多点压电式喷涂装置储存有水胶。接着,利用多点压电式喷涂装置向待涂布物同时喷涂以水胶形成的多个液滴,其中所有液滴在着陆于待涂布物前彼此不接触,每一液滴不具有狭长尾部形状。所有液滴在着陆于待涂布物后,所有液滴于待涂布物上扩散并结合,以于待涂布物上形成表面平整的一胶膜。
在本发明的一实施例中,水胶包括主胶体、合成树脂、光引发剂与黏性单体,主胶体为丙烯酸酯类或硅氧烷高分子。
在本发明的一实施例中,水胶的制作方法包括下列步骤:首先,于摄氏25度下对主胶体进行离心脱泡。在离心脱泡主胶体后,于摄氏25度下,均匀混合主胶体、合成树脂与黏性单体,以形成第一混合胶体。于摄氏25度下,混合第一混合胶体与光引发剂,以形成第二混合胶体。于摄氏25度下,脱泡第二混合胶体,以形成水胶。
在本发明的一实施例中,多点压电式喷涂装置还组装于一驱动机构上。在利用多点压电式喷涂装置向待涂布物同时喷涂所有液滴时,驱动机构移动多点压电式喷涂装置,以利用多点压电式喷涂装置向待涂布物的不同区域喷涂所有液滴。
在本发明的一实施例中,待涂布物为镜片模组、触控模组、显示器模组或电子装置等产品。
在本发明的一实施例中,所有液滴在待涂布物上呈矩阵式排列、交错式排列或其他排列方式。
在本发明的一实施例中,水胶为光学水胶,其黏度在摄氏25度实质上为5-500厘泊·秒 (cps)。
在本发明的一实施例中,胶膜的厚度实质上为10-200微米。
在本发明的一实施例中,胶膜的表面粗糙度实质上为1-10微米。
在本发明的一实施例中,一种多点压电式喷涂装置包括至少一个压电喷射阀与多个喷嘴。压电喷射阀中安装有多支推杆。所有喷嘴设于压电喷射阀上,并分别套设所有推杆,每一喷嘴具有互相连通的储液室与喷孔,喷孔朝向待涂布物,所有推杆分别伸入所有喷嘴的储液室,且储液室存有水胶。在压电喷射阀接收电压时,利用电压推动所有推杆,进而将水胶通过喷孔喷出,以形成所有液滴。所有液滴在着陆于待涂布物前彼此不接触,每一液滴不具有狭长尾部形状。在所有液滴在着陆于待涂布物后,所有液滴于待涂布物上扩散并结合,以于待涂布物上形成表面平整的一胶膜。
在本发明的一实施例中,所有液滴在待涂布物上呈矩阵式排列、交错式排列或其他排列方式。
在本发明的一实施例中,喷孔的孔径实质上为10-120微米。
在本发明的一实施例中,所有喷嘴的相邻二者之间的距离实质上为30-2800微米。
基于上述,水胶涂布方法利用多点压电式喷涂装置与低黏度的水胶向待涂布物喷涂不具有狭长尾部形状的液滴,以于待涂布物上形成表面平整的一胶膜,进而避免待涂布物与其他元件进行接合时,发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷等现象。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的水胶涂布方法的结构示意图。
图2为本发明的一实施例的待喷涂物、胶膜与透明感测层的结构剖视图。
图3为本发明的一实施例的呈矩阵排列的液滴与待涂布物的结构俯视图。
图4为本发明的一实施例的呈交错排列的液滴与待涂布物的结构俯视图。
图5为本发明的一实施例的扩散中的液滴与待涂布物的结构俯视图。
图6为本发明的一实施例的胶膜的结构俯视图。
图7为图6的X方向的胶膜的厚度的曲线图。
图8为图6的Y方向的胶膜的厚度的曲线图。
图9为本发明的第二实施例的水胶涂布方法的结构示意图。
图10为本发明的第三实施例的水胶涂布方法的结构示意图。
图11为本发明的第四实施例的水胶涂布方法的结构示意图。
图12为本发明的触控模组的结构示意图。
附图标记:
1…待涂布物
2…涂布平台
3…多点压电式喷涂装置
31…水胶
311…液滴
32…压电喷射阀
33…喷嘴
331…储液室
332…喷孔
34…推杆
4…胶膜
5…驱动机构
6…透明感测层
7…触控模组
71…透明感测层
72…光学水胶层
73…透明盖板
74…软性电路板
D…距离
d…孔径
具体实施方式
本发明的实施例将藉由下文配合相关图式进一步加以解说。尽可能的,于图式与说明书中,相同标号系代表相同或相似构件。于图式中,基于简化与方便标示,形状与厚度可能经过夸大表示。可以理解的是,未特别显示于图式中或描述于说明书中的元件,为所属技术领域中具有通常技术者所知的形态。本领域的通常技术者可依据本发明的内容而进行多种的改变与修改。
当一个元件被称为『在…上』时,它可泛指该元件直接在其他元件上,也可以是有其他元件存在于两者之中。相反地,当一个元件被称为『直接在』另一元件,它是不能有其他元件存在于两者的中间。如本文所用,词汇『及/或』包括了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。
于下文中关于“一个实施例”或“一实施例”的描述系指关于至少一实施例内所相关连的一特定元件、结构或特征。因此,于下文中多处所出现的“一个实施例”或“一实施例”的多个描述并非针对同一实施例。再者,于一或多个实施例中的特定构件、结构与特征可依照一适当方式而结合。
揭露特别以下述例子加以描述,这些例子仅系用以举例说明而已,因为对于熟习此技艺者而言,在不脱离本揭示内容的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本揭示内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。在通篇说明书与申请专利范围中,除非内容清楚指定,否则「一」以及「该」的意义包括这一类叙述包括「一或至少一」该元件或成分。此外,如本揭露所用,除非从特定上下文明显可见将复数个排除在外,否则单数冠词亦包括复数个元件或成分的叙述。而且,应用在此描述中与下述的全部申请专利范围中时,除非内容清楚指定,否则「在其中」的意思可包括「在其中」与「在其上」。在通篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms),除有特别注明,通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供从业人员(practitioner)在有关本揭露的描述上额外的引导。在通篇说明书的任何地方的例子,包括在此所讨论的任何用词的例子的使用,仅系用以举例说明,当然不限制本揭露或任何例示用词的范围与意义。同样地,本揭露并不限于此说明书中所提出的各种实施例。
可了解如在此所使用的用词「包括(comprising)」、「包括(including)」、「具有(having)」、「含有(containing)」、「包括(involving)」等等,为开放性的(open-ended),即意指包括但不限于。另外,本发明的任一实施例或申请专利范围不须达成本发明所揭露的全部目的或优点或特点。此外,摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制发明作的申请专利范围。
在此所使用的用词「实质上(substantially)」、「大约(around)」、「约(about)」或「近乎(approximately)」应大体上意味在给定值或范围的20%以内,较佳系在10%以内。此外,在此所提供的数量可为近似的,因此意味着若无特别陈述,可用词「大约」、「约」或「近乎」加以表示。当一数量、浓度或其他数值或参数有指定的范围、较佳范围或表列出上下理想值之时,应视为特别揭露由任何上下限的数对或理想值所构成的所有范围,不论该等范围是否分别揭露。举例而言,如揭露范围某长度为X公分到Y公分,应视为揭露长度为H公分且H 可为X到Y之间的任意实数。
非接触式压电喷射阀(或称压电点胶阀),通常适用于微小喷射量的黏性流体,适应胶水黏度从几十厘泊·秒(cps)到几万厘泊·秒之间;例如应用于各电子行业电路板的紫外线光固化胶水、环氧树脂胶、厌氧胶、导电银胶、熔融油脂、锡膏、助焊剂、硅胶与热熔型结构胶。点胶系统是一种广泛应用在产品生产领域的工艺设备,大部分的应用都是将黏性流体通过非接触式喷射到各电路板元件上。在半导体封装中,其中使用范围有底部填充、焊球加固、手机外壳/屏幕热熔胶黏合剂、多层晶片封装、焊点胶保护、银胶加固、主板封装与外壳密封性点胶等。通过固化紫外光胶水、环氧树脂或厌氧胶等的作用,保护各电路板、晶片、按键与摄像头等不受灰尘、湿气与腐蚀性等自然环境的影响;通过已固化的热熔结构胶作用黏接外壳、屏幕以及达到防水的密封作用;通过已固化导电油脂胶来加强电路板的导电性能。点胶阀是点胶系统的核心元件。非接触式点胶的技术一般是通过气动喷射阀或管状点胶阀来实现。但是,气动喷射阀存在以下缺陷:在时效上受气动电磁阀的限制而导致效率不高,再者,由于气动电磁阀是通过气压驱动方式来推动活塞上下运动,由于受气源的不稳定性因素从而容易导致喷射的胶量不一致。相对地,压电喷射阀是利用压电材料的特性,通过电压产生机械力,从而控制阀门的启闭,因开、关阀的空间极小,压电的动作频率极高,可以高速地喷射出极微量的液体材料,因此,压电喷射阀被广泛应用于高精度与高可靠性的点胶领域中。
以下将提出一种本发明的水胶涂布方法,其系利用多点压电式喷涂装置与低黏度的水胶,向待涂布物喷涂不具有狭长尾部形状的液滴,以于待涂布物上形成表面平整的一胶膜,进而避免待涂布物与其他元件进行接合时,发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷现象。
图1为本发明的第一实施例的水胶涂布方法的结构示意图。请参照图1,以下介绍第一实施例的水胶涂布方法。在第一实施例中,待涂布物1系以具有作为待涂布面的平面的玻璃基板为例,但本发明不限于此,待涂布物1的待涂布面的面积与形状皆不受限,待涂布物1 可为镜片模组、触控模组、显示器模组、智能手表、车用相关触控元件、电子装置或需要高透光性的相关电子零件,其中显示器模组包括背光模组、发光二极体模组或有机发光二极体模组等。待涂布物1设于一涂布平台2上。首先,提供一多点压电式喷涂装置3,多点压电式喷涂装置3储存有水胶31。此水胶31可为低黏度的光学水胶,但本发明不限于此。水胶 31的黏度不能太高,若黏度太高,则困在水胶31与待涂布物1之间的气泡较难排出。相反的,水胶31的黏度也不能太低,虽然低黏度的水胶31具有较佳排泡性,但水胶31的尺寸难以控制,非常容易造成溢胶。因此,本发明所使用的水胶31的黏度在摄氏25度实质上为5-500 厘泊·秒,较佳为在摄氏25度实质上为10-100厘泊·秒。此外,水胶31亦可具有高透光性,举例来说,可具有大于99.5%的透光性。当水胶31的透光性愈高,代表水胶31的黏度愈低。所以控制水胶31的透光性亦可适度地取得低黏度的水胶31。接着,利用多点压电式喷涂装置3向待涂布物1同时喷涂以水胶31形成的多个液滴311,其中所有液滴311在着陆于待涂布物1的平面前彼此不接触,每一液滴311不具有狭长尾部形状。每一液滴311之所以不具有狭长尾部形状,是因为水胶31的低黏度。因为液滴311不会沾附在多点压电式喷涂装置3 上,所以每一液滴311在被喷出时不会形成拖曳状态而具有狭长尾部形状。最后,所有液滴 311在着陆于待涂布物1后,所有液滴311于待涂布物1上扩散并结合,以于待涂布物1的待涂布面上形成表面平整的一胶膜4。若液滴311具有狭长尾部形状,则当所有液滴311在着陆于待涂布物1后,液滴311的狭长尾部形状会撞击原本形成在待涂布物1上的胶膜4,导致最后形成的胶膜4的表面不再平整,厚度也不再均匀。换句话说,因为液滴311不具有狭长尾部形状,故可以有效控制所有液滴311在待涂布物1上的流动性,以精准地控制胶膜 4的厚度均匀性与表面粗糙度。一般来说,胶膜4的厚度愈薄,则胶膜4的表面粗糙度与厚度均匀性愈难控制,因为水胶31的使用量小,故修正胶膜4的表面粗糙度的机率也小,导致表面粗糙度很容易变高。但水胶涂布方法所形成的胶膜4具有超薄厚度与超低的表面粗糙度,以避免待涂布物1与其他元件进行接合时,发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷等现象。举例来说,胶膜4的厚度实质上为10-200微米,较佳为20-150微米,最佳为20-40微米。胶膜4的表面粗糙度实质上为1-10微米,较佳为2-5微米。
在本发明的某些实施例中,水胶31可包括50-90重量百分比(wt%)的主胶体、5-50重量百分比的合成树脂、1-10重量百分比的光引发剂与1-10重量百分比的黏性单体,主胶体为丙烯酸酯类或硅氧烷高分子,但本发明不限于此。单体是指可以和同种或是其他种类的分子藉由共价键链结成为聚合物的小分子。主胶体主要用在两被贴合物的黏接。丙烯酸酯类可包括可聚合寡合物(oligomer)与丙烯酸酯单体。可聚合寡合物例如为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸异辛酯。可聚合寡合物是一种含有不饱和官能机团的预聚物,就是胶质的主要基质,主要就是在交联反应,即固化反应之前保持胶水稳定性,以及与其他不饱和分子交联成大分子,也就是固化反应。可聚合寡合物通常占水胶31的整体50重量百分比以上,是水胶31固化主要反应物之一。丙烯酸酯单体例如为甲基丙烯酸甲酯或丙烯酸羧乙酯。丙烯酸酯单体带有不饱和基团的小分子化合物,受到紫外光后会跟可聚合寡合物交联反应,主要就是可以调节胶体的黏度以及交联的密度,根据丙烯酸酯单体带有的官能基的数量的不同,对于交联反应的速度以及交联后的模数都会改变。通常丙烯酸酯单体占水胶31整体 20重量百分比以上,也是水胶31固化的主要反应物之一。合成树脂用于调整黏度与黏接性,以控制或增强水胶31的性能。合成树脂可为乳化剂、分散剂、增稠剂或稳定剂等等,例如为聚丙酸酯、聚氰基丙烯酸酯或其混合物,通常占水胶31的整体10重量百分比以下。光引发剂为催化剂作用,在照射紫外光后会产生自由基或是阳离子,进而引发聚合与交联反应。光引发剂例如为2,4,6-三甲基苯甲酰基膦酸乙酯或2-异丙基硫杂葱酮。通常即使是感光材料若没有加入光引发剂也没办法很快固化,通常光引发剂只占水胶31的整体的10重量百分比以下,只需要加入小部分的光引发剂就可以引起连锁反应,但如果加入过多的光引发剂,容易造成胶体黄化等现象。黏性单体主要用来微调水胶31的黏度与黏接性,黏性单体例如为聚氨酯类,但本发明并不以此为限。
以下介绍水胶31的制作方法。首先,于摄氏25度下对主胶体进行离心脱泡。举例来说,先以每分钟2000转(rpm)持续1分钟进行离心脱泡,再以每分钟2200转持续30秒进行离心脱泡。在离心脱泡主胶体后,于摄氏25度下,均匀混合主胶体、合成树脂与黏性单体5分钟,以形成第一混合胶体。接着,于摄氏25度下,混合第一混合胶体与光引发剂5分钟,以形成第二混合胶体。最后,于摄氏25度下,脱泡第二混合胶体,静置后以形成水胶31。本发明并不限制以上所使用的回转率与时间,只要能形成水胶31的回转率与时间皆包括在本发明的申请专利范围内。
在本发明的某些实施例中,多点压电式喷涂装置3可包括至少一个压电喷射阀32与多个喷嘴33。为了方便与清晰度,在此以一个压电喷射阀32为例。压电喷射阀32中安装有多支推杆34。所有喷嘴33设于压电喷射阀32上,并分别套设所有推杆34,每一喷嘴33具有互相连通的储液室331与喷孔332,喷孔332朝向待涂布物1,其中喷孔332的孔径d实质上为10-120微米,较佳为20-80微米。相邻两喷嘴33之间的距离D实质上为30-2800微米,较佳为50-2000微米。所有推杆34分别伸入所有喷嘴33的储液室331,且储液室331存有水胶31。在压电喷射阀32接收电压时,利用电压推动所有推杆34,进而将水胶31通过喷孔 332喷出,以形成所有液滴311。此外,多点压电式喷涂装置3的压电喷射阀32还可组装于一驱动机构5上。在利用多点压电式喷涂装置3向待涂布物1同时喷涂所有液滴311时,驱动机构5移动多点压电式喷涂装置3,例如是一维移动、二维移动或三维移动,以利用多点压电式喷涂装置3向待涂布物1的不同区域喷涂所有液滴311。
图2为本发明的一实施例的待喷涂物、胶膜与透明感测层的结构剖视图。请参照图2,透明感测层6透过胶膜4形成于作为待涂布物1的玻璃基板的平面上,以形成触控模组。由于胶膜4的表面极其平整,故在透明感测层6贴合于胶膜4时不会产生接口气泡与缺陷,并可避免发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷等现象。此外,待涂布物1亦可以透明感测层6实现,此时胶膜4可先形成在透明感测层6上,接着再将玻璃基板透过胶膜4形成于透明感测层6上。
图3为本发明的一实施例的呈矩阵排列的液滴与待涂布物的结构俯视图,图4为本发明的一实施例的呈交错排列的液滴与待涂布物的结构俯视图。请参照图3与图4,在所有液滴 311在着陆于待涂布物1时,所有液滴311在待涂布物1上呈矩阵式排列或交错式排列,但本发明不限于此。矩阵式排列代表相邻列及相邻行的液滴311彼此对齐,交错式排列代表相邻列及相邻行的液滴311彼此错开。图5为本发明的一实施例的扩散中的液滴与待涂布物的结构俯视图,图6为本发明的一实施例的胶膜的结构俯视图。当所有液滴311在着陆于待涂布物1后,如图5所示,所有液滴311于待涂布物1上扩散并结合,以于待涂布物1的待涂布面上形成表面平整的一胶膜4,如图6所示。
在图6中,系以X轴表示胶膜4的水平方向,Y轴表示胶膜4的垂直方向。图7为图6 的X方向的胶膜的厚度的曲线图,图8为图6的Y方向的胶膜的厚度的曲线图。请参照图6、图7与图8,其中实线代表胶膜4的厚度,虚线所指到的X或Y坐标位置,为扫描 的起点或终点。由图可知,不论是X轴或Y轴,胶膜4的厚度约为35微米。胶膜4的厚度几乎保持固定,代表胶膜4的表面相当平整。
图9为本发明的第二实施例的水胶涂布方法的结构示意图。请参照图9,以下介绍第二实施例的水胶涂布方法。第二实施例与第一实施例差别在于压电喷射阀32的数量。在第二实施例中,压电喷射阀32的数量有多个,且所有压电喷射阀32皆组装于驱动机构5上。所有压电喷射阀32中分别安装有多支推杆34,所有喷嘴33分别设于压电喷射阀32上。驱动机构5可依需求控制所有压电喷射阀32之间的距离,进而调整所有喷嘴33之间的距离D,以调整液滴311于待涂布物1上的位置。
图10为本发明的第三实施例的水胶涂布方法的结构示意图。请参照图10,以下介绍第三实施例的水胶涂布方法。第三实施例与第一实施例差别在于待涂布物1。在第三实施例中,待涂布物1系以镜片模组为例,镜片模组的曲面作为待涂布面。多点压电式喷涂装置3向待涂布物1同时喷涂以水胶31形成的多个液滴311,所有液滴311在着陆于待涂布物1后,所有液滴311于待涂布物1上扩散并结合,同样于待涂布物1的待涂布面上形成表面平整的胶膜4。
图11为本发明的第四实施例的水胶涂布方法的结构示意图。请参照图11,以下介绍第四实施例的水胶涂布方法。第四实施例与第一实施例差别在于待涂布物1。在第四实施例中,待涂布物1系以发光模组为例,发光模组的不规则表面作为待涂布面。多点压电式喷涂装置 3向待涂布物1同时喷涂以水胶31形成的多个液滴311,所有液滴311在着陆于待涂布物1 后,所有液滴311于待涂布物1上扩散并结合,同样于待涂布物1的待涂布面上形成表面平整的胶膜4。
图12为本发明的触控模组的结构示意图。如图12所示,触控模组7包括透明感测层71、光学水胶层72、透明盖板73与软性电路板74。此触控模组7是以本发明的水胶涂布方法所制作而成,触控模组7的长、宽与高分别为279公厘、213公厘与0.5公厘,经由可靠度环境测试可知,在摄氏65度下持续1000小时的相对湿度为90%,透明感测层71与透明盖板73 之间的贴合接口保持完整无任何缺陷。
根据上述实施例,水胶涂布方法利用多点压电式喷涂装置与低黏度的水胶向待涂布物喷涂不具有狭长尾部形状的液滴,以于待涂布物上形成表面平整的一胶膜,进而避免待涂布物与其他元件进行接合时,发生分层、膜厚不均、微裂痕等其他缺陷现象。
以上所述者,仅为本发明一较佳实施例而已,并非用来限定本发明实施的范围,故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰,均应包括于本发明的申请专利范围内。