解决激光模组点胶胶水乱跑的实用方案
广州做激光模组点胶最头疼的就是胶水乱跑。模组内部空间紧凑,点胶时最怕胶水四处流散,尤其是狭小腔体里,要是胶水自流平性太强,很容易渗到不该去的地方。比如激光发光芯片所在的位置,胶水一旦流进去,轻则导致光斑不均、发光异常,重则直接点不亮模组。之前测试就碰到过这种情况,模组点亮后光斑歪歪扭扭甚至完全不亮,拆开一看,芯片引脚周围全是溢出来的胶水。
产线上这种情况更磨人。设备连续运转几小时,模组自身发热会让胶槽温度跟着升高,夏天车间温度高,胶水流动性更难把控。胶水调稀了,点下去就四处摊开,直接流到芯片上;调稠了,点胶不顺还容易拉丝堵针头,点胶量也不好控制。
选胶水的时候我们主要卡两个标准,首先导热要好,能把芯片的热量导出去;其次绝缘性要强,绝对不能导电。激光模组工作时温度不低,要是胶水导热差,热量闷在里面,芯片寿命肯定受影响。绝缘更是底线,胶水本身得绝缘,固化后性能也得稳定,不能受热或者吸潮就掉绝缘等级。
后来试了DEAMCHEAS M3587单组分胶水,用下来确实省心。我们重点测了它的流动性,尤其是倾斜面的表现。把这款胶放在60度斜面上放段时间,胶体前端位移很小,没明显流淌。这个特性对狭小腔体点胶太关键,胶点下去能稳住形状,不会自己摊开流走。
导热性能也测了,M3587的导热系数大概0.8W/m·K,对结构胶来说够用。我们模拟模组连续工作的状态,在85度环境里测胶层热阻,当胶层厚度控制在0.2毫米左右时,热阻比较低,热量能较快传到外壳。实际装成模组做老化测试,连续点亮48小时,芯片结温比用普通胶低了七八度。
绝缘性能测的更细,体积电阻率超过10^15Ω·cm,这个数值很高,能保证胶体本身不导电。更关键的是耐压表现,我们测了不同厚度固化胶层的耐电压值,0.1毫米厚的胶层,能承受1500V以上交流电压一分钟不击穿。这个绝缘强度,对激光模组内部几十伏的工作电压来说,余量足够充足。
黏度控制也得盯紧。M3587在25度时黏度大概45000mPa·s,这个黏度范围点胶顺手,用点胶机出胶流畅,不容易拉丝。我们用27号针头试过,连续点几百个模组,没出现堵针头的情况。胶体触变性也不错,静止时黏度高,受剪切力时黏度会下降,既能顺畅出胶,点下去后也不会随便流走。
我们做过对比测试,在同样的狭小腔体结构里,用不同胶水点胶。有的胶水点下去不到5秒就摊开一大片,甚至流到2毫米外的芯片焊盘上。换成M3587后,胶点位置基本没变,边缘清晰,没出现浸润扩散的情况。固化后切开剖面看,胶体刚好填满需要粘接的缝隙,没越过设定的边界。
热老化后的性能也跟踪过,用M3587粘接的模组放在85度、85%湿度的环境里放500小时,拿出来测绝缘电阻,数值没明显下降。冷热冲击测试也做了,在-40到125度之间循环200次,胶层没开裂,和基材的粘接力也没掉。
这款胶的适用期也够用。开封后放在点胶机里,车间常温下放8小时,黏度变化很小,不影响点胶性能。夏天车间温度到35度时,我们看胶槽里的胶,没出现明显变稀或者冒泡的情况。
激光模组属于精密器件,胶水选对了,生产良率能提上来不少。胶水乱跑的问题解决后,模组的短路不良率从千分之五降到了万分之五以下,发光异常的情况基本没再出现,光斑一致性也更好。
实际用下来,M3587在导热和绝缘上确实平衡得不错,导热够用来带走热量,绝缘可靠不会出问题。它的流挂控制是最大亮点,特别适合空间紧凑的点胶场景。胶水能待在该待的地方,不越界不添乱,生产就顺畅多了。现在产线固定用这款胶,工程师省心,操作工也省事,点胶参数调好一次基本不用动,良率也稳。
