Dây chuyền SMT thấu kính LED yêu cầu Lò nung UV (hoặc chính xác hơn, Lò nung UV) không phải để nung chảy thiếc hàn, mà để đóng rắn đồng thời nhiệt và tia cực tím của chất kết dính đặc biệt được sử dụng để cố định thấu kính quang học thứ cấp.

1. Quy trình Hai Phần trong Lắp ráp Thấu kính LED

Một dây chuyền SMT tiêu chuẩn cho các mô-đun LED liên quan đến hai quy trình chính thường diễn ra liên tiếp:

1.  Nung chảy thiếc hàn: Gắn các chip LED, điện trở, trình điều khiển (IC) và các linh kiện điện khác vào PCB bằng cách sử dụng keo hàn.

2.  Liên kết thấu kính: Gắn vật lý một thấu kính quang học bằng nhựa hoặc silicon lên trên (các) chip LED bằng chất kết dính trong suốt, có độ bền cao.

Chính quy trình thứ hai này—Liên kết thấu kính—yêu cầu lò nung UV.

 2. Vấn đề với Nung chảy tiêu chuẩn cho Thấu kính

Độ nhạy vật liệu: Thấu kính LED thường được làm từ nhựa nhạy cảm với nhiệt độ (như PC, PMMA) hoặc silicon. Lò nung hồng ngoại (IR) tiêu chuẩn làm nóng toàn bộ PCB đến nhiệt độ cao (thường vượt quá 240°C đối với thiếc hàn không chì). Điều này sẽ làm tan chảy, cong vênh hoặc đổi màu thấu kính mỏng manh, phá hủy sản phẩm.

Yêu cầu về chất kết dính: Chất kết dính được sử dụng để liên kết thấu kính không phải là thiếc hàn tiêu chuẩn. Chúng là các loại epoxy có thể đóng rắn bằng tia UV hoặc lai (UV + nhiệt) được điều chế đặc biệt. Chúng yêu cầu ánh sáng cực tím để bắt đầu quá trình đóng rắn hóa học.

 3. Cách hoạt động của Lò nung UV

Lò nung chuyên dụng này tích hợp hai chức năng vào một đường hầm duy nhất để giải quyết vấn đề này:

1.  Vùng nung đối lưu tiêu chuẩn (Nửa đầu của Lò):

Ø PCB, với tất cả các linh kiện điện đã được hàn, đi vào lò.

Ø Một vài vùng gia nhiệt đầu tiên sử dụng không khí nóng hoặc IR để cẩn thận đưa bảng mạch và chất kết dính thấu kính mới được phân phối đến nhiệt độ kích hoạt tối ưu (ví dụ: 80-100°C). Gia nhiệt trước này:

² Làm giảm độ nhớt của chất kết dính, cho phép nó lan ra một chút và làm ướt bề mặt tốt hơn.

² Tăng tốc đáng kể phản ứng đóng rắn UV sau đó.

² Vẫn thấp hơn nhiều so với điểm nóng chảy của vật liệu thấu kính.

2.  Vùng đóng rắn UV (Phần giữa của Lò):

Ø Sau khi gia nhiệt trước, PCB đi qua dưới đèn cực tím (UV) cường độ cao.

Ø Ánh sáng UV xuyên qua thấu kính trong suốt và tác động vào các chất khởi tạo quang học trong chất kết dính, kích hoạt phản ứng trùng hợp tức thời biến epoxy lỏng thành nhựa rắn, chắc chắn trong vài giây.

Ø Quá trình này tạo ra rất ít nhiệt ("đóng rắn nguội"), ngăn ngừa mọi hư hỏng cho thấu kính.

3.  Vùng làm mát (Phần cuối cùng của Lò):

Ø Cụm lắp ráp sau đó đi qua vùng làm mát, nơi nó dần dần được hạ xuống nhiệt độ phòng, làm đông đặc các mối hàn từ quá trình nung chảy ban đầu và hoàn thành quá trình đóng rắn của chất kết dính.

 4. Ưu điểm chính của việc sử dụng Lò nung UV

Ø Ngăn ngừa hư hỏng do nhiệt: Quá trình đóng rắn UV "nguội" đảm bảo thấu kính nhựa vẫn giữ nguyên hình dạng và trong suốt quang học.

Ø Đóng rắn cực nhanh: Đóng rắn UV diễn ra trong vài giây, làm tăng đáng kể thông lượng sản xuất so với chất kết dính khô bằng không khí chậm.

Ø Độ bền liên kết vượt trội & Độ tin cậy: Chất kết dính đóng rắn bằng tia UV tạo thành các liên kết rất chắc chắn, bền bỉ, có khả năng chống rung, ẩm và chu kỳ nhiệt, điều này rất quan trọng đối với các sản phẩm như đèn pha ô tô hoặc đèn chiếu sáng ngoài trời.

Ø Đóng rắn theo yêu cầu: Chất kết dính vẫn ở dạng lỏng cho đến khi tiếp xúc với ánh sáng UV, cho phép người vận hành có thời gian đặt thấu kính một cách chính xác mà không phải lo lắng về việc keo đông lại sớm.

Ø Tích hợp quy trình: Nó cho phép toàn bộ cụm lắp ráp—hàn và liên kết thấu kính—được hoàn thành trong một quy trình nội tuyến tự động duy nhất, tối đa hóa hiệu quả.

Tóm tắt: Tại sao nó được yêu cầu

Tóm lại: Lò nung UV là điều cần thiết vì nó cho phép liên kết nhanh chóng, đáng tin cậy và có độ bền cao của thấu kính LED nhạy cảm với nhiệt độ trong một dây chuyền SMT tự động, mà không làm hỏng thấu kính hoặc ảnh hưởng đến các mối hàn đã hoàn thành trước đó. Nó là công nghệ then chốt cho sản xuất số lượng lớn các sản phẩm chiếu sáng LED đáng tin cậy.