一种聚光性数码管及其加工工艺的制作方法

本发明属于数码管技术领域，特别涉及一种聚光性数码管及其加工工艺。

背景技术：

随着技术的发展，数码管在数字显示领域普遍应用。现有的数码管其电路板安装在外壳体或显示面板上，光线通过外壳体或显示面板上的通道发射，使得光线发散，造成显示效果不佳，降低数码管的整体性能。因此需要一种有良好聚光性的数码管，提高显示效果。

技术实现要素：

本发明提供了一种聚光性数码管及其加工工艺，从结构及其加工工艺方面提高数码管的聚光性，提高产品的显示效果。

为解决其技术问题，本发明提供的一种聚光性数码管包括壳体和pcb板，该壳体设有容纳pcb板的安装腔，该安装腔的底部开设有多个发光通道，该pcb板对应多个发光通道的位置相应设有晶片，多个发光通道构成显示图案；壳体设有显示表面，该显示表面与安装腔相背设置，该显示表面依次贴敷有显示面膜和透光保护膜；上述安装腔以及其发光通道填充有聚光胶体，上述pcb板通过聚光胶体以灌胶的方式相对固定于壳体；pcb板焊接有pin针，该pin针穿过聚光胶体外露，作为引脚线。

一种聚光性数码管的加工工艺包括以下步骤：

(1)跳pin；

(2)压pin：将pin针压入pcb板的pin孔中；

(3)固晶：对晶片进行扩晶后，通过固晶机对pcb板进行固晶；

(4)前烤：设定烤箱的烘烤温度，对完成固晶的pcb板进行计时烘烤；

(5)焊线：使用焊线机对晶片进行焊线；

(6)前测：依次通过电性测试机、光色测试机对pcb板进行电性测试、光学性能测试；合格的良品进入下一工序，不合格的不良品送至返修处理；

(7)壳体吹尘：使用气枪对壳体进行吹尘；

(8)贴带：于壳体显示表面贴敷胶带；

(9)壳体预热：将壳体放入烤箱，设定好预热温度，预热一定的预热时间。

(10)聚光胶体的制备：包括①预热、②配胶；

(11)灌胶：调整好注胶嘴的工作状态和灌胶参数，对壳体灌胶；

(12)组板：包括①真空脱泡、②套板：将pcb板插入胶液中、③压板；

(13)后烤：设定烤箱的烘烤温度，对完成组板的产品进行计时烘烤；

(14)后测：依次通过电性测试机、光色测试机对pcb板进行电性测试、光学性能测试；合格的良品进入下一工序，不合格品回收处理；

(15)贴膜：于壳体的显示表面依次贴敷显示面膜和透光保护膜；

(16)包装入库。

由此，使用聚光胶体，并通过灌胶工艺进行组板封装，提高数码管的聚光性。通过采用控制工艺操作温度的方式，调控好壳体预热的预热温度、聚光胶体的预热温度、后烤温度等，使聚光胶体在产品上从聚光性和使用寿命等方面能够展现更优的使用性能。

进一步地，上述步骤(4)前烤中，烘烤温度为150±5℃，计时烘烤的烘烤时间为2小时。

进一步地，上述步骤(4)前烤中，放入pcb板前，烤箱先预热至100℃以上；预热完毕后，将完成固晶的pcb板放入烤箱，待显示温度达到设定的烘烤温度时，打开计时开关，开始计时烘烤。

进一步地，上述步骤(7)壳体吹尘中，按其安装腔朝下的方向，将壳体排列轻放至钢网上，同时钢网下方放有带水的水盆；通过钢网将壳体夹紧进行翻转，使其安装腔一面朝上；然后使用气枪对准每一壳体进行全方位吹尘，重复吹尘2～3遍。

在钢网下放置水盆，可吸附从壳体吹下的灰尘，避免灰尘在空气中飞扬，引起二次污染；当水盆中的水漂浮过厚一层异物时应及时更换水，保证水层对灰尘的容纳空间，进而保证壳体吹尘后表面清洁度达到生产标准。

进一步地，上述步骤(9)壳体预热中，预热温度为75±5℃，预热时间为至少2小时。

进一步地，上述步骤(11)灌胶中，调整注胶嘴的间距、以及注胶嘴至壳体间的距离，保证一列的每个壳体分配相同数量的注胶嘴，并且注胶嘴间的中心点对应壳体相应的中心线，每一注胶嘴至壳体顶端平面的垂直距离同为任一手指的高度。

进一步地，上述步骤(11)灌胶中，调节好注胶输胶量为0.01～5.5g、出胶速度为6ml/s、防滴时间为0.1s

进一步地，上述步骤(13)后烤中，烘烤温度为60～90℃，烘烤时间为6～9小时。

本发明结构简单，工艺流程操作方便，自动化程度高，从结构和工艺双方面提高了数码管的聚光性能，优化了显示效果。

附图说明

图1为本发明一种聚光性数码管的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细的描述。

如图1所示，本发明一种聚光性数码管包括壳体1和pcb板2，壳体1设有容纳pcb板2的安装腔3，该安装腔3的底部开设有多个发光通道31，pcb板2对应多个发光通道31的位置相应设有晶片，多个发光通道31构成了数码管的显示图案；壳体1设有显示表面4，该显示表面4与安装腔3向背设置；上述显示表面4依次贴敷有显示面膜和透光保护膜(图中未画出)；安装腔3以及其发光通道31填充有聚光胶体5，并且采用该聚光胶体5以灌胶的方式将pcb板2固定于壳体1；具体的，壳体1设有定位柱6，pcb板2设有匹配的定位孔，放置pcb板2时将定位孔套于定位柱6，提高pcb板2上晶片与发光通道31的对准率；该pcb板2焊接有pin针7，pin针7穿过聚光胶体5外露，作为引脚线。具体到本实施例，聚光胶体5由环氧树脂或混合一定量的扩散剂制成，具体根据产品即生产的需求确定扩散剂的成分比例。

本发明一种聚光性数码管的加工工艺包括如下步骤：

(1)跳pin

将pin针置于跳pin盒里，将pcb板对应模具的pin槽排放好，然后将模具盖上模盖后扣锁于跳pin盒，再将整套跳pin盒对应旋转杆槽放入跳pin机，最后开启电源开始跳pin，控制跳pin时间在25～45秒间。注意每隔大约一个小时，需更换pin槽中剩余的pin针。

(2)压pin

将完成跳pin的pcb板从治具槽推进至压pin机的治具上，并且使pcb板对应上下压模的中心位。此时的pcb板紧贴治具，操作人员双手同时按下液压开关，上压模下压将pin针压入pcb板的pin孔中。

完成压pin，上压模上升，使用下一待压pin的pcb板将已完成压pin的pcb板推出，同时下一待压pin的pcb板被推进压pin机的治具，开始下一轮压pin工作，如此循环工作。

压pin后，pin针压入pcb板的一端部与pcb板平齐，该端部进行焊锡，焊锡高度为0.15±0.03mm。

(3)固晶

固晶前先对晶片进行扩晶处理，通过扩晶机将晶片的晶粒间距扩开至1～3个晶粒宽度。扩晶时，扩晶机的下平台温度控制在45～70℃间，气压控制在0.4～0.8mpa间。

将pcb板排放至固晶夹具，并用刷子按从左至右、从上至下的顺序刷版除尘，然后通过固晶机进行固晶作业。控制固晶的取浆高度为-500～-6000μm，固浆高度为-3000～900μm，单步调节为10μm，顶针高度为50～1500μm，单步调节为1～50μm，固晶高度为-4000～10000μm，单步调节为50～200μm，取晶高度为-11100～6000μm，单步调节为50～200μm，具体参数数值根据实际生产情况而定。固晶胶的高度为晶片高度的1/3～1/2，优选为1/3。具体到本实施例，固晶胶为银胶。

(4)前烤

设定烤箱的烘烤温度为150±5℃，放入pcb板前烤箱先预热至100℃以上。预热完毕后，将完成固晶的pcb板放入烤箱，待显示温度达到设定的烘烤温度时，打开计时开关，开始计时烘烤，并做好烘烤记录，加热烘烤时间为2小时。

计时烘烤完毕后，烤箱自动停止加热，待降温10～15分钟后将pcb板取出。

注意，在升温和恒温过程中，烤箱侧面的进风口打开一半，排风口必须连接好排风管道。超温保护旋钮比设定的烘烤温度高20℃，此操作由技术员完成，作业员负责检查，不得随意调整。

(5)焊线

调整好产品夹具，装好pcb板，在调整好焊线机的夹具平台后，将产品夹具放入夹具平台夹紧，设定相应的参数，在显微镜下观察试焊一个产品，待qc检测达标后进行焊线加工。具体到本实施例，使用铝线进行焊接。焊线完毕的pcb板按行排列放置于防静电黑盒中，行间距以刚好放入一个手指能够抓拿为宜。

焊线时，焊线功率为70～110w，压力80～160g，时间为10～30秒。第一焊点球形必须在晶片铝垫以内，第二焊点球形必须在pcb板金道平坦部分，并且焊点球形的直径为焊线线径的1.3～1.8倍，焊线的弧度为晶片高度的1.2～2倍，优选为1.5倍，具体地，焊线的弧度为晶片的底面至焊线的高峰点的垂直距离。

(6)前测

调节锁紧座的间距，使其适合待测pcb板的两排pin针间的距离；按规定方向将待测pcb板插入锁紧座，并夹紧，启动测试机，重复上述操作，依次通过电性测试机、光色测试机对pcb板进行电性测试、光学性能测试。

测试后，合格的良品放入良品盘中并标识，等待进入下一加工工序；亮度、颜色不均的产品，按限度样品判定，采用消光针笔进行消光处理；不合格的不良品，挑掉焊线或挑掉晶粒分类放入不良品盒中并标识，送至返修处理。

(7)壳体吹尘

按其安装腔朝下的方向，将壳体排列轻放至钢网上，同时钢网下方放有带水的水盆；通过钢网将壳体夹紧进行翻转，使其安装腔一面朝上；然后使用气枪对准每一壳体进行全方位吹尘，重复吹尘2～3遍。吹尘完毕后，再次将壳体翻转，使其安装腔朝下，然后以分层纸皮做间隔，将壳体以一次吹尘的一层壳体为单位分层排放，等待下一工序使用。

吹尘过程中，控制气枪气压为0.4～0.8mpa。在钢网下放置水盆，可吸附从壳体吹下的灰尘，避免灰尘在空气中飞扬，引起二次污染；当水盆中的水漂浮过厚一层异物时应及时更换水，保证水层对灰尘的容纳空间，进而保证壳体吹尘后表面清洁度达到生产标准。

(8)贴带

将壳体按治具的定位缺口方向排放在贴带模具上，然后将装好壳体的贴带模具按同一方向放至贴带机的台面，并靠紧定位条，接着启动电源开关，完成一次贴带，使壳体的显示表面贴敷有胶带，避免后序加工工序刮花显示表面，并且封住发光通孔，为后序灌胶做准备。将完成贴带的壳体，以一次完成贴带过程的一列壳体为单位，按列摆放至中转纸板，并且利用每列壳体的两侧边缘外漏的胶带相贴连成一体，一板中转纸板摆放完毕后，铺上一张隔层纸。将每板壳体按层叠放呈叠，以叠为单位转送至下一工序，具体地，每叠壳体不超过20层。

贴带机工作过程中，控制机器的气压为0.1～0.4mpa。

(9)壳体预热

将壳体放入烤箱，每次预热所取的壳体不超过10层；设定好预热温度为75±5℃，预热时间为至少2小时，并且做好记录，具体的预热温度和预热时间根据工作环境的气温变化进行调整。当工作环境气温低于20℃时，预热温度为80℃，预热时间为至少2.5小时；并且预热完毕的壳体取出后必须在60分钟内灌胶使用完毕，否则下次使用前须重新预热。

(10)聚光胶体的制备

①预热

设定好烘箱的预热温度为65±5℃，将环氧树脂和扩散剂放入烘箱进行预热，预热时间为至少1小时。具体到本实施例，环氧树脂采用a胶和b胶，其预热温度不能高于80℃。

②配胶

按重量份配比a胶：b胶：扩散剂＝100：100:4，根据产品的大小，使用电子称分别称取一定量的a胶、b胶和扩散剂，然后倒入混合液中搅拌7～10分钟。注意每次称取a胶的量不能超过2500g，避免配胶量过多不能及时使用完毕造成浪费。

当工作环境气温低于20℃时，配置好的聚光胶体应放至烤箱内，以65℃的预热温度再次预热10分钟，待下一工序使用。

(11)灌胶

准备好预热完毕的壳体，并保持壳体温度在25～45℃间完成灌胶。调整注胶嘴的间距、以及注胶嘴至壳体间的距离，保证一列的每个壳体分配相同数量的注胶嘴，并且注胶嘴间的中心点对应壳体相应的中心线，每一注胶嘴至壳体顶端平面的垂直距离同为任一手指的高度。

将配好的聚光胶体倒入灌胶瓶，调节好注胶输胶量为0.01～5.5g、出胶速度为6ml/s、防滴时间为0.1s，开始自动灌胶。灌胶过程中控制机器的气压为0.4～0.8mpa，具体的灌胶参数根据不同的产品进行调节，具体的输胶量以灌胶后胶层高及壳体的定位柱为标准。

(12)组板

①□真空脱泡

设定好真空箱内腔温度为55～65±5℃，将灌胶完毕的壳体水平、整齐地单层摆放于真空箱的内层架，拧紧进气阀，开启设备，真空脱泡。待真空箱内气压达到-0.1mpa时(观察真空表)，开始计时脱泡，脱泡时间为15～35分钟，优选30分钟。计时完毕，先将进气阀缓慢打开，待真空箱内气压下降时关闭真空泵电源，待真空箱内气压恢复大气值时开门取出壳体，并整齐地按层叠放，待下一工序使用。

将壳体放入真空箱时，要求从上往下一层一层摆放；脱泡完毕取出时，要求从下往上一层一层取出。真空脱泡过程的操作顺序直接影响壳体的脱泡效果，最终影响产品的质量。

②套板

准备好前测合格的pcb板，将完成脱泡的壳体按统一的方向排入铝板，夹取pcb板，使其未设引脚线的一侧表面浸泡于除气泡液中，保证接触面完全浸泡并沾取除气泡液，然后放入壳体的安装腔内。放入pcb板时，根据定位柱，先将pcb板的一侧边插入壳体的胶液中，然后以此为轴，缓慢地放下另一侧边，保证过程中不会产生气泡。

夹取pcb板时应注意，使用两只手指抓取pcb板的pin针，不要触碰到pcb板的其余部位，避免污染产品。

③压板

套板完毕的半成品应立即进行压板，使pcb板压紧于壳体，并在10分钟内放置于事先加温预热好的烤箱。

(13)后烤

设定烤箱的烘烤温度为60～90℃，将产品按层、由下至上地放入烤箱的隔层钢架中，每隔层最多放置三层产品，入烤放置完毕后，开始计时烘烤，并做好烘烤记录，烘烤时间为6～9小时。计时结束后，关闭加热电源约半小时后打开烤箱门，取出产品。

取出产品前，先用手指或刀片施加力在胶体上面压或划，确认胶体完全固化无大面积裂痕才能出烤。

(14)后测

调节锁紧座的间距，使其适合待测产品的两排pin针间的距离；按规定方向将待测产品插入锁紧座，并夹紧，启动测试机，重复上述操作，依次通过电性测试机、光色测试机对产品进行电性测试、光学性能测试。检测合格的产品进入下一工序，不合格品回收处理。

(15)贴膜

将产品的胶带撕去，按要求依次贴敷显示面膜和透光保护膜，并以手指轻压。

(16)包装入库

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。