隨著5G、AI算力和數據中心的快速發展,光模塊市場正在向1.6Tbps甚至更高速率轉型。高密度集成與信號完整性成為關鍵技術挑戰,尤其是在光模塊的組裝中,透鏡的點膠工藝顯得尤為重要。
由于1.6T光模塊的透鏡較小,透鏡之間的間距也非常小,因此,對點膠位置精度、膠量控制精度要求極高,以確保光信號的傳輸質量。
拏云智能科技(江蘇)有限公司(以下簡稱:拏云智能)專注于精密流體控制解決方案,以多年技術和工藝積累,以及積極的行業應用創新,不斷突破傳統點膠技術邊界,助力光通信產業工藝持續革新。
以光模塊透鏡側邊固定保護膠為例,存在如下幾個工藝難點:
1:工藝要求在兩個透鏡側邊點保護膠對透鏡進行固定保護,透鏡本身較小,不超過1*0.8mm,兩個透鏡之間的間距只有約0.5mm,同時需要點盡可能多的膠以保證透鏡固定強度,同時側壁點完膠之后要求不能粘連,因此工藝要求沿著每個透鏡的邊緣進行小于0.25mm的精準點膠,中間保留一定的間隙。而常規最小針頭外徑在0.3mm,而噴膠方案存在散點導致產品報廢風險。
點膠效果圖
2:透鏡底部之前已經有UV膠填充,膠水邊緣和Lens邊緣灰度值很相似,導致無法精確抓取到Lens的邊界,進而影響視覺定位精度。
3.膠水本身特性難處理,膠水粘度800000cPs(25°),粘度非常高,且對外界環境溫度變化敏感,而該工藝對設備出膠精度控制非常嚴格,膠量微小的變化就直接影響點膠效果,導致斷膠或者連膠。
4:因上述極限的工藝要求,對點膠設備機械精度、視覺精度、軟件控制算法要求都很高,點膠位置偏差要控制在±0.01mm以內。
拏云智能創新型解決方案
1:專業的光學方案
拏云智能擁有專業的光學和視覺團隊,通過光學成像分析和上百次的打光實驗,給出了效果良好的光學解決方案,通過高精度相機及遠心鏡頭搭配環形光,實現產品清晰成像及精確定位。
光學方案打光效果
由上圖可見,采用后者打光方案可有效規避產品底部膠水干擾問題,且Lens邊界清晰可見,實現精確定位。
2:定制超薄壁針頭
針對該點膠工藝要求,項目組設計了高精密高拋光度針頭,內徑0.15mm,壁厚僅為0.04mm,針頭長度在1.9mm。有效解決無法下針及對針的問題,從而保證出膠穩定性。
3:膠桶恒溫裝置
項目組設計了膠水恒溫膠桶及控制機構,避免環境溫度對膠水的影響。采用自研DP600型控制器,穩定性較高,從而實現精確膠量控制,最終實現穩定性出膠量,和良好的點膠效果。
4:高精度平臺及五軸運控算法
設備采用大理石框架提高設備整體的機構精度,減少形變。XY采用直線電機有效提升軸精度,搭載穩定的五軸算法系統。整體設備動態定位精度可精確控制在0.01mm以內。保證了設備定位、點膠的精度。最終實現可持續、穩定、高效的工藝處理方案。
設備精度展示
靜態精度
靜態測試機械+視覺精度,測試結果為:X軸偏差在0.006mm以內,Y軸偏差在0.006mm以內
動態精度
動態測試機械+視覺精度,測試結果為:X軸偏差在0.007mm以內,Y軸偏差在0.007mm以內。
綜合應用上述方案,最終實現了客戶工藝要求,達到了高精度,高穩定性,并具備量產能力的解決方案。