導(dǎo) 讀:隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)運而生的電子數(shù)字應(yīng)用產(chǎn)品為人類生活帶來極大便利與樂趣,而所有數(shù)字產(chǎn)品都需通過一個顯示接口來呈現(xiàn)內(nèi)容,因此,顯示接口已成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。不同顯示技術(shù)在其中角逐,相關(guān)廠商投入資源開發(fā)新技術(shù)、新應(yīng)用,并為提升人類視覺享受而努力。其中,TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display - 薄膜晶體管液晶顯示器) 產(chǎn)品具有輕、薄、省能源、低幅射的優(yōu)點,已被視為主流顯示技術(shù)
關(guān) 鍵 詞:TFT-LCD 激光焊接
來源:通快公司
關(guān)鍵詞:TFT-LCD框架 激光焊接
1 行業(yè)背景
隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)運而生的電子數(shù)字應(yīng)用產(chǎn)品為人類生活帶來極大便利與樂趣,而所有數(shù)字產(chǎn)品都需通過一個顯示接口來呈現(xiàn)內(nèi)容,因此,顯示接口已成為產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點。不同顯示技術(shù)在其中角逐,相關(guān)廠商投入資源開發(fā)新技術(shù)、新應(yīng)用,并為提升人類視覺享受而努力。其中,TFT-LCD (Thin Film Transistor Liquid Crystal Display - 薄膜晶體管液晶顯示器) 產(chǎn)品具有輕、薄、省能源、低幅射的優(yōu)點,已被視為主流顯示技術(shù)。
TFT LCD面板供應(yīng)商預(yù)期2013年出貨量將增長8%,預(yù)估達到7.57億片、營收增長13%至853億美元。
金屬外邊框作為TFT-LCD液晶面板整體的重要組成部分,其市場需求量非常之大。
2 應(yīng)用需求
傳統(tǒng)的液晶顯示器金屬邊框是直接沖壓制作完成的,比如要做19"的金屬邊框,要用19"的金屬材料去沖壓,中間的要么沖壓小的邊框,要么廢棄,這樣比較浪費材料;采用新的工藝后,直接沖壓金屬邊框的框條,然后利用激光焊接機進行拼裝焊接起來,產(chǎn)品質(zhì)量和原來的一樣。
由于相關(guān)設(shè)計專利問題, 不同的廠家對于沖壓的形狀會有不同的選擇,具體來說有L型,U性或者單獨的條狀邊框等。圖1所示為L型
圖1 L型沖壓示例
在完成沖壓后,通過激光焊接的方式將不同形狀的沖壓件拼裝焊接起來。然后再通過后續(xù)的制程,將會完成液晶顯示器金屬邊框,如圖2所示。
圖2 液晶顯示器金屬邊框
3 激光焊接解決方案#p#分頁標題#e#
TFT-LCD液晶面板金屬邊框的材料一般是鍍鋅不銹鋼或低碳鋼材料,其厚度通常在0.4-0.6mm 之間。金屬邊框?qū)雍缚p處的不平度一般要求小于等于0.1mm左右
激光器可以使用CO2激光器,固體脈沖式激光器,固體連續(xù)碟片激光器,半導(dǎo)體激光器等等,以上各種激光器都已經(jīng)獲得了成功應(yīng)用。但是從激光器光電轉(zhuǎn)換效率,生產(chǎn)效率,穩(wěn)定性以及綜合性價比來說,固體連續(xù)碟片激光器或半導(dǎo)體激光器則是最佳的選擇。現(xiàn)實證明,此兩種激光器正在越來越多地成功應(yīng)用于TFT-LCD液晶面板金屬邊框的大規(guī)模生產(chǎn)中。圖3是TruDiode 2006(2000W)的激光焊接曲線圖
對于焊接時所使用的激光光斑直徑也是非常重要的,在同樣焊接深度的情況下,光斑太大則會降低焊接速度;光斑太小則可能會導(dǎo)致焊接質(zhì)量問題(如接縫間隙大于光斑直徑,則會焊接不牢)。但是,如果要求接縫間隙非常小,則會導(dǎo)致沖壓件生產(chǎn)成本增加。因此考慮到實際的生產(chǎn),綜合各方面因素,選擇0.6mm的焊接光斑直徑則是相對較優(yōu)的方案。
圖4 給出了一種高效的適合于TFT-LCD框架大規(guī)模生產(chǎn)激光焊接解決方案,此方案已經(jīng)在多個大型TFT-LCD框架生產(chǎn)工廠得到了成功應(yīng)用。此方案用于一個工件兩條焊縫,其采用一臺激光器連接兩條自動化生產(chǎn)線。
激光器采用德國通快(TRUMPF)公司TruDisk 1000或TruDiode 2006半導(dǎo)體激光器,4路激光輸出 - 分時輸出,分別配15-20m激光光纜和激光焊接頭。在工件表面處,激光光斑直徑為0.6mm。
當?shù)谝粭l線上料/定位/夾緊完成后,開始焊接的同時,另一條線進行上料/定位/夾緊的動作,然后交替進行。整個過程,激光器的4個光路切換都在50ms以內(nèi)。根據(jù)每條激光焊縫長度的不同(通常在40-60mm之間),此方案可以實現(xiàn)每個工件生產(chǎn)節(jié)拍僅需1.5-2s ,包括上下料時間,焊接時間。如果按2s計,可實現(xiàn)每小時生產(chǎn)1800個工件的高產(chǎn)能。
4 焊接質(zhì)量
激光焊接后的質(zhì)量非常高,其表面質(zhì)量高,變形小,激光焊接后的焊縫強度可以接近或達到材料母材的強度。 圖5 給出了激光焊接后的焊縫強度測試示意圖。
5 結(jié)論
對于TFT-LCD液晶面板金屬邊框,采用先沖壓后激光焊接的方式,其優(yōu)勢在于大幅提高了原始板材的利用率,降低了成本,避免了資源的大量浪費。
采用一臺德國通快TRUMPF公司激光器,并配以4路輸出,同時連接兩條自動化生產(chǎn)線的產(chǎn)線組織方式,保證生產(chǎn)節(jié)拍不影響的情況下最大程度地提高激光器利用效率,增加生產(chǎn)效率。 同時,保證焊縫的高質(zhì)量以及生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
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