衍射平顯組合鏡膠合技術

王鋼

【摘?要】衍射平顯采用全息光學技術，與普通平顯相比，具有更高的飛行信息顯示亮度和外景透過率、更大的瞬時視場和總視場。顯示的信息經過組合鏡準直成像在前方視場內“無限遠”處，通過平顯組合鏡看顯示信息的同時，還能同時看到現實外景和目標。

【關鍵詞】衍射平顯;組合鏡;膠合

1衍射平顯組合鏡膠合

1.1 膠合前準備

膠合工序對環境要求比較高，需保證膠合間清潔;同時控制室內溫度22℃～25℃，相對濕度不大于70%。膠合前的準備工作主要包括下述幾點：

1）配置醇醚混合液，無水乙醇與乙醚比例約2：8;

2）戴上橡皮手套，制備若干長絨脫脂棉球備用;

3）準備膠合過程中使用的無塵布;

4）準備膠合過程用到的單面刀片、雙面刀片、毛刷等;

5）準備待膠合的組合鏡基板和蓋板，檢查各工作表面的疵病等級是否滿足圖樣要求;

6）檢查組合鏡基板膜層是否存在色斑、灰霧及脫膜現象;

7）將超凈工作臺清清干凈并啟動，準備好需要的專用工裝。

1.2 清潔零件

清潔零件是膠合工序的重要環節，如果零件清潔不干凈，則容易引起膠層污染，導致膠層質量不合格。清潔光學零件的方法有手工擦拭和超聲波自動清洗等多種，超聲波清洗適用于鍍膜前大批量生產光學零件的清潔。由于組合鏡表面已經鍍膜，且批量不大，故采用手工擦拭方法進行清潔，清潔零件方法見圖4，有關注意事項如下：

1）清潔零件在潔凈間內的超凈工作臺下進行，調整超凈工作臺出風口風速0.3m/S～0.5m/S;

2）雙手佩戴無塵手套，拿住要膠合的零件非工作表面，用高純氮氣吹去零件表面灰塵，或圖4所示用毛刷去除表面灰塵;

3）按圖5所示用脫脂棉蘸醇醚混合液清潔組合鏡基板和蓋板的膠合表面，如有局部污染用拋光液復新;

4）清潔擦拭用力要適中，防止劃傷表面，按一定的擦拭方向不斷地、慢速地旋轉脫脂棉、脫脂布或擦拭紙，連續地改變與光學零件表面接觸的部分;

5）在黑背景下，利用臺燈的反射光檢查，對準光學零件表面哈氣，使被檢查表面凝結一層薄霧;若出現均勻透亮的薄霧且揮發后不存留印跡即表面油脂擦拭干凈;

6）若零件表面清潔不干凈，重復前述工藝步驟，清潔零件表面至光滑透亮時為上。

1.3 配置膠液GHJ-（Z）型環氧樹脂膠分為環氧樹脂和固化劑兩組分，分別密封在玻璃瓶內，用時將兩者混合均勻使用，配置的膠液置于廣口玻璃瓶內，相關步驟及注意事項如下：

1）將廣口玻璃瓶用醇醚混合液清潔干凈，然后用高純氮氣吹干;

2）用醇醚混合液清潔環氧樹脂膠和固化劑瓶口，去除瓶蓋易將兩者倒入廣口瓶內;

3）根據零件大小確定用膠量，上組合鏡用膠約2組分，后組合鏡用膠約4組分，后組合鏡用膠約6組分;

4）用干凈玻璃棒或其它干凈用具將膠液攪拌均勻，確保環氧樹脂與固化劑混合充分;

5）將膠液放置在超凈工作臺處靜止放置約5分鐘，待膠泡全部消失后使用，膠液靜止時間越長濃度越高。

1.4 涂膠

涂膠的工藝要點是，零件中心位置應有盡可能多的膠液。排膠時，在外力的作用下，膠液會往零件的四周流動擴散，這既可使膜層盡可能薄，又可減少出現膠泡。將靜止好的膠液大部分倒在清潔的組合基板膠合表面的中心位置，四周邊緣分別滴些點狀膠液，以避免排膠時周邊出現膠泡。

1.5 排膠

排膠屬膠合過程的重要一環，目的是實現膠合表面膠層的厚度均勻且無氣泡，同時保證零件的中心偏差及平行差滿足圖樣要求，排膠工藝步驟如下：

1）雙手夾持清潔的組合鏡蓋板非工作面，輕輕放在組合鏡蓋板上;

2）雙手均勻用力按壓組合鏡蓋板，使兩零件產生相對運動，排出多余的膠液和空氣，此過程中雙手不得接觸零件膠合表面;

3）用蘸有醇醚混合液的脫脂棉球或用過的脫脂布清潔零件四周多余的膠液，在日光燈下，透射及反射狀態下檢測膠合面是否存在膠泡、灰印等疵病，否則需及時拆開零件，清潔后重新膠合。

1.6 固化膠層

前組合鏡為透鏡，由凸透鏡基板和凹透鏡蓋板膠合而成。理論上，為保證零件的中心偏差盡可能小，應在定心儀下控制兩透鏡的相對位置。由于零件尺寸大，無法采用透鏡定心儀定心，在我所無反射定心儀的情況下，特將兩零件的外徑尺寸偏差控制在0.1以內，膠合時，確保兩零件四周平齊，既可滿足中心偏差不大于0.1的要求。

1.7 清潔及自檢

達到組合鏡膠層固化時間后，既可去組合鏡四周的磁性固定工裝;然后用單面或雙面刀片清除零件非工作面的殘余膠，再用醇醚混合液將零件表面清潔干凈。最后在暗背景的白熾燈光下檢查膠合層質量，確認膠合層有無氣泡、雜質、脫膠等不符合圖紙要求的疵病;同時檢查零件四周是否平齊，用測角儀檢測零件的平行差，確保不大于1′;用厚度儀測量零件的厚度，保證組合鏡總厚度在圖樣允許的范圍之內。

1.8 送檢

自檢合格的組合鏡，交由專職檢驗進行所有特性檢測，檢測的主要技術指標包括：

1）膠層質量：膠層干凈透亮，無脫膠、灰霧等疵病;

2）由分光光計測量組合鏡的光學特性，滿足圖樣要求的技術指標;

3）表面質量滿足疵?、跫壍囊?

4）零件平行差不大于1′;

5）前組合鏡周邊誤差不大于0.1;

6）零件的厚度在圖樣要求的范圍之內;

7）滿足GJB2485-1995的有關環境適應性的要求。

有關使用的檢測儀器及檢測方法由檢驗人員確定，在此不再贅述。近幾年，已累計膠合各種型號衍射平顯組合鏡數百臺套，工藝過程穩定，合格率達95%以上。

2波長調控工藝改進措施建議

波長調控環境目前處于非潔凈室狀態下進行?；覊m等雜質會附注于衍射層表面，對于以后的膠合封裝帶來很大隱患，以及對顯示質量影響較大。按照工藝設計要求，波長調控及測試需要在萬級潔凈室內完成操作。建議在溫控箱內制作組合鏡測試夾具，用光纖與分光光度計連接。這樣就不用取出基板，直接在溫控箱內進行波長調制及測試。建議膠合可以采用精度高的修邊機代替手工操作。膠合時可以采用輔助式夾具，控制蓋板的放置速度和力度，避免手工帶來的影響。即提高工作效率，也使組合鏡提高了成功率。

主要建議歸結于：

1改善實驗室生產的潔凈恒溫恒濕條件;

2盡量用機器手操作代替人工操作才能根本提高成功率和質量一致性穩定性。

3衍射制作工藝方法也需要隨之優化簡化和改進。

3結論

通過多年來對組合鏡膠合工藝的探索，工藝過程不斷完善，技術日臻成熟，產品合格率及質量大幅度提升。衍射平顯組合鏡膠合技術的成功，為產品批量生產及交付起到了重要作用，創造了巨大的經濟效益。同時為未來更大難度的產品零件的膠合積累了經驗，奠定了技術基礎。

參考文獻：

[1]《光全息術》于美文、張靜方著 北京教育出版社1995年

（作者單位：中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所）