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紫外光固化膠在汽車攝像頭模組鏡頭固定中的應用
來源: | 作者:格姆特膠粘劑 | 發布時間: 2025-07-16 | 131 次瀏覽 | 分享到:
本文聚焦紫外光固化膠在汽車攝像頭模組鏡頭固定中的核心應用，解析其通過光學性能、快速固化及環境耐受特性實現的技術突破。UV 膠固化后透光率≥99%，在 5-10 秒內完成初固，同時滿足 - 40℃~150℃寬溫域耐候性與 IP68 防護要求，有效抵御 10-2000Hz 振動及鹽霧、濕熱等極端環境考驗。其微米級定位精度（±5μm）與低收縮率（≤0.5%）確保鏡頭光軸偏移 < 0.01°，助力 ADAS 系統實現高分辨率成像。

汽車攝像頭作為智能駕駛的 “眼睛”，其成像精度與可靠性直接影響 ADAS 系統性能。鏡頭作為攝像頭核心部件，需通過膠粘劑實現與基座的精密固定，同時保障光學性能穩定性。紫外光固化膠（UV 膠）憑借快速固化、高透光率及微米級定位精度，成為鏡頭固定的關鍵材料。本文聚焦 UV 膠在汽車攝像頭模組鏡頭固定中的應用邏輯，解析其技術要求與工藝適配方案。


一、鏡頭固定對膠粘劑的核心性能要求

汽車攝像頭鏡頭通常由 3-7 片玻璃或塑料鏡片堆疊而成，單鏡片厚度 0.5-2mm，直徑 8-20mm。在 - 40℃~85℃寬溫域工作環境下，膠粘劑需滿足以下指標：


  1. 光學性能

    • 透光率≥99%（400-700nm 可見光范圍），折射率與玻璃基材（1.52）或塑料基材（1.49）匹配誤差≤±0.01。

    • 低黃變指數（ΔE≤1），避免長期使用后膠層泛黃影響成像質量（如 LED 車燈照射 1000 小時后）。

  2. 力學性能

    • 常溫剪切強度≥20MPa，-40℃低溫剪切強度保持率≥85%，抵御車輛行駛中產生的振動（如 10-2000Hz 正弦振動，振幅 0.3mm）。

    • 固化收縮率≤1%，防止膠層收縮導致鏡頭光軸偏移（偏移量需控制在 ±5μm 以內）。

  3. 環境適應性

    • 通過 IP68 等級測試（1 米水深浸泡 24 小時無進水），耐鹽霧腐蝕（5% NaCl 溶液噴霧 96 小時無銹蝕）。

    • 抗砂礫沖擊性能（如 1mm 鋼珠從 1 米高度自由落體沖擊膠層，無裂紋或脫落）。



二、適用于鏡頭固定的 UV 膠類型及參數

當前主流 UV 膠分為兩類，其性能與工藝適配性如下：

1. 丙烯酸酯類 UV 膠

  • 關鍵參數：

    • 粘度：1000-5000mPa?s（25℃），適合點膠閥涂布（膠層厚度 0.01-0.05mm）。

    • 固化條件：365nm 紫外光照射 5-10 秒實現初固（定位強度≥5MPa），后續加熱至 80℃/30 分鐘完成終固（剪切強度≥25MPa）。

  • 典型應用：主流車載攝像頭（如大眾 ID. 系列 800 萬像素鏡頭），依賴其快速初固特性適配自動化產線（節拍時間≤10 秒 / 模組）。

2. 有機硅改性 UV 膠

  • 關鍵參數：

    • 斷裂伸長率≥50%，吸收車輛顛簸產生的機械應力（如 1.5 米跌落沖擊加速度 500g）。

    • 耐溫范圍：-60℃~150℃，滿足發動機艙攝像頭的高溫環境需求（如渦輪增壓車型發動機艙溫度可達 120℃）。

  • 典型應用：高端 ADAS 攝像頭（如特斯拉 FSD 視覺系統），利用其柔韌性避免極端溫差下膠層開裂。



三、鏡頭固定的膠粘劑應用工藝

汽車攝像頭鏡頭固定需經過精密工藝控制，確保性能一致性，核心步驟包括：

1. 表面預處理

  • 基材清潔：鏡頭玻璃表面采用等離子處理（功率 500W，時間 3 秒），去除油污（殘留油分≤0.1mg/m2）并提升表面能至≥45mN/m，確保膠層潤濕鋪展（接觸角≤20°）。

  • 底涂劑涂布：塑料鏡頭支架（PC/ABS 材質）需涂覆硅烷偶聯劑底涂劑（如 3M? Scotch-Weld? AC77），增強界面附著力（剪切強度提升 30%）。

2. 涂膠與固化

  • 點膠工藝：采用高精度螺桿泵點膠閥，膠線寬度控制在 0.6-1.0mm，膠量誤差≤±3%（通過稱重法檢測）。對于多層鏡片堆疊結構，需采用階梯式涂膠（每層膠量遞減 10%）以平衡應力。

  • 固化控制：

    • 初固階段：UVLED 光源（光強 1000mW/cm2）照射 8 秒，膠層快速固化形成定位強度，允許鏡頭微調（偏移量≤±2μm）。

    • 終固階段：進入隧道式烘箱（溫度 80℃±2℃）固化 30 分鐘，確保膠層完全交聯（固化度≥98%，通過 DSC 差示掃描量熱法檢測）。

3. 后處理

  • 溢膠清理：使用激光清洗設備（波長 1064nm）去除鏡頭邊緣多余膠料，避免溢膠遮擋光路（殘留膠量≤0.001mm3）。

  • 熒光檢測：添加熒光指示劑的 UV 膠（如 3M? DP8010）通過紫外線照射檢測膠層連續性，確保無斷膠或氣泡（氣泡直徑≤50μm）。



四、應用中的性能驗證標準

UV 膠在鏡頭固定中的性能需通過三項關鍵測試驗證：

1. 光學性能測試

  • 透光率測試：采用分光光度計（波長范圍 200-800nm）檢測膠層透光率，要求≥99%（測試偏差≤±0.2%）。

  • 色差測試：CIELAB 色空間下，膠層黃變指數 ΔE≤1（經 1000 小時氙燈老化后）。

2. 環境可靠性測試

  • 溫度循環測試：在 - 40℃（30 分鐘）與 85℃（30 分鐘）條件下循環 500 次，膠層無開裂，鏡頭位移量≤±3μm。

  • 濕熱測試：40℃、95% RH 環境下放置 1000 小時，膠層吸水率≤0.5%，剪切強度保持率≥85%。

3. 機械耐久性測試

  • 振動測試：依據 ISO 16750-3 標準，進行 10-2000Hz 正弦振動（振幅 0.3mm）及隨機振動（加速度 20g），持續 24 小時后膠層無剝離。

  • 抗沖擊測試：模擬 1.5 米跌落工況（沖擊加速度 50G），鏡頭與支架無相對位移，模組絕緣電阻≥100MΩ（500V 直流測試）。



結語

UV 膠在汽車攝像頭模組鏡頭固定中的應用，體現了膠粘劑從 “簡單粘接” 向 “功能集成” 的演進 —— 不僅需實現微米級定位，更要在極端環境下保障光學性能穩定性。其技術參數的每一次優化（如折射率提升 0.1、固化時間縮短 5 秒），都需平衡材料化學、光學物理與制造工藝的協同創新。隨著自動駕駛向 L4 級邁進，鏡頭模組將面臨更高耐溫（150℃以上）與更嚴苛機械沖擊（100G 以上）的挑戰，UV 膠的配方設計與工藝創新將成為突破關鍵。