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CCFL冷阴极放电灯管简介


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CCFL冷陰極放電燈管簡介
NEC、WEST(PANASONIC)、 HARISON

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發光原理
離子化:Hg+e-?Hg++2eExcitation:Hg+e-?Hg*+e- (此狀態僅10ns) Hg*?Hg(or Hg* or Hgm)+ν(放出光子) Meta Stable:Hg+e-?Hgm+e-(未離子化前狀態)

Ar、Ne Hgm +Ar? Hg + Ar+ +e-(異原子間離子化)
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CCFL生產流程
玻管裁切 玻管洗淨 玻管乾燥
螢光體塗佈 、乾燥 螢光體調和

N eck Cl eani ng

B aki ng 電極插入
第一次成型

封止工程

電極插入
電極組成

第二次成型

置入水銀 合金 引絲除氧 化處理

排氣、充 氣、封止

激發水銀 蒸汽

包裝

Aging

外觀檢查

封止工程
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玻管裁切?洗淨?乾燥
原材:長1.8m 材質區分為:軟質玻璃(含鉛) 硬質玻璃(無鉛)

長度依客戶需求

玻管原材

裁切

超音波洗淨

高周波烘乾
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螢光體調和
滾動調合

螢光體調合

其他

NEC:4hr以上 WEST:12hr HARISON:48hr(?) 5

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螢光體塗佈、乾燥
吸 Air

Sensor

螢光粉液體

照片:威力盟提供
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Neck Cleaning
玻管
因螢光體會影響 電極BEAD與玻 管之封止狀況, 所以須清除之。

螢光體

Brush
利用摩擦方式將螢光粉清除

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Baking
高周波爐壁

玻管轉動,使熱量 均勻分佈於玻管上

利用高周波加熱烘 烤,使螢光體與玻 璃管壁燒結在一起

720℃?740℃?660℃
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電極之構成
CAP(HARISON、WEST)

電極 引絲 (LEAD WIRE) Bead (Glass)
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電極元件

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電極之製程
電極與引絲 熔接 CAP與電極 夾接

BEAD燒結

BEAD套入

照片:威力盟提供

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電極與引絲熔接
熔接 電極

LEAD WIRE

利用類似點銲技術,將 電極與LEAD WIRE熔接 在一起

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CAP與電極夾接
CAP
以加壓成型方 式將CAP與電 極夾住

電極

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BEAD套入
BEAD之作用為玻管與 電極封止之介質

BEAD (GLASS)
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BEAD燒結
為防止慢速漏氣 BEAD與電極材質 之膨脹係數必須 一致。

實物相片

燒結

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電極插入(第一側)
玻管 螢光體

已完成BEAD燒結之電極
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封止工程(第一側)

使電極上的BEAD 與玻管燒結成一體 ,達到密閉
照片:威力盟提供

燒結
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第一次成型
利用玻璃熱收縮之物 理特性,以GASS加熱 成型 此製程目的在於卡住 插入之電極,使電極 不致滑入。 使管徑稍微內縮

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電極插入(第二側)
電極置入玻管
將已完成之電極元件 插入玻管第二側

電極BEAD頂住在管 徑變小之位置
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第二次成型
利用玻璃熱收縮之物 理特性,以GASS加熱 成型 使管徑內縮但未封合 目的在於定位水銀合 金,以利自動化製程

實物照片
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置入水銀合金
水銀合金

水銀合金頂住在管徑縮小處, 目的為控制水銀合金位置,以 利後續激發水銀蒸汽之自動化 製程。

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排氣、充氣、封止
排氣,真空度 為10-4Torr
Ar、Ne… (充填壓60Torr)

封口

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激發水銀蒸汽
利用高周波加熱至 800~900℃,使水 銀蒸汽激發出來, 進入燈管。

照片:威力盟提供

NEC、HARISON
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封止工程(第二側)

裂管 燒結封止
使電極BEAD與玻管 完全結合成一體

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外觀檢查

? ? ? ? ?

管長 燈管翹曲 Lead強度 封止形態 氣泡

? ?

毛邊 破裂

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Aging
NEC以2倍管電流,進行2小時

WEST自動Aging設備

HARISON、NEC

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引絲除氧化處理
製程中經多次燒烤,造成引絲有 氧化現象,因此利用化學法除去 氧化膜(兩側引絲均須處理)。

化學槽
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點燈檢查、捆包
? ?

全數點燈45秒。 NEC以100PCS為一束,以泡棉包覆,再 置入紙箱。

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入庫檢查
外觀 (毛邊、不均、破裂…包含前述之外觀檢查) ? 點燈狀態 (不點燈、啟動不良、點燈顏色異常、亮度不足、無水 銀粒、脫膜、異物、螢光體塗佈不均…) ? 尺寸 (全長)
?

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特性檢查
? ? ? ?

點燈開始電壓 入力電壓 入力電流 管電流

? ? ? ?

管電壓 輝度 色度 暗黑啟動

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各廠電極形態說明

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電極種類
? ? ?

NEC WEST(Panasonic) HARISON

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NEC電極

CAP

電極 Bead Glass

Lead Wire
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WEST電極種類

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HARISON電極種類
未處理前 (生產線完成品) 託外加工
Plate

託外加工

Lead Wire搭接方式

Press成型 半田

S2 Type(成本高)

Cost down方式

利用治具彎折
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各廠電極差異比較
?

?

NEC與HARISON製程相似,因此電極引絲 相似,後加工不同。 WEST包含上述方式及E、T Type生產方式 ,E、T Type之電極引絲極短,因此封止方 式不同、設備生產方式亦不同。

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WEST之T、E Type製程補充

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T、E Type之製程流程圖
玻管裁切 玻管洗淨 玻管乾燥
螢光體塗佈 、乾燥 螢光體調和

N eck Cl eani ng

Aging

激發水銀 蒸汽

排氣、充 氣、封止

B aki ng 電極插入
電極組成

特性檢查

包裝

將Baking至Aging之製程由10道 縮減至3道製程

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插入電極
電極 採用導熱均勻 、快速之金屬 以人工作業方式,將玻 管放入封止治具

BEAD(GLASS) 封止用治具 電極(E TYPE)
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排氣、充氣、封止
高周波線圈加熱 玻璃罩 下側封止 抽真空 Ar、Ne… 上側封止

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CCFL相關量測設備簡介

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相關測試儀器、設備
? ? ? ? ? ? ? ?

冷熱衝擊 耐壓測試 輝度、色度自動量測 封止強度測試 電極強度測試 暗黑啟動測試 壽命試驗 水銀量檢測
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冷熱衝擊
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-40℃/1hr~80℃/1hr 之冷熱衝擊測試。 採用上、下Chamber 直接切換,僅30秒鐘 即可完成。

照片:NEC提供
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耐壓試驗
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以ESPEC HAST CHAMBER EHS-221M耐壓測試(-0.1 ~0.4Mpa),負壓不測。 測試時間4hr,屬破壞性試 驗。 測試規格依客戶需求。 驗證壓力變化對LAMP之影 響,如機艙中之使用環 境。

照片:NEC提供
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輝度、色度自動量測
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以BM7量測輝度 以光譜儀PHOTAL MCPD-2000量測色 度,BM7之色度值 為參考。

照片:NEC提供

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封止強度測試
?

利用右側之治具,量測Lead Wire之軸向、垂直方向之破 壞強度。

F
夾具 夾具

F

固定治具

(照片:NEC提供)

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電極強度測試
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?

WEST電極之E、T Type有 熔接製程,為確保其熔接 強度,利用右側之治具進 行測試。 Min:1.0kg,熔接處不可斷 裂。
電極 (照片:WEST提供) 拉、壓力計

熔接處

電極固定治具
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暗黑啟動測試
? ?

?

25℃時規格為0.1秒點 亮燈管。 0℃僅於設計時才量 測。 該設備為自動計時。

(照片:WEST提供)
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壽命試驗
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利用低溫(0℃)恆 溫、恆濕之環境,使 燈管加速老化,老化 速度約為15~20 倍。 試驗後量測燈管殘餘 水銀量。 經換算預測燈管壽 命。 照片中燈管轉紅表示 水銀快用完之徵兆。

(照片:NEC提供)
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水銀量檢測
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?

屬破壞性試驗 將燈管置入CHAMBER中,再使燈管斷裂, 由儀器量測出燈管中之有效水銀量。 水銀測定器TM-2A
(製造商NIPPON INSTRUMENTS CORPORATION)

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