陳震
（三升高科技股份有限公司）
摘 要：隨著LED顯示屏的不斷發(fā)展， LED顯示屏的點(diǎn)間距不斷的縮小。本文綜述了一種如何實(shí)現(xiàn)高密度LED顯示屏無(wú)縫拼接的方案，并對(duì)高密度LED顯示屏拼接縫隙的重要影響因素進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：超高密度 無(wú)縫拼接 影響因素
Ultra-high density LED display to realize the seamless splicing
Chenzhen
(Suncen science and technology co., LTD.)
Abstract: with the continuous development of LED display and point spacing is narrow,we revi-ewed in this paper how to realize the seamless splicing, high-density LED display and analysis th-e important influence factors of high density LED display patchwork gap.
Keywords: high density; seamless splicing; influence factor
引 言
隨著LED顯示技術(shù)的發(fā)展，高密度顯示屏成本的不斷降低，戶內(nèi)高清LED顯示屏將有一個(gè)長(zhǎng)足的發(fā)展，那么在高密度顯示屏中，拼縫的消除將成為高密度顯示屏發(fā)展的另一個(gè)要求。
1 高密度LED顯示屏拼縫的影響因素
1.1 PCB板尺寸影響
PCBA板的制作過(guò)程中，PCBA電路板的制作精度對(duì)后續(xù)高密度拼接縫隙的影響。比如PCB板在進(jìn)行回爐焊焊接電子元器件時(shí)由于PCB板受熱而引起PCB板應(yīng)力的重新分布，導(dǎo)致PCB板翹曲。PCB加工過(guò)程中由于機(jī)械誤差而導(dǎo)致的PCB板的尺寸與形位誤差。由于高密度顯示屏均沒(méi)有面罩，燈珠裸露在外面，那么套件與套件在拼接時(shí)就必需保證燈與PCB板的尺寸精度，保證模組在拼接時(shí)PCB板與PCB板的接觸間隙在合理的范圍內(nèi)，在此縫隙下拼接才能保證無(wú)縫拼接，在播放文件時(shí)候?qū)⒉粫?huì)看到一條黑影，關(guān)于此處縫隙可以采用塞尺進(jìn)行檢驗(yàn)。
1.2 PCBA板與套件裝配的位置誤差
PCBA電路板一般情況下與套件采用螺絲固定，銅柱與PCBA板的固定的位置精度，銅柱與套件孔位的配合間隙將直接影響LED模組的位置精度。PCBA與套件的位置精度不高，則會(huì)直接影響套件與套件固定結(jié)構(gòu)的精度，使PCBA板拼接產(chǎn)生縫隙。
1.3 LED燈珠焊接的平面度與位置度
LED燈珠在進(jìn)行回爐焊時(shí)，由于貼片機(jī)的精度影響，錫膏的厚度。將影響LED燈珠的整體平面度與位置度，燈珠的位置精度將直接影響顯示屏的顯示效果與拼接縫隙。
1.4 固定套件結(jié)構(gòu)的平面度與定位尺寸
LED顯示屏套件固定時(shí)，套件的平面度與固定結(jié)構(gòu)的平面度。套件的定位柱尺寸與位置與固定結(jié)構(gòu)定位柱與位置的精度要求，在套件固定時(shí)，定位銷必需起到定位的作用，這樣才能夠保證顯示屏套件在固定時(shí)燈珠在一個(gè)平面內(nèi)與一條直線上。
2 超高密度LED顯示屏如何實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接
2.1 PCB電路板的來(lái)料控制
PCB電路板在前期加工時(shí)候就必須要保證PCB板的平面度與位置度，如果來(lái)料上面PCB板就存在缺陷，那么將無(wú)法實(shí)現(xiàn)后續(xù)的無(wú)縫拼接，PCB板在來(lái)料時(shí)必須按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行全尺寸檢驗(yàn)，不允許不良品進(jìn)入下一道工序，將不良扼殺在源頭。
2.2 PCB電路板回爐焊接完成后控制
PCB電路板在回爐焊后必須進(jìn)行燈珠的平面度與燈珠的直線度的檢驗(yàn)，另外必須對(duì)定位柱的位置進(jìn)行檢驗(yàn)，以此來(lái)保證燈珠與PCB板的位置精度�；貭t焊后PCBA板的平面度必須要非常平整，這樣才能保證后續(xù)顯示屏的平面度要求，并且可以防止燈在安裝過(guò)程中由于擠壓PCB板而導(dǎo)致的脫落的現(xiàn)象。
2.3 PCBA電路板與套件組裝要求
PCBA電路板與套件組裝，首先要保證套件的定位柱的尺寸與位置。在高密度LED顯示屏拼接時(shí)套件的定位柱是非常難以控制的，那么在套件定位柱的尺寸控制中就必須要有一套完整的控制體系，必要要有定位柱的檢驗(yàn)治具。在套件的固定中，采用的是銷釘定位，螺栓鏈接的形式。此種方式可以很好的保證套件的固定精度，套件銷釘孔采用間隙配合的方式，配合間隙需要非常合理。
2.3 模組與固定結(jié)構(gòu)的配合
模組在完成裝配后就需要將很多個(gè)模組拼接成一個(gè)整體從而實(shí)現(xiàn)顯示圖像的效果，在模組與固定結(jié)構(gòu)拼接過(guò)程中，固定結(jié)構(gòu)必需保證一定的平面度。固定結(jié)構(gòu)與模組定位柱配合的定位孔精度要求將非常之高，不能夠由于固定結(jié)構(gòu)上定位孔的精度不夠而導(dǎo)致整個(gè)模組裝配完成后產(chǎn)品縫隙與位置偏差，影響后續(xù)的顯示屏拼接。
模組在完成裝配后就需要將很多個(gè)模組拼接成一個(gè)整體從而實(shí)現(xiàn)顯示圖像的效果，在模組與固定結(jié)構(gòu)拼接過(guò)程中，固定結(jié)構(gòu)必需保證一定的平面度。固定結(jié)構(gòu)與模組定位柱配合的定位孔精度要求將非常之高，不能夠由于固定結(jié)構(gòu)上定位孔的精度不夠而導(dǎo)致整個(gè)模組裝配完成后產(chǎn)品縫隙與位置偏差，影響后續(xù)的顯示屏拼接。
3 模組與固定結(jié)構(gòu)的配合
3.1 固定結(jié)構(gòu)材料的選擇
固定模組的結(jié)構(gòu)我們選用鋁材，鋁的密度為2.69g/m3，熔點(diǎn)為600.4OC，線脹系數(shù)αL/(10^(-6)/K)=23.6，熱導(dǎo)率λ/[W/(m•K)]=247，抗拉強(qiáng)度σb/MPa= 40～50, 彈性模量(拉伸)E/GPa= 62。鋁的導(dǎo)熱性能要比鐵好比銅差，但是銅的價(jià)格高。故本次固定結(jié)構(gòu)采用鋁板制作，后續(xù)該固定結(jié)構(gòu)均名詞采用鋁板代替。
3.2 鋁板的設(shè)計(jì)與制作
本次設(shè)計(jì)中最主要的精度為鋁板定位孔的尺寸、與鋁板的形狀公差、鋁板的平面度，鋁板的平面度我們?cè)O(shè)計(jì)精度為0.05mm，形為公差為0.02mm。在鋁板加工過(guò)程中，首先我們先選用合適的鋁板作為加工材料，然后裝夾到CNC機(jī)床上面，首先加工出定位柱的孔位，再加工出固定螺栓的孔位，最后加工過(guò)線孔孔位。在加工過(guò)程中將精度要求高的一面放在前面加工，將精度要求低的放在后面加工，防止由于切削掉過(guò)多的材料而導(dǎo)致材料本身發(fā)生變形，使孔位的精度不夠。鋁板表面采用噴砂處理，使鋁板看上去顯得高檔，并且有金屬質(zhì)感與消除CNC加工的刀痕。
3.2 鋁板固定銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)與制作
本次設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的設(shè)計(jì)為鋁板與鋁板拼接時(shí)縫隙的確定，根據(jù)尺寸鏈的計(jì)算，模組裝配的最終縫隙需要控制在一定的范圍，那么就需要控制精度，把一些容易加工并精度易于保證的零件公差設(shè)計(jì)的足夠的合理，把一些加工精度難以保證的零件公差給大一些，這樣才能夠保證整個(gè)產(chǎn)品在制作過(guò)程中不會(huì)由于精度太高而導(dǎo)致成本的幾何次方的增加。銷釘本次設(shè)計(jì)采用的是不銹鋼304，這樣不需要再進(jìn)行表面處理，精度容易控制。
3.3 鋁板安裝板的設(shè)計(jì)與制作
本次設(shè)計(jì)中鋁板與鋁板之間的拼接采用銷釘固定螺栓鏈接的方案，銷釘?shù)淖饔檬瞧鸬蕉ㄎ坏淖饔�，那么它的精度就必須合理，安裝板與固定銷釘?shù)呐浜峡椎木纫残枰侠�，由于所有的配合誤差都累加到安裝板與固定銷釘?shù)拈g隙配合，那么安裝板上的孔與固定銷釘?shù)拈g隙必需要合理，采用尺寸鏈計(jì)算。
4 最終拼接效果
經(jīng)過(guò)對(duì)以上條件的控制，并且對(duì)加工工藝的合理管控，并對(duì)所有機(jī)加件進(jìn)行全尺寸檢測(cè)，得到合理的設(shè)計(jì)尺寸。本次設(shè)計(jì)共制作了6塊LED-P3高密度顯示屏。采用吊裝的形式安裝成1塊顯示屏，顯示屏的尺寸為768mmX2304mm最終的效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在顯示屏點(diǎn)亮的情況下，完成看不見黑影，在黑屏的情況下縫隙可以接受，模組沒(méi)有高低不平感。本次高密度LED顯示屏的效果完全走入戶內(nèi)接收更高的使用要求。
圖2 P3顯示屏安裝效果圖
5 結(jié)論
本次設(shè)計(jì)提供的是一種解決高密度顯示屏實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接的一種方案，在通過(guò)對(duì)樣品的安裝與驗(yàn)證過(guò)程中，我們證實(shí)了此種方案的可行性。要求高密度LED顯示屏實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接必然是一種趨勢(shì)，因?yàn)楦呙芏萀ED顯示屏的色彩的逼真性，如果能夠?qū)崿F(xiàn)大尺寸的無(wú)縫拼接，那么此項(xiàng)技術(shù)必然會(huì)得到廣泛的運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)
[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2008 [DB/OL]
作者簡(jiǎn)介：陳震，湖南吉首人，畢業(yè)于邵陽(yáng)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)。現(xiàn)任職于深圳三升高科技股份有限公司，主要負(fù)責(zé)LED顯示屏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與研究。
評(píng)審意見：本文總結(jié)高密度顯示模組實(shí)現(xiàn)無(wú)縫拼接的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)有較大價(jià)值，但是文字?jǐn)⑹霾粔蚯逦�，有些地方可能是輸入差錯(cuò)，令讀者不知所云，回爐焊疑為回流焊（reflow），還有一些地方也頗費(fèi)猜想，請(qǐng)作者核對(duì)一下文中用紅字標(biāo)出的地方。
英文標(biāo)題也請(qǐng)斟酌。
