CN103831524A - Led封装的共晶焊接系统及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED加工领域，公开了一种LED封装的共晶焊接系统，空白支架装卸装置设置在焊台传送机构上料搬送爪的一端，所述焊台传送机构的中部设置有共晶焊台，所述焊台传送机构的另一端连接光电测试装置，所述光电测试装置的出口连接成品支架装卸装置；所述芯片定位供给机构设置在芯片焊接搬送装置的芯片搬送吸嘴的一活动位置的下方，所述芯片搬送吸嘴的另一活动位置的下方设置有芯片角度校正装置，所述芯片焊接搬送装置的芯片焊接吸嘴的一活动位置也设置在芯片角度校正装置的上方，所述芯片焊接吸嘴的一活动位置设置在共晶焊台的上方。本发明还公开了一种LED封装的共晶焊接方法，本发明具有采用电磁波快速加热进行共晶焊接芯片的优点。

Description

LED封装的共晶焊接系统及焊接方法
技术领域
本发明涉及LED加工领域，尤其是涉及一种采用电磁波快速加热进行共晶焊接芯片的LED封装的共晶焊接系统及焊接方法。
背景技术
近年来，随着LED产业的发展，材料、芯片、封装及LED照明的应用方面形成了一个技术含量高、市场前景广阔的产业链，尤其是大功率、高亮度LED模组已成为国际半导体照明和显示领域的竞争热点。
新一代大功率LED模组封装工艺及装备制造更是世界上各大LED龙头企业及研究机构的研究重点，其在大功率、高亮度LED产业发展的核心技术上的壁垒逐渐成形。LED封装工艺是将芯片粘结固定并密封保护的一种精密组装制造技术。LED封装设备包括清洗、固晶、固晶烘烤、焊线、点荧光粉、安装透镜、灌封透镜、测试包装等一套生产工艺；其核心是固晶和键合（焊线）工艺。在LED的芯片制造、管芯（模组）封装和产品应用三个方面，封装工艺和设备更接近于市场，对产业的推动作用更为直接。其中，共晶焊接技术是下一代倒装大功率LED芯片封装工艺中最为关健的核心技术之一，共晶焊技术的好坏会直接影响到大功率LED模组的发光效率、寿命、散热性能和终端产品质量。
发明内容
本发明目的在于提供一种采用电磁波快速加热进行共晶焊接芯片的LED封装的共晶焊接系统及焊接方法。
本发明通过以下技术措施实现的，一种LED封装的共晶焊接系统，包括空白支架装卸装置、芯片定位供给机构、芯片焊接搬送装置、芯片角度校正装置、焊台传送机构、共晶焊台、光电测试装置和成品支架装卸装置；所述空白支架装卸装置设置在焊台传送机构上料搬送爪的一端，所述焊台传送机构的中部设置有共晶焊台，所述焊台传送机构的另一端连接光电测试装置，所述光电测试装置的出口连接成品支架装卸装置；所述芯片定位供给机构设置在芯片焊接搬送装置的芯片搬送吸嘴的一活动位置的下方，所述芯片搬送吸嘴的另一活动位置的下方设置有芯片角度校正装置，所述芯片焊接搬送装置的芯片焊接吸嘴的一活动位置也设置在芯片角度校正装置的上方，所述芯片焊接吸嘴的一活动位置设置在共晶焊台的上方。
作为一种优选方式，所述芯片焊接搬送装置包括连接在搬送机架上的轨道丝杆，滑动设置在所述轨道丝杆上的芯片搬送吸嘴固定部和芯片焊接吸嘴固定部，所述芯片搬送吸嘴固定部下方固定设置有芯片搬送吸嘴，所述芯片焊接吸嘴固定部下方固定设置有芯片焊接吸嘴；所述芯片搬送吸嘴固定部由搬送驱动电机驱动在轨道丝杆上滑动于芯片供给装置和芯片定位装置之间，所述芯片焊接吸嘴固定部由焊接驱动电机驱动在轨道丝杆上滑动于芯片定位装置和芯片焊接装置之间。
作为一种优选方式，所述搬送驱动电机包括芯片搬送Z轴马达和芯片搬送Y轴马达。
作为一种优选方式，所述焊接驱动电机包括芯片焊接Z轴马达和芯片焊接Y轴马达。
作为一种优选方式，所述搬送机架上还设置有位于芯片供给装置上方的芯片搬送检测CCD镜头，所述芯片搬送检测CCD镜头上设置有CCD同轴镜筒，所述CCD同轴镜筒侧边还设置有CCD微调千分尺和CCD同轴照明光源。
作为一种优选方式，所述搬送机架上还设置有位于芯片焊接装置上方的芯片焊接检测CCD镜头，所述芯片焊接检测CCD镜头上设置有CCD同轴镜筒，所述CCD同轴镜筒侧边还设置有CCD微调千分尺和CCD同轴照明光源。
作为一种优选方式，所述共晶焊台包括机座，所述机座上平行设置有供支架滑动的内轨道和外轨道，所述内轨道和外轨道的之间的下方设置有电磁加热装置，所述内轨道和外轨道之上与电磁加热装置对应设置有焊接搬运吸嘴。
作为一种优选方式，所述机座上设置有传送机架，所述传送机架上平行设置有供支架滑动的内轨道和外轨道，所述内轨道靠近支架装卸机构的一端滑动设置有上料搬送爪，所述内轨道的另一端滑动设置有送料搬送爪和送料杆，所述上料搬送爪和送料搬送爪均为可开合的条形口。
作为一种优选方式，所述光电测试装置包括测试底座，所述测试底座设置有测试轨道，所述测试轨道上滑动设置有测试架，所述测试轨道的中部上方跨设有一用于光学测量的积分球装置，所述测试架上方设置有一与测试轨道平行的测试板，所述测试板上布设有多个测试针头，所述测试架上方设置有垂直测试板的至少三个悬臂梁，各悬臂梁的自由端均设有位于同一平面的倒钩，所述倒钩所组成的平面和测试针头所组成的平面之间可卡设陶瓷支架，所述陶瓷支架卡设在倒钩和测试针头之间时，所述测试针头与陶瓷支架底部的焊盘一一对应且电性连接，所述测试架可滑动至积分球装置的底部的采样孔内。
本发明还公开了一种LED封装的共晶焊接方法，空白支架装卸装置将空白支架传送给焊台传送机构，焊台传送机构的上料搬送爪将空白支架传送至共晶焊台，芯片定位供给机构将蓝膜上的芯片定位分离后通过芯片焊接搬送装置的芯片搬送吸嘴搬送至芯片角度校正装置进行芯片校正，芯片焊接搬送装置的芯片焊接吸嘴将校正好的芯片搬送至共晶焊台上的空白支架上，共晶焊台将采用电磁波加热进行共晶焊接有芯片的支架传送至光电测试装置进行光电测试，经光电测试的支架由成品支架装卸装置卸载待用。
本发明为一种采用电磁波快速加热进行共晶焊接芯片的LED封装的系统。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例芯片焊接搬送装置的结构示意图；
图3为本发明实施例共晶焊台的结构示意图；
图4为本发明实施例光电测试装置的结构示意图；
图5为图4的C局部放大图。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本发明作进一步详细说明。
一种LED封装的共晶焊接系统，参考图1，一种LED封装的共晶焊接系统，包括空白支架装卸装置1、芯片定位供给机构4、芯片焊接搬送装置2、芯片角度校正装置3、焊台传送机构6、共晶焊台7、光电测试装置5和成品支架装卸装置8；所述空白支架装卸装置1设置在焊台传送机构6上料搬送爪的一端，所述焊台传送机构6的中部设置有共晶焊台7，所述焊台传送机构6的另一端连接光电测试装置5，所述光电测试装置5的出口连接成品支架装卸装置8；所述芯片定位供给机构4设置在芯片焊接搬送装置2的芯片搬送吸嘴的一活动位置的下方，所述芯片搬送吸嘴的另一活动位置的下方设置有芯片角度校正装置3，所述芯片焊接搬送装置2的芯片焊接吸嘴的一活动位置也设置在芯片角度校正装置3的上方，所述芯片焊接吸嘴的一活动位置设置在共晶焊台7的上方。
本发明的LED封装的共晶焊接系统，参考图2，在前面技术方案的基础上芯片焊接搬送装置具体包括连接在搬送机架上的轨道丝杆213，滑动设置在轨道丝杆213上的芯片搬送吸嘴固定部211和芯片焊接吸嘴固定部216，芯片搬送吸嘴固定部211下方固定设置有芯片搬送吸嘴212，芯片焊接吸嘴固定部216下方固定设置有芯片焊接吸嘴215；芯片搬送吸嘴固定部211由搬送驱动电机驱动在轨道丝杆213上滑动于芯片供给装置和芯片定位装置之间，芯片焊接吸嘴固定部216由焊接驱动电机驱动在轨道丝杆213上滑动于芯片定位装置和芯片焊接装置之间。搬送驱动电机包括芯片搬送Z轴马达206和芯片搬送Y轴马达。焊接驱动电机包括芯片焊接Z轴马达205和芯片焊接Y轴马达201。搬送机架上还设置有位于芯片供给装置上方的芯片搬送检测CCD镜头208。芯片搬送检测CCD镜头208上设置有CCD同轴镜筒209，CCD同轴镜筒209侧边还设置有CCD微调千分尺207和CCD同轴照明光源210。搬送机架上还设置有位于芯片焊接装置上方的芯片焊接检测CCD镜头204。芯片焊接检测CCD镜头204上设置有CCD同轴镜筒203，CCD同轴镜筒203侧边还设置有CCD微调千分尺202和CCD同轴照明光源214。
本发明的LED封装的共晶焊接系统，参考图3，在前面技术方案的基础上共晶焊台具体包括机座704，所述机座704上平行设置有供支架300滑动的内轨道610和外轨道607，所述内轨道610和外轨道607的之间的下方设置有电磁加热装置701，所述内轨道610和外轨道607之上与电磁加热装置701对应设置有焊接搬运吸嘴215。机座704上设置有传送机架609，所述传送机架609上平行设置有供支架300滑动的内轨道610和外轨道607，所述内轨道610靠近支架装卸机构的一端滑动设置有上料搬送爪601，所述内轨道610的另一端滑动设置有送料搬送爪和送料杆604和送料杆605，所述上料搬送爪601和送料搬送爪604均为可开合的条形口。利用上料搬送爪601的条形口能稳定地夹住由支架装卸机构送来的支架300，上料搬送爪601将支架300送至电磁加热装置701处，由电磁加热装置701将芯片焊好后再由送料搬送爪604送至下一个工序。外轨道607对应上料搬送爪601处设置有进料阻力计602，所述外轨道607对应送料搬送爪604处设置有送料阻力计606。进料阻力计602和送料阻力计606用于使支架300贴合在外轨道607，避免它翘起。内轨道610和外轨道607位于焊台处跨设有焊接压片608，焊接压片608中间设置为供芯片进入的条形槽。传送机架609上设置有驱动内轨道610平移的内轨道Y轴马达612和驱动外轨道607平移的外轨道Y轴马达611。机座704上方滑动设置有固定电磁加热装置701的焊接台705，所述焊接台705上安装有驱动电磁加热装置701上下运动的加热装置Z轴马达703，所述机座704上安装有驱动焊接台705前后左右平移的共晶焊台X轴马达707和共晶焊台Y轴马达702。机座704上设置有支架搬送上下变向齿轮706。内轨道610和外轨道607之上与电磁加热装置701对应设置有芯片焊接检测CCD镜头204。芯片焊接检测CCD镜头204位于焊接芯片的正上方，用于拍摄芯片和支架的位置，通过控制装置命令焊接搬运吸嘴215将芯片调整在正确的位置。芯片焊接检测CCD镜头204上设置有CCD同轴镜筒203，所述CCD同轴镜筒204侧边还设置有CCD微调千分尺202和CCD同轴照明光源214。CCD微调千分尺202用于调镜头，CCD同轴照明光源214用于补光。
本发明的LED封装的共晶焊接系统，参考图4和图5，在前面技术方案的基础上光电测试装置具体包括测试底座502，所述测试底座502上设置有测试轨道504，所述测试轨道504上滑动设置有测试架507，所述测试轨道504的中部上方跨设有一用于光学测量的积分球装置501，所述测试架507上方设置有一与测试轨道504平行的测试板510，所述测试板510上布设有多个测试针头511，所述测试架507上方设置有垂直测试板的四个悬臂梁509，四个悬臂梁509的自由端均设有位于同一平面的倒钩，所述倒钩所组成的平面和测试针头511所组成的平面之间可卡设陶瓷支架300，所述陶瓷支架300卡设在倒钩和测试针头511之间时，所述测试针头511与陶瓷支架300底部的焊盘一一对应且电性连接，所述测试架507可滑动至积分球装置501的底部的采样孔内。焊接好芯片100的陶瓷支架300卡设在倒钩和测试针头511之间，此时测试针头511与陶瓷支架300底部的焊盘一一对应且电性连接，当测试架507滑动至积分球装置501的底部的采样孔内时，陶瓷支架300上的芯片100由测试针头511依次点亮，由计算其光通量值，从而形成各芯片的光电测试报告。测试架507由一测试电机503驱动滑动于测试轨道504上。测试架507内设置有测试主板（图中未示出），所述测试主板电性连接各测试针头511。用于控制各测试针头的通电次序。测试架上设置有电性连接测试主板的通信端口508。用于与外界的控制装置连接。
本发明的LED的共晶焊接方法具体为：空白支架装卸装置1将空白支架传送给焊台传送机构6，焊台传送机构6的上料搬送爪将空白支架传送至共晶焊台7，芯片定位供给机构4将蓝膜上的芯片定位分离后通过芯片焊接搬送装置2的芯片搬送吸嘴搬送至芯片角度校正装置3进行芯片校正，芯片焊接搬送装置2的芯片焊接吸嘴将校正好的芯片搬送至共晶焊台7上的空白支架上，共晶焊台7将采用电磁波加热进行共晶焊接有芯片的支架传送至光电测试装置5进行光电测试，经光电测试的支架由成品支架装卸装置8卸载待用。
以上是对本发明LED封装的共晶焊接系统进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：包括空白支架装卸装置、芯片定位供给机构、芯片焊接搬送装置、芯片角度校正装置、焊台传送机构、共晶焊台、光电测试装置和成品支架装卸装置；所述空白支架装卸装置设置在焊台传送机构上料搬送爪的一端，所述焊台传送机构的中部设置有共晶焊台，所述焊台传送机构的另一端连接光电测试装置，所述光电测试装置的出口连接成品支架装卸装置；所述芯片定位供给机构设置在芯片焊接搬送装置的芯片搬送吸嘴的一活动位置的下方，所述芯片搬送吸嘴的另一活动位置的下方设置有芯片角度校正装置，所述芯片焊接搬送装置的芯片焊接吸嘴的一活动位置也设置在芯片角度校正装置的上方，所述芯片焊接吸嘴的一活动位置设置在共晶焊台的上方。
2.根据权利要求1所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述芯片焊接搬送装置包括连接在搬送机架上的轨道丝杆，滑动设置在所述轨道丝杆上的芯片搬送吸嘴固定部和芯片焊接吸嘴固定部，所述芯片搬送吸嘴固定部下方固定设置有芯片搬送吸嘴，所述芯片焊接吸嘴固定部下方固定设置有芯片焊接吸嘴；所述芯片搬送吸嘴固定部由搬送驱动电机驱动在轨道丝杆上滑动于芯片供给装置和芯片定位装置之间，所述芯片焊接吸嘴固定部由焊接驱动电机驱动在轨道丝杆上滑动于芯片定位装置和芯片焊接装置之间。
3.根据权利要求2所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述搬送驱动电机包括芯片搬送Z轴马达和芯片搬送Y轴马达。
4.根据权利要求2所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述焊接驱动电机包括芯片焊接Z轴马达和芯片焊接Y轴马达。
5.根据权利要求2所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述搬送机架上还设置有位于芯片供给装置上方的芯片搬送检测CCD镜头，所述芯片搬送检测CCD镜头上设置有CCD同轴镜筒，所述CCD同轴镜筒侧边还设置有CCD微调千分尺和CCD同轴照明光源。
6.根据权利要求2所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述搬送机架上还设置有位于芯片焊接装置上方的芯片焊接检测CCD镜头，所述芯片焊接检测CCD镜头上设置有CCD同轴镜筒，所述CCD同轴镜筒侧边还设置有CCD微调千分尺和CCD同轴照明光源。
7.根据权利要求1所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述共晶焊台包括机座，所述机座上平行设置有供支架滑动的内轨道和外轨道，所述内轨道和外轨道的之间的下方设置有电磁加热装置，所述内轨道和外轨道之上与电磁加热装置对应设置有焊接搬运吸嘴。
8.根据权利要求7所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述机座上设置有传送机架，所述传送机架上平行设置有供支架滑动的内轨道和外轨道，所述内轨道靠近支架装卸机构的一端滑动设置有上料搬送爪，所述内轨道的另一端滑动设置有送料搬送爪和送料杆，所述上料搬送爪和送料搬送爪均为可开合的条形口。
9.根据权利要求1所述LED封装的共晶焊接系统，其特征在于：所述光电测试装置包括测试底座，所述测试底座设置有测试轨道，所述测试轨道上滑动设置有测试架，所述测试轨道的中部上方跨设有一用于光学测量的积分球装置，所述测试架上方设置有一与测试轨道平行的测试板，所述测试板上布设有多个测试针头，所述测试架上方设置有垂直测试板的至少三个悬臂梁，各悬臂梁的自由端均设有位于同一平面的倒钩，所述倒钩所组成的平面和测试针头所组成的平面之间可卡设陶瓷支架，所述陶瓷支架卡设在倒钩和测试针头之间时，所述测试针头与陶瓷支架底部的焊盘一一对应且电性连接，所述测试架可滑动至积分球装置的底部的采样孔内。
10.一种LED封装的共晶焊接方法，其特征在于：空白支架装卸装置将空白支架传送给焊台传送机构，焊台传送机构的上料搬送爪将空白支架传送至共晶焊台，芯片定位供给机构将蓝膜上的芯片定位分离后通过芯片焊接搬送装置的芯片搬送吸嘴搬送至芯片角度校正装置进行芯片校正，芯片焊接搬送装置的芯片焊接吸嘴将校正好的芯片搬送至共晶焊台上的空白支架上，共晶焊台将采用电磁波加热进行共晶焊接有芯片的支架传送至光电测试装置进行光电测试，经光电测试的支架由成品支架装卸装置卸载待用。
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