CN106449900B - 用于led白光芯片的切割工艺和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了本发明提出了一种用于LED白光芯片的切割工艺和装置，切割工艺包括有以下步骤，获取芯片位置信息，取得芯片在整版胶膜中的实际位置信息；确定切割轨迹，根据芯片实际位置得到相邻两行或两列芯片上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片的切割轨迹；进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。本发明的有益效果是：保证颜色和光斑一致性，不会出现芯片四周硅胶宽度过分不一致的不合格品或废品，保证了切割后产品的质量；不需要人工监控和调整，充分发挥了机器自动切割的高效率，简单可靠节省成本。
Description
技术领域
本发明涉及到芯片的切割工艺，特别是涉及到一种用于LED白光芯片的切割工艺和装置。
背景技术
CSP是Chip Scale Package的缩写，直译就是芯片级封装，是指将荧光粉涂敷在芯片表面和四周直接做成白光芯片。白光芯片的生产过程大致如下：首先，将LED蓝光芯片等间隔排列在高温胶带上，通常的芯片的排列方阵从几百到几千颗不等，然后涂敷一定厚度的混有荧光粉的硅胶，固化后为一片厚度均匀的胶膜，LED蓝光芯片一面和基板相接触，另外五面覆盖有硅胶和荧光粉；然后，沿着芯片之间硅胶的中线切割，使得切割后的每一颗白光芯片的四周有相同宽度的硅胶包围。
现有的LED蓝光芯片切割由切割机完成，按照设定好的芯片间距，机器自动逐行逐列切割，实际上在制作白光芯片的过程中，芯片阵列经过了硅胶涂敷、高温、高压及真空过程，还要经过翻晶(翻到另一张胶带上)过程，芯片的位置往往已经发生移动和扭转，芯片行列的间距也因为挤压和拉伸发生了变化。芯片的行列间距通常只有0.5毫米左右，此时如果还按照开始设定的间距进行切割，就出现切割轨迹不在芯片间的中心线上，切到后来累计的误差甚至发生切到芯片的情况，这样切割出来的白光芯片四周的硅胶宽度不一样，不仅影响色温和光斑，还影响固晶时的定位。
现有的解决方案就是通过人工监控，员工发现切割偏离中心线就停机调整，大大降低了效率，增加了人工成本，而且往往是问题出现了才开始调整，不能从根本上避免。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种用于LED白光芯片的切割工艺和装置，简单可靠，保证了切割后产品的质量的同时提高了切割效率。
本发明提出了一种用于LED白光芯片的切割工艺，包括有以下步骤，
获取芯片位置信息，取得芯片在整版胶膜中的实际位置信息；
确定切割轨迹，根据芯片实际位置得到相邻两行或两列芯片上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片的切割轨迹；
进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
进一步地，在所述获取芯片位置步骤中，使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片的实际位置。
进一步地，在所述确定切割轨迹步骤之前以及获取芯片位置信息步骤之后，包括有建立平面坐标系步骤，在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片的中心点的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
进一步地，所述整版胶膜为矩形，以所述整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立XY平面坐标系。
进一步地，在所述确定切割轨迹步骤中，所述指定对应点为芯片的中心点，根据芯片中心点的坐标信息，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹。
一种用于LED白光芯片的切割装置，包括有以下的装置：
位置获取单元，用于获取芯片位置信息，取得芯片在整版胶膜中的实际位置信息；
切割轨迹计算单元，用于确定切割轨迹，根据芯片实际位置得到相邻两行或两列芯片上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片的切割轨迹；
切割单元，用于对整版胶膜进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
进一步地，所述位置获取单元使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片的实际位置。
进一步地，还中包括有平面坐标系建立单元，所述平面坐标系建立单元用于在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片的中心点的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
进一步地，所述整版胶膜为矩形，所述平面坐标系建立单元以所述整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立XY平面坐标系。
进一步地，所述切割轨迹计算单元，根据芯片中心点的坐标信息，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹。
本发明的有益效果是：根据芯片在整板胶膜上的实际位置信息来规划切割轨迹，切割轨迹沿着相邻的行或列中间无芯片通道的平分线，保证了切割后的芯片位于中央位置和每一小块上的荧光粉基本一样，可以控制切割后得到的芯片都处于一个允许的误差范围内，芯片四周的硅胶层厚度基本相同，从而保证颜色和光斑一致性，不会出现芯片四周硅胶宽度过分不一致的不合格品或废品，保证了切割后产品的质量；不需要人工监控和调整，充分发挥了机器自动切割的高效率，简单可靠节省成本。
附图说明
图1是本发明一实施例一种用于LED白光芯片的切割工艺流程图；
图2是图1实施例中一种用于LED白光芯片的切割装置的结构示意图；
图3是本发明另一实施例一种用于LED白光芯片的切割工艺流程图；
图4是图3实施例中一种用于LED白光芯片的切割装置的结构示意图；
图5是本发明待切割胶膜的结构示意图；
图6是本发明在待切割胶膜建立平面坐标系后的示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图5所示，芯片5一面和基板相接触，另外五面覆盖有硅胶6，硅胶6内均匀混合有荧光粉。通常的芯片5排布的阵列最大为80mm×80mm见方的范围，芯片5的大小通常为0.3至1.5mm不等，行列的间隔为0.5mm左右，所以一个芯片5阵列大约几十至上百行或列。
切割后的白光芯片5的质量要求有两点最重要：颜色一致、芯片5在中央。荧光粉的作用是为了把芯片5的蓝光变成白光，而白光的颜色完全决定于荧光粉的多少，颜色一致就是说，要将硅胶6均匀的切割分布在每一个芯片5上。
切割时要沿着芯片5间的中线切割，距离两侧芯片5约0.25mm，误差通常不能超过0.01mm。而在白光芯片5生产过程中，芯片5阵列经过粘稠硅胶6的涂敷、挤压、拉伸、高温、真空、翻膜、热胀冷缩等过程，芯片5的位置会发生移动，行列的间隔会发生变化，几十上百行或列的累计移动大大超过0.01mm，甚至会达到mm级，而且每张胶膜的变化都不一样，如果按照既定的行列间隔切割，不加调整，不由人工随时监控，一定会发生偏离中心线出现硅胶6分布不均匀的问题，甚至切到芯片5影响出现废品。
参照图1和2提出本发明的一实施例，一种用于LED白光芯片的切割工艺，包括有以下步骤，
S1、获取芯片5位置信息，取得芯片5在整版胶膜中的实际位置信息；
S2、确定切割轨迹，根据芯片5实际位置得到相邻两行或两列芯片5上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片5的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片5平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片5的切割轨迹；
S3、进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
本工艺根据芯片5在整板胶膜上的实际位置信息来规划切割轨迹，切割轨迹沿着相邻的行或列中间无芯片5通道的平分线，保证了切割后的芯片5位于中央位置和每一小块上的荧光粉基本一样，可以控制切割后得到的芯片5都处于一个允许的误差范围内，芯片5四周的硅胶6层厚度基本相同，从而保证颜色和光斑一致性，不会出现芯片5四周硅胶6宽度过分不一致的不合格品或废品，保证了切割后产品的质量；不需要人工监控和调整，充分发挥了机器自动切割的高效率，简单可靠节省成本。
参照图2，本发明还提出了一种用于LED白光芯片的切割装置，包括有以下的装置：
位置获取单元1，用于获取芯片5位置信息，取得芯片5在整版胶膜中的实际位置信息；
切割轨迹计算单元2，用于确定切割轨迹，根据芯片5实际位置得到相邻两行或两列芯片5上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片5的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片5平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片5的切割轨迹；
切割单元3，用于对整版胶膜进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
通过各个单元来实现上面所说的用于LED白光芯片的切割工艺，保证了切割后产品的质量，而且不需要人工监控和调整，充分发挥了机器自动切割的高效率，简单可靠节省成本。
参照图3提出本发明的一实施例，一种用于LED白光芯片的切割工艺，包括有以下步骤，
S1、获取芯片5位置信息，将胶膜在切割机上安放好后先不切割，对胶膜进行扫描或拍照，获取胶膜上的芯片5的位置信息；
S2、建立平面坐标系，在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片中心点7的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
S3、确定切割轨迹，如图6所示，精确定位后的每个芯片中心点7都有一个坐标值(x，y)，设X和Y分别是行和列的方向，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点7的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹，对于边缘的切割轨迹X1、X10、Y1和Y11的坐标参照相邻切割轨迹的位置确定，具体来说就是使边缘那一行或列的芯片5两侧切割轨迹距芯片5中心的距离相等。
S4、进行切割，切割机按照计算出的切割轨迹坐标位置进行切割，从而得到切割均匀的单颗白光芯片5。
在获取芯片5位置步骤中，使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片5的实际位置，在通过扫描或拍照的得到的图像中，芯片5与周围荧光粉和硅胶6的颜色及反光差别很大，在图像上可以非常清晰地显示芯片5的边缘，利用图像识别软件和程序对扫描或拍照得到照片进行处理，确定出每个芯片5的中心位置，简单方便，像现有的切割工艺一样，需要专门的人一直盯着被切割的胶膜，来获取整版胶膜上芯片5的位置信息。芯片5的位置根据扫描或照相得到的照片由图像识别软件和程序来确定，如果使用相机，相机的分辨率和像素数目要足够大。本实施例采用了4096×4096像素的摄像头对80mm×80mm胶膜拍照，每个像素点对应0.02mm的尺度，足够清晰分辨出0.30mm到1.5mm尺寸的芯片5和0.50mm的间隔，提供了足够精细的胶膜图像，为确定坐标值提供了误差范围内的精度，进一步保证了切割后的产品的加工精度。
如图5所示，待切割的胶膜上的芯片5阵列一般为矩形或正方形，以整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立如图6所示的XY平面坐标系，可以简单明了的得到所有芯片5的位置坐标。图6中，以胶膜左下角端点作为坐标系原点，X1到X10，Y1到Y11都是根据相邻行和列芯片中心点7位置坐标计算出来的切割轨迹线，其中横向和纵向切割轨迹线相互垂直，保证切割后的产品为规则的矩形。
其中，被加工的芯片5的尺寸可以从0.1mm到2mm，但不限于此；芯片5厚度可以从0.1mm到0.25mm；芯片5种类可以是倒装芯片5、垂直结构芯片5和平行结构芯片5；硅胶6可以混有一种或多种荧光粉或白色粉末。
正常工作时，在切割前对整版胶膜扫描或拍照，根据图像精确确定芯片5的实际位置，再根据芯片5实际位置计算出相邻两行或两列芯片5间的中点位置，再由中点位置的平均值确定切割轨迹，切割机按照计算出的切割轨迹切割，从而保证切割按照芯片5间的中间点切割，避免了由芯片5位置变化引起的切割误差，不需人工监控，充分发挥了机器的高效率切割。
参照图4，本实施例还包括一种用于LED白光芯片的切割装置，包括有以下的装置：
位置获取单元1，用于获取芯片5位置信息，取得芯片5在整版胶膜中的实际位置信息；
平面坐标系建立单元4，平面坐标系建立单元用于在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片中心点7的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
切割轨迹计算单元2，用于确定切割轨迹，根据芯片5实际位置得到相邻两行或两列芯片5上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片5的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片5平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片5的切割轨迹；
切割单元3，用于对整版胶膜进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
切割单元使用的切割工具可以是锯片、滚轮或刀片等等。
位置获取单元使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片5的实际位置。
整版胶膜为矩形，平面坐标系建立单元以整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立XY平面坐标系。
切割轨迹计算单元，根据芯片中心点7的坐标信息，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点7的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹。
本发明的有益效果书：根据芯片5在整板胶膜上的实际位置信息来规划切割轨迹，切割轨迹沿着相邻的行或列中间无芯片5通道的平分线，保证了切割后的芯片5位于中央位置和每一小块上的荧光粉基本一样，可以控制切割后得到的芯片5都处于一个允许的误差范围内，芯片5四周的硅胶6层厚度基本相同，从而保证颜色和光斑一致性，不会出现芯片5四周硅胶6宽度过分不一致的不合格品或废品，保证了切割后产品的质量；不需要人工监控和调整，充分发挥了机器自动切割的高效率，简单可靠节省成本。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于LED白光芯片的切割工艺，其特征在于，包括有以下步骤，
获取芯片位置信息，取得芯片在整版胶膜中的实际位置信息；
确定切割轨迹，根据芯片实际位置得到相邻两行或两列芯片上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片的切割轨迹；
进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
2.如权利要求1所述的用于LED白光芯片的切割工艺，其特征在于，在所述获取芯片位置步骤中，使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片的实际位置。
3.如权利要求1所述的用于LED白光芯片的切割工艺，其特征在于，在所述确定切割轨迹步骤之前以及获取芯片位置信息步骤之后，包括有建立平面坐标系步骤，在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片的中心点的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
4.如权利要求3所述的用于LED白光芯片的切割工艺，其特征在于，所述整版胶膜为矩形，以所述整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立XY平面坐标系。
5.如权利要求3或4所述的用于LED白光芯片的切割工艺，其特征在于，在所述确定切割轨迹步骤中，所述指定对应点为芯片的中心点，根据芯片中心点的坐标信息，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹。
6.一种用于LED白光芯片的切割装置，其特征在于，包括有以下的装置：
位置获取单元，用于获取芯片位置信息，取得芯片在整版胶膜中的实际位置信息；
切割轨迹计算单元，用于确定切割轨迹，根据芯片实际位置得到相邻两行或两列芯片上指定对应点的位置，再根据同行或同列的指定对应点的位置计算出同行或同列芯片的平均中心点，再将相邻两行或两列芯片平均中心点的平均值对应的直线作为相邻两行或两列芯片的切割轨迹；
切割单元，用于对整版胶膜进行切割，按照得到切割轨迹对整版胶膜进行切割。
7.如权利要求6所述的用于LED白光芯片的切割装置，其特征在于，所述位置获取单元使用扫描或拍照的方式获得整版胶膜的图像，根据获得的图像确定芯片的实际位置。
8.如权利要求6所述的用于LED白光芯片的切割装置，其特征在于，还包括有平面坐标系建立单元，所述平面坐标系建立单元用于在整版胶膜上建立一个XY平面坐标系，并确定各个芯片的中心点的实际位置在XY平面坐标系中对应的坐标信息。
9.如权利要求8所述的用于LED白光芯片的切割装置，其特征在于，所述整版胶膜为矩形，所述平面坐标系建立单元以所述整版胶膜任一端点作为XY平面坐标系的坐标系的坐标原点建立XY平面坐标系。
10.如权利要求8或9所述的用于LED白光芯片的切割装置，其特征在于，所述切割轨迹计算单元，根据芯片中心点的坐标信息，得出整版胶膜上同列和同行的芯片中心点的平均X值和Y值，再取相邻列的平均X值的平均值x0，将X＝x0直线作为相邻列在Y轴方向上的切割轨迹，再取相邻行的平均Y值的平均值y0，将Y＝y0直线作为相邻行在X轴方向上的切割轨迹。
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