CN108231647A - 用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，包括：弹性避震垫，具有位于相对向的第一端面与第二端面，并具有轴向的贯穿孔，连通于第一端面与第二端面；基座，具有第一结合端面，并具有轴向贯通的通气孔，连通于第一结合端面，第一结合端面与弹性避震垫的第一端面相结合固定，且通气孔轴向对合于贯穿孔；以及吸取件，以高硬度材质制成，高吸取件具有相连续的突嘴部、结合部与突轴部，并具有轴向贯通的微细通孔，微细通孔连通于突嘴部与突轴部，结合部具有第二结合端面，第二结合端面与弹性避震垫的第二端面相结合固定，突轴部贯穿于贯穿孔及通气孔，且微细通孔相通于通气孔。本发明既能保有吸嘴良好的使用寿命，又不会对芯片造成伤害。

Description

用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴
技术领域
本发明关于一种吸嘴，特别是关于一种用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴。
背景技术
目前使用于发光二极管(LED)的分选工艺(sorting)与固晶工艺(die bond)所使用的吸嘴，其材质有下列几种：1、电木或工程塑胶制作的吸嘴；2、硅胶或橡胶制作的吸嘴；3、钨钢或金属材质制作的吸嘴；4、陶瓷材质制作的吸嘴。
以上四种材质制作的吸嘴，在使用上有其缺点如下。
电木或工程塑胶制作的吸嘴，是利用塑料材质的些微弹性以及吸嘴比芯片软的特性，在工艺进行时，避免芯片被吸嘴压伤。但是芯片在被吸嘴吸取时，会因吸嘴与芯片之间的瞬间撞击，造成吸嘴端面产生凹陷的印痕或变型。该印痕或变型会减短吸嘴的使用寿命。
电木或塑料吸嘴的另一个缺点是，只要吸嘴一经使用就会有印痕产生，印痕产生后，该吸嘴仅能继续吸取同规格的芯片，无法再吸取其它不同规格的芯片。另外，纵然吸嘴的使用寿命尚未终了，但是会因为印痕的存在而无法按照先前的位置对准，因此无法使用而只能报废。
电木或塑料吸嘴的第三个缺点是，因为塑料材质软，当需要吸取小尺寸芯片例如6x8mil以下规格的芯片时，对应芯片尺寸的小孔径吸嘴(如内孔0.08mm以下)使用寿命会急速下降，实际案例中一支吸嘴的寿命会下降到15万次以下，造成成本大幅增加。
硅胶或橡胶材质制作的吸嘴，是利用硅胶或橡胶材料的弹性有效的吸收吸嘴与芯片在吸取动作时所产生的冲击力，可以完全避免芯片表面ITO层与焊垫(PAD)的压伤。然而，硅胶与橡胶材质吸嘴的缺点是使用寿命短，正常使用时的寿命约10万次。而且硅胶与橡胶材质软，容易在使用过程中镶嵌卡入芯片切割后残留的碎屑与碎晶残余，在后续吸取芯片时，吸取的芯片会被镶卡在吸嘴上的突出碎屑所压伤。
钨钢或金属材质制作的吸嘴，由于金属类材质的硬度高，其适合制作小孔径(例如0.1mm以下)的吸嘴，来对应小尺寸芯片的吸取动作。而且因为金属的硬度高，因此使用寿命长，正常可达到连续使用300万次以上，直到吸嘴端面磨损才会终止其寿命。并且金属材质吸嘴的制作成本低，相较于电木塑料吸嘴与橡胶吸嘴的单次使用成本更低。钨钢或金属吸嘴的缺点是，由于其硬度高，在吸取芯片时的瞬间冲击会造成芯片的ITO层与焊垫的压伤，也会造成芯片衬底层的暗裂而大幅增加其不合格率。
陶瓷材质制作的吸嘴，其与钨钢或金属材质吸嘴一样，使用寿命长，适合做小孔径的规格，但是也同样会有芯片被压伤与衬底被压裂的问题。
综合以上所述的吸嘴，发光二极管(LED)芯片因为尺寸小，厚度薄，极容易在分选与固晶工艺时，因为吸嘴下压吸取芯片的动作在吸嘴接触芯片表面的瞬间，吸嘴会冲击芯片表面而造成芯片ITO层与焊垫被吸嘴压伤或是衬底层被压裂。因此，设计一种既能保有良好的使用寿命，又不会对芯片造成伤害的吸嘴是有其必要的。
中国大陆CN 202230997U专利案(以下称前案)公开了一种“小型芯片吸嘴”，其包括大中小三种不同的外径而依续轴向套合的固定部、连接部与工作部，并各具有轴向相通的通孔。其中，工作部采用不同于固定部与连接部的材料，例如采用耐磨性质的宝石、结晶材料陶瓷或钨钢合金材料；固定部与连接部则可以为相同的材料或不同的材料。
上述前案，其中使用时与芯片(小型芯片)接触的工作部虽然是以耐磨性质的材质制作，而可据以增长吸嘴的使用寿命。然而，该前案的吸嘴并未具有避震缓冲的作用，在吸嘴吸取芯片时的瞬间冲击会造成芯片的压伤。
前案的说明书中提及，连接部可以与固定部为相同的材料或不同的材料。纵然其连接部采用弹性材质制作，然而前案吸嘴的内中外轴向套合结构，其中位于中间层的连接部的内外壁分别受到工作部与固定部的限制，其避震缓冲的效果不佳。再者，工作部与连接部为轴向结合，连接部对于工作部的轴向力量的传递仅为单点承受，因此其避震缓冲的效果不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，其既能保有良好的使用寿命，于使用时又不会对芯片造成伤害。
根据本发明的一实施方式，提供一种用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，其包括弹性避震垫，具有位于相对向的第一端面与第二端面，并具有轴向的贯穿孔，贯穿孔连通于第一端面与第二端面；基座，具有第一结合端面，并具有轴向贯通的通气孔，其连通于第一结合端面，第一结合端面与弹性避震垫的第一端面相结合固定，且通气孔轴向对合于贯穿孔；以及吸取件，以高硬度材质制成，吸取件具有相连续的突嘴部、结合部与突轴部，并具有轴向贯通的微细通孔，其连通于突嘴部与突轴部，结合部具有第二结合端面，第二结合端面与弹性避震垫的第二端面相结合固定，突轴部贯穿于贯穿孔及通气孔，且微细通孔相通于通气孔。
根据本发明的一实施例，基座的一端具有扩大的端头，其于朝向弹性避震垫的方向具有上述的第一结合端面。
根据本发明的一实施例，基座为金属基座。
根据本明的一实施例，弹性避震垫为橡胶弹性避震垫。
根据本发明的一实施例，弹性避震垫为硅胶弹性避震垫。
根据本发明的一实施例，吸取件为金属吸取件。
根据本发明的一实施例，吸取件为陶磁吸取件。
根据本发明的一实施例，吸取件为硬质塑胶如电木或是工程塑胶吸取件。
依据本发明用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，能依其弹性避震垫对高硬度的吸取件提供良好的避震缓冲的作用，既能以高硬度的吸取件而保有吸嘴良好的使用寿命，又依弹性避震垫的避震缓冲作用使得吸取件不会对芯片造成伤害。
附图说明
图1是绘示依照本发明一实施方式的用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴的外观立体图。
图2是绘示图1所示的缓冲吸嘴的分解图。
图3是绘示图1所示的缓冲吸嘴的剖视图，并显示其动作示意图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式之实施例详细说明当中，将可清楚的呈现。
请参阅图1至图3，依照本发明一实施方式用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴包括弹性避震垫100、基座200与吸取件300。
弹性避震垫100是以例如硅胶或橡胶等弹性材料制成的具有适当厚度的垫体。弹性避震垫100具有位于相对向的第一端面110与第二端面120，并具有轴向的贯穿孔130，其连通于第一端面110与第二端面120。
基座200是以金属例如钢材制成的管状体。基座200的一端具有扩大的端头210，其于朝向弹性避震垫100的方向具有第一结合端面211。基座200以其第一结合端面211与弹性避震垫100的第一端面110相结合固定。扩大的端头210及其第一结合端面211能提供与弹性避震垫100较大的结合面积。基座200并具有轴向贯通的通气孔220，其连通于第一结合端面211。在基座200与弹性避震垫100结合固定时，基座200的通气孔220轴向对合于弹性避震垫100的贯穿孔130。
吸取件300是以高硬度的材料例如金属或陶瓷或是硬质塑料制成，硬质塑胶例如为电木或工程塑胶。吸取件300具有相连续的突嘴部310、结合部320与突轴部330，并具有轴向贯通的微细通孔340，其连通于突嘴部310与突轴部330。结合部320具有第二结合端面321。吸取件300以其第二结合端面321与弹性避震垫100的第二端面120相结合固定，吸取件300的突轴部330同时贯穿于弹性避震垫100的贯穿孔130及基座200的通气孔220，且吸取件300的微细通孔340相通于基座200的通气孔220。
使用时，基座200的一端连结至机器设备，由机器提供负气体压力(负压)，使得吸取件300的微细通孔340的端部产生吸力，而得以吸取芯片400。
依据本发明，是以弹性避震垫100的弹性来吸收吸取件300吸取芯片400时的瞬间冲击力，使得吸取件300大幅减少与芯片400之间的磨擦与损耗，并避免芯片表层的压伤或是衬底层的破裂；同时应用吸取件的高硬度及不易磨损的特性使得吸嘴的使用寿命增长。组合两者的优点一起使用，产生一种既不会对芯片造成压伤又能大幅增长使用寿命的吸嘴。
再具体就弹性避震垫100而言，在使用时，弹性避震垫100对吸取件300具有“面接触式”的避震缓冲作用，而且吸取件300的突轴部330是贯穿于基座200及弹性避震垫100的孔内作活塞运动，其避震缓冲的行程不受限制。因此，不论就避震缓冲的广度及深度而言，弹性避震垫100皆能对吸取件300提供极为良好的避震缓冲效果。
依据本发明一实施方式的用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，能依其弹性避震垫对高硬度的吸取件提供良好的避震缓冲的作用，既能以高硬度的吸取件而保有吸嘴良好的使用寿命，又能依弹性避震垫的避震缓冲作用使得吸取件不会对芯片造成伤害。
实际使用案例中，加上弹性避震垫的陶瓷吸嘴与钨钢吸嘴的使用寿命可由原本的300万次提升到1500万次，寿命大幅度增加5倍。若前端吸取件采用硬质工程塑胶或是电木材料制作时，能利用弹性避震垫比吸取件更软的特性，有效吸收吸取芯片时的瞬间冲击力，延长硬质工程塑胶或是电木材料吸嘴的寿命由15万次大幅增加到到500万次以上，寿命大幅度增加30倍以上。
虽然本发明以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域一般技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定的为准。

Claims (9)

1.一种用于发光二极管芯片的缓冲吸嘴，其特征在于，包括：
弹性避震垫，具有位于相对向的第一端面与第二端面，并具有轴向的贯穿孔，所述贯穿孔连通所述第一端面与所述第二端面；
基座，具有第一结合端面，并具有轴向贯通的通气孔，所述通气孔连通所述第一结合端面，所述第一结合端面与所述弹性避震垫的第一端面相结合固定，且所述通气孔轴向对合于所述贯穿孔；以及
吸取件，以高硬度材质制成，所述吸取件具有相连续的突嘴部、结合部与突轴部，并具有轴向贯通的微细通孔，所述微细通孔连通于所述突嘴部与所述突轴部，所述结合部具有第二结合端面，所述第二结合端面与所述弹性避震垫的第二端面相结合固定，所述突轴部贯穿于所述贯穿孔及所述通气孔，且所述微细通孔相通于所述通气孔。
2.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述基座的一端具有扩大的端头，所述端头在朝向所述弹性避震垫的方向具有所述第一结合端面。
3.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述基座为金属基座。
4.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述弹性避震垫为橡胶弹性避震垫。
5.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述弹性避震垫为硅胶弹性避震垫。
6.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述吸取件为金属吸取件。
7.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述吸取件为陶磁吸取件。
8.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述吸取件为电木吸取件。
9.如权利要求1所述的缓冲吸嘴，其特征在于，所述吸取件为工程塑胶吸取件。
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