CN108581126B - 倒装led芯片导向装置与回流焊机以及led芯片焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种倒装LED芯片导向装置与回流焊机以及LED芯片焊接方法，该导向装置可安装到回流焊机上并可对LED芯片在基板上的安装进行压紧，包括：用于与LED芯片接触并对LED芯片进行压紧的圆筒形导向轮，于导向轮上设有与其同轴且两端向外伸出并形成支撑轴端的支撑轴，于支撑轴端上设有用于与回流焊机连接的支撑架，导向轮可转动地设在回流焊机上；动力元件与支撑轴动力连接、驱动导向轮转动。本发明提供了一种LED芯片焊接方法，使用了一种安装有倒装LED芯片导向装置的回流焊机，LED芯片在回流焊机上进行焊接后，通过导向轮压紧，保证LED芯片上焊膏保持平整度，使得LED芯片与基板保持高度的平行度，达到提高倒装LED芯片导电性能以及导热性能的目的。

Description

倒装LED芯片导向装置与回流焊机以及LED芯片焊接方法

技术领域

本发明涉及LED芯片焊接技术领域，更具体地说，特别涉及一种倒装LED芯片导向装置与一种回流焊机以及一种LED芯片焊接方法。

背景技术

目前，LED由于其体积小、耗电量低、使用寿命长等优点在日常生活中得到了广泛使用。在现有技术中LED芯片主要包括倒装LED芯片和正装LED芯片，倒装LED相比于正装LED芯片具有较好的散热功能和发光效率，同时倒装LED还具有低电压、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度等优点，因而倒装LED芯片被大范围的推广使用。

请参考图1，图1为现有技术中一种典型的倒装LED芯片结构示意图。

倒装LED芯片主要包括三大部分：基板a、焊膏层b和LED芯片c；基板a上设置有固晶区，在装配倒装LED芯片c时，一般会先在基板a的固晶区表面涂上焊膏形成焊膏层b，然后将LED芯片c倒装在焊膏层b上，再将倒装LED芯片c送入回流炉进行回流焊接工序，实现LED芯片c与基板a的固定连接。但是由于每个基板a上在固晶区涂抹的焊膏量无法做到完全的一致，因而当LED芯片c安装在焊膏层b上时会造成LED芯片c无法与基板a保持平行，这样就会造成焊接后的倒装LED芯片导电性能和导热性能变差。

在中国发明专利CN103337583A--LED倒装结构及倒装工艺的说明书中公开了一种LED倒装结构及倒装工艺，其包括基板、焊膏层及LED芯片。基板设有固晶区，固晶区的表面设有凹凸部，焊膏层涂布于固晶区的表面，并覆盖凹凸部。LED芯片设于固晶区上，LED芯片的P型电极和N型电极分别与焊膏层粘接。在其提供的LED倒装工艺中，其主要步骤如下：在基板上划分固晶区；粗化固晶区使其形成凹凸部；在固晶区涂布焊膏，形成焊膏层；固晶，使LED芯片倒装压合于焊膏层上，电极层与焊膏层粘合；将完成固晶的LED芯片与基板结构通过回流焊方式焊接。该发明通过固晶区的凹凸部增大固晶区的表面积，即增加焊膏层与基板的接触面积，因而提高焊膏层与基板界面的结合强度，并且凹凸部有利于界面间的气体排出，减少气孔形成。但是，该发明并没有考虑到涂布焊膏层时焊膏不均与所造成焊接后的倒装LED芯片导电性能和导热性能差的技术问题。

在中国发明专利CN203521472U--倒装LED芯片的焊接电极结构及倒装LED芯片的说明书中公开了一种倒装LED芯片的焊接电极结构及倒装LED芯片。在该专利中，其所使用的电极包括有N型电极和P型电极，P型电极包括位于底层的P型焊接电极，P型焊接电极的底部焊接面为正方形或圆形；N型电极包括位于底层是N型焊接电极，N型焊接电极的底部焊接面为正方形或圆形。P型焊接电极和N型焊接电极的底部焊接面分别选自圆形或正方形中的一种且互不相同的形状。N型焊接电极的焊接面为正方形，P型焊接电极的焊接面为圆形。通过使用该发明可以使得焊接电极的结构在焊接时，使焊接更牢固，提高倒装LED芯片的焊接合格率，使电极的焊接接触面更平整，电流稳定均匀。但是该发明涉及对LED芯片结构做出的改进，无法很好的沿用到普通倒装LED芯片的焊接工序上，因而增加了倒装LED芯片的制造成本。

综上所述，如何提高倒装LED芯片的导电性能以及导热性能，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于解决传统倒装LED芯片所存在的导电性能以及导热性能较差的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种倒装LED芯片导向装置，用于安装到回流焊机上并可对LED芯片在基板上的安装进行压紧，其特征在于，包括：

用于与LED芯片接触并对LED芯片进行压紧的导向轮(1)，所述导向轮为圆筒形结构，于所述导向轮上设置有与其同轴的支撑轴(2)，所述支撑轴相对于所述导向轮的两端向外伸出、并形成有支撑轴端，于所述支撑轴端上设置有用于与回流焊机连接的支撑架(3)，所述导向轮通过所述支撑轴以及所述支撑架可转动地设置在回流焊机上；

用于提供旋转动力的动力元件(4)，所述动力元件与所述支撑轴动力连接、并通过所述支撑轴驱动所述导向轮转动。

优选地，在上述的倒装LED芯片导向装置中，

所述支撑架包括有安装孔，于所述安装孔内设置有轴承，所述支撑轴穿过所述轴承设置、并通过所述轴承与所述支撑架转动连接。

优选地，在上述的倒装LED芯片导向装置中，

于所述导向轮的两端，其外缘为倒角结构。

优选地，在上述的倒装LED芯片导向装置中，

所述导向轮为一体式结构。

优选地，在上述的倒装LED芯片导向装置中，

所述导向轮上开设有安装孔，所述安装孔与所述导向轮同轴，所述支撑轴插入至所述安装孔内、并与所述安装孔花键配合连接。

优选地，在上述的倒装LED芯片导向装置中，

所述动力元件包括有驱动电机以及减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述支撑轴动力连接。

优选地，本发明还提供一种回流焊机，

包括有机架(5)，于所述机架上设置有输送链(6)，于所述输送链的上方设置有与所述机架铰接的保温罩(7)，所述保温罩与所述输送链之间具有通过间隙，沿所述输送链的传送方向、所述通过间隙依次为升温区、恒温区、助焊区、焊接区以及冷却区，其特征在于，

还包括有上述的倒装LED芯片导向装置；

所述倒装LED芯片导向装置包括有支撑架、支撑轴以及导向轮，所述支撑架靠近所述输送链、并固定设置于所述机架上，所述导向轮通过所述支撑轴可转动地设置于所述支撑架上，所述导向轮横向设置于所述输送链的上方、并与所述输送链的上侧面形成有用于LED芯片压紧通过的导向压紧间隙。

优选地，在上述的一种回流焊机中，

所述倒装LED芯片导向装置包括有与所述支撑轴动力连接的动力元件，所述动力元件设置于所述机架上、并位于所述保温罩的外侧。

优选地，本发明还提供一种LED芯片焊接方法，其特征在于，利用所述的回流焊机对LED芯片进行焊接，其中，回流焊机上设置的输送链的旋转方向与回流焊机上设置的导向轮的旋转方向相反。

本发明提供了一种LED芯片焊接方法，在该LED芯片焊接方法中，本发明使用了一种安装有倒装LED芯片导向装置的回流焊机，该回流焊接上设置的倒装LED芯片导向装置包括有导向轮，该导向轮通过动力元件可转动地设置在回流焊机上，LED芯片在回流焊机上进行焊接后，通过导向轮压紧，能够保证LED芯片上焊膏保持较高的平整度，从而使得LED芯片与基板保持高度的平行度，从而达到提高倒装LED芯片导电性能以及导热性能的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为现有技术中一种典型的倒装LED芯片结构示意图；

图1中部件名称与附图标记的对应关系为：

基板a、焊膏层b、LED芯片c。

图2为本发明一种实施例中回流焊机在打开保温罩状态下的结构示意图；

图3为本发明一种实施例中回流焊机在关闭保温罩状态下的俯视图；

图4为本发明一种实施例中回流焊机在关闭保温罩状态下的主视图；

图5为本发明一种实施例中回流焊机拆除保温罩后的结构示意图；

图6为图5的俯视图；

图2至图6中部件名称与附图标记的对应关系为：

导向轮1、支撑轴2、支撑架3、动力元件4、机架5、输送链6、

保温罩7。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。各个示例通过本发明的解释的方式提供而非限制本发明。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本发明包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参考图2至图6，其中，图2为本发明一种实施例中回流焊机在打开保温罩状态下的结构示意图；图3为本发明一种实施例中回流焊机在关闭保温罩状态下的俯视图；图4为本发明一种实施例中回流焊机在关闭保温罩状态下的主视图；图5为本发明一种实施例中回流焊机拆除保温罩后的结构示意图；图6为图5的俯视图。

本发明提供了一种倒装LED芯片导向装置，用于安装到回流焊机上并可对LED芯片在基板上的安装进行压紧。

在本发明中，该倒装LED芯片导向装置包括一个用于与LED芯片接触并对LED芯片进行压紧的导向轮1，导向轮1在工作过程中处于旋转运动状态，为了保证导向轮1与回流焊机输送链6之间保持恒定的间距，本发明将导向轮1设计为圆筒形结构。

在导向轮1上设置有与其同轴的支撑轴2，支撑轴2在导向轮1上有两种设置结构：

1、导向轮1上开设有安装孔，安装孔与导向轮1同轴，支撑轴2插入至安装孔内、并与安装孔花键配合连接；此种设置方式所需零部件少，安装简便，有利于提高工作效率。

2、支撑轴2设置有两个，两个支撑轴2分别设置到导向轮1的两个端面上，支撑轴2用于与导向轮1连接的一端设置有法兰，支撑轴2通过法兰与导向轮1螺栓连接，将支撑轴2设置为两个有利于导向轮1以及支撑轴2的检修与更换。当然，在上述的第二种结构中，在导向轮1的两个端面上可以开设有花键槽，支撑轴2用于与导向轮1连接的一端采用花键结构，这样支撑轴2与导向轮1之间为花键连接结构。在本发明中，支撑轴2采用不锈钢材料一体成型，其结构强度高、耐高温。采用一体式结构设计，能够提高支撑轴2的直线度，从而降低导向轮1旋转时的跳动，进而保证焊膏层涂层的均匀性。

支撑轴2相对于导向轮1的两端向外伸出、并形成有支撑轴端，于支撑轴端上设置有用于安装到回流焊机上的支撑架3，导向轮1通过支撑轴2以及支撑架3可转动地设置在回流焊机上。

在上述结构设计中可知，导向轮1在工作过程中处于旋转运动状态，因此，本发明还提供了能够对导向轮1提供旋转动力的动力元件4，动力元件4与支撑轴2动力连接、并通过支撑轴2驱动导向轮1转动。

在本发明的一个实施方式中，动力元件4包括有驱动电机以及减速器，驱动电机通过减速器与支撑轴2动力连接。减速器优选采用齿轮减速器，齿轮减速器具有结构精巧、工作可靠性高等优点。

本发明提供的倒装LED芯片导向装置安装在回流焊机的冷却区位置上。在本发明的一个实施方式中，该倒装LED芯片导向装置包括支撑架3、支撑轴2、导向轮1以及动力元件4。需要说明的是，本发明安装在回流焊机上，其中支撑轴2以及导向轮1设置在回流焊接的保温罩7以及输送链6之间，在这个区域内的温度较高，因此，在保证支撑轴2以及导向轮1结构强度的同时，还应当兼顾材料的耐高温性能。

在本发明中，支撑轴2可以采用不锈钢花键轴结构设计，导向轮1可以采用耐高温尼龙轮结构设计。支撑架3设置有两个，两个支撑架3分设于输送链6的两侧，其优选采用铸铁材料制成，其次为不锈钢或者铝型材。在支撑架3上设置有滚珠轴承或者止推轴承，支撑轴2穿过轴承与支撑架3转动配合，这样能够提高支撑轴2转动的平稳性。

支撑架3固接在回流焊机上，具体地，回流焊机包括有机架5，支撑架3通过螺栓固定设置在回流焊机的机架5上。导向轮1通过支撑轴2与支撑架3连接；动力元件4固接在支撑架3上、并与支撑轴2连接。

在本发明的一种优选实施方案中，倒装LED芯片导向装置设置在回流焊机的焊接区和冷却区的交界处。

本发明提供的倒装LED芯片导向装置设置在远离回流焊机芯片输入端的位置上，具体地，是设置在回流焊机的冷却区，更优选地是设置在回流焊机的焊接区和冷却区的交界处。其原因如下：因为如果将倒装LED芯片导向装置设置在回流焊机的芯片入口处或者预热区或者焊接区，一来会对芯片导向装置的材料要求较高，二来可能会造成基板上的焊膏因为受到导向装置压缩而溢出，从而无法保证倒装LED芯片焊接后的导电性能和导热性能。

倒装LED芯片导向装置的使用方法如下：启动动力元件4，导向轮1在动力元件4的作用下开始旋转工作，利用导向轮1对倒装LED芯片进行导向压紧，保证了倒装LED芯片焊接后的导电性能和导热性能。

本发明提供的倒装LED芯片导向装置具有结构简单、安装使用方便，其可以有效地保证倒装LED芯片焊接后的导电性能和导热性能。

具体地，支撑架3包括有安装孔，于安装孔内设置有轴承，支撑轴2穿过轴承设置、并通过轴承与支撑架3转动连接。在本发明中所使用的轴承可以为滚珠轴承、滚子轴承或者是止推轴承。

导向轮1采用圆筒形结构，其两端的端面与其外侧面之间为垂直结构关系，为了避免尖锐结构可能会对工作人员或者机械零件造成伤害，本发明对导向轮1进行了结构优化：于导向轮1的两端，其外缘采用倒角结构设计。

在本发明的一个实施方式中，导向轮1为一体式结构。

在本发明的另一个实施方式中，导向轮1采用分体式结构。导向轮1的外侧面用于与LED芯片接触，同时还会对LED芯片施压，这样在长期的使用过程中，LED芯片会对导向轮1的外侧面造成磨损，一旦导向轮1的外侧面磨损严重，将会影响导向轮1对LED芯片的施压导向效果。在本实施例中，导向轮1采用分体式结构，其具体结构如下：导向轮1设置有一个芯轴，支撑轴2安装在芯轴上，在芯轴的外侧面上套设有一个施压导向外套，芯轴与施压导向外套采用键连接，施压导向外套采用一体式结构，施压导向外套的外侧面为平滑曲面结构。分体式的施压导向外套方便在磨损时及时更换，延长导向轮1的使用寿命，且操作简便。

本发明还提供了一种回流焊机，包括有机架5，于机架5上设置有输送链6，于输送链6的上方设置有与机架5铰接的保温罩7，保温罩7与输送链6之间具有通过间隙，沿输送链6的传送方向、通过间隙依次为升温区、恒温区、助焊区、焊接区以及冷却区。

在传统回流焊机的结构基础上，本发明在机架5上设置了一个倒装LED芯片导向装置；倒装LED芯片导向装置包括有支撑架3、支撑轴2以及导向轮1，支撑架3靠近输送链6、并固定设置于机架5上，导向轮1通过支撑轴2可转动地设置于支撑架3上，导向轮1横向设置于输送链6的上方、并与输送链6的上侧面形成有用于LED芯片压紧通过的导向压紧间隙。

具体地，倒装LED芯片导向装置包括有与支撑轴2动力连接的动力元件4，动力元件4设置于机架5上、并位于保温罩7的外侧。

基于上述的回流焊机，本发明提供了一种LED芯片焊接方法，该LED芯片焊接方法对于LED芯片的处理沿用传统操作方式，在此不进行赘述，其操作不同点在于：本发明利用上述的回流焊机对LED芯片进行焊接，其中，回流焊机上设置的输送链6的旋转方向与回流焊接上设置的导向轮1的旋转方向相反。

本发明提供了一种回流焊机，在该回流焊机上设置有一个倒装LED芯片导向装置，该倒装LED芯片导向装置包括有支撑架3，支撑架3固定设置到回流焊机上，在支撑架3上设置有支撑轴2，通过支撑轴2在回流焊机上可转动地设置有一个导向轮1，通过结构设计，导向轮1与回流焊机的输送链6之间保持一定的间隙，在实际生产作业中，输送链6能够将LED芯片进行输送并在输送过程中，在回流焊机上对LED芯片进行加热焊接。同时，本发明利用倒装LED芯片导向装置对LED芯片进行导向压紧，这样既能够提高LED芯片各个部件之间装配的紧密程度以及结合的牢靠程度，同时，还能够保证LED芯片上各个部件之间保持较高的平行度，达到提高LED芯片导电性能以及导热性能的目的。本发明还提供了一种LED芯片焊接方法，该方法中使用了上述的回流焊机，利用该方法制造出的LED芯片具有优良的导电性能以及导热性能。

以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种倒装LED芯片导向装置，用于安装到回流焊机上并可对LED芯片在基板上的安装进行压紧，其特征在于，包括：

用于与LED芯片接触并对LED芯片进行压紧的导向轮（1），所述导向轮为圆筒形结构，于所述导向轮上设置有与其同轴的支撑轴（2），所述支撑轴相对于所述导向轮的两端向外伸出、并形成有支撑轴端，于所述支撑轴端上设置有用于与所述回流焊机连接的支撑架（3），所述导向轮通过所述支撑轴以及所述支撑架可转动地设置在回流焊机的冷却区，或者，所述导向轮通过所述支撑轴以及所述支撑架可转动地设置在回流焊机的焊接区和冷却区的交界处；

用于提供旋转动力的动力元件（4），所述动力元件与所述支撑轴动力连接、并通过所述支撑轴驱动所述导向轮转动。

2.根据权利要求1所述的倒装LED芯片导向装置，其特征在于，

所述支撑架包括有安装孔，于所述安装孔内设置有轴承，所述支撑轴穿过所述轴承设置、并通过所述轴承与所述支撑架转动连接。

3.根据权利要求1所述的倒装LED芯片导向装置，其特征在于，

于所述导向轮的两端，其外缘为倒角结构。

4.根据权利要求1所述的倒装LED芯片导向装置，其特征在于，

所述导向轮为一体式结构。

5.根据权利要求1所述的倒装LED芯片导向装置，其特征在于，

所述导向轮上开设有安装孔，所述安装孔与所述导向轮同轴，所述支撑轴插入至所述安装孔内、并与所述安装孔花键配合连接。

6.根据权利要求1至5任一项所述的倒装LED芯片导向装置，其特征在于，

所述动力元件包括有驱动电机以及减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述支撑轴动力连接。

7.一种回流焊机，包括有机架（5），于所述机架上设置有输送链（6），于所述输送链的上方设置有与所述机架铰接的保温罩（7），所述保温罩与所述输送链之间具有通过间隙，沿所述输送链的传送方向、所述通过间隙依次为升温区、恒温区、助焊区、焊接区以及冷却区，其特征在于，

还包括有如权利要求1至6任一项所述的倒装LED芯片导向装置；

所述倒装LED芯片导向装置包括有支撑架、支撑轴以及导向轮，所述支撑架靠近所述输送链、并固定设置于所述机架上，所述导向轮通过所述支撑轴可转动地设置于所述支撑架上，所述导向轮横向设置于所述输送链的上方、并与所述输送链的上侧面形成有用于LED芯片压紧通过的导向压紧间隙。

8.根据权利要求7所述的回流焊机，其特征在于，

所述倒装LED芯片导向装置包括有与所述支撑轴动力连接的动力元件，所述动力元件设置于所述机架上、并位于所述保温罩的外侧。

9.一种LED芯片焊接方法，其特征在于，利用如权利要求7或8所述的回流焊机对LED芯片进行焊接，其中，回流焊机上设置的输送链的旋转方向与回流焊机上设置的导向轮的旋转方向相反。