CN112186088A - 压合设备以及led的封装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压合设备以及LED的封装工艺，所述压合设备应用于LED封装系统，所述压合设备包括：机架；承载板，所述承载板装设在所述机架上；压合装置，所述压合装置对应于所述承载板装设在所述机架上，所述压合装置上设有压合面，所述承载板上设有压合工位，所述压合面朝向所述压合工位；施压装置，所述施压装置装设在所述承载板和/或压合装置上。本发明中，所有LED的发光角度一致，所有LED的光线混合时能够得到预设的混光，如，白色光，达到混光均匀的目的，改善了LED集成光源的发光性能，使得整个LED集成光源具有良好的色视角。

Description

压合设备以及LED的封装工艺

技术领域

本发明涉及LED封装技术领域，特别涉及一种压合设备以及LED的封装工艺。

背景技术

COB(Chip On Board，板上芯片封装)是一种将芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，运用COB技术生产的LED集成光源在电路、光学以及散热上均性能稳定，因此，COB技术在LED的生产制造中占有非常高的应用比率。COB的工艺制程中，需要利用到固晶机打装置，基板上印制好焊盘后，固晶机将LED芯片固定在焊盘上，由于每个LED芯片均由固晶机单独进行固定，现有技术中，所有的LED芯片都完成固晶步骤后，每个LED芯片的安装角度不一致(每个焊盘上使用的焊料量存在差异造成对LED芯片引脚的吸引力不同、在安装时每个LED的安插方向存在偏差等因素导致)，分别向不同的方向倾斜，而LED集成光源往往需要发出特定的光源(如，白光)，当每个LED芯片的安装角度不一致时，每个LED发出的光线偏离了预设方向，导致整个LED集成光源的混光不均匀，光源的色视角较差。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种压合设备，旨在解决现有技术中，LED集成光源中的每个LED芯片的安装角度不一致，使得每个LED发出的光线偏离了预设方向，导致整个LED集成光源的混光不均匀的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种压合设备，所述压合设备应用于LED封装系统，所述压合设备包括：

机架；

承载板，所述承载板装设在所述机架上；

压合装置，所述压合装置对应于所述承载板装设在所述机架上，所述压合装置上设有压合面，所述承载板上设有压合工位，所述压合面朝向所述压合工位，所述压合工位用于放置待压合的LED基板；

施压装置，所述施压装置装设在所述承载板和/或压合装置上，并驱动所述承载板和/或压合装置运动，以使所述LED基板上的多个LED压合至同一安装高度。

可选的，所述压合装置包括安装座及固定在所述安装座上的压合层，所述压合层位于所述安装座的朝向所述承载板的表面上。

可选的，所述压合层为硅胶层。

可选的，所述压合设备还包括主控板，所述安装座和/或所述压合层上设有压力传感器，所述压力传感器与所述主控板电连接。

可选的，所述施压装置包括第一施压件与第二施压件，所述第一施压件连接所述承载板，所述第二施压件连接所述安装座，所述第一施压件驱动所述承载板向所述安装座运动和/或所述第二施压件驱动所述安装座向所述承载板运动。

可选的，所述第一施压件与第二施压件均为永磁铁，设置在所述安装座上的所述永磁铁与设置在所述承载板上的永磁铁位置相互对应以产生吸引力；

或，所述第一施压件与所述第二施压件均为电磁铁，设置在所述安装座上的所述电磁铁与设置在所述承载板上的电磁铁位置相互对应以产生吸引力，且所述电磁铁与所述主控板电连接；

或，所述第一施压件与所述第二施压件为气缸，所述第一施压件的动力输出轴连接所述承载板，所述第二施压件的动力输出轴连接所述安装座，且所述气缸与所述主控板电连接。

可选的，所述压合设备还包括调节装置，所述调节装置位于承载板与所述第一施压件之间，和/或，所述调节装置位于所述安装座与所述第二施压件之间。

本发明还提出一种LED的封装工艺，所述LED的封装工艺应用于LED封装系统，所述LED封装系统包括固晶设备和压合设备，所述LED的封装工艺包括：

通过所述固晶设备将LED芯片装设在LED基板的焊盘上，并将装设有所述LED芯片的LED基板输出至所述压合设备；

通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度。

可选的，所述压合设备上设有压力传感器，所述通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度的步骤包括：

获取所述压力传感器检测到的压合设备对所述LED芯片施加的压力值；

当所述压力值达到预设阀值时，停止对所述LED芯片施压。

可选的，所述LED封装系统还包括回流焊接设备，所述通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度的步骤之后还包括步骤：

所述压合设备将压合后的所述LED基板输出至所述回流焊接设备；

通过所述回流焊接设备升高所述焊盘的温度使焊盘熔化；

通过所述回流焊接设备降低所述焊盘的温度，以固化所述焊盘，以通过固化的焊盘将LED芯片固定在所述LED基板上。

本发明技术方案通过在机架上设置承载板以及压合装置，压合装置对应于承载板装设，压合装置上设有压合面，承载板上设有压合工位，压合面朝向压合工位，施压装置装设在承载板和/或压合装置上。LED基板先经过印制设备印制有焊盘，在压合设备下压LED之前，焊盘上的焊料没有完全凝固，在压合装置的压力下，LED可在没有完全凝固的焊料中移动以调整倾角，压合面将LED基板上的所有LED均下压到光线垂直于LED基板的位置，由于所有LED的发光角度一致，所有LED的光线混合时能够得到预设的混光，如，白色光，达到混光均匀的目的，改善了LED集成光源的发光性能，使得整个LED集成光源具有良好的色视角。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明压合设备的一实施例的结构示意图；

图2为LED被固晶设备装设在LED基板上的结构示意图；

图3为本发明LED的封装工艺的一实施例的流程示意图；

图4为本发明LED的封装工艺的另一实施例的流程示意图；

图5为本发明LED的封装工艺的又一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	压合装置	21	第一施压件
11	安装座	22	第二施压件
				12	压合层	3	承载板
121	压合面	4	LED基板
				2	施压装置

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部装置之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

为实现上述目的，本发明提出一种压合设备，压合设备应用于LED封装系统，如图1所示，压合设备包括：机架(图中未标示)；承载板3，承载板3装设在机架上；压合装置1，压合装置1对应于承载板3装设在机架上，压合装置1上设有压合面121，承载板3上设有压合工位，压合面121朝向压合工位(图中未标示)，压合工位用于放置待压合的LED基板4；施压装置2，施压装置2装设在承载板3和/或压合装置1上，并驱动承载板3和/或压合装置2运动，以使所述LED基板4上的多个LED压合至同一安装高度。

承载板3与压合装置1均安装在机架上，承载板3用于承载LED5，因此，该压合工位位于承载板3上，压合装置1对应于承载板3设置，以向放置在压合工位上的LED5施加压力。本实施例中，压合装置1设置在承载板3的上方，与承载板3之间留存有放置LED5的压合工位，施压装置2装设在承载板3和/或压合装置1上，施压装置2具有驱动力，可带动承载板3和/或压合装置1运动，使承载板3与压合装置1相互靠近。LED5事先由固晶设备装设在LED基板4上，LED基板4上集成有多个LED5，由于固晶设备将LED5安装到LED基板4上时是单个安装，因此，每个LED5的倾斜角度存在差异(如图2所示)，压合装置1上设有压合面121，压合装置1向LED基板4上的LED5施压时，压合面121与LED5接触(如图1所示)，压合面121的表面平整，在压合装置1的压力下，高出安装高度的LED5下降到安装高度，此时，施压装置2停止向承载板3和/或压合装置1施加压力。施压装置2可以仅连接承载板3，此时，施压装置2带动承载板3向压合装置1运动，或，施压装置2也可仅连接压合装置1，此时，施压装置2带动压合装置1向承载板3运动，或，承载板3与压合装置1上可均连接有施压装置2，在施压装置2的带动下，承载板3与压合装置1相互靠近，将LED5下压到安装高度，这里的安装高度是指LED5的发光点距离LED基板4的高度，具体数值根据每款产品的需要确定。

本实施例中，LED基板4先经过印制设备(图中未标示)印制有焊盘(图中未标示)，在压合设备下压LED5芯片之前，焊盘上的焊料没有完全凝固，在压合装置1的压力下，LED5芯片可在没有完全凝固的焊料中移动以调整倾角，压合面121将LED基板4上的所有LED5均下压到光线垂直于LED基板4的位置，由于所有LED5的发光角度一致，所有LED5的光线混合时能够得到预设的混光，如，白色光，达到混光均匀的目的，改善了LED5集成光源的发光性能，使得整个LED5集成光源具有良好的色视角。

可以理解的，上述LED5的光线也可与LED基板4为非垂直关系，具体根据需要设定。为保证LED基板4放置到位，保证压合精度，可在压合工位上设置定位部，如，承载板3上设置凸起(图中未标示)或凹陷(图中未标示)。

在进一步的实施例中，压合装置1包括安装座11及固定在安装座11上的压合层12，压合层12位于安装座11的朝向承载板3的表面上，压合层12的朝向承载板3的表面为压合面121，安装座11用于安装压合层12。压合层12可由黏胶贴附在安装座11的朝向承载板3的表面，也可由螺钉固定在安装座11上，为使所有的LED5均被压合层12下压到同一安装高度，安装座11的朝向承载板3的表面平整。

压合层12为硅胶层，硬度为2H-4H，避免硬度过高损伤LED5。

所述压合设备还包括主控板(图中未标示)，所述安装座11和/或所述压合层12上设有压力传感器(图中未标示)，所述压力传感器与所述主控板电连接。

压合设备还包括主控板，安装座11和/或压合层12上设有压力传感器，压力传感器与主控板电连接，将获取到的压合装置1施加的压力值传送给主控板，压力传感器对压力值的获取可以为实时获取，也可以每间隔一段时间获取。

在承载板3与安装座11上均连接有施压装置2时，施压装置2包括第一施压件21与第二施压件22，第一施压件21连接承载板3，第二施压件22连接安装座11，第一施压件21驱动承载板3向安装座11运动，第二施压件22驱动安装座11向承载板3运动，第一施压件21与第二施压件22相对运动以使承载板3与压合层12相互靠近。

第一施压件21与第二施压件22均为永磁铁，设置在安装座11上的永磁铁与设置在承载板3上的永磁铁位置相互对应以产生吸引力，在本实施例中，永磁铁为安装座11以及承载板3的驱动力，在永磁铁的带动下，安装座11与承载板3相互靠近从而压合位于压合工位上的LED5。安装座11与承载板3上均可装设多个永磁铁，以加大压合装置1的驱动力，多个永磁铁可在承载板3以及安装板上均匀、对称分布，使每个LED5受到的压力均衡。

在另一实施例中，第一施压件21与第二施压件22均为电磁铁，设置在安装座11上的电磁铁与设置在承载板3上的电磁铁位置相互对应以产生吸引力，且电磁铁与主控板电连接，由主控板控制电磁铁上的通电量从而控制压合装置1的驱动力。在电磁铁的带动下，安装座11与承载板3相互靠近从而压合位于压合工位上的LED5，安装座11与承载板3上均可装设多个电磁铁，以加大压合装置1的驱动力，多个电磁铁可在承载板3以及安装板上均匀、对称分布，使每个LED5受到的压力均衡。

在又一实施例中，第一施压件21与第二施压件22为气缸(图中未标示)，第一施压件21的动力输出轴连接承载板3和/或第二施压件22的动力输出轴连接安装座11，且气缸与主控板电连接。本实施例中，以气缸作为承载板3以及安装座11的驱动力，气缸电连接主控板，由主控板控制气缸输出的驱动力大小。

在上述实施例中，压力传感器检测到的压力值达到预计阀值时，LED5达到安装高度，主控板控制第一施压件21、第二施压件22停止下压，这里的停止下压可以是压合装置1撤去驱动力但依然停留在当前位置，使得LED5逐渐稳定，也可以是压合装置1立即离开当前位置。

在一可选实施例中，压合设备还包括调节装置(图中未标示)，调节装置位于承载板3与第一施压件21之间，和/或，调节装置位于安装座11与第二施压件22之间。

调节装置可以为弹簧(图中未标示)或导轨滑槽结构(图中未标示)等，以弹簧为例，弹簧可放置在第一施压件21与承载板3之间，和/或，位于安装座11与第二施压件22之间，弹簧使得第一施压件21与第二施压件22的下压高度可调，也即安装高度可变，适应生产不同规格的LED5集成光源。当调节装置为导轨滑槽结构时，承载板3和/或安装座11可沿导轨滑槽结构滑动，并用紧固螺钉或蝶形螺母定位，同样可达到安装高度可变的效果。

如图3所示，本发明还提出一种LED的封装工艺，所述LED的封装工艺应用于LED封装系统，LED封装系统包括固晶设备和上述压合设备，LED的封装工艺包括：

S1：通过固晶设备将LED芯片装设在LED基板的焊盘上，并将装设有LED芯片的LED基板输出至压合设备；

S2：通过压合设备将LED基板的LED芯片压合至同一安装高度。

请一并参照图1-3，LED封装系统具体包括了主控板，印刷机、自动光学检测设备、固晶设备、压合设备、以及回流焊接设备，印刷机用于在LED基板4上印制焊盘，自动光学检测设备扫描焊盘，将扫描得到的焊盘参数与预设的焊盘参数对比，以检测焊盘是否合格，固晶设备用于将LED芯片5装设在LED基板4上，回流焊接设备用于将LED芯片5焊接固定到LED基板4上。装设了LED芯片的LED基板4进入到压合设备后，压合设备的主控板控制压合设备的施压装置2带动压合装置1将所有LED芯片5均下压至同一安装高度，该同一安装高度为事先设定的LED芯片5的发光点距离LED基板4的高度，具体数值根据每款产品的需要确定。

在压合设备下压LED芯片5之前，焊盘上的焊料没有完全凝固，在压合装置1的压力下，LED5芯片可在没有完全凝固的焊料中移动以调整倾角，使得压合设备将LED基板4上的所有LED5均下压到光线垂直于LED基板4的位置，由于所有LED芯片5的发光角度一致，所有LED芯片5的光线混合时能够得到预设的混光，如，白色光，达到混光均匀的目的，改善了LED5集成光源的发光性能，使得整个LED5集成光源具有良好的色视角。

如图4所示，基于上述实施例，本发明还提出一实施例。所述压合设备上设有压力传感器，所述通过压合设备将LED基板4的LED芯片5压合至同一安装高度的步骤包括：

S21：获取所述压力传感器检测到的压合设备对LED芯片施加的压力值；

S22：当压力值达到预设阀值时，停止对LED芯片施压。

压力传感器检测压合设备施加的压力值，压力传感器对压力值的获取可以为实时获取，也可以每间隔一段时间获取，将获取到的压合装置1施加的压力值传送给主控板，主控板上存储有预设阀值，当压力参数达到预设阀值时，主控板控制第一施压件21、第二施压件22停止下压，从而停止对LED芯片5施压，这里的停止对LED芯片5施压可以是压合装置1撤去驱动力但依然停留在当前位置，使得LED芯片5逐渐稳定，也可以是压合装置1立即离开当前位置。本实施例中，主控板可连接显示设备，将传感器获取得到的压力值输出至显示设备。

如图5所示，基于上述实施例，本发明提出又一实施例。LED封装系统还包括回流焊接设备，通过压合设备将LED基板4的LED5芯片压合至同一安装高度的步骤之后还包括步骤：

S31：压合设备将压合后的LED基板4输出至回流焊接设备；

S32：通过回流焊接设备升高焊盘的温度使焊盘熔化；

S33：通过回流焊接设备降低焊盘的温度，以固化焊盘，以通过固化的焊盘将LED5芯片固定在LED基板4上。

在压合设备下压LED芯片5之前，焊盘上的焊料没有完全凝固，在压合装置1的压力下，LED芯片5可在没有完全凝固的焊料中移动以调整倾角，当所有LED芯片5的倾角调整好之后，需要进一步将LED芯片5完全固定在LED基板4上，主控板控制回流焊接设备升高焊盘的温度使焊盘熔化，熔融焊料在LED芯片5的吸引下汇聚在LED芯片5的引脚周围，降低焊料的温度后焊料将重新调整好的LED芯片5固定在LED基板4上，使得LED基板4上的所有LED芯片5发光角度一致，混光均匀。

LED封装系统还包括自动光学检测设备，通过所述固晶设备将LED芯片5装设在LED基板4的焊盘上，并将装设有所述LED芯片5的LED基板4输出至所述压合设备的步骤之前还包括：

控制自动光学检测设备对LED基板4上印制的焊盘进行光学检测；

输出检测结果。

自动光学检测设备(Automated Optical Inspection，AOI)通过摄像头自动扫描LED基板4，采集图像，将焊点与主控板数据库中的参数进行比较，经过图像处理，检查出LED基板4的缺陷，并通过显示器或自动标志把缺陷显示或标示出来，供维修人员修整，避免不合格产品流入后续的加工工序，降低了损耗。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种压合设备，其特征在于，所述压合设备包括：

机架；

承载板，所述承载板装设在所述机架上；

压合装置，所述压合装置对应于所述承载板装设在所述机架上，所述压合装置上设有压合面，所述承载板上设有压合工位，所述压合面朝向所述压合工位，所述压合工位用于放置待压合的LED基板；

施压装置，所述施压装置装设在所述承载板和/或压合装置上，并驱动所述承载板和/或压合装置运动，以使所述LED基板上的多个LED压合至同一安装高度。

2.根据权利要求1所述的压合设备，其特征在于，所述压合装置包括安装座及固定在所述安装座上的压合层，所述压合层位于所述安装座的朝向所述承载板的表面上。

3.根据权利要求2所述的压合设备，其特征在于，所述压合层为硅胶层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的压合设备，其特征在于，所述压合设备还包括主控板，所述安装座和/或所述压合层上设有压力传感器，所述压力传感器与所述主控板电连接。

5.根据权利要求4所述的压合设备，其特征在于，所述施压装置包括第一施压件与第二施压件，所述第一施压件连接所述承载板，所述第二施压件连接所述安装座，所述第一施压件驱动所述承载板向所述安装座运动和/或所述第二施压件驱动所述安装座向所述承载板运动。

6.根据权利要求4所述的压合设备，其特征在于，所述第一施压件与第二施压件均为永磁铁，设置在所述安装座上的所述永磁铁与设置在所述承载板上的永磁铁位置相互对应以产生吸引力；

或，所述第一施压件与所述第二施压件均为电磁铁，设置在所述安装座上的所述电磁铁与设置在所述承载板上的电磁铁位置相互对应以产生吸引力，且所述电磁铁与所述主控板电连接；

或，所述第一施压件与所述第二施压件为气缸，所述第一施压件的动力输出轴连接所述承载板，所述第二施压件的动力输出轴连接所述安装座，且所述气缸与所述主控板电连接。

7.根据权利要求4所述的压合设备，其特征在于，所述压合设备还包括调节装置，所述调节装置位于承载板与所述第一施压件之间，和/或，所述调节装置位于所述安装座与所述第二施压件之间。

8.一种LED的封装工艺，其特征在于，所述LED的封装工艺应用于LED封装系统，所述LED封装系统包括固晶设备和压合设备，所述LED的封装工艺包括：

通过所述固晶设备将LED芯片装设在LED基板的焊盘上，并将装设有所述LED芯片的LED基板输出至所述压合设备；

通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度。

9.根据权利要求8所述的LED的封装工艺，其特征在于，所述压合设备上设有压力传感器，所述通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度的步骤包括：

获取所述压力传感器检测到的压合设备对所述LED芯片施加的压力值；

当所述压力值达到预设阀值时，停止对所述LED芯片施压。

10.根据权利要求8所述的LED的封装工艺，其特征在于，所述LED封装系统还包括回流焊接设备，所述通过所述压合设备将所述LED基板的LED芯片压合至同一安装高度的步骤之后还包括步骤：

所述压合设备将压合后的所述LED基板输出至所述回流焊接设备；

通过所述回流焊接设备升高所述焊盘的温度使焊盘熔化；

通过所述回流焊接设备降低所述焊盘的温度，以固化所述焊盘，以通过固化的焊盘将LED芯片固定在所述LED基板上。

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