CN114799534A - 发光器件修补方法及修补设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光器件修补方法及修补设备，发光器件修补方法包括准备待修补的发光器件，所述发光器件包括基板、固定于基板上的待补芯片和封装于待补芯片表面的封装胶，激光照射待补芯片表面的封装胶，并将设定区域内的封装胶去除，取下待补芯片并进行替；发光器件修补设备用于实施上述的发光器件修补方法。通过激光去除封装于待补芯片表面的封装胶，将待补芯片露出，并进行替换，实现对发光器件的修补，封装胶吸收激光能量能够快速汽化或剥离，激光去除封装胶的效率较高，并且，激光去除过程中，对环境的污染小，只消耗电能，成本较低，相较于人工操作或干刻蚀法去除，对发光器件的损伤小。

Description

发光器件修补方法及修补设备

技术领域

本发明涉及发光器件加工技术领域，尤其设计一种发光器件修补方法。

背景技术

大功率发光二极管通常采用锡膏将LED芯片集成于基板上，LED芯片表面用封装胶进行封装，以保证LED具有良好的耐久性及可靠性，环氧树脂胶具有高折射率和透光率，可以增加LED的光通量，若发光器件内存在坏点LED，需要重新替换并进行修补，相关技术中，通过人工或者机械去除的方式，先去除LED表面的封装胶，再替换LED芯片，存在人工、设备成本高，效率低的缺陷。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种发光器件修补方法，能够提高修补效率，成本较低。

本发明还提出一种实施上述发光器件修补方法的发光器件修补设备。

根据本发明的第一方面实施例的发光器件修补方法，包括：

准备待修补的发光器件，所述发光器件包括基板、固定于所述基板上的待补芯片和封装于所述待补芯片表面的封装胶；

激光照射所述待补芯片表面的封装胶，并将设定区域内的封装胶去除；

取下所述待补芯片并进行替换。

根据本发明实施例的发光器件修补方法，至少具有如下有益效果：

本发明的实施例中，通过激光去除封装于待补芯片表面的封装胶，将待补芯片露出，并进行替换，实现对发光器件的修补，封装胶吸收激光能量能够快速汽化或剥离，激光去除封装胶的效率较高，并且，激光去除过程中，对环境的污染小，只消耗电能，成本较低，相较于人工操作或干刻蚀法去除，对发光器件的损伤小。

根据本发明的一些实施例，所述激光的波长为266-1100nm。

根据本发明的一些实施例，所述激光的波长为266-1100nm，所述激光的光斑直径不大于10μm，所述激光的扫描速度为200-2000mm/s，所述激光的频率为100-1000KHz，所述激光的填充密度不大于10μm。

根据本发明的一些实施例，所述封装胶的厚度为1-200μm，所述封装胶去除后的残留厚度不大于20nm。

根据本发明的一些实施例，所述激光包括多个高频子脉冲，并通过脉冲串输出。

根据本发明的一些实施例，沿所述激光的扫描轨迹，以相等空间间隔向所述封装胶发射激光。

根据本发明的一些实施例，所述封装胶的去除步骤包括：

获取所述封装胶的图像信息；

根据所述图像信息获取所述设定区域的范围，并形成所述激光的扫描轨迹及去除参数，所述去除参数包括所述激光的波长、光斑大小与扫描速度；

根据所述扫描轨迹与去除参数对所述封装胶进行去除。

根据本发明的一些实施例，所述待补芯片表面的封装胶去除后，通过激光分离所述待补芯片与基板，将所述待补芯片取下。

根据本发明的一些实施例，取下所述待补芯片后对基板表面进行清洗，将替换芯片焊接于所述基板表面，并对所述替换芯片进行封装。

根据本发明的第二方面实施例的发光器件修补设备，用于实施第一方面实施例的发光器件修补方法，包括：

定位装置，用于获取所述发光器件的图像信息；

激光去除装置，与所述定位装置通讯连接，所述激光去除装置包括激光头与移动模组，所述激光头用于形成激光，所述激光头安装于所述移动模组，所述移动模组根据所述图像信息带动所述激光头对所述设定区域进行扫描。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为发光器件未修补前的示意图；

图2为以常规去除方法去除封装胶后发光器件的效果图；

图3为以常规去除方法去除LED芯片后发光器件的效果图；

图4为本发明发光器件修补方法一个实施例的流程图；

图5为发光器件未处理前的示意图；

图6为封装胶去除后发光器件的示意图；

图7为待补芯片取下后发光器件的示意图；

图8为待补芯片表面的封装胶去除后发光器件的效果图；

图9为待补芯片取下后发光器件的效果图；

图10为其他参数设定下的待补芯片取下后发光器件的效果图。

附图标记：

基板100；待补芯片200；封装胶300；金属层400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

图1为发光器件一个实施例的示意图，如图1所示，发光器件中包括多个LED芯片，多个LED芯片均被封装胶封装，被框中的为其中一个LED芯片，若该LED芯片存在坏点，则需先将该LED芯片处的封装胶去除，再取下存在坏点的LED芯片，替换为新的LED芯片，完成对发光器件的修补工作。相关技术中，若发光器件中的LED存在坏点，通常以人工操作的方式进行去除及修补，受限于人工操作的灵活性，去除的稳定性低，且容易挖错芯片，并且人工开槽的一致性较低，不利于后期对芯片的修补，可重复性差，图2示出了人工去除封装胶后，封装器件的效果图，参照图2，以人工操作的方式去除封装胶，开槽的边缘参差不齐，平整度较差。封装胶去除后，以人工刮除的方式，取下LED芯片，图3示出了人工去除LED芯片后，封装器件的效果图，由于人工施力不均，导致LED芯片不能完全去除，存在残留，或者过度去除而损伤基板，基板的表面不平整，造成LED芯片无法准确放置于修补区域，导致修补失败。

参照图4，本发明的实施中提供了一种发光器件修补方法，用于对存在坏点的LED进行修补，发光器件修补方法包括如下步骤：

一、准备待修补的发光器件，如图5所示，发光器件包括基板100、固定于基板100上的待补芯片200和封装于芯片表面的封装胶300。基板100可以是电路板、金属板或者电路板与金属板的组合部件，并且金属板固定于电路板的上表面，在本实施例中，基板100的表面设置有金属层400，金属层400用于与待补芯片200结合；待补芯片200可以通过锡膏焊接于基板100的上表面，保证待补芯片200与基板100电导通，并受基板100内电路的调配而发光；封装胶300为环氧树脂胶，环氧树脂胶具有较高的折射率和高透光率，且粘度小，易脱泡，便于封装，如图可知，待补芯片200覆盖于基板100上表面以及待补芯片200的外表面，封装胶300对待补芯片200全包覆，封装效果好。若待补芯片200存在坏点，需将覆盖与待补芯片200上表面的封装胶300去除，以便于取出待补芯片200进行替换。

二、激光照射待补芯片200表面的封装胶300，将设定区域内的封装胶300去除。如图6与图8所示，将位于待补芯片200上部以及侧部的区域定义为设定区域，通过激光去除设定区域的封装胶300后，待补芯片200的上部与侧部露出，便于对待补芯片200进行进一步处理。

需要说明的是，激光照射封装胶300时，封装胶300吸收激光能量，发生汽化而瞬间蒸发或瞬间受热膨胀，克服表面对粒子的吸附力而剥离，达到将封装胶300去除的目的，并将待补芯片200露出，便于对待补芯片200进行替换。由于封装胶300具有一定粘附力，与待补芯片200之间的粘接强度大，以人工操作或干刻蚀的方法去除，容易对基板100造成损伤，本实施例中，激光照射封装胶300，以非接触式的方式去除，与基板100之间没有直接物理基础，不会对基板100造成损伤。

三、取下待补芯片200并进行替换，完成对发光器件的修补。如图7所示，待补芯片200从基板100上取下后，基板100的上表面裸露，便于替换新的芯片。

由此，本发明的实施例中，通过激光去除封装于待补芯片表面的封装胶，将待补芯片露出，并进行替换，实现对发光器件的修补，封装胶吸收激光能量能够快速汽化或剥离，激光去除封装胶的效率较高，并且，激光去除过程中，对环境的污染小，只消耗电能，成本较低，相较于人工操作或干刻蚀法去除，对发光器件的损伤小。

另外，本发明的实施例中，仅去除设定区域内的封装胶，基板表面未覆盖芯片的部分仍覆盖有封装胶，该封装胶形成一围坝，从而，存在坏点的芯片剔除后，在重新对新的芯片进行封装时，封装胶可直接灌注于围坝内，新的封装胶快速与位于基板上方的原封装胶结合，从而将新的芯片封装于基板上方。并且，激光的方向性较佳，对加工部位可以准确定位，可选择性的对封装胶的设定区域进行精确去除，在保证去除待补芯片表面的封装胶的前提下，还能够在基板上形成围坝，提高了待补芯片修补的便利度。

在一个实施例中，激光的波长为266-1100nm，突破了激光的去除局限以及控制激光去除的深度，以该波长的激光进行封装胶去除，可以降低封装胶去除后的残留率，并且基板对该波长的激光吸收率少，对基板及基板上的金属层的损伤小，发光器件的质量得到了显著的提高。

进一步的，光的波长为266-1100nm，激光的光斑直径不大于10μm，由于激光的光斑较小，使激光去除不受发光器件表面形状的限制，便于定位以及精确控制去除区域，克服了传统去除方式，去除尺寸精度不高，清除的边缘不平整且角度误差大的缺陷。

根据封装胶的材料特性，在一个实施例中，激光的波长设定为266nm-1100nm，光斑直径不大于10μm，激光的频率为100-1000KHz，激光的扫描速度为200-2000mm/s，激光单点的脉冲数量为1-10pcs，激光的填充密度(相邻激光焦点之间的间距)不大于10μm，以上述设定的激光参数对封装胶进行去除，得到如图9所示的去除效果，如图9所示，待补芯片上方的封装胶已完全去除，待补芯片已取下，金属层的上表面裸露且平滑、完整，未受到损伤，封装胶的去除效果较佳。作为对比例，激光的波长设定为266nm-1100nm，光斑直径大于10μm，激光的频率为大于1000KHz，激光的扫描速度为800-1500mm/s，激光单点的脉冲数量大于5pcs，激光的填充密度大于10μm，以上述设定的激光参数对封装胶进行去除，得到如图10所示的去除效果，如图10所示，待补芯片上方的封装胶已完全去除，但金属层表面具有明显的伤痕，金属层的受损严重。

激光功率稳定，输出误差低于2％，清胶的深度均匀，对封装胶厚度的去除精度可以达到1μm，去除效率大于2m²/h，能够准确控制对封装胶的去除深度。需要说明的是，上述的“待补芯片露出”是指在激光去除过程中，设定区域的封装胶能够较大程度的从金属层的表面去除，使封装胶的厚度发生明显变化，便于取下待补芯片，并在新的芯片与金属层结合后能够达到电路导通即可，并非严格要求待补芯片的表面或基板的表面不含封装胶。在一个实施例中，封装胶的厚度为1μm-200μm，该厚度范围内的封装胶能够适用于大部分的发光器件对芯片的封装，封装胶去除后，待补芯片表面或金属层表面残留的封装胶的厚度不大于20nm，以保证待补芯片取下后，基板表面露出并装入替换芯片。

在一个实施例中，激光包括多个高频子脉冲，并通过脉冲串输出，能够使激光以最大的输出功率工作。当激光的频率过高时，容易引起热积累效应，而损伤基板，若降低激光的频率，则导致激光的去除效率降低；基于此，本实施例中，以多个子脉冲形成脉冲串的形式输出激光，多个具有时间间隔的子脉冲组成一簇，通过调整子脉冲的数量以及脉冲串的时间间隔，既能保证基板不受损伤，又能提高激光去除功率，提高发光器件的产能。

在另一实施例中，沿激光的扫描轨迹，以相等的空间间隔发射激光，使激光光斑在激光的扫描轨迹上分布更为均匀，以提高封装胶去除的均匀度。激光以固定频率发射激光脉冲时，会因轨迹的具体情况而调整速度以及高度，直线部分的扫描速度快，圆角部分的扫描速度慢，通过使激光在扫描轨迹的所有阶段以等空间间距发射激光，可以使脉冲能量均匀的作用在封装胶上，并避免出现在拐角处出现因过度照射而出现损伤基板的情况，提高了封装胶去除的一致性。

封装胶去除的步骤包括：

获取封装胶的图像信息。获取方式可以是通过视觉定位器件照射待修补的发光器件，得到发光器件的图像，并进而获取待补芯片相对于封装胶以及基板的位置。

根据图像信息获取设定区域的范围，并形成激光的扫描轨迹及去除参数，去除参数包括激光的波长、光斑大小、扫描频率、扫描速度、填充密度等。通过提取待补芯片在图像中的位置信息，得到应去除的封装胶的设定区域，并设定激光的扫描轨迹，使激光以相应的去除参数进行封装胶去除。

为使封装胶去除后，设定区域内的残留率符合预期，设定相邻的扫描轨迹之间存在重复区域，使相邻扫描轨迹上的激光光斑重合，以保证材料的去除精度。

待补芯片表面的封装胶去除后，可以继续通过激光去除的方式使待补芯片与基板分离，进而取下待补芯片，并进行替换，激光束可以于待补芯片与基板的侧部进行照射。如图8与图9所示，待补芯片表面的封装胶去除后，发光器件形成图8所示状态，继续通过激光分离待补芯片，待补芯片取下后，发光器件形成如图9所示状态。在一个实施例中，待补芯片取下后，对基板表面进行清洗，提高基板表面的洁净度与平整度，便于替换芯片与基板结合，替换芯片可通过锡膏焊接于基板的表面，最后通过灌胶或模压的方式向替换芯片表面注入封装胶，使替换芯片封装于基板的表面。

本发明还提供了一种发光器件修补设备，用于实施上述的发光器件修补方法，发生器件修补设置包括定位装置与激光去除装置，定位装置用于获取发光器件的图像信息，定位装置包括CCD视觉定位模组，CCD视觉定位模组对发光器件进行拍摄并获取图像，并将图像传递至控制装置处理，控制装置根据图像信息得到激光的扫描轨迹以及去除参数，并将指令发送至激光去除装置，激光去除装置与定位装置通讯连接，通讯连接不限于线缆、WiFi、蓝牙等方式，激光去除装置包括激光头与移动模组，激光头用于形成激光，激光头安装于移动模组上，移动模组根据图像信息带动激光头沿扫描轨迹对设定区域进行照射，实现对封装胶的去除。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.发光器件修补方法，其特征在于，包括：

准备待修补的发光器件，所述发光器件包括基板、固定于所述基板上的待补芯片和封装于所述待补芯片表面的封装胶；

激光照射所述待补芯片表面的封装胶，并将设定区域内的封装胶去除；

取下所述待补芯片并进行替换。

2.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述激光的波长为266-1100nm。

3.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述激光的波长为266-1100nm，所述激光的光斑直径不大于10μm，所述激光的扫描速度为200-2000mm/s，所述激光的频率为100-1000KHz，所述激光的填充密度不大于10μm。

4.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述封装胶的厚度为1-200μm，所述封装胶去除后的残留厚度不大于20nm。

5.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述激光包括多个高频子脉冲，并通过脉冲串输出。

6.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，沿所述激光的扫描轨迹，以相等空间间隔向所述封装胶发射激光。

7.根据权利要求1至6任一项所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述封装胶的去除步骤包括：

获取所述封装胶的图像信息；

根据所述图像信息获取所述设定区域的范围，并形成所述激光的扫描轨迹及去除参数，所述去除参数包括所述激光的波长、光斑大小与扫描速度；

根据所述扫描轨迹与去除参数对所述封装胶进行去除。

8.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，所述待补芯片表面的封装胶去除后，通过激光分离所述待补芯片与基板，将所述待补芯片取下。

9.根据权利要求1所述的发光器件修补方法，其特征在于，取下所述待补芯片后对基板表面进行清洗，将替换芯片焊接于所述基板表面，并对所述替换芯片进行封装。

10.发光器件修补设备，其特征在于，用于实施权利要求1至9中任一项所述的发光器件修补方法，包括：

定位装置，用于获取所述发光器件的图像信息；

激光去除装置，与所述定位装置通讯连接，所述激光去除装置包括激光头与移动模组，所述激光头用于形成激光，所述激光头安装于所述移动模组，所述移动模组根据所述图像信息带动所述激光头对所述设定区域进行扫描。

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