CN114850667A - 一种激光焊接方法及led显示模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接方法及LED显示模块，激光焊接方法包括以下步骤：S1、向芯片所在位置的焊接材料照射第一激光进行预热，预热温度小于焊接材料的熔点；S2、向预热后的焊接材料照射第二激光进行继续升温，使焊接材料熔化实现焊接。本发明提供的一种激光焊接方法及LED显示模块，通过两组激光分别进行预热和升温焊接，预热时预热温度可以设为略小于焊接材料的熔点，然后在焊接时使焊接材料温度升温至熔点，实现双激光焊接，可以降低焊接时焊接材料熔点附近的温度梯度，降低激光器功率要求，避免焊接材料的飞溅及键合型芯片的损坏，从而提升焊接良率。

Description

一种激光焊接方法及LED显示模块

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接方法及LED显示模块。

背景技术

随着社会的不断发展以及国家的大力倡导，LED行业成为当今最为活跃的行业之一，LED显示屏产品逐渐走进社会生活的各个领域。与此同时，随着LED显示屏技术创新与发展，单位面积的分辨率高的小间距无缝连接LED显示屏已经成为LED显示屏的主流产品，它可以显示更高清晰度的图像和视频，也可以显示更多的视频和图像画面，尤其是在图像拼接方面的运用，可以做到无缝和任意大面积的拼接。

目前，LED固定于基板上有两种焊接方式：一种是回流焊，回流焊方式是常规的焊接方式，但模块返修时需要经过多次回流焊，产品良率容易受影响；另一种是激光焊，模块返修时是定点焊接，其他LED不收激光影响。但是，由于基板上的电极材料熔点较高，焊接时所需激光功率较大，容易烧蚀基板和使焊料飞溅，影响焊接良率。另外，对于特定倒装芯片，特别是键合型倒装芯片，其键合处容易在快速升温过程中解键合或劈裂，使得芯片损坏。

发明内容

本发明提供了一种激光焊接方法，可以解决或者至少部分解决上述技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种激光焊接方法，包括以下步骤：

S1、向芯片所在位置的焊接材料照射第一激光进行预热，预热温度小于所述焊接材料的熔点；

S2、向预热后的所述焊接材料照射第二激光进行继续升温，使所述焊接材料熔化实现焊接。

可选地，所述第一激光对所述焊接材料的预热时间和所述第二激光对所述焊接材料的焊接时间相等。

可选地，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、第一激光对当前分区的焊接材料预热第一时长后，改为对下一分区的焊接材料预热；

所述步骤S2包括以下步骤：

S201、在所述第一激光对所述下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对所述当前分区的焊接材料焊接第一时长。

可选地，所述第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：

S10、所述第一激光同时照射一个分区中的多个或所有焊接材料；或者所述第一激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料；

所述第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：

S20、所述第二激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料。

可选地，所述第一激光对所述焊接材料的预热时间是所述第二激光对所述焊接材料的焊接时间的两倍。

可选地，所述步骤S1包括以下步骤：

S102、第一激光对当前分区的焊接材料预热第二时长后继续预热，同时对下一分区的焊接材料预热第二时长；

所述步骤S2包括以下步骤：

S202、在所述第一激光对所述下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对所述当前分区的焊接材料焊接第二时长。

可选地，所述第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：所述第一激光同时照射一个分区中的所有焊接材料；

所述第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：所述第二激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料。

可选地，所述芯片为红光倒装芯片。

可选地，所述第一激光为红外激光、功率为20W，所述第二激光为红外激光、功率为5W。

第二方面，提供了一种LED显示模块，包括：

基板；

LED芯片阵列，所述LED芯片阵列上的LED芯片采用如权利要求1至9中任一所述的激光焊接方法固定于所述基板上。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种激光焊接方法及LED显示模块，通过两组激光分别进行预热和升温焊接，预热时预热温度可以略小于焊接材料的熔点，然后在焊接时使焊接材料温度升温至熔点，实现双激光焊接，可以降低焊接时焊接材料熔点附近的温度梯度，降低激光器功率要求，避免焊接材料的飞溅及键合型芯片的损坏，从而提升焊接良率。

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获得其它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1～图4为本发明实施例提供的一种激光焊接方法的方法流程图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1所示，本实施例提供了一种激光焊接方法，包括以下步骤：

S1、预热步骤；具体为向芯片所在位置的焊接材料照射第一激光进行预热，预热温度小于焊接材料的熔点；

S2、升温焊接步骤；向预热后的焊接材料照射第二激光进行继续升温，使焊接材料熔化实现焊接。

本实施例的核心在于，利用两组不同的激光，分别进行预热和升温焊接，以降低焊接时焊接材料熔点附近的温度梯度，降低激光器功率要求，避免焊接材料的飞溅及键合型芯片的损坏，从而提升焊接良率。

为此，在预热步骤阶段，预热温度可以设置成略小于焊接材料的熔点。在升温焊接步骤阶段，将预热后的焊接材料温度升温至其熔点，使其熔化实现焊接。

本实施例提供的激光焊接方法，通过双激光焊接芯片，大幅提高了焊接良率。

可选地，第一激光和第二激光的光斑大小可以相同或不同，功率可以相同或不同，波长可以相同或不同。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提供了一种激光焊接方法，第一激光对焊接材料的预热时间和第二激光对焊接材料的焊接时间相等，可以使焊接材料的温度梯度更平缓。

请参阅图2所示，作为本实施例的一种可选方式，步骤S1包括以下步骤：S101、第一激光对当前分区的焊接材料预热第一时长后，改为对下一分区的焊接材料预热。步骤S2包括以下步骤：S201、在第一激光对下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对当前分区的焊接材料焊接第一时长。

请参阅图4所示，第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：S10、第一激光同时照射一个分区中的多个或所有焊接材料；或者第一激光逐一照射一个分区中的单个焊接材料。第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：S20、第二激光逐一照射一个分区中的单个焊接材料。

因此，在步骤S10中，每一分区的焊接材料，可以根据需要，分成若干组，每组具有相同或者不同数量焊接材料。第一激光每次照射一组焊接材料。但一个分区的总照射时间可以控制为第一时长。

由于第二激光可以使焊接材料熔化。因此，为了避免破坏基板，第二激光可以设置成每次只照射一个焊接材料，也即逐一照射一个分区中的单个焊接材料，并可以控制每个分区的总照射时间等于第一时长，使目标上温度变化时间为2倍的第一时长，从而可以进一步降低焊接材料在熔点附近的温度梯度，也可以降低第二激光的功率要求。

本实施例中，当第一激光需要同时照射多个目标时，其光斑大小可以设置成大于第二激光光斑大小。当第一激光和第二激光均设置为照射一个目标时，两者的光斑大小可以一致。

需要说明的是，上述分区是指，可以根据需要对LED显示模块上芯片焊接位置进行分区，分区数量可以是任意数量，一个分区位置有至少一个对应的焊接材料。

实施例三

请参阅3所示，在实施例一的基础上，本实施例提供了一种激光焊接方法，第一激光对焊接材料的预热时间和第二激光对焊接材料的焊接时间不相同。

可选地，本实施例提供了第一激光对焊接材料的预热时间是第二激光对焊接材料的焊接时间的两倍。

步骤S1包括以下步骤：S102、第一激光对当前分区的焊接材料预热第二时长后继续预热，同时对下一分区的焊接材料预热第二时长。步骤S2包括以下步骤：S202、在第一激光对下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对当前分区的焊接材料焊接第二时长。

进一步地，第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：第一激光同时照射一个分区中的所有焊接材料。第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：第二激光逐一照射一个分区中的单个焊接材料。

因此，第一激光可以具有较大的光斑，可以同时覆盖一个分区的所有焊接材料。而为了避免破坏基板，第二激光可以设置成每次只照射一个焊接材料。

例如，第一激光对当前分区的焊接材料预热时间为双倍的第二时长，在对下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对第一分区的焊接材料进行升温焊接，焊接时间为一倍的第二时长。如此，通过分步照射，焊接材料熔点附近的温度梯度较缓，对第二激光的功率要求也较低，亦不影响生产效率。

作为上述任一实施例的一种可选方式，芯片为红光倒装芯片。因此，对于具有多种颜色的倒装芯片，可以采用上述任一实施例提供的激光焊接方法焊接红光倒装芯片，然后采用其他常规方法焊接其他颜色的倒装芯片。

具体地，作为上述任一实施例的一种可选方式，第一激光为红外激光、功率为20W，第二激光为红外激光、功率为5W，第一时长和第二时长均等于1.5ms；预热温度为180℃，升温熔点温度为250℃。

实施例四

本实施例提供了一种LED显示模块，包括：基板和LED芯片阵列，LED芯片阵列上的LED芯片可以采用如上任一实施例提供的激光焊接方法固定于基板上。

本实施例提供的LED显示模块，由于采用了上述任一实施例提供的激光焊接方法，能够提高该LED显示模块的良率，提高生产效率。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种激光焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、向芯片所在位置的焊接材料照射第一激光进行预热，预热温度小于所述焊接材料的熔点；

S2、向预热后的所述焊接材料照射第二激光进行继续升温，使所述焊接材料熔化实现焊接。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一激光对所述焊接材料的预热时间和所述第二激光对所述焊接材料的焊接时间相等。

3.根据权利要求2所述的激光焊接方法，其特征在于：

所述步骤S1包括以下步骤：

S101、第一激光对当前分区的焊接材料预热第一时长后，改为对下一分区的焊接材料预热；

所述步骤S2包括以下步骤：

S201、在所述第一激光对所述下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对所述当前分区的焊接材料焊接第一时长。

4.根据权利要求3所述的激光焊接方法，其特征在于：

所述第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：

S10、所述第一激光同时照射一个分区中的多个或所有焊接材料；或者所述第一激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料；

所述第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：

S20、所述第二激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料。

5.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一激光对所述焊接材料的预热时间是所述第二激光对所述焊接材料的焊接时间的两倍。

6.根据权利要求5所述的激光焊接方法，其特征在于：

所述步骤S1包括以下步骤：

S102、第一激光对当前分区的焊接材料预热第二时长后继续预热，同时对下一分区的焊接材料预热第二时长；

所述步骤S2包括以下步骤：

S202、在所述第一激光对所述下一分区的焊接材料预热的同时，第二激光对所述当前分区的焊接材料焊接第二时长。

7.根据权利要求6所述的激光焊接方法，其特征在于：

所述第一激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：所述第一激光同时照射一个分区中的所有焊接材料；

所述第二激光照射焊接材料的方法还包括以下步骤：所述第二激光逐一照射所述一个分区中的单个焊接材料。

8.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述芯片为红光倒装芯片。

9.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述第一激光为红外激光、功率为20W，所述第二激光为红外激光、功率为5W。

10.一种LED显示模块，其特征在于，包括：

基板；

LED芯片阵列，所述LED芯片阵列上的LED芯片采用如权利要求1至9中任一所述的激光焊接方法固定于所述基板上。

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