CN115224166A - 一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统，主要用于在发光器件制程中对倒装发光芯片位置在可能发生变化的工序后进行检测，其中包括：在倒装发光芯片转移至基板上后对倒装发光芯片进行检测、在倒装发光芯片进行回流焊后对倒装发光芯片进行检测；为了满足精确监控的条件，还在发光器件的制程中增设部分特殊工艺以及对结构进行调整，具有位置检测精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及到发光器件检验加工领域，具体涉及到一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统。
背景技术
在发光器件中，发光芯片通过与基板键合连接实现通电发光功能，发光芯片的电路导通并保证发光是发光芯片最基本的性能要求。对一些使用寿命较短的发光器件不良品进行分析研究发现，有61％比例的发光器件不良品的发光芯片都存在位置偏移的表征缺陷，该类发光器件不良品的不良直接原因并不相同，例如存在与焊料不足、焊料覆盖面积不足、焊盘交叠面积不足等直接原因，在无法确认其内在关联性并进行合理的制程解决方案前，需要防止该部分不良品流入市场，因此，有必要对发光器件中的芯片位置进行检测。
发明内容
为了对芯片位置进行检测，本发明提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，对发光器件中的各个工序进行芯片位置的检测，为了满足精确监控的条件，还在发光器件的制程中增设部分特殊结构，具有位置检测精度高等优点。
相应的，本发明还提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，包括：
在衬底的加工面上加工出标识点；
在所述加工面上加工得到第一氮化镓层，所述第一氮化镓层覆盖在所述标识点上，所述第一氮化镓层包括主体区域和冗余区域，所述标识点位于所述冗余区域上；
在所述主体区域的第一预设位置上加工得到第一部件，所述第一部件包括依次层叠设置的加工发光层、第二氮化镓层、第一电极和第一凸点；
在所述主体区域的第二预设位置上加工得到第二部件，所述第二部件包括依次层叠设置的第二电极和第二凸点；
所述第一氮化镓层、第一部件和第二部件组合形成倒装发光芯片；
基板包括依次层叠设置的金属层、第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层分别为不同的颜色，对所述金属层进行处理并在所述金属层上保留第一焊盘、第二焊盘和连接部，所述第一焊盘和所述第二焊盘基于所述连接部电性连接，其中，所述第一焊盘与所述第一凸点对应设置，所述第二焊盘与所述第二凸点对应设置，所述连接部与所述冗余区域对应设置；
在所述基板原料上刷锡膏，所述第一焊盘、第二焊盘和连接部上附着有所述锡膏；
通过衬底带动所述倒装发光芯片转移至所述基板上，其中，所述第一凸点通过锡膏与第一焊盘连接，所述第二凸点通过锡膏与所述第二焊盘连接；
通过位于所述基板上空的第一视觉设备获取第一检测图像，在所述第一检测图像中寻找标识点并得到标识点水平坐标；
根据所述标识点水平坐标，驱动激光设备移动至标识点的上方，所述激光设备执行一次激光动作，所述激光动作的时间为预设时间；
根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第二检测图像，在所述第二检测图像中寻找是否存在第二绝缘层颜色的色块；
当在所述第二检测图像中寻找得到第二绝缘层颜色的色块时，对基板进行回流焊处理，使所述第一凸点和第一焊盘键合，所述第二凸点与第二焊盘键合；
根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第三检测图像，在所述第三检测图像中寻找是否存在第二绝缘层颜色的色块；
当在所述第二检测图像中寻找得到第二绝缘层颜色的色块时，驱动封装设备对所述倒装发光芯片进行封装。
可选的实施方式，所述在衬底的加工面上加工出标识点包括：
利用掩模对所述衬底上的非标识点设置位置进行进行遮挡，通过喷涂、气相沉积、涂覆中的其中一种方式加工得到所述标识点。
可选的实施方式，所述衬底在对应于标识点的位置上设置为曲面。
可选的实施方式，当在所述第二检测图像中未寻找到第二绝缘层颜色的色块时，对对应的标识点进行不良品标记。
可选的实施方式，当在所述第二检测图像中未寻找到第二绝缘层颜色的色块时，对对应的标识点进行不良品标记。
可选的实施方式，所述通过位于所述基板上空的第一视觉设备获取第一检测图像，在所述第一检测图像中寻找标识点并得到标识点水平坐标包括：
所述第一检测像素中每一个像素具有预设的换算系数，基于所述换算系数确认所述像素对应的实体在实体空间中的实际位置。
可选的实施方式，在驱动封装设备对所述倒装发光芯片进行封装前，对所述衬底进行剥离。
可选的实施方式，在一次激光动作中，所述激光设备能够烧蚀并穿透所述衬底、烧蚀并穿透所述连接部上的锡膏、烧蚀并穿透所述连接部、烧蚀并穿透所述第一绝缘层以及烧蚀所述第二绝缘层。
相应的，本发明还提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验系统，用于实现所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法。
本发明提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法即系统，对发光器件中的各个工序进行芯片位置的检测，为了满足精确监控的条件，还在发光器件的制程中增设部分特殊结构，具有位置检测精度高等优点。
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。
图1示出了本发明实施例的倒装发光芯片三维结构透视示意图。
图2示出了本发明实施例的基板三维结构示意图。
图3示出了本发明实施例的第一视觉设备工作原理示意图。
图4示出了本发明实施例的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法流程图。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
图4示出了本发明实施例的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法流程图。
本发明实施例提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，包括以下步骤：
S101：在衬底的加工面上加工出标识点；
附图图1示出了本发明实施例的倒装发光芯片三维结构透视示意图。
具体的，针对氮化镓类的发光器件，氮化镓基材料和器件的外延层主要生长在蓝宝石衬底上。蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，在本发明实施例中，优先采用蓝宝石衬底作为衬底材料。
相应的，其余微结构均是需要加工在所述衬底上。
具体的，由于加工尺寸极小，标识点可采用掩模覆盖遮挡的形式，首先利用掩模对非标识点位置进行进行遮挡，然后可利用喷涂、气相沉积、涂覆等手段进行加工，具体的，标识点的材料应具有特定的颜色，以供后续观察。
实际操作中，由于本发明实施例所需要达到的功能目的为高精度的定位校准检验能力，在标识点方面，由于加工工艺的限制，对于定位而言，标识点的大小相对还是较大的，一方面，为了供视觉设备进行精确的数据获取，需要在视觉向进一步的缩小标识点的尺寸，具体加工中，在衬底上，可针对标识点区域加工为曲面(向外凸的曲面)，利用凸面的汇聚作用是标识点的观察大小缩小，以达到更精确的定位效果。
S102：在所述加工面上加工得到第一氮化镓层2，所述第一氮化镓层2覆盖在所述标识点上，所述第一氮化镓层2包括主体区域9和冗余区域10，所述标识点位于所述冗余区域10上；
具体的，所述第一氮化镓层2的加工方式可参照现有技术实现，具体的，关于氮化镓层的具体加工形状本发明实施例提供了进一步的限制。
具体的，主体区域9即是与现有技术下的第一氮化镓层2一致的结构，而冗余区域10则是属于不影响发光器件功能的多余区域，冗余区域10覆盖在标识点上。
S103：在所述主体区域9的第一预设位置上加工得到第一部件，所述第一部件包括依次层叠设置的加工发光层3、第二氮化镓层4、第一电极和第一凸点；
具体的，第一部件为现有技术下的第一电极结构，其加工方式与现有技术相同。
S104：在所述主体区域9的第二预设位置上加工得到第二部件，所述第二部件包括依次层叠设置的第二电极75和第二凸点86；
具体的，第二部件为现有技术下的第二电极75结构，其加工方式与现有技术相同。
第一电极和第二电极75具体是指代发光器件的两个电极，在该部分结构中，本发明实施例并未对其进行改动，可基于现有技术进行加工，经过该步骤后，发光器件的基本结构成型，所述第一氮化镓层2、第一部件和第二部件组合形成倒装发光芯片。衬底属于发光器件中可剥离或保留的结构。
S105：基板1包括依次层叠设置的金属层11、第一绝缘层12和第二绝缘层13，对所述金属层11进行处理并在所述金属层11上保留第一焊盘16、第二焊盘14和连接部15，所述第一焊盘16和所述第二焊盘14基于所述连接部15电性连接；
图2示出了本发明实施例的基板1三维结构示意图。
其中，所述第一绝缘层12和所述第二绝缘层13分别为不同的颜色，所述第一焊盘16与所述第一凸点对应设置，所述第二焊盘14与所述第二凸点86对应设置，所述连接部15与所述冗余区域10对应设置；
具体的，在本发明实施例中，第一焊盘16和第二焊盘14是基于连接部15连接的，即第一焊盘16和第二焊盘14为短路状态，该设置的目的在于，后续的激光作业会将连接部15烧蚀掉，若倒装发光芯片的定位偏移过大，连接部15未被烧蚀，则倒装发光芯片本身不会发光，对于高精密制作而言，不会出现倒装发光芯片定位不良的情况，可保证对定位方面的精确要求。
具体的，所述的对应设置为位置上的对应关系以及功能上的对应关系。
S106：在所述基板1原料上刷锡膏，所述第一焊盘16、第二焊盘14和连接部15上附着有所述锡膏；
S107：通过衬底带动所述倒装发光芯片转移至所述基板1上；
其中，所述第一凸点通过锡膏与第一焊盘16连接，所述第二凸点86通过锡膏与所述第二焊盘14连接；
锡膏是一种用于回流焊前对倒装发光芯片进行预固定的材料，倒装发光芯片在转移时经过第一次的位置定位，在后续的回流焊作业过程中有可能会产生位置的偏移。
S108：通过位于所述基板1上空的第一视觉设备20获取第一检测图像，在所述第一检测图像中寻找标识点并得到标识点水平坐标；
图3示出了本发明实施例的第一视觉设备20工作原理示意图。
具体的，基板1的上方布置有第一视觉设备20，第一视觉设备20的作用为用于获取基板1顶面的图像，此时，基板1上通过锡膏固定有倒装发光芯片，标识点通过衬底可供第一视觉设备20观察。具体的，由于一次转移过程中的倒装发光芯片数量极多，第一视觉设备20的要求观察精度不高，仅用于对激光设备提供基础的定位功能。
需要说明的是，一方面，光沿直线传播，非第一视觉设备20正下方的倒装发光芯片中的标记点在第一视觉设备20获取的第一检测图像图像中的位置不能够直接表示标记点的位置，还需要结合衬底的折射率以及标记点相对于第一视觉设备20的角度进行换算，才能够得到准确的标记点水平坐标；由于第一视觉设备20的位置可认为是固定的，其余基板1之间的距离也是固定的，其获取的第一检测图像图像中的每一个点的换算方式也是固定的，因此，可通过该方式获取到标识点的准确的标识点水平坐标。
S109：根据所述标识点水平坐标，驱动激光设备移动至标识点的上方，所述激光设备执行一次激光动作；
所述激光动作的时间为预设时间，具体的，激光的烧蚀范围会根据精度要求调节，激光动作的预设时间，理论上是需要完成烧蚀掉衬底、第一氮化镓层2的荣誉区域、连接部15上的锡膏、连接部15以及第一绝缘层12，其目的是暴露出第二绝缘层13。
如果未能对准，激光会击穿该位置上的电路板，在发光器件的后续切割过程中，可利用该外观特征进行不良品的报废标识。
S110：根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第二检测图像，在所述第二检测图像中寻找是否存在第二绝缘层13颜色的色块；
由于光沿直线传播，如果不针对性的针对标识点的上方对第二绝缘层13进行观察，是无法进行第二绝缘层13的观察的(参照附图图3，如果需要对第二绝缘层13进行观察，第二绝缘层13的图像需要穿过第一氮化镓层2和衬底后才有可能被第一视觉设备20观察到)。
因此，在该步骤中，需要利用一个更加精细的第二视觉设备针对标识孔的方式对第二绝缘层13进行观察。
具体的，在倒装发光芯片定位位于误差范围内的情况，在第二检测图像中理应是能看到第二绝缘层13的颜色的色块，如果不能观察到第二绝缘层13颜色的色块，标识倒装发光芯片在转移定位时未能完全对准。或者还存在倒装发光芯片内的各个微结构，在加工时存在误差，导致标识点的定位与连接部15的定位不能完全对应。
对于未能找到第二绝缘层13的颜色的色块的情况，可通过计算机记录不良品的信息，或通过后续的筛检将不良品筛检出来；在整个过程中，由于是批量加工，不良品的筛选不会在该过程中实施。
S111：当在所述第二检测图像中寻找得到第二绝缘层13颜色的色块，对基板1进行回流焊处理，使所述第一凸点和第一焊盘16键合，所述第二凸点86与第二焊盘14键合；
由于回流焊后倒装发光芯片还可能会存在移位，因此，需要进行再一次的定位识别。
S112：根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第三检测图像，在所述第三检测图像中寻找是否存在第二绝缘层13颜色的色块；
同理，由于回流焊的焊料只会产生在焊盘区域上，不会遮盖到绝缘层，因此，在该步骤中，可采用同样的识别方式识别倒装发光芯片在回流焊过程中是否存在移位。若在第二检测图像中未寻找到第二绝缘层13颜色的色块，则表示倒装发光芯片在焊接过程中存在移位，应将对应的倒装发光芯片标记为不良，后续在发光器件的分离后将其剔除。
S113：当在所述第三检测图像中寻找得到第二绝缘层13颜色的色块时，驱动封装设备对所述倒装发光芯片进行封装。
针对发光器件的加工需求，利用点胶、塑封等合适的工艺对倒装发光芯片进行封装，在封装前，根据工艺选择路线，还可以对衬底进行剥离。
具体的，倒装发光芯片的加工是批量加工的，即同一块基板1上是阵列有数量较多的倒装发光芯片的，在进行封装后，一般还需要进行切割，将整体分割为单个的发光器件。在前述步骤中进行比较的不良品，在整体分割后可根据加工过程中的位置标记以及发光器件本身的不良标记进行去除。
相应的，本发明还提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验系统，至少包括第一视觉设备20、第二视觉设备、激光设备以及由于倒装芯片加工的设备、基板1加工的设备、上料及下料的设备。
本发明提供了一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统，主要用于在发光器件制程中对倒装发光芯片位置在可能发生变化的工序后进行检测，其中包括：在倒装发光芯片转移至基板上后对倒装发光芯片进行检测、在倒装发光芯片进行回流焊后对倒装发光芯片进行检测；为了满足精确监控的条件，还在发光器件的制程中增设部分特殊工艺以及对结构进行调整，具有位置检测精度高等优点。
以上对本发明实施例所提供的一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，包括：
在衬底的加工面上加工出标识点；
在所述加工面上加工得到第一氮化镓层，所述第一氮化镓层覆盖在所述标识点上，所述第一氮化镓层包括主体区域和冗余区域，所述标识点位于所述冗余区域上；
在所述主体区域的第一预设位置上加工得到第一部件，所述第一部件包括依次层叠设置的加工发光层、第二氮化镓层、第一电极和第一凸点；
在所述主体区域的第二预设位置上加工得到第二部件，所述第二部件包括依次层叠设置的第二电极和第二凸点；
所述第一氮化镓层、第一部件和第二部件组合形成倒装发光芯片；
基板包括依次层叠设置的金属层、第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层分别为不同的颜色，对所述金属层进行处理并在所述金属层上保留第一焊盘、第二焊盘和连接部，所述第一焊盘和所述第二焊盘基于所述连接部电性连接，其中，所述第一焊盘与所述第一凸点对应设置，所述第二焊盘与所述第二凸点对应设置，所述连接部与所述冗余区域对应设置；
在所述基板原料上刷锡膏，所述第一焊盘、第二焊盘和连接部上附着有所述锡膏；
通过衬底带动所述倒装发光芯片转移至所述基板上，其中，所述第一凸点通过锡膏与第一焊盘连接，所述第二凸点通过锡膏与所述第二焊盘连接；
通过位于所述基板上空的第一视觉设备获取第一检测图像，在所述第一检测图像中寻找标识点并得到标识点水平坐标；
根据所述标识点水平坐标，驱动激光设备移动至标识点的上方，所述激光设备执行一次激光动作，所述激光动作的时间为预设时间；
根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第二检测图像，在所述第二检测图像中寻找是否存在第二绝缘层颜色的色块；
当在所述第二检测图像中寻找得到第二绝缘层颜色的色块时，对基板进行回流焊处理，使所述第一凸点和第一焊盘键合，所述第二凸点与第二焊盘键合；
根据所述标识点水平坐标，驱动第二视觉设备移动至标识点的上方并获取第三检测图像，在所述第三检测图像中寻找是否存在第二绝缘层颜色的色块；
当在所述第二检测图像中寻找得到第二绝缘层颜色的色块时，驱动封装设备对所述倒装发光芯片进行封装。
2.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，所述在衬底的加工面上加工出标识点包括：
利用掩模对所述衬底上的非标识点设置位置进行进行遮挡，通过喷涂、气相沉积、涂覆中的其中一种方式加工得到所述标识点。
3.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，所述衬底在对应于标识点的位置上设置为曲面。
4.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，当在所述第二检测图像中未寻找到第二绝缘层颜色的色块时，对对应的标识点进行不良品标记。
5.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，当在所述第二检测图像中未寻找到第二绝缘层颜色的色块时，对对应的标识点进行不良品标记。
6.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，所述通过位于所述基板上空的第一视觉设备获取第一检测图像，在所述第一检测图像中寻找标识点并得到标识点水平坐标包括：
所述第一检测像素中每一个像素具有预设的换算系数，基于所述换算系数确认所述像素对应的实体在实体空间中的实际位置。
7.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，在驱动封装设备对所述倒装发光芯片进行封装前，对所述衬底进行剥离。
8.如权利要求1所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法，其特征在于，在一次激光动作中，所述激光设备能够烧蚀并穿透所述衬底、烧蚀并穿透所述连接部上的锡膏、烧蚀并穿透所述连接部、烧蚀并穿透所述第一绝缘层以及烧蚀所述第二绝缘层。
9.一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至8任一项所述的用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202210702096.0A CN115224166A (zh) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | 一种用于发光器件加工过程中的防失效定位检验方法及系统 |
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