CN116140918A - 一种具有铣刀修复功能的led产品修复设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于Mini&MicroLED主板修复技术领域，具体公开了一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括工作台、控制器、拆卸单元、清洁单元和修复焊接单元；工作台上安装有能沿工作台X轴和Y轴方向移动的承载台，承载台上放置有基板，基板上具有多个焊盘，工作台上设有驱动承载台沿工作台X轴和Y轴方向移动的驱动单元；拆卸单元包括解焊激光器，清洁单元包括铣刀、刀座以及驱动刀座旋转和竖向进给的动力单元。一种具有铣刀修复功能的LED产品修复方法，包括以下步骤：解焊；取出缺陷产品；清洁，控制铣刀铣削清洁焊盘表面。本发明能够提高对焊盘的清洁效果，从而提高二次焊接的良率。

Description

一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备及方法

技术领域

本发明涉及Mini&MicroLED主板修复技术领域，具体涉及一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备及方法。

背景技术

目前随着Mini&Micro LED产品，向高分辨率、高清方向发展，焊盘的数量、LED、IC的数量越来越多，LED电路板在加工制造的过程中往往有焊接不良、损坏的LED灯珠及IC芯片，因此需要对损坏的产品进行修复更换，然而这对二次修复焊接、焊接精度、二次焊接焊盘表面的清洁处理的要求也越来越高。

现有技术中通常采用激光清洗、去除的方式，而激光清洁方式具有局限性，特别是清洗接近原有焊盘表面锡膏时，如用激光继续清洗，激光的热效应会影响焊盘表面，造成焊盘灼伤或焊盘加速氧化，最终造成焊接后推力不足，焊接电阻过大，从而产生焊接失败或信赖性风险，且激光的清洗效果根据不同物质对于不同激光波长的吸收情况不同而有所差距，因此激光对于不同的物质，清洗效果是不一样的，现有的Chip Repair设备在利用激光对焊盘的清洁时，要面对不同成分的异物、杂质、例如：铜锈、铜、树脂、锡膏、助焊剂、松香等，因此采用激光清洗去除的方式会造成清洗和清洁效果不佳，还可能对焊盘造成二次灼伤、氧化损坏。

发明内容

本发明提供了一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备及方法，目的在于提高对焊盘的清洁效果，从而提高二次焊接的良率。

本发明通过下述技术方案实现：

一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括工作台，所述工作台上安装有能沿工作台X轴和Y轴方向移动的承载台，所述承载台上放置有基板，所述基板上具有多个焊盘，所述工作台上设有驱动承载台沿工作台X轴和Y轴方向移动的驱动单元；

还包括控制器、拆卸单元和清洁单元；所述拆卸单元包括解焊激光器，所述清洁单元包括铣刀、刀座以及驱动刀座旋转和竖向进给的动力单元，所述铣刀连接在所述刀座上，所述动力单元与所述控制器电连接，所述控制器能够控制动力单元使铣刀对焊盘进行铣削清洁。

进一步，还包括修复焊接单元，所述修复焊接单元包括焊盘修复件和焊接激光器，所述焊盘修复件能够在焊盘上点锡，所述焊接激光器用于将产品焊接在焊盘上。

进一步，所述拆卸单元和修复焊接单元中均设有用于检测激光温度的温度传感器。

进一步，所述清洁单元还包括第一集尘管，所述铣刀位于所述第一集尘管内，且所述第一集尘管上开设有通孔，所述铣刀穿过所述通孔且能够在所述通孔内旋转和竖向移动，所述第一集尘管的一端连接有第一吸尘单元。

进一步，所述第一集尘管的底部呈喇叭状。

进一步，还包括机架，所述拆卸单元和修复焊接单元中均还包括有安装箱，所述安装箱与所述机架连接，所述解焊激光器与所述焊接激光器分别与两个安装箱连接，所述拆卸单元中的安装箱上连接有第二集尘管，所述第二集尘管的底部呈喇叭状；所述解焊激光器和焊接激光器均设有两组，两组解焊激光器相互对称且相互倾斜设置，两组焊接激光器相互对称且相互倾斜设置所述第二集尘管位于两组解焊激光器之间，所述第二集尘管的一端连接有第二吸尘单元。

进一步，还包括对位摄像单元和扫描单元，所述扫描单元用于扫描找出焊盘上具有缺陷的产品，所述对位摄像单元包括对位摄像头和采集模块，所述对位摄像单元和扫描单元均与所述控制器电连接，基板上具有对位标志。

进一步，所述机架上竖向滑动连接有吸附管，所述吸附管位于焊接激光器的一侧，所述吸附管的内部具有气管，所述气管的下部管径收缩，所述吸附管底部呈椭圆形状。

一种具有铣刀修复功能的LED产品修复方法，使用上述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括以下步骤：

解焊，解焊激光器工作，对具有缺陷的产品引脚处的锡膏加热，使锡膏溶解；

取出缺陷产品(LED或IC)；

清洁，控制铣刀铣削清洁取出缺陷产品后的焊盘表面。

进一步，在解焊步骤之前还包括以下步骤：

找出基板上具有缺陷的产品，利用3D扫描方法或自动光学检测方法采集具有缺陷或焊接不良的LED或IC的位置；

自动定位到具有缺陷的产品位置，承载台移动而带动具有缺陷的产品位于解焊激光器下方；

清洁焊盘表面后，还包括以下步骤：

修复，在清洁后的焊盘表面涂覆锡膏；

更换新产品，将新产品放置在清洁后的焊盘表面的锡膏上，并将新产品焊接在焊盘。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1.本发明通过设置带有铣刀系统代替原有激光清洗、去除的方式，使需要再次焊接的焊盘清洁效果更佳，而且铣刀清洁不具有热影响区，对于原有焊盘不会造成二次伤害，本发明中经过激光解焊后的焊盘表面会残留高低不平的锡膏、松香、助焊剂，铜锈、氧化铜等异物或焊锡，由于不同物质对不同激光的波长吸收不同，因此激光清洁效果不佳，且激光热影响容易造成表面氧化铜的产生，对于原来的焊盘表面造成影响，容易造成焊接不良的情况，而本发明通过设置清洁单元，通过驱动铣刀对焊盘表面进行铣削运动，能够对焊盘表面进行清洁，铣刀铣削清洁是一种物理清洁方式，对不同的物质都有很好的清洁效果，因此本方案中当缺陷产品被解焊取走后，即可用铣刀清洗焊盘，对于不同成分的产品清洁均可适应，因此清洁效果较好，清洁后的焊盘表面无焊锡及其他异物残留。二次焊接LED和IC产品时，焊盘与原有焊盘高度能够保持一致，焊接效果好，焊接良率高，焊接后的推力值较大。

2.另外，本发明驱动单元能够驱动承载台在X轴和Y轴方向移动，而铣刀能够进行竖向进给运动，从而能够实现三轴联动的效果而对焊盘上的产品进行修复更换。

3.本发明中还可通过设置温度传感器来与解焊激光器和焊接激光器配合使用，使解焊和焊接时能够实时监测温度，防止温度过低，解焊或焊接效果不充分，同时也防止温度过高，对周围元器件造成影响。

4.本发明中设置的第一集尘管能够在铣刀进行铣削工作的过程中，对铣削过程中所产生的焊锡、杂物进行吸收收集，从而避免铣削过程所产生的杂物飞溅而污染其他产品。

5.本发明中还可以通过扫描单元将具有缺陷的产品检测出来，然后再通过解焊激光器将缺陷产品进行解焊，方便后续取出再更换新的产品。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备实施例的主视图；

图2为本发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备实施例中吸附管的透视图；

图3为本发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备另一实施例的主视图；

图4为本发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备实施例中焊盘、锡膏和产品之间的状态示意图；

图5为本发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备中将损坏的产品拆除后锡膏的状态示意图；

图6为发明一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备中在焊盘上点锡的局部示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

工作台1、机架2、控制器3、第一对位摄像头4、第二对位摄像头401、检测头5、涂布头6、安装箱7、导向箱701、铣刀8、主轴箱801、导轨9、承载台10、基板11、焊盘12、锡膏121、第一集尘管13、连接箱14、连接板141、温度传感器15、解焊激光器16、焊接激光器161、第二集尘管17、吸附管18、滑板19、产品20。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1-图3所示，本实施例1提供了一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括工作台1和机架2，工作台1上安装有能沿工作台X轴和Y轴方向移动的承载台10，承载台10上放置有基板11，基板11上具有多个焊盘12，结合图4所示，焊盘12上固定有产品20，产品20为LED灯珠或IC芯片。工作台1上设有驱动承载台10沿工作台X轴和Y轴方向移动的驱动单元。

本实施例中的驱动单元包括X轴驱动件和Y轴驱动件，X轴驱动件和Y轴驱动件均包括丝杠、导轨9和电机,电机驱动丝杠转动，导轨9与丝杠螺纹连接，X轴驱动件与Y轴驱动件上下相互垂直设置，X轴驱动件中的导轨9与Y轴驱动件中的导轨9滑动配合，承载台10与位于上方的导轨9连接。即本实施例中的驱动单元可采用现有技术中的机床的双轴联动机构。

X轴驱动件通过电机驱动丝杠转动而带动导轨9沿着X轴移动，从而带动承载台10和Y轴驱动件整体沿X轴移动，同理，Y轴驱动件带动导轨9沿着Y轴移动，从而带动承载台10和X轴驱动件整体沿Y轴移动，这样就能够实现承载台10在X轴和Y轴方向进行复合运动，从而便于将放置在承载台10上的基板11移动至设定的位置进行相应的修复操作。

本实施例中的修复设备还包括控制器3、扫描单元、拆卸单元、清洁单元和修复焊接单元，控制器3安装在机架2左侧，扫描单元与控制器3电连接，扫描单元可以为3D扫描摄像单元，而3D扫描摄像单元包括3D扫描摄像头5、采集模块、储存模块和转换模块等，3D扫描摄像单元实现3D扫描识别技术属于现有技术，在此不再赘述，通过3D扫描摄像单元可以扫描产品20的外观是否具有缺陷，本实施例中的扫描单元采用AOI(自动光学检测技术)，且扫描单元中的检测头5安装在机架2上，用于检测扫描LED产品20是否亮灯。

本实施例中拆卸单元包括解焊激光器16，清洁单元包括铣刀8、刀座以及驱动刀座旋转和竖向进给的动力单元，动力单元与控制器3电连接，动力单元包括主轴箱801和进给伺服系统，刀座安装在主轴箱801内，铣刀8安装在刀座上。控制器3能够控制动力单元使铣刀8对焊盘12进行铣削清洁。

本实施例中清洁单元还包括第一集尘管13，铣刀8位于第一集尘管13内，且第一集尘管13上开设有通孔，铣刀8穿过通孔且能够在通孔内旋转和竖向移动，第一集尘管13的一端连接有第一吸尘单元，第一吸尘单元可以采用抽风机，通过第一吸尘单元将铣削过程中产生的碎屑和异物从集尘管吸入至专门的收集容器中。本实施例中的第一集尘管13底部呈喇叭状，这样能够对铣削过程中产生的异物起到导向的作用，使异物能够顺利的被吸入到第一集尘管13内进行收集。

修复焊接单元包括焊盘修复件和焊接激光器161，焊盘修复件能够在焊盘12上点锡，本实施例中修复焊接单元位于机架2的右部，而清洁单元和拆卸单元位于机架2的左部，焊盘修复件包括涂布头6，涂布头6安装在机架2上，通过涂布头6在焊盘12上进行点锡膏121的操作。

本实施例中的焊接激光器161安装在机架2上，且焊接激光器161用于将产品20焊接在焊盘12上。

本实施例中拆卸单元和修复焊接单元中均还包括有安装箱7，安装箱7与机架2连接，解焊激光器16与焊接激光器161分别与两个安装箱7连接，本实施例中解焊激光器16和焊接激光器161均连接有连接箱14，连接箱14与安装箱7之间通过连接板141连接固定，本实施例中解焊激光器16和焊接激光器161均设有两组，且两组解焊激光器16相互倾斜且对称设置，两组焊接激光器161相互倾斜且对称设置，两组解焊激光器16和两组焊接激光器161均呈V型分布，这样便于对产品进行解焊和焊接。

拆卸单元和修复焊接单元中均包括温度传感器15，且拆卸单元和修复焊接单元中均具有两个用于检测激光温度的温度传感器15，温度传感器15均靠近于焊接激光器161和解焊激光器16，本实施例中温度传感器15固定在连接箱14上，用于实时监测激光器周围的温度。

如图1所示，本实施例中在拆卸单元中的安装箱7上连接有第二集尘管17，第二集尘管17的底部呈喇叭状，且第二集尘管17位于两组解焊激光器16之间，第二集尘管17的一端连接有第二吸尘单元，第二吸尘单元也可以采用抽风机，通过第二吸尘单元将损坏的LED、IC产品20进行吸附，从而便于取出解焊后的产品20，以及便于将已经溶解的焊锡吸入至专门的收集容器中，避免产生污染其他产品的情况。

本实施例中机架2上竖向滑动连接有吸附管18，吸附管18位于焊接激光器的一侧，具体的，本实施例中吸附管18位于两个焊接激光器之间，安装箱7上竖向滑动配合有滑板19，吸附管18固定在该滑板19上，安装箱7上安装有驱动滑板19竖向滑动的动力件，该动力件可以为气缸、电缸、齿轮齿条等直线运动机构，动力件便于驱动滑板19竖向滑动，从而使滑板19带动吸附管18上下移动。

结合图2所示，本实施例中的吸附管18的内部具有气管，气管的下部管径收缩，形成文丘里管结构，以增大吸附产品20的吸附力，且本实施例中吸附管18底部呈椭圆形状，能够吸附住LED产品20更多的面积，减小单位面积的受力，防止LED产品20破损。

在另一个实施例中，机架2上还连接有两个对位摄像单元，对位摄像单元包括对位摄像头和采集模块，对位摄像单元与控制器3电连接，基板11上具有对位标志，对位摄像单元通过检测基板11上的对位标志进行对位，使基板11位于设定的位置，确保检测的精度。两个对位摄像单元中分别包括第一对位摄像头4和第二对位摄像头401，两个对位摄像头中，第一对位摄像头4位于机架2的左部且位于检测头5的左侧，第二对位摄像头401位于机架2的右部且位于涂布头6的左侧。

结合图3所示，在另一个实施例中机架2上安装有两个导向箱701，两个安装箱7分别与两个导向箱701竖向滑动配合，导向箱701上设有驱动安装箱7竖向移动的移动件，移动件可以为电缸、气缸、齿轮齿条结构或丝杠副结构等直线移动机构，通过驱动安装箱7竖向移动而可以调整解焊激光器16和焊接激光器161的高度位置，更加的灵活方便。

在另一个实施例中公开了一种具有铣刀修复功能的LED产品修复方法，使用上述实施例的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括以下步骤：

S1，对位，机架2上安装两个对位摄像单元，第一对位摄像头4对基板11进行对位，使基板11位置更加精确；

S2，找出基板11上具有缺陷的产品20，利用3D扫描方法或自动光学检测方法采集具有缺陷或焊接不良的LED或IC产品20的位置；3D扫描方法可以检测产品20外部缺陷，自动光学检测方法可以扫描产品20灯亮是否正常，从而找出缺陷产品20的位置；

S3,自动定位到具有缺陷的产品20位置，驱动单元驱动承载台10移动而带动具有缺陷的产品20位于解焊激光器16下方；

S4,解焊，解焊激光器16工作，如图4所示，对具有缺陷的产品20引脚处的锡膏121加热，使锡膏121溶解；解焊的过程由温度测量仪的探头实时监控，防止温度过低，解焊效果不充分，同时也防止温度过高，对周围元器件造成影响，当温度达到焊锡的熔点并保持一段时间，吸气集尘罩会将溶解的焊锡，吸入集尘罩中，防止污染其他IC或LED产品20；

S5，取出缺陷产品20，通过吸气集尘罩将损坏且解焊后的IC或LED产品20吸走而远离焊盘12；

S6，清洁，控制铣刀8铣削清洁S5中取出缺陷产品20后的焊盘12表面；如图5所示，解焊后还有部分锡膏121残留在焊盘12上，因此为了便于二次焊接产品20，需要通过S6中的清洁步骤对焊盘12表面进行清洁；对焊盘12表面使用铣刀8进行清洁，由于是物理方式清洁，对不同的物质都有很好的清洁效果；

S7，修复，结合图6所示，承载台10移动至修复焊接单元下方，第二对位摄像头401对基板11再次进行对位，以确保精度，焊盘12修复件(即涂布头6)在清洁后的焊盘12表面涂覆锡膏121；

S8，更换新产品20，结合图1和图2所示，涂布完成后，由吸附管18进行吸附LED或IC新产品20，将LED或IC产品20吸附住并移至焊盘12上方锡膏121处，并将新产品20放置在清洁后的焊盘12表面的锡膏121上，然后控制焊接激光器工作，将新产品20焊接在焊盘12上。

LED或IC产品20固定在焊盘12的锡膏121上时，焊接激光器工作，模拟回流焊的回流温度曲线进行加热，同时温度测量仪器的探头实时监控焊接激光器的加热温度，加热温度和预设温度有差异时，实时报警，以确保焊接效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，包括工作台，其特征在于，所述工作台上安装有能沿工作台X轴和Y轴方向移动的承载台，所述承载台上放置有基板，所述基板上具有多个焊盘，所述工作台上设有驱动承载台沿工作台X轴和Y轴方向移动的驱动单元；

还包括控制器、拆卸单元和清洁单元；所述拆卸单元包括解焊激光器，所述清洁单元包括铣刀、刀座以及驱动刀座旋转和竖向进给的动力单元，所述铣刀连接在所述刀座上，所述动力单元与所述控制器电连接，所述控制器能够控制动力单元使铣刀对焊盘进行铣削清洁。

2.根据权利要求1所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，还包括修复焊接单元，所述修复焊接单元包括焊盘修复件和焊接激光器，所述焊盘修复件能够在焊盘上点锡，所述焊接激光器用于将产品焊接在焊盘上。

3.根据权利要求2所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，所述拆卸单元和修复焊接单元中均设有用于检测激光温度的温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，所述清洁单元还包括第一集尘管，所述铣刀位于所述第一集尘管内，且所述第一集尘管上开设有通孔，所述铣刀穿过所述通孔且能够在所述通孔内旋转和竖向移动，所述第一集尘管的一端连接有第一吸尘单元。

5.根据权利要求4所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，所述第一集尘管的底部呈喇叭状。

6.根据权利要求2所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，还包括机架，所述拆卸单元和修复焊接单元中均还包括有安装箱，所述安装箱与所述机架连接，所述解焊激光器与所述焊接激光器分别与两个安装箱连接，所述拆卸单元中的安装箱上连接有第二集尘管，所述第二集尘管的底部呈喇叭状；所述解焊激光器和焊接激光器均设有两组，两组解焊激光器相互对称且相互倾斜设置，两组焊接激光器相互对称且相互倾斜设置所述第二集尘管位于两组解焊激光器之间，所述第二集尘管的一端连接有第二吸尘单元。

7.根据权利要求1所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，还包括对位摄像单元和扫描单元，所述扫描单元用于扫描找出焊盘上具有缺陷的产品，所述对位摄像单元包括对位摄像头和采集模块，所述对位摄像单元和扫描单元均与所述控制器电连接，基板上具有对位标志。

8.根据权利要求1所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，所述机架上竖向滑动连接有吸附管，所述吸附管位于焊接激光器的一侧，所述吸附管的内部具有气管，所述气管的下部管径收缩，所述吸附管底部呈椭圆形状。

9.一种具有铣刀修复功能的LED产品修复方法，使用权利要求1-8任一项所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复设备，其特征在于，包括以下步骤：

解焊，解焊激光器工作，对具有缺陷的产品引脚处的锡膏加热，使锡膏溶解；

取出缺陷产品；

清洁，控制铣刀铣削清洁取出缺陷产品后的焊盘表面。

10.根据权利要求9所述的一种具有铣刀修复功能的LED产品修复方法，其特征在于，在解焊步骤之前还包括以下步骤：

找出基板上具有缺陷的产品，利用3D扫描方法或自动光学检测方法采集具有缺陷的产品的位置；

自动定位到具有缺陷的产品位置，承载台移动而带动具有缺陷的产品位于解焊激光器下方；

清洁焊盘表面后，还包括以下步骤：

修复，在清洁后的焊盘表面涂覆锡膏；

更换新产品，将新产品放置在清洁后的焊盘表面的锡膏上，并将新产品焊接在焊盘上。

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