CN216775408U

CN216775408U - 一种mini led芯片修复装置

Info

Publication number: CN216775408U
Application number: CN202122980088.6U
Authority: CN
Inventors: 马蓉; 李帅
Original assignee: Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Current assignee: Wuhan DR Llaser Technology Corp Ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-06-17
Anticipated expiration: 2031-11-30

Abstract

本实用新型公开了一种MINI LED芯片修复装置，采用激光加工模组直接对芯片进行加热的方式去除坏芯片和固焊好芯片，激光加工模组设置在加工平台上方，包括激光器和激光调节机构；激光调节机构用于调节激光器发出激光的光路和焦距，激光调节机构的端部为激光加工头；然后匹配吹嘴模组和吸嘴模组，吹气嘴向被激光加热的坏芯片吹气，吸嘴模组将吹离的坏芯片及液态锡吸走；然后再进行点锡和固焊。本实用新型能够降低定位精度要求，提高工作效率和焊接强度。

Description

一种MINI LED芯片修复装置

技术领域

本实用新型涉及迷你电子元器件加工设备领域，尤其涉及一种MINI LED芯片修复装置。

背景技术

随着照明和显示设备的高速发展，MINILED灯珠芯片由于其在显示、性能、成本，应用等方面的独特优势，开始逐步取代传统的照明系统。

在LED显示面板的生产或修复中，传统的拆装方法是利用压嘴贴紧芯片，然后激光加热压嘴进行热传导来熔锡，再真空吸附吸取芯片做到拆焊坏芯片。再利用拆装设备上的吸嘴将LED芯片吸附再放置在点锡后的焊盘上，然后进行加热焊接。由于芯片体积小，对拆装设备及工艺要求较高。传统的激光加热，也容易温度过高将芯片和焊盘基板损伤。而且由于是压嘴直接加热芯片融化锡膏，因此压嘴上面容易沾上锡膏造成压嘴上小孔的堵塞。

还有一种方法是将显示板放置在电磁板上，通电加热恒温后融化锡膏，通过压嘴吸附芯片做到坏芯片去除。再利用点锡针去沾锡，点在焊盘上，然后通过旁轴吸嘴去吸取芯片，将芯片贴在焊盘上加热固化。固化后，芯片的焊接强度不高，还需放入烤炉进一步提升其焊接强度。这种通过压嘴和吸嘴分别去吸附芯片的步骤过于繁琐，对吸嘴要求较高，若吸附力不足会导致拆装失败。在贴装过程中，芯片若发生角度偏移，也导致焊接后芯片不能正常使用。而电磁板加热会将显示面板上其他好的芯片上面的锡膏融化，可能会产生不需要替换的芯片移动的问题，焊接后的焊接强度也不高，同时也对压嘴的定位精度要求较高。

实用新型内容

本实用新型主要目的是：提供一种MINI LED芯片修复装置，能够降低定位精度要求，提高工作效率和焊接强度。

本实用新型所采用的技术方案是：一种MINI LED芯片修复装置，包括用于承载待加工器件的加工平台、用于对待加工器件中的坏芯片识别和定位的视觉模组、激光加工模组、用于向被激光加热的坏芯片吹气的吹嘴模组、用于将吹离的坏芯片的吸嘴模组、用于蘸取锡料后将锡点在去除坏芯片后的焊盘上的点锡针模组、用于将好芯片吸附放置在已点锡的去除坏芯片后的焊盘上的侧轴吸嘴模组；其中，

所述的激光加工模组包括激光器，以及用于调节激光器发出激光的光路和焦距的激光调节机构；激光调节机构的端部为激光加工头；

所述的吹嘴模组包括设置在所述激光加工头的侧部的吹气嘴；

所述的吸嘴模组包括设置在所述激光加工头的侧部的吸气嘴；

所述的侧轴吸嘴模组包括设置在加工平台上方的侧轴吸嘴；

本修复装置还包括移动模组，用于调整工艺模组与加工平台之间的相对位置；所述的工艺模组包括所述的视觉模组、激光加工模组、吹嘴模组、吸嘴模组、点锡针模组和侧轴吸嘴模组。

按上述方案，所述的激光调节机构包括准直镜和聚焦结构，准直镜和聚焦结构之间设有若干用于调整光路方向的反射镜，激光器发出的激光依次经过准直镜和反射镜，然后经聚焦结构到达加工平台上的待加工器件。

按上述方案，所述的聚焦结构为聚焦镜或莫尔透镜。

按上述方案，所述的激光加工模组还包括用于测量激光加热时的温度、并反馈给激光器调节激光功率的同轴测温仪；同轴测温仪与从聚焦结构出来的激光同轴。

按上述方案，所述的吹气嘴设置在激光加工头的侧部的下方，从吹气嘴吹出的气流与水平面的夹角小于或等于60度。

按上述方案，所述的吹气嘴的开口尺寸小于芯片长边尺寸。

按上述方案，所述的吸气嘴与吹气嘴分设在所述激光加工头的两侧，所述的吸气嘴设有大于芯片尺寸的吸气孔。

按上述方案，所述的吸气孔的尺寸大于芯片尺寸的10倍。

按上述方案，所述的移动模组包括二维移动模组和Y轴移动模组；其中，

二维移动模组用于调整工艺模组和/或加工平台在XZ平面移动，Y轴移动模组用于调整待加工器件在水平面上沿Y轴方向移动。

按上述方案，所述的二维移动模组为一个，所述的工艺模组全在同一个二维移动模组上。

本实用新型产生的有益效果是：通过采用激光加工模组，激光直接照射目标芯片，与吹气、吸气相配合，从而将芯片从焊盘去除；由于激光直接照射芯片，温度上升很快，锡膏融化很充分，从而提高效率；在吸走坏芯片时，由于锡膏融化充分，绝大部分融化的锡能随坏芯片一起吸走，残留的锡膏很少，焊盘表面更加平整，更方便视觉抓取和定位焊盘，对后续点锡和焊接更有利；同时，采用吹气和吸气相配合去除坏芯片，取消了现有技术的压嘴，降低了定位精度的要求；在放置好芯片后，采用激光直接照射好芯片固焊，由于温度上升快，且光斑覆盖整个焊盘，因此锡膏中的锡珠将会完全熔化，从而提高焊接强度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的显示面板结构示意图。

图中：1.吹气嘴，2.点锡针，3.MINI LED芯片，4.侧轴吸嘴，5.伸缩气缸，6.准直镜，7.同轴测温仪，8.视觉模组，9.光源，10.吸气嘴，11.显示面板，12.反射镜，13.焊盘，14.光斑，15.焊盘引脚。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种MINI LED芯片修复装置，包括：

加工平台，用于承载待加工器件，本实施例的待加工器件为设有MINI LED芯片3的显示面板11。MINI LED芯片3焊接在焊盘13上，焊盘通过焊盘引脚15与其它部件连接。

视觉模组8，用于对待加工器件中的坏芯片识别和定位；本实施例中视觉模组8包括视觉相机。视觉相机外设有用于补光的光源9。

激光加工模组，设置在加工平台上方，包括激光器、激光调节机构和同轴测温仪7；激光调节机构用于调节激光器发出激光的光路和焦距，激光调节机构的端部为激光加工头；同轴测温仪7用于测量激光加热时的温度，并反馈给激光器调节激光功率，使得温度恒定在预设的范围内，同轴测温仪7与从聚焦结构出来的激光同轴，且同轴测温仪7的输出端与激光器连接。本实施例中，激光调节机构包括准直镜6、用于调节光斑大小的扩束镜、2个用于调整激光光路方向的45°反射镜12和聚焦结构。激光器发出的激光依次经过准直镜6、扩束镜和反射镜12，然后经聚焦结构到达加工平台上的待加工器件。光斑14大小要保证能够完全覆盖坏芯片及去除坏芯片后的焊盘。聚焦结构可以是聚焦镜，优选采用莫尔透镜，可以通过旋转调节焦聚，实现加工距离的调整。本申请的激光加工模组，焦深达到2mm，有较大的光斑直径，因此对Z轴(激光加工模组等设置在Z轴上,通过Z轴进行升降)的精度和视觉相机的定位精度要求较低。

吹嘴模组，包括设置在所述激光加工头的侧部的吹气嘴1，用于向被激光加热的坏芯片吹气，以吹离坏芯片。更为细节的，所述的吹气嘴1设置在激光加工头的侧部的下方，在显示面板上方1mm内，从吹气嘴1吹出的气流与水平面的夹角小于或等于60度，去除效果最佳。更为优选的，所述的吹气嘴1的开口尺寸小于芯片的长边尺寸。

吸嘴模组，包括设置在所述激光加工头的侧部的吸气嘴10，用于将吹离的坏芯片吸走，同步会带走附着在坏芯片上的以及融化的锡。吸气嘴10与吹气嘴1分设在所述激光加工头的两侧，更优选的，吸气嘴相对吹气嘴应尽可能的靠近显示面板。所述的吸气嘴10设有大于芯片尺寸的吸气孔，优选大于10倍以上。

点锡针模组，包括点锡针2，用于蘸取锡料后将锡点在去除坏芯片后的焊盘13上，点锡针2上方设置有伸缩气缸5，可以对点锡针2进行升降。

侧轴吸嘴模组，包括设置在加工平台上方的侧轴吸嘴4，用于将好芯片吸附放置在已点锡的去除坏芯片后的焊盘13上，侧轴吸嘴4的吸附孔的大小小于芯片尺寸。

移动模组，用于调整工艺模组与加工平台之间的相对位置；所述的工艺模组包括所述的视觉模组、激光加工模组、吹嘴模组、吸嘴模组、点锡针模组和侧轴吸嘴模组。

更细节的，所述的移动模组包括二维移动模组和Y轴移动模组。二维移动模组设置在Z轴电机上，用于调节X轴和Z轴，实现工艺模组在XZ平面移动。Y轴移动模组用于调整待加工器件在水平面上沿Y轴方向移动。本实施中，X轴和Y轴在水平面上，Z轴为高度方向，XYZ三轴构成空间立体坐标系。

当然，移动模组的设置不限于此，还可以包括XY移动模组和Z轴移动模组，分别和工艺模组及待加工器件固定。当然也可以设置三维移动模组，只要可以实现工艺模组和待加工器件的相对移动即可。

采用上述MINI LED芯片修复装置实现的修复方法，包括以下步骤：

S1、确定加工位置

通过视觉模组对待加工器件中的坏芯片识别和定位，并根据坏芯片的尺寸，调整激光器和激光调节机构，使得光斑能够覆盖坏芯片。更为细节的，可通过调整激光的发散角或更换镜头等方式，匹配合适的光斑尺寸，在此时的Z轴高度值即为激光的加工位置，可适配莫尔透镜灵活变动加工距离，对Z轴的定位精度要求降低。

S2、去除芯片

调整激光加工模组的位置，使得激光加工头位于坏芯片上方，通过激光照射坏芯片进行加热融化锡膏，然后吹气嘴将坏芯片吹离焊盘，吸气嘴吸走坏芯片及融化的液态锡，加热过程中根据加热温度调节激光功率，使得加热温度在预设温度范围内。

本实施例中，移动模组带动视觉模组移动到芯片上方进行定位，采用Mark点定位或者边定位等方法均可；然后按照视觉模组定位的结构，移动激光加工模组，使得激光加工头位于坏芯片上方。

设置的激光照射时间A秒、吹气时间B秒、吸气时间C秒(A>C>B)，先开激光，然后在开启激光后，吸气嘴开始吸气，然后吹气嘴再开始吹气，即：保证在开启吸气时间在吹气时间之前，确保在激光作用期间开始吹气。激光开启后，加热芯片(或整个焊盘)熔化锡膏，吸气嘴开始吸附后，吹气嘴将坏芯片吹离焊盘被吸气嘴吸走。

吸气嘴的吸气负压值应尽可能大，从而保证吸附效果。

S3、点锡针点膏

坏芯片去除后，由于大部分锡膏随着去除的芯片脱离焊盘，因此，点锡针模组从锡盒中蘸取锡料后将锡点在去除坏芯片后的焊盘上。

S4、芯片焊接

侧轴吸嘴模组吸附好芯片，放置在已点锡的去除坏芯片后的焊盘上；通过激光在一定温度下加热一定时间，使得好芯片固焊在焊盘上。

本实用新型提供的一种MINI LED芯片修复装置，是通过激光直接照射在芯片上进行加热，因此热传导更快，效率更高。

同时，采用吹气和吸气相配合去除坏芯片，取消了现有技术的压嘴，降低了定位精度的要求。

本实用新型可一次针对单独一个芯片，对其它芯片没有影响。

本实用新型中，由于是激光加热熔化了锡膏，再通过吹气和吸气去除芯片，在去除芯片时，也会将熔化后的锡膏一并去除，因此露出的焊盘更为干净平整，方便视觉定位，便于点锡工艺和焊接工艺。

固焊时，激光直接作用，热量能透过芯片传导到锡膏，使得锡膏充分熔化，提高焊接强度及速度。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种MINI LED芯片修复装置，其特征在于，包括用于承载待加工器件的加工平台、用于对待加工器件中的坏芯片识别和定位的视觉模组、激光加工模组、用于向被激光加热的坏芯片吹气的吹嘴模组、用于将吹离的坏芯片的吸嘴模组、用于蘸取锡料后将锡点在去除坏芯片后的焊盘上的点锡针模组、用于将好芯片吸附放置在已点锡的去除坏芯片后的焊盘上的侧轴吸嘴模组；其中，

所述的侧轴吸嘴模组包括设置在加工平台上方的侧轴吸嘴；

2.根据权利要求1所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的激光调节机构包括准直镜和聚焦结构，准直镜和聚焦结构之间设有若干用于调整光路方向的反射镜，激光器发出的激光依次经过准直镜和反射镜，然后经聚焦结构到达加工平台上的待加工器件。

3.根据权利要求2所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的聚焦结构为聚焦镜或莫尔透镜。

4.根据权利要求2或3所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的激光加工模组还包括用于测量激光加热时的温度、并反馈给激光器调节激光功率的同轴测温仪；同轴测温仪与从聚焦结构出来的激光同轴。

5.根据权利要求1所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的吹气嘴设置在激光加工头的侧部的下方，从吹气嘴吹出的气流与水平面的夹角小于或等于60度。

6.根据权利要求5所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的吹气嘴的开口尺寸小于芯片长边尺寸。

7.根据权利要求1或5所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的吸气嘴与吹气嘴分设在所述激光加工头的两侧，所述的吸气嘴设有大于芯片尺寸的吸气孔。

8.根据权利要求7所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的吸气孔的尺寸大于芯片尺寸的10倍。

9.根据权利要求1所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的移动模组包括二维移动模组和Y轴移动模组；其中，

二维移动模组用于调节X轴和Z轴，实现工艺模组或加工平台在XZ平面的移动，Y轴移动模组用于调整待加工器件在水平面上沿Y轴方向移动。

10.根据权利要求9所述的MINI LED芯片修复装置，其特征在于，所述的二维移动模组为一个，所述的工艺模组全在同一个二维移动模组上。