一種csp封裝led的貼片機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種CSP封裝LED的貼片機，可把陣列方式排列附設于藍膜上的LED芯片直接焊接固定到基板上，貼片機包括機架、設于機架上并可安裝有藍膜的吸晶臺、設于機架上的用于承放基板的可進行移動的固晶工作臺、可在基板的對應的焊盤上進行點膠操作的點膠機構；貼片機還包括帶有可把位于吸晶臺上的藍膜上的LED芯片真空吸附起來并把LED芯片直接焊接固定到已點膠的焊盤上的擺臂的吸晶固晶機構、可把LED芯片頂起以有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作的推頂器機構；貼片機還包括圖像識別控制裝置，圖像識別控制裝置由吸晶光學裝置、固晶光學裝置組成；貼片機還包括可控制貼片機每個部件工作的智能控制裝置；貼片機還包括上料機構、下料機構。
【專利說明】
一種CSP封裝LED的貼片機
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種LED貼片設備，特別涉及一種CSP封裝LED的貼片機。
【背景技術】
[0002]CSP是直接將熒光粉覆蓋在芯片上，簡化了生產流程，降低了生產成本；而且無支架，熱阻大幅降低，同樣器件體積可以提供更大功率;而且，封裝形式更小，更趨近于點光源，終端用戶照明設計更加靈活，給應用廠商帶來了更大的便捷性及擴大了設計廣度。但是，由于無封裝LED相對于傳統(tǒng)芯片的體積更小，對貼片設備的精度要求更高等諸多技術壁皇，目前的CSP封裝LED貼片設備難以滿足上述要求，難以進行一體化加工生產，生產效率低，往往需要多個設備才能完成貼片工序，難以進行高效率的大批量生產，設備及運作成本高，加工時間長，準確度較低，穩(wěn)定性能一般，成品良率不高。目前，CSP封裝LED貼片機仍屬于全新的課題，仍有許多問題尚待解決。
[0003]因此，如何實現(xiàn)一種可一體化操作，全自動化操作，加工工序簡化快捷，生產效率高，生產成本低，準確度高，穩(wěn)定性強，成品良率高的CSP封裝LED的貼片機是業(yè)內亟待解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的主要目的是提供一種CSP封裝LED的貼片機，旨在實現(xiàn)一種可一體化操作，全自動化操作，加工工序簡化快捷，生產效率高，生產成本低，準確度高，穩(wěn)定性強，成品良率高的CSP封裝LED的貼片機。
[0005]本實用新型提出一種CSP封裝LED的貼片機，可把陣列方式排列附設于藍膜上的LED芯片直接焊接固定到基板上，貼片機包括機架、設于機架上并可安裝有藍膜且使藍膜緊繃的吸晶臺、設于機架上的用于承放基板的可進行移動的固晶工作臺、設于固晶工作臺上方并可在基板的對應的焊盤上進行點膠操作的點膠機構;貼片機還包括帶有可把位于吸晶臺上的藍膜上的LED芯片真空吸附起來并把LED芯片直接焊接固定到已點膠的焊盤上的擺臂的吸晶固晶機構、位于吸晶臺下方并可把LED芯片頂起以有利于LED芯片與藍膜的分離及有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作的推頂器機構;貼片機還包括圖像識別控制裝置，圖像識別控制裝置由可通過吸晶攝像頭獲得LED芯片圖像并進行處理從而獲得LED芯片的中心坐標的相關信息的吸晶光學裝置、可通過固晶攝像頭獲取基板上的焊盤的相關信息并進行處理以便于精確固晶的固晶光學裝置組成;貼片機還包括可控制貼片機每個部件工作的智能控制裝置;貼片機還包括可把附設有LED芯片的藍膜安裝到吸晶臺上并把基板固定到固晶工作臺上的上料機構、可把已貼片固晶后的基板運送至收料料盒中的下料機構。
[0006]優(yōu)選地，擺臂由真空吸嘴組件、焊臂組成。
[0007]優(yōu)選地，點膠結構包括位于固晶工作臺上方的錫膏盤、可從錫膏盤中帶出錫膏并點到基板的焊盤上的點膠頭，錫膏盤可進行自轉以確保錫膏分布均勻。
[0008]優(yōu)選地，推頂器機構上設有可把LED芯片頂出以有利于LED芯片與藍膜的分離及有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作的推頂針。
[0009]本實用新型CSP封裝LED貼片機的工作過程如下:A、上料機構上料:上料機構把附設有LED芯片的藍膜緊繃地安固到吸晶臺上并把基板固定到固晶工作臺的指定位置上;B、制定操作程序:通過智能控制裝置來控制吸晶光學裝置、固晶光學裝置的工作從而獲取并處理LED芯片的相關信息同時獲取并處理基板上焊盤的相關信息進而對點膠操作、吸晶操作及固晶操作進行編程而最終制定出操作程序，固晶工作臺可進行移動以滿足操作程序的需求;C、點膠操作:點膠機構根據(jù)操作程序在基板的對應的焊盤上進行點膠操作;D、吸晶操作:吸晶固晶機構的擺臂把位于吸晶臺上的藍膜上的LED芯片真空吸附起來并把LED芯片運送到待固晶位置處，吸附起LED芯片的同時推頂器機構把LED芯片頂起以有利于LED芯片與藍膜的分離及有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作;E、固晶操作:吸晶固晶機構的擺臂把LED芯片直接焊接固定到已點膠的焊盤上;F、收料機構收料:基板上的焊盤全部固晶完成后通過下料機構把已貼片固晶后的基板運送至收料料盒中，依此循環(huán)直至完成所有貼片工作。本實用新型CSP封裝LED貼片機的生產加工效率高，自動化程度高。其貼片周期達到180暈秒，即每秒能達到5次以上的貼片動作；而且運動頻率尚，每秒可完成幾十個機械動作。另外，本貼片機的整機動作復雜，在一個周期內有多達十幾個電機在同時運動，所有電機都是高速大力矩伺服和步進電機，保證高效率的生產和機臺穩(wěn)定性。另外，本貼片機的運動精度高，整機中多個關鍵電機的分辨率達到微米級，用以控制極小的貼片間距的定位，大大提高了生產產品的質量。另外，本貼片機的運動可靠性高，智能控制裝置和各元器件的可靠性保證了本全自動的CSP封裝LED貼片機可以24小時不間斷開機運作。本實用新型實現(xiàn)了一種可一體化操作，全自動化操作，加工工序簡化快捷，生產效率高，生產成本低，準確度高，穩(wěn)定性強，成品良率高的CSP封裝LED的貼片機。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種CSP封裝LED的貼片機的一實施例的立體結構示意圖；
[0011]圖2為圖1中A部分的放大圖；
[0012]圖3為本實用新型一種CSP封裝LED的貼片機的一實施例的工作流程示意圖。
[0013]本實用新型目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
【具體實施方式】
[0014]應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0015]參照圖1至圖3，提出本實用新型的一種CSP封裝LED的貼片機的一實施例，可把陣列方式排列附設于藍膜100上的LED芯片101直接焊接固定到基板200上，貼片機包括機架300、設于機架300上并可安裝有藍膜100且使藍膜100緊繃的吸晶臺400、設于機架300上的用于承放基板200的可進行移動的固晶工作臺500、設于固晶工作臺500上方并可在基板200的對應的焊盤上進行點膠操作的點膠機構。
[0016]貼片機還包括帶有可把位于吸晶臺400上的藍膜100上的LED芯片101真空吸附起來并把LED芯片101直接焊接固定到已點膠的焊盤上的擺臂701的吸晶固晶機構700、位于吸晶臺400下方并可把LED芯片1I頂起以有利于LED芯片1I與藍膜100的分離及有利于吸晶固晶機構700對LED芯片1I進行吸附操作的推頂器機構800。
[0017]貼片機還包括圖像識別控制裝置，圖像識別控制裝置由可通過吸晶攝像頭獲得LED芯片101圖像并進行處理從而獲得LED芯片101的中心坐標的相關信息的吸晶光學裝置901、可通過固晶攝像頭獲取基板200上的焊盤的相關信息并進行處理以便于精確固晶的固晶光學裝置902組成。
[0018]貼片機還包括可控制貼片機每個部件工作的智能控制裝置903。
[0019]貼片機還包括可把附設有LED芯片101的藍膜100安裝到吸晶臺400上并把基板200固定到固晶工作臺500上的上料機構、可把已貼片固晶后的基板200運送至收料料盒中的下料機構。
[0020]本貼片機的工作過程如下:A、上料機構上料:上料機構把附設有LED芯片1I的藍膜100緊繃地安固到吸晶臺400上并把基板200固定到固晶工作臺500的指定位置上;B、制定操作程序:通過智能控制裝置903來控制吸晶光學裝置901、固晶光學裝置902的工作從而獲取并處理LED芯片101的相關信息同時獲取并處理基板200上焊盤的相關信息進而對點膠操作、吸晶操作及固晶操作進行編程而最終制定出操作程序，固晶工作臺500可進行移動以滿足操作程序的需求;C、點膠操作:點膠機構根據(jù)操作程序在基板200的對應的焊盤上進行點膠操作;D、吸晶操作:吸晶固晶機構700的擺臂701把位于吸晶臺400上的藍膜100上的LED芯片101真空吸附起來并把LED芯片101運送到待固晶位置處，吸附起LED芯片101的同時推頂器機構800把LED芯片101頂起以有利于LED芯片101與藍膜100的分離及有利于吸晶固晶機構700對LED芯片101進行吸附操作;E、固晶操作:吸晶固晶機構700的擺臂701把LED芯片101直接焊接固定到已點膠的焊盤上;F、收料機構收料:基板200上的焊盤全部固晶完成后通過下料機構把已貼片固晶后的基板200運送至收料料盒中，依此循環(huán)直至完成所有貼片工作。
[0021]其中，擺臂701由真空吸嘴組件、焊臂組成。擺臂701由焊臂直控式電機來控制旋轉，由音圈電機來控制上下運動。在點錫膏之后，焊臂帶動真空吸嘴組件移動到LED芯片101處并進行真空吸取LED芯片101的操作，隨后焊臂移動至基板200的焊盤位上并進行固晶操作從而把LED芯片101直接焊接固定到焊盤的錫膏上。
[0022]其中，點膠結構包括位于固晶工作臺500上方的錫膏盤601、可從錫膏盤601中帶出錫膏并點到基板200的焊盤上的點膠頭602，錫膏盤601可進行自轉以確保錫膏分布均勻。點膠機構中，由兩個交流伺服馬達分別驅動點膠頭602進行旋轉運動及上下運動，由一個步進馬達來驅動錫膏盤601作旋轉運動。
[0023]其中，推頂器機構800上設有可把LED芯片101頂出以有利于LED芯片101與藍膜100的分離及有利于吸晶固晶機構700對LED芯片101進行吸附操作的推頂針。
[0024]吸晶固晶機構700結構推頂器機構800的具體的吸晶過程如下:推頂針位于藍膜100的下方并與帶吸起的LED芯片101對應，焊臂帶動真空吸嘴組件移動到LED芯片101處并吸附起LED芯片101的過程中，LED芯片101與藍膜100之間的分離必須依靠推頂針的配合，真空吸嘴組件吸取LED芯片101時，推頂針就會從中間一個直徑極小的小孔中伸出比LED芯片101更小的針頭，針頭的作用就是把要取出的LED芯片101向上頂起，以迫使LED芯片101與藍膜100處于半脫離狀態(tài)，這樣真空吸嘴組件吸取LED芯片101的成功率就可以大大提升。而上述吸晶過程具體分為兩個階段:第一階段，真空吸嘴組件向下移動，當恰好碰撞到LED芯片101時被確認為第一個臨界階段，在第一個臨界過程中，推頂針在上升過程中也碰撞了LED芯片101;第二階段，推頂針的針頭繼續(xù)推動LED芯片101和藍膜100向上運動，確定藍膜100與LED芯片101剝離的瞬間為第二個臨界時刻，當LED芯片101與藍膜100達到80%的面積脫離時，真空吸嘴組件通過真空吸力將LED芯片1I吸取起來。
[0025]吸晶固晶機構700的具體工作原理如下:吸晶固晶機構700的主要功能是要實現(xiàn)吸取LED芯片101并把LED芯片101運送到基板200的指定坐標位置上，然后放置LED芯片101到基板200的指定坐標位置上使LED芯片101直接焊接固定到基板200的指定坐標位置上。吸晶固晶機構700的擺臂701完成一個LED芯片101的吸晶固晶動作，需要精確、快速、平穩(wěn)地往返于吸取LED芯片101和焊接LED芯片101的兩個位置之間，其主要動作有:擺臂701通過步進電機和音圈電機將真空吸嘴組件移動到待吸晶位置處，并在推頂針頂出LED芯片101的同時吸附起LED芯片1I以完成吸晶操作，隨后把LED芯片1I運送至待固晶位置處并把LED芯片1I直接放置到已點膠的焊盤上完成固晶操作。
[0026]貼片機包括圖像識別控制裝置，圖像識別控制裝置由可通過吸晶攝像頭獲得LED芯片101圖像并進行處理從而獲得LED芯片101的中心坐標的相關信息的吸晶光學裝置901、可通過固晶攝像頭獲取基板200上的焊盤的相關信息并進行處理以便于精確固晶的固晶光學裝置902組成。圖像識別控制裝置主要包括以下四個方面，光源:合適的方式下將光源的光線投射到被識別的LED芯片101上，突出對應該LED芯片101的特征對比度;光學鏡頭:主要用于光學成像;CCD相機:將光信號轉換為電信號；圖像采集卡:進行圖像預處理并與CCD相機相匹配。圖像識別控制裝置的工作原理如下:當上料機構把附設有LED芯片101的藍膜100緊繃地安固到吸晶臺400上并把基板200固定到固晶工作臺500的指定位置上，吸晶光學裝置901首先尋找LED芯片101并定位好LED芯片101的位置，然后對LED芯片101進行拍照并對拍照的圖片通過圖像采集卡進行圖片處理，把不規(guī)則的有缺陷的LED芯片101做跳過處理，把合格的LED芯片101定為吸取選項等一系列操作。另外，固晶光學裝置902對固晶工作臺500上的基板200的焊盤按照設定的程序參數(shù)進行搜索，并通過固晶工作臺500的移動把基板200移動到指定坐標點上，然后進行拍照，然后通過圖像采集卡對拍照圖像進行圖像處理，然后對焊盤進行判斷是否符合固晶要求等一系列操作。
[0027]本CSP封裝LED貼片機的生產加工效率高，自動化程度高。其貼片周期達到180毫秒，即每秒能達到5次以上的貼片動作；而且運動頻率高，每秒可完成幾十個機械動作。另夕卜，本貼片機的整機動作復雜，在一個周期內有多達十幾個電機在同時運動，所有電機都是高速大力矩伺服和步進電機，保證高效率的生產和機臺穩(wěn)定性。另外，本貼片機的運動精度尚，整機中多個關鍵電機的分辨率達到微米級，用以控制極小的貼片間距的定位，大大提尚了生產產品的質量。另外，本貼片機的運動可靠性高，智能控制裝置903和各元器件的可靠性保證了本全自動的CSP封裝LED貼片機可以24小時不間斷開機運作。本實用新型實現(xiàn)了一種可一體化操作，全自動化操作，加工工序簡化快捷，生產效率高，生產成本低，準確度高，穩(wěn)定性強，成品良率高的CSP封裝LED的貼片機。
[0028]以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種CSP封裝LED的貼片機，其特征在于，可把陣列方式排列附設于藍膜上的LED芯片直接焊接固定到基板上，貼片機包括機架、設于機架上并可安裝有藍膜且使藍膜緊繃的吸晶臺、設于機架上的用于承放基板的可進行移動的固晶工作臺、設于固晶工作臺上方并可在基板的對應的焊盤上進行點膠操作的點膠機構； 貼片機還包括帶有可把位于吸晶臺上的藍膜上的LED芯片真空吸附起來并把LED芯片直接焊接固定到已點膠的焊盤上的擺臂的吸晶固晶機構、位于吸晶臺下方并可把LED芯片頂起以有利于LED芯片與藍膜的分離及有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作的推頂器機構； 貼片機還包括圖像識別控制裝置，圖像識別控制裝置由可通過吸晶攝像頭獲得LED芯片圖像并進行處理從而獲得LED芯片的中心坐標的相關信息的吸晶光學裝置、可通過固晶攝像頭獲取基板上的焊盤的相關信息并進行處理以便于精確固晶的固晶光學裝置組成； 貼片機還包括可控制貼片機每個部件工作的智能控制裝置； 貼片機還包括可把附設有LED芯片的藍膜安裝到吸晶臺上并把基板固定到固晶工作臺上的上料機構、可把已貼片固晶后的基板運送至收料料盒中的下料機構。2.根據(jù)權利要求1所述的一種CSP封裝LED的貼片機，其特征在于，擺臂由真空吸嘴組件、焊臂組成。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種CSP封裝LED的貼片機，其特征在于，點膠結構包括位于固晶工作臺上方的錫膏盤、可從錫膏盤中帶出錫膏并點到基板的焊盤上的點膠頭，錫膏盤可進行自轉以確保錫膏分布均勻。4.根據(jù)權利要求3所述的一種CSP封裝LED的貼片機，其特征在于，推頂器機構上設有可把LED芯片頂出以有利于LED芯片與藍膜的分離及有利于吸晶固晶機構對LED芯片進行吸附操作的推頂針。
【文檔編號】H01L33/50GK205564802SQ201620343183
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李杏賢
【申請人】中山市泓昌光電科技有限公司