[发明专利]一种利用热板与光波复合加热的LED共晶装置及方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及光波加热装置，尤其是一种利用热板和红外光管复合加热，集成管芯安放区，可以快速地实现基于不同结构平面基板的LED共晶装置及方法。

背景技术

固晶作为LED封装工艺的前工序，是生产链中非常重要的一环，固晶质量的好坏直接关系到产品的生产良率以及器件的可靠性。目前主流的固晶方式有固晶胶焊接、共晶合金共晶焊接，随着LED行业的不断发展，大功率LED的应用愈发广泛，而影响大功率LED出光效率很大的问题就是散热无法很好的解决。共晶技术具有低热阻、光效高、生产效率高等优点，是解决大功率LED散热问题的必然趋势。

目前共晶焊接固晶主要分为两道工序，即管芯安放和回流焊接。要完成这两道工序，一般都是由管芯安放机和共晶回流炉两台一起完成。一方面，由于基板在搬运过程中肯定会发生一定程度的偏移，待到共晶回流炉进行共晶焊接时，芯片与基板不能形成质量良好的共晶层，影响LED器件的良率及可靠性，另外由于共晶回流炉每个区域存在温度差异，温度均匀性差，基板不同位置共晶质量差异性大；另一方面，由此引起的工序不集中，需要增加更多的人力物力，提高器件的生产成本，降低其市场竞争力。面对竞争日益激烈的LED行业，为提高产品竞争力，急需开发一种工序集中、共晶质量良好的共晶设备。

发明内容

本发明的目的之一在于针对目前LED共晶工序分散，生产效率较低，提出了一种利用热板和光波复合加热的LED共晶装置。此装置功能集成，可缩短工艺过程，减少生产时间，可降低LED共晶器件的生产成本。

本发明的另一目的在于针对目前LED共晶设备共晶质量不高，共晶层空洞率较大继而影响LED器件的生产良率以及可靠性，提出了一种具有热板与光波复合加热共晶方法。此方法能够保证高温光波共晶区温度稳定均匀，生产产品良率高、可靠性好。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种利用热板与光波复合加热的LED共晶装置，包括由左至右依次设置的管芯安放区、基板预热区以及高温光波共晶区。

所述的管芯安放区包括点胶头5、胶盘4、真空吸嘴7、蓝膜6、基板承载座1，所述点胶头5设置在胶盘4上，所述真空吸嘴7设置在蓝膜6上，胶盘4及蓝膜6由左至右设置在基板承载座1上方；

所述基板预热区包括预热板2；

所述高温光波共晶区包括高温热板3、位于高温热板3上方且可来回移动的光波管组件8，所述高温热板3位于光波管焦点平面上；且所述基板预热区和高温光波共晶区均设有气氛保护层。 

进一步地，所述的点胶头5的材料为钨钢，直径为0.95-1.05mm。

进一步地，所述的真空吸嘴7的材料为橡胶，内径为0.45-0.55mm，外径为0.95-1.05mm。

进一步地，所述的胶盘4中所用助焊剂为松香。

进一步地，所述的预热板2的预热温度为145-155℃，预热时间为2-4min。

进一步地，所述的高温热板3的加热温度为260-280℃，加热时间为3-5min。

进一步地，所述的光波管组件8包括反光杯81以及设置在反光杯81内凹侧的光波管82，所述反光杯81使光波管82发出的光波聚集在焦点平面上。

进一步地，所述的气氛保护层为氮气或者氮气与氢气的混合气体。

一种利用热板与光波复合加热的LED共晶装置进行共晶的方法，包括步骤：

(1)将分布有基板单元91的基板9传至管芯安放区的基板承载座1左端，利用点胶头5从胶盘4上吸取适量助焊剂93均匀点在基板单元91的焊盘92上；

(2)移动基板9至管芯安放区的基板承载座1右端，利用真空吸嘴7从蓝膜6上吸附LED芯片94并将其置于点有助焊剂93的基板单元91的焊盘92上；

(3)将点有助焊剂93的基板9传至基板预热区的预热板2进行预热，预热时间为2-4min，预热温度为145-155℃；

(4)将预热后的基板9传至高温光波共晶区的高温热板3进行加热，加热时间为3-5min，使基板温度将达到260-280℃；

(5)缓慢移动高温光波共晶区的光波管组件8，让其扫过基板9，基板9迅速升温，温度将达到300-320℃，继而在焊盘92与LED芯片94之间形成共晶层95实现LED共晶；

(6)移动光波管组件8至初始位置，重复步骤1-5，完成下一块基板9的加热共晶。

 

相比较传统技术，本发明具有如下的突出优点和技术优势：