[发明专利]激光热压加热吸嘴和器件焊接装置及热压复合加热方法

说明书

本发明涉及一种激光热压加热吸嘴和器件焊接装置及热压复合加热方法，激光热压加热吸嘴包括吸头，吸头的端部设有透光孔，且激光束有效加热直径大于透光孔的孔径，以让通过透光孔的激光能直达吸头端部的待焊接器件并传导至焊盘，位于透光孔外圈的激光能对吸嘴加热，并经吸头端部的待焊接器件传导至焊盘。穿过透光孔的激光能量能直达待焊接器件，并传导至焊盘，透光孔外圈的激光能量则直接汇聚在吸嘴尖端部分对吸嘴进行加热，并经过热传导可以传导至待焊接器件及焊盘处，透光孔和尖端部分形成同轴激光能量跟热传导能量共同加热待焊接器件，可有效解决不同物体反射率差异而导致的加热稳定性问题。

技术领域

本发明涉及焊接领域，更具体地说，涉及一种激光热压加热吸嘴和器件焊接装置及热压复合加热方法。

背景技术

众所周知，Mini/Micro LED性能优异，有望成为LED显示新趋势,采用Mini LED背光技术的LCD显示屏，在亮度，对比度、色彩还原和节能优于当今LCD显示器，甚至能与AMOLED竞争，同时还能控制生产成本。

技术进步带动MiniLED作为小间距显示产品升级。Mini LED作为小间距技术的延伸，在商用及家用显示领域有望迎来应用渗透。四合一封装技术的突破是Mini LED产品落地的关键。

COB是适用于Mini/Micro LED产品的核心封装技术，未来有很大的应用前景。Micro LED在消费电子和穿戴产品也有广泛应用前景，Micro LED显示的应用，因自发光的显示特性，搭配几乎无光耗元件的简易结构，即能实现低能耗或高亮度的显示器设计。

目前国内显示面板大厂都在积极研发和投入产线生产65寸整板、75寸双拼以及110寸miniLED多分区背光显示屏。由于尺寸大，miniLED及miniIC数量大，无法人工完成返修，必须要配套工艺及设备解决此问题。

MiniLED背光电路板在加工制造的过程中往往有不良、损坏MiniLED灯珠芯片及MiniIC芯片，该类型芯片不良主要体现在器件贴装位置超差导致短路和开路、焊料及焊接温度异常导致焊接不良、器件本身品质问题、器件贴片过程压力异常导致损坏等，需要用到本应用来进行修复，以提高良率，降低生产成本。

本项返修技术与传统热风加热返修、红外加热返修等技术路线差异较大。传统的SMT行业热风加热返修台修复PCB电路板故障所采用的方式流程如下：对位—加热—拆除—焊接，该类型方式局限性如下：对位精度低，返修目标尺寸大，加热范围控制较差，对于芯片/PCB板保护性不理想，无法对单颗不良IC进行外科手术刀式精准返修。

MiniLED灯珠芯片及MiniIC的激光焊接和返修领域的需要用到一项关键的技术那就是对器件进行非常微小范围内的局部加热。

传统的加热方式有热风加热，激光加热等。热风加热鉴于其效率低下已经逐步被激光加热方式取代，但是普通的激光加热方式热量利用率低下，激光强度过高常常损坏MiniLED灯珠芯片及MiniIC芯片及焊盘，不同焊盘材质其颜色不同而产生不同的反射率,激光是一种光波,物体对光的反射率不一样所带来的激光能量吸收而转化为热量的效果差异巨大。

例如:焊盘和miniLED本身反射率差异几倍，当激光照射在miniLED上正好时，如果位置稍有偏差激光照射到了焊盘上会瞬间将焊盘烧穿而导致致命不可逆的损坏。虽然激光可以做闭环测温来控制能量输出，但是不可否认激光的能量是非常集中的，当红外测温仪反馈的温度异常时，通过变送器将信号传递给系统做判断，然后再控制激光器的能量输出，而此时焊盘早已损坏，根本来不及控制。

同时，MiniLED的蓝色和绿色灯珠通常是透明状晶体，激光可以穿透，能量很低时就可以完成加热。但是，红色灯珠表面的反射率非常高，激光无法穿透，此时需要将激光能量调到非常高才能对其加热，位置稍微偏差，就会损坏周边反射率差异较大的物体，风险非常高，稳定性不佳。