[实用新型]一种用于miniLED激光返修焊接用矩形光斑光路系统

说明书

本实用新型涉及一种用于miniLED激光返修焊接用矩形光斑光路系统，包括通过光路依次连接的激光光源、准直单元、能量均化模块、第一半反半透镜、多波段聚焦模块和焊接点，能量均化模块、多波段聚焦模块设置在第一半反半透镜的反射面；还包括设在第一半反半透镜透射面的成像单元，焊接点反射光经多波段聚焦模块、第一半反半透镜到达成像单元；准直单元对输入的激光准直；能量均化模块对准直的激光进行均化并整形为矩形；多波段聚焦模块将多波段矩形激光进行聚焦并出射到焊接点；焊接点对工件进行焊接；成像单元将焊接点的反射光进行成像。使用本系统输出的能量均化的矩形光斑进行焊接，通过焊接点的图像实时监控，提升了生产良率，降低了产品生产成本。

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种用于miniLED激光返修焊接用矩形光斑光路系统。

背景技术

Mini LED定义为：芯片尺寸介于50~200μm之间的LED器件，由Mini LED像素阵列、驱动电路组成且像素中心间距为0.3-1.5mm的单元。随着miniLED的产品大规模导入，越来越多的miniLED返修问题也同步出现。miniLED实在太小，传统的固晶设备的精度导致固晶的效果很难提升（除非大幅度降低速度），另一方面传统的回流炉方式也加剧了生产过程中的不良。

目前miniLED的良率很难控制在100个PPM以内，也就是说，手掌这么大的RGBminiLED显示屏，不良的LED数目大约在4~5个。

修复的过程分拆开来，包括：熔化芯片的焊点、移除芯片、清洗焊盘、重新点锡膏、固晶新的芯片、芯片焊接。在这个过程中，最重要的工具就是激光，使用激光来移除不良的芯片以及焊接新的芯片。

随着miniLED的尺寸越来越小，尤其到了micro的尺寸，返修设备也面临着更大的挑战，主要表现为：

1.普通激光的光斑一般是圆形，能量呈高斯分布。一般LED芯片是矩形的，用传统激光去焊接LED芯片，这就意味着在LED的短边，激光的能量就会直接暴露在PCB板上，造成PCB板的灼烧；高斯分布的激光能量，也意味着LED芯片的中心位置的温度会比较高，这样非常容易对LED芯片造成暗伤（尤其是红光LED芯片），导致LED芯片漏电流加大、光衰甚至死灯。

2.普通激光的加工模式一般是恒功率模式，而在miniLED的焊接中，需要的是稳定的恒温模式（需注意的是，恒功率不等于恒温，这里的恒温是恒温曲线）。恒功率模式造成在焊接过程中，高能量激光对miniLED造成损伤，低能量又会导致焊接不良；同时，因为miniLED的基板材料也不同（例如有PCB，玻璃，铝基板和陶瓷等），不同材料对温度的敏感度、对光（激光）的反射率也不一样，这就对恒温的要求会更高。

有鉴于此，需开发一种新的光路系统，以解决上述的至少一个问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种用于miniLED激光返修焊接用矩形光斑光路系统，其将能量为高斯分布的圆形激光整形为符合miniLED焊接所需的矩形光斑、并对激光的能量进行均化，提升了miniLED焊接的生产良率；通过焊接点的图像实时监控生产过程，可及时发现焊接异常并停线止损，降低了生产不良率，从而降低了产品生产成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种用于miniLED激光返修焊接用矩形光斑光路系统，包括通过光路依次连接的激光光源、准直单元、能量均化模块、第一半反半透镜、多波段聚焦模块和焊接点，所述能量均化模块、多波段聚焦模块均设置在第一半反半透镜的反射面；还包括成像单元，所述成像单元设置在第一半反半透镜的透射面，所述焊接点的反射光依次经多波段聚焦模块、第一半反半透镜到达所述成像单元；

所述准直单元用于对输入的激光准直；

所述能量均化模块用于对准直的激光进行均化并整形为矩形；