一种垂直式热共晶装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及LED领域，公开了一种垂直式热共晶装置，包括热源、共晶区、垂直式预热区、传送装置；所述热源为发热丝、发热管、红外源、电磁源或激光，置于耐高温导热材料内；所述传送装置采用马达控制，用于传送需要作业的材料；所述共晶区在热源上方；所述预热区在共晶区上方，各个温区垂直分布，在预热区及共晶区可增加真空功能或氮气功能。采用本技术方案，具有生产工艺简单、质量好、成本低等优点。
【专利说明】一种垂直式热共晶装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED领域，特别涉及一种垂直式热共晶装置。
【背景技术】
[0002]共晶方式是LED封装的方式之一，具有效率高，成本低，封装的产品导热性好，热阻小，性能稳定等优点，是LED发展的一种趋势。
[0003]目前，主要的共晶设备是采用回流焊设备。在回流焊中不同温区控制不同的温度，逐渐形成一条温度曲线，LED共晶则在合适的温度曲线下进行。回流焊通常有预热区，共晶区及冷却区。LED及其基座先通过预热区，使它受热均匀，确保在共晶区温度能获得快速提升，达到LED芯片的共晶点，使共晶层熔解，并与基座结合在一起。然后输送到冷却区使温度降低，完成共晶。
[0004]回流焊共晶虽然能实现共晶的目的，但回流焊设备本身庞大的体积，需要占据大量的空间，以常规7温区的回流焊外形尺寸能达到长X宽X高=4.5X1X1.4米，庞大的空间，也会导致充氮气时需求量大，损耗大，也无法实现真空功能，而且回流焊上的材料运行距离长，运行平滑度有限，容易导致基座上的LED芯片震动，偏离预定位置的现象。
【发明内容】
[0005]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种垂直式热共晶装置，采用本技术方案能提高产品质量，降低设备成本及整体的LED封装成本。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明的完整技术方案为:
一种垂直式热共晶装置，该垂直式热共晶装置包括:热源，所述热源为发热丝、发热管、红外源、电磁源或激光，内置于耐高温的导热材料制作的热板中或放置于热板下方，形成该装置的整体热源，为预热区及共晶区提供热量；传送装置，所述传送装置采用马达控制；共晶区，所述共晶区在内置于有热源的热板上表面或上方；预热区，所述预热区在共晶区上方垂直分布I个或多个温度区域。
[0007]作为一种优选方式，所述热源为发热丝、发热管、红外源、电磁源或激光，置于厚度为0.lmm-50mm的热板下方或热板内。
[0008]作为一种优选方式，所述热板采用耐高温导热材料制成，最低耐温240°C。
[0009]作为一种优选方式，所述共晶区在所述热板上表面或所述热板上方0.0001_50mm区域。
[0010]作为一种优选方式，所述预热区在共晶区上方0.0OOlmm以上区域，有I个或多个预热区域。
[0011]作为一种优选方式，所述热源、共晶区、预热区四周、顶部及底部有隔热材料密封。
[0012]作为一种优选方式，所述隔热材料上有入料口及出料口，所述入料口及出料口有可运行的隔热板，用于打开或关闭进料口及出料口。
[0013]作为一种优选方式，所述共晶区及预热区旁采用传送装置承载及运输作业材料。
[0014]作为一种优选方式，所述传送装置可根据需要进行速度调整，可实现由静止到100mm/s的运行速度。
[0015]作为一种优选方式，所述共晶区及预热区采用真空功能或充氮气功能，能提高共晶广品质量。
[0016]本发明实施例采用了垂直式温区，能节省大量的空间；同时能降低对电、气等的耗用；而垂直温区方式，可以缩短产品运行距离，能有效改善运行过程中对产品的震动；本发明提供真空功能及充氮气功能，能提升了产品的质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本发明提供的一种垂直式热共晶装置的剖面结构示意图；
图2为本发明提供的带有氮气功能的另一种垂直式热共晶装置的剖面结构示意图；
图3为本发明提供的带有真空功能的另一种垂直式热共晶装置的剖面结构示意图；
图4为本发明提供的作业材料之一的陶瓷基板俯视图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
[0020]如图1所示，本实施例提供一种垂直式热共晶装置，包括热板101、共晶区102、预热区103、传送装置104、隔热密封板105、进料口 106、出料口 107、隔热挡板108、LED基座109、马达控制器110、温度控制器111，支撑座112、LED芯片113，热源114。其中，支撑座112支撑热板01、传送装置04、隔热密封板105及隔热挡板108，支撑座112与热源114及热板101之间有隔热材料分开，马达控制器110与温度控制器111放置于支撑座112内；已按照预定要求装载有LED芯片113的LED基座109在传送装置04的承载下通过入料口 106，进入预热区103，并逐步往下运行，到达共晶区102，并在完成LED芯片113与LED基座109结合后，往出料口 107运行，直至LED基座109完全运行到出料口 107外；隔热挡板108在进料或出料时下移，使进料口 106或出料口 107能正常畅通，并在未进料或出料时上移关闭进料口 106或出料口 107。
[0021]可以但不限于的是，热板101采用长X宽X高=200mmX200mmX20mm的平整铜板，设置在支撑座112上。
[0022]可以但不限于的是，8条发热丝114置于热板101内。
[0023]可以但不限于的是，共晶区102为热板101上表面。
[0024]可以但不限于的是，预热区103为热板101上方lmm-30mm区域。
[0025]具体的，预热区预设5个区域,分别在热板101上方1_, 5mm, 10mm, 20mm, 30mm位置处，即基座运行到以上位置时候将会停止1-5分钟，以保证LED基座109能得到充分预热，各处受热均匀。设定热板上的共晶区为310±3°C时，则由下往上各个预热温区的温度为:280±10°C，240±15°C，200± 15°C，150± 15°C，80±20°C。
[0026]可以但不限于的是，传送装置104紧靠隔热密封板105，并由钢柱(未标示)支撑，用于对LED基座109进料、出料、上升、下降及隔热挡板108上升或下降的控制。
[0027]可以但不限于的是，隔热密封板105采用内置隔热石棉的钢板，厚度为5_，与支撑座112形成一个长X宽X高=300mmX 300mmX 400mm的立方体。
[0028]可以但不限于的是，进料口 106与出料口 107的长X宽=60_X5mm。
[0029]可以但不限于的是，隔热挡板108由传送装置控制，在进料或出料的时候下移，否则一直封闭进料口 106与出料口 107。
[0030]可以但不限于的是，LED基座09为长X宽X高=100_X 55_X 0.65mm的陶瓷基板，陶瓷基板上有预设定好的放置LED芯片的位置。
[0031]可以但不限于的是，马达控制器110控制传送装置04，进而控制隔热挡板108及LED基座109的运行状况。
[0032]可以但不限于的是，温度控制器111控制热板101的温度，以便根据LED芯片共晶点获取合适的温度，温度控制器111带有6条热电偶(未标示)，分布于热板101上不同的位置。
[0033]可以但不限于的是，支撑座112为长X宽X高=300_X300_X300mm的立方体。
[0034]可以但不限于的是，LED芯片113的共晶层为Au:Sn=80:20的金锡合金，熔点为282。。。
[0035]如图2所示，可以但不限于的是，在热板101四周与支撑座112连接的面上设置氮气进入孔201，并通过气管202与外部的氮气源203连在一起。当LED基座109完全通过入料口 106时，隔热挡板108关闭，此时氮气源203接通，使预热区103及共晶区102完全充满氮气。
[0036]如图3所示，可以但不限于的是，在热板101四周与支撑座112连接的面上4个孔301，并通过气管302与外部真空发生器303连接在一起。在LED基座109到达热板101上表面，并与上表面完全接触时候，启动真空发生器303，使共晶区102及预热区103接近真空状态。
[0037]由上可见，所述垂直式热共晶装置提供了简便、快捷、稳定的共晶方式，节省大量的空间及电、气的使用量，大大降低了成本，并且生产效率高产品质量好。
[0038]以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种垂直式热共晶装置，其特征在于:包括所述热源、共晶区及预热区，所述共晶区在热源上方；所述预热区在共晶区上方，与共晶区成垂直式分布。
2.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述热源为发热丝、发热管、红外源、电磁源或激光，内置于由最低可耐240度高温的材料制成的热板。
3.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述热源、共晶区及预热区四周、顶部及底部采用隔热材料密封。
4.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述共晶区为高温材料制成的热板上表面到热板上方0.0001mm-50mm区域。
5.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述预热区在共晶区上方0.0OOlmm以上区域，有1-200个温区。
6.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述共晶区及预热区旁采用传送装置承载及运输作业材料。
7.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述共晶区及预热区具有真空功能。
8.如权利要求1所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述共晶区及预热区具有充氮气功能。
9.如权利要求3所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述隔热材料上有进料口及出料口，并有相应的可运动的隔热密封板将所述进料口及出料口封闭。
10.如权利要求6所述的一种垂直式热共晶装置，其特征在于，所述传送装置可根据需要进行速度调整，能实现由静止到100mm/S的运行速度。
【文档编号】H01L33/48GK104511675SQ201310461866
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】雷训金 申请人:雷训金