一种led封装基板和透镜同时上料装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种LED封装基板和透镜同时上料装置，包括同时上料料盒、用于输送同时上料料盒的纵向和垂直方向料盒运动机构、推进机构，所述纵向和垂直方向料盒运动机构包括用于支托并带动同时上料料盒纵向移动至预定位置的纵向运动机构和设置于纵向运动机构下方、用于将同时上料料盒沿垂直方向上推至预定高度的垂直运动机构，所述推进机构设置于纵向运动机构一侧，用于将放置在同时上料料盒中的LED基板和透镜支架同时水平推向键合工位。本发明实现了LED基板和透镜支架的同时上料和预定位，在推料机构推杆的机械精度的保证之下，直接实现LED基板和透镜支架对准后进行键合，降低了设备开发成本，提高了的效率和可靠性。
【专利说明】—种LED封装基板和透镜同时上料装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明主要涉及半导体应用与封装领域，尤其涉及一种LED封装基板和透镜同时上料装置。
【背景技术】
[0002]大功率LED照明具有寿命长、效率高、无污染等优点，随着时间的推移，受到越来越多的重视。大功率LED的封装，是LED制造过程中的重要一环；对于硅胶透镜式LED灯，其封装基板和透镜的键合，是LED制造过程中的关键环节之一。在芯片封装、荧光粉涂覆工艺之后，封装基板和透镜的键合和硅胶的注射等后续工艺，需要基板和透镜之间严格的相对位置关系进行保证，其要求基板和透镜的键合设备，在机构上严格的定位精度和运动精度。
[0003]图3为20粒排式大功率LED封装基板示意图，对于每粒LED模组(31)，包含半导体芯片、安装透镜的凹坑，以及往透镜里边注胶用的注胶孔位(311)和排气孔位(312);图4为20粒排式大功率LED封装透镜支架示意图，对于每粒LED透镜(41)，包含半球形透镜、注胶孔(411)和排气孔(412)。在大功率LED封装基板和透镜键合时，基板上注胶孔位(311)与注胶孔(411)之间、排气孔位(311)与排气孔(411)之间的相对位置精度很高。为了保证这个精度，传统设备通常采用基板和透镜分别上料的方式，然后在通过复杂的定位，实现它们的对准。这个方案会带来以下几个方面的问题:
1、大功率LED封装基板和透镜键合设备的上料机构会变得很复杂；同时，由于上料机构尺寸传递环节多，基板和透镜注胶孔、排气孔位置对准保证的可靠度要相应降低。
[0004]2、为了避免与LED封装基板、透镜进料机构的干涉，键合设备的盖透镜机构会变得复杂。相应地成本也会上升。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种LED封装基板和透镜同时上料装置，以降低了设备开发成本，提闻封装基板和透镜的键合效率和可罪性。
[0006]本发明是采用如下技术方案来实现的:
一种LED封装基板和透镜同时上料装置，包括:同时上料料盒、用于输送同时上料料盒的纵向和垂直方向料盒运动机构、推进机构，
所述同时上料料盒包括平行竖置的右支撑板和左支撑板，所述右支撑板和左支撑板的顶部和底部分别连接设置有料盒顶盖及料盒底板，所述右支撑板和左支撑板相面对的竖壁上对称设置有仓位组，所述仓位组由上而下包括水平搁置透镜支架的槽形透镜支架仓位以及水平搁置LED基板的槽形基板仓位；
所述纵向和垂直方向料盒运动机构包括用于支托并带动同时上料料盒纵向移动至预定位置的纵向运动机构和设置于纵向运动机构下方、用于将同时上料料盒沿垂直方向上推至预定高度的垂直运动机构，所述纵向和垂直方向料盒运动机构主要实现同时上料料盒的纵向和竖直方向的运动，在纵深方向上实现多个同时上料料盒的进给和推料；在竖直方向上实现单个同时上料料盒的上下运动，使得成组的LED基板和透镜支架在同一高度方向上实现横向进给；
所述推进机构设置于纵向运动机构一侧，用于将放置在同时上料料盒中的LED基板和透镜支架同时水平推向键合工位。
[0007]进一步地，所述纵向运动机构包括料盒托盘、设置于料盒托盘两长边的纵向运动导轨模组、活动架设在料盒托盘上的料盒放置支架，所述料盒放置支架两长边设置有与纵向运动导轨模组滑动配合的纵向运动齿轮齿条组件，所述纵向运动齿轮齿条组件与位于料盒托盘一侧的齿轮驱动电机驱动连接。
[0008]进一步地，所述料盒托盘的一长边设置有用于限定料盒放置支架位置的纵向运动限位开关。
[0009]进一步地，所述垂直运动机构包括设置在竖直方向运动支撑架下端的料盒竖直方向运动电机、与料盒竖直方向运动电机驱动连接的料盒竖直方向运动丝杆螺母副，所述料盒竖直方向运动丝杆螺母副的螺母上设置有可上下同步移动的料盒竖直方向运动推杆，所述料盒竖直方向运动推杆顶端设置有支托和定位同时上料料盒的料盒定位板。
[0010]进一步地，所述推进机构包括推进机构支撑架、通过横向推进电机支架固定在推进机构支撑架一端的横向推进电机、一端与横向推进电机驱动连接且另一端受推进机构支撑架转动配合的横向推进电机丝杆螺母副、一端与横向推进电机丝杆螺母副的螺母固定连接且另一端与推进机构支撑架上的推杆孔滑动配合的横向推杆，所述推进机构支撑架底部通过机构支撑和连接板固定在传送机构基板上，所述推进机构，主要实现同时上料料盒中LED基板和透镜支架在横向的进给运动；同时基于推杆的机械精度保证，实现LED基板和透镜支架在横向的相对位置关系。
[0011]进一步地，所述推进机构支撑架上还水平设置有与横向推杆平行的横向推进电机导杆，所述横向推进电机导杆穿过横向推进电机丝杆螺母副的螺母上的导向孔且与该导向孔滑动配合。
[0012]进一步地，所述推杆孔与横向推杆接触面之间、导向孔与横向推进电机导杆之间均设置有直线轴承。
[0013]进一步地，所述横向推杆推动LED基板和透镜支架的端部设置有横向推杆弹性缓冲头。
[0014]进一步地，所述右支撑板和左支撑板相面对的竖壁上沿垂直方向由上而下重复设置有两个以上的仓位组。
[0015]进一步地，所述透镜支架仓位和基板仓位的两端的出入口均设置有方便插入LED基板和透镜支架的半锥形导向口。
[0016]本发明相比现有技术，具有如下有益效果:通过设置同时上料料盒的、推进机构、纵向和垂直方向料盒运动机构，实现了 LED基板和透镜支架的同时上料和预定位；在推料机构推杆的机械精度的保证之下，直接实现LED基板和透镜支架对准后进行键合，简化了键合设备的机构复杂程度，降低了设备开发成本，提高了的效率和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例的整装结构示意图。[0018]图2a为本发明实施例的同时上料料盒立体结构示意图。
[0019]图2b为本发明实施例的同时上料料盒主视示意图。
[0020]图3为本发明实施例的推进机构结构示意图。
[0021]图4为本发明实施例的纵向和垂直方向料盒运动机构结构示意图。
[0022]图5为本发明实施例的纵向和垂直方向料盒运动机构运送同时上料料盒时的结构示意图。
[0023]图中所示为:1-同时上料料盒；3_推进机构；4_纵向和垂直方向料盒运动机构；
5-传送机构基板；6_键合结构；7_传送机构；11_料盒顶盖；12_右支撑板；13_料盒底板；14-左支撑板；25-透镜支架仓位；26_基板仓位；27-LED基板；28_透镜支架；031_横向推进电机；032_横向推进电机支架；033_横向推杆；034_横向推杆弹性缓冲头；035_推进机构支撑架；036_横向推进电机丝杆螺母副；037_横向推进电机导杆；038_机构支撑和连接板；041_料盒定位板；042_纵向运动齿轮齿条组件；043_齿轮驱动电机；044_料盒竖直方向运动推杆；045_料盒竖直方向运动丝杆螺母副；046_料盒竖直方向运动电机；047_竖直方向运动支撑架；048_纵向运动导轨模组；049_料盒托盘；0410_纵向运动限位开关；0411-料盒放置支架。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
[0025]下面结合附图对实施例进行进一步详细说明。
[0026]如图1至3所示，一种LED封装基板和透镜同时上料装置，包括:同时上料料盒1、用于输送同时上料料盒I的纵向和垂直方向料盒运动机构4、推进机构3，
所述同时上料料盒I包括平行竖置的右支撑板12和左支撑板14，所述右支撑板12和左支撑板14的顶部和底部分别连接设置有料盒顶盖11及料盒底板13，所述右支撑板12和左支撑板14相面对的竖壁上对称设置有仓位组，所述仓位组由上而下包括水平搁置透镜支架28的槽形透镜支架仓位25以及水平搁置LED基板27的槽形基板仓位26。
[0027]所述纵向和垂直方向料盒运动机构4包括用于支托并带动同时上料料盒I纵向移动至预定位置的纵向运动机构和设置于纵向运动机构下方、用于将同时上料料盒I沿垂直方向上推至预定高度的垂直运动机构，所述纵向和垂直方向料盒运动机构主要实现同时上料料盒的纵向和竖直方向的运动，在纵深方向上实现多个同时上料料盒的进给和推料；在竖直方向上实现单个同时上料料盒的上下运动，使得成组的LED基板27和透镜支架28在同一高度方向上实现横向进给。
[0028]具体地，如图4、图5所示，所述纵向运动机构包括料盒托盘049、设置于料盒托盘049两长边的纵向运动导轨模组048、活动架设在料盒托盘049上的料盒放置支架0411，所述料盒放置支架0411两长边设置有与纵向运动导轨模组048滑动配合的纵向运动齿轮齿条组件042，所述纵向运动齿轮齿条组件042与位于料盒托盘049 —侧的齿轮驱动电机043驱动连接。
[0029]本实施例中，所述垂直运动机构包括设置在竖直方向运动支撑架047下端的料盒竖直方向运动电机046、与料盒竖直方向运动电机046驱动连接的料盒竖直方向运动丝杆螺母副045，所述料盒竖直方向运动丝杆螺母副045的螺母上设置有可上下同步移动的料盒竖直方向运动推杆044，所述料盒竖直方向运动推杆044顶端设置有支托和定位同时上料料盒I的料盒定位板041。
[0030]进一步地，所述料盒托盘049的一长边设置有用于限定料盒放置支架0411位置的纵向运动限位开关0410。
[0031]所述推进机构3设置于纵向运动机构一侧，用于将放置在同时上料料盒I中的LED基板27和透镜支架28同时水平推向键合工位，具体地，如图3所示，所述推进机构3包括推进机构支撑架035、通过横向推进电机支架032固定在推进机构支撑架035 —端的横向推进电机031、一端与横向推进电机031驱动连接且另一端受推进机构支撑架035转动配合的横向推进电机丝杆螺母副036、一端与横向推进电机丝杆螺母副036的螺母固定连接且另一端与推进机构支撑架035上的推杆孔滑动配合的横向推杆033,所述推进机构支撑架035底部通过机构支撑和连接板038固定在传送机构基板5上，所述推进机构03主要实现同时上料料盒中LED基板27和透镜支架28在横向的进给运动；同时基于推杆的机械精度保证，实现LED基板27和透镜支架28在横向的相对位置关系。
[0032]进一步地，所述推进机构支撑架035上还水平设置有与横向推杆033平行的横向推进电机导杆037，所述横向推进电机导杆037穿过横向推进电机丝杆螺母副036的螺母上的导向孔且与该导向孔滑动配合，用以保证推进机构3的稳定性、刚度及耐用性。
[0033]进一步地，所述推杆孔与横向推杆033接触面之间、导向孔与横向推进电机导杆037之间均设置有直线轴承，以减少相互之间的摩擦，提高使用寿命。
[0034]进一步地，所述横向推杆033推动LED基板27和透镜支架28的端部设置有横向推杆弹性缓冲头034，起到保护LED基板27和透镜支架28的作用。
[0035]进一步地，所述右支撑板12和左支撑板14相面对的竖壁上沿垂直方向由上而下重复设置有两个以上的仓位组，如图2b所示，本实施例由上而下重复设置有10个仓位组，可以分别放置10个LED基板27和透镜支架28。
[0036]进一步地，如图2a所述透镜支架仓位25和基板仓位26的两端的出入口均设置有方便插入LED基板27和透镜支架28的半锥形导向口。
[0037]针对20粒排式的大功率LED封装基板和20粒排式大功率LED封装透镜支架的键合，本实施例的操作过程如下:
步骤1:根据LED基板27和透镜支架28的长宽尺寸、透镜支架仓位25和基板仓位26组的多少(例如有10组)，加工出合适的同时上料料盒I。
[0038]步骤2:对于成组的LED基板27，装载10个LED基板27到同时上料料盒I基板仓位26 ;对于成组的透镜支架28，装载10个透镜支架28到同时上料料盒I的透镜支架仓位25，并保证基板27和透镜支架28对位。
[0039]步骤3:放置已同时装载LED基板27和透镜支架28的同时上料料盒I到纵向和垂直方向料盒运动机构4 ;通过纵向和垂直方向料盒运动机构4的纵向运动机构和垂直运动机构作用下，运送同时上料料盒I到推送工位。
[0040]步骤4:在推进机构3的横向推送电机031和横向推杆033的作用下，将一组LED基板27和透镜支架28同时推送到键合工位进行键合，键合后，由传送机构7传送至其他工位。[0041]步骤5:垂直运动机构将同时上料料盒I上抬至预设高度，在推进机构3的横向推送电机031和横向推杆033的作用下，将另一组LED基板27和透镜支架28同时推送到键合工位进行键合，键合后，由传送机构7传送至其他工位。
[0042]步骤6:重复步骤5，直到将同时上料料盒I中的所有LED基板27和透镜支架(28)循环推送到键合工位进行键合。
[0043]本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:包括:同时上料料盒(I)、用于输送同时上料料盒(I)的纵向和垂直方向料盒运动机构(4)、推进机构(3)， 所述同时上料料盒I包括平行竖置的右支撑板(12)和左支撑板(14)，所述右支撑板(12)和左支撑板(14)的顶部和底部分别连接设置有料盒顶盖(11)及料盒底板(13)，所述右支撑板(12)和左支撑板(14)相面对的竖壁上对称设置有仓位组，所述仓位组由上而下包括水平搁置透镜支架(28)的槽形透镜支架仓位(25)以及水平搁置LED基板(27)的槽形基板仓位(26)； 所述纵向和垂直方向料盒运动机构(4)包括用于支托并带动同时上料料盒(I)纵向移动至预定位置的纵向运动机构和设置于纵向运动机构下方、用于将同时上料料盒(I)沿垂直方向上推至预定高度的垂直运动机构； 所述推进机构(3)设置于纵向运动机构一侧，用于将放置在同时上料料盒(I)中的LED基板(27)和透镜支架(28)同时水平推向键合工位。
2.根据权利要求1所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述纵向运动机构包括料盒托盘(049)、设置于料盒托盘(049)两长边的纵向运动导轨模组(048)、活动架设在料盒托盘(049)上的料盒放置支架(0411)，所述料盒放置支架(0411)两长边设置有与纵向运动导轨模组(048)滑动配合的纵向运动齿轮齿条组件(042)，所述纵向运动齿轮齿条组件(042)与位于料盒托盘(049) —侧的齿轮驱动电机(043)驱动连接。
3.根据权利要求2所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述料盒托盘(049)的一长边设置有用于限定料盒放置支架(0411)位置的纵向运动限位开关(0410)。
4.根据权利要求1所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述垂直运动机构包括设置在竖直方向运动支撑架(047)下端的料盒竖直方向运动电机(046)、与料盒竖直方向运动电机(046)驱动连接的料盒竖直方向运动丝杆螺母副(045)，所述料盒竖直方向运动丝杆螺母副(045)的螺母上设置有可上下同步移动的料盒竖直方向运动推杆(044)，所述料盒竖直方向运动推杆(044)顶端设置有支托和定位同时上料料盒(I)的料盒定位板(041)。
5.根据权利要求1所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述推进机构(3)包括推进机构支撑架(035)、通过横向推进电机支架(032)固定在推进机构支撑架(035)一端的横向推进电机(031)、一端与横向推进电机(031)驱动连接且另一端受推进机构支撑架(035)转动配合的横向推进电机丝杆螺母副(036)、一端与横向推进电机丝杆螺母副(036)的螺母固定连接且另一端与推进机构支撑架(035)上的推杆孔滑动配合的横向推杆(033)，所述推进机构支撑架(035)底部通过机构支撑和连接板(038)固定在传送机构基板(5)上。
6.根据权利要求5所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述推进机构支撑架(035)上还水平设置有与横向推杆(033)平行的横向推进电机导杆(037)，所述横向推进电机导杆(037)穿过横向推进电机丝杆螺母副(036)的螺母上的导向孔且与该导向孔滑动配合。
7.根据权利要求6所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述推杆孔与横向推杆(033)接触面之间、导向孔与横向推进电机导杆(037)之间均设置有直线轴承。
8.根据权利要求7所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述横向推杆(033)推动LED基板(27)和透镜支架(28)的端部设置有横向推杆弹性缓冲头(034)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述右支撑板(12)和左支撑板(14)相面对的竖壁上沿垂直方向由上而下重复设置有两个以上的仓位组。
10.根据权利要求9所述的LED封装基板和透镜同时上料装置，其特征在于:所述透镜支架仓位(25)和基板仓位(26)的两端的出入口均设置有方便插入LED基板(27)和透镜支架(28)的半锥形导 向口。
【文档编号】H01L33/48GK104008988SQ201410235826
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月29日 优先权日:2014年5月29日
【发明者】刘伟东, 陈安, 胡跃明, 吴忻生 申请人:华南理工大学