一种大面积倒装LED面光源片及其固晶机的制作方法

本发明涉及大面积led面光源片及其封装设备领域，尤其涉及一种大面积倒装led面光源片及其固晶机。

背景技术：

随着led封装技术和大功率led应用技术的发展，传统的金属线键合连接方式(wirebonding)与植球后的工艺，已经被led芯片倒装工艺取代，而大规模低功率led芯片大面积倒装工艺，将成为led面光源技术和大功率led应用技术的发展方向。

老一代的固晶机，通过点胶和焊线工艺，来实现led芯片与基板间的电气连接；而新一代的固晶机，通过印刷锡膏电路实现固晶，减少了工艺流程，降低了生产成本，提升了产品品质。

但是，新一代的固晶机，由于其生产工艺控制的限制，在生产面光源片时，工作面的尺寸会受到严格的限制，成本高、效率底、耗时间；到目前为止，新一代的固晶机仅能生产最大不超过200mm～300mm尺寸的面光源片，严重制约了led面光源行业的发展，尤其是在直发光600mm*600mm面板灯以及大尺寸电视背光源等领域，不得不通过拼接的面光源片来实现，也影响了产品的整体发光一致性和品质。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种大面积倒装led面光源片及其固晶机，可突破对基板尺寸的限制，且产品质量高、良品率高、生产成本低。

本发明实施例第一方面提供一种大面积倒装led面光源片的固晶机，包括：机台、精密龙门吊架及传动机构、工作面装载机构、线路印刷机构、固晶及传动机构、光电扫描控制机构；所述精密龙门吊架及传动机构和工作面及装载机构均固定设置在机台上；所述工作面装载机构用于在机台的工作面上装载和固定基板；所述线路印刷机构和固晶及传动机构均设置在精密龙门吊架及传动机构上，并在工作面上方的三个相互垂直的方向上都可控制其移动距离；所述线路印刷机构用于将锡膏印刷在基板上形成线路图；所述固晶及传动机构用于将led芯片以串并的方式倒装在印刷有锡膏的基板上，并将led芯片的正负极与线路图进行电性连接；所述光电扫描控制机构用于对基板和线路图进行扫描定位。

可选地，所述精密龙门吊架及传动机构包括：吊架、纵轨、第一伺服电机、横轨、滑轮、悬臂和垂直电机，用于所述线路印刷机构和固晶及传动机构在吊架中进行悬吊作业；所述吊架由四根垂直方钢和四根水平方钢连接而成，四根水平方钢固定在四根垂直方钢的顶端，四根垂直方钢的底端固定在机台上；所述纵轨安装在两根较长的水平方钢之上，所述第一伺服电机设置在两根较长的水平方钢的端部，用于驱动所述线路印刷机构和固晶及传动机构在吊架中进行水平移动；所述横轨位于两根较长的水平方钢之间，并可沿所述纵轨在两根较短的水平方钢之间做纵向移动；所述滑轮套接在横轨之上，并可沿该横轨在两根较长的水平方钢之间做横向移动，两根较短的水平方钢的长度与滑轮横向移动的行程相适配；所述悬臂的上端与所述滑轮相连接，所述垂直电机连接在悬臂的下端，用于驱动所述线路印刷机构和固晶及传动机构在吊架中进行上下移动，以离开或接触工作面。

可选地，所述精密龙门吊架及传动机构还包括：缓冲器、减速器、制动器和工控单元；所述缓冲器、减速器和制动器分别用于对所述线路印刷机构和固晶及传动机构的移动进行缓冲、减速和制动；所述工控单元用于控制和调整所述线路印刷机构和固晶及传动机构的移动速度和精确度。

可选地，所述线路印刷机构包括钢网及其支架、第二伺服电机和刮板；所述钢网及其支架在第二伺服电机的驱动下在工作面的上方上下移动，以便于垂直丝印；所述刮板位于钢网及其支架的上方，在第二伺服电机的驱动下在工作面的上方水平移动。

可选地，所述固晶及传动机构包括晶元传送单元、晶元抓取单元和加热单元；所述晶元传送单元用于托举并传送led芯片；所述晶元抓取单元用于吸取led芯片，并将led芯片置于基板的线路上；所述加热单元用于对放置由led芯片的基板进行加热，以融化锡膏，使led芯片经由锡膏固定在基板上，并使led芯片的正负电极经由锡膏与基板的电路导通。

可选地，所述晶元传送单元包括扩张器晶片盘和顶针，所述扩张器晶片盘由蓝膜支撑，所述顶针位于扩张器晶片盘的中央位置。

可选地，所述晶元抓取单元包括摆臂和吸嘴；所述吸嘴位于摆臂的顶端，用于吸取led芯片，并将led芯片置于基板的线路上。

可选地，所述光电扫描控制机构包括基板视觉模块和晶元视觉模块；所述基板视觉模块用于对工作面上的基板进行光电扫描、分区和定位，并将相邻分区的区域进行对接；所述晶元视觉模块用于对分区作业时提供精准定位和控制功能。

本发明实施例第二方面提供了一种大面积倒装led面光源片，采用本发明实施例第一方面提供的大面积倒装led面光源片的固晶机进行生产。

可选地，所述大面积倒装led面光源片的基板宽度在200mm至1200mm之间。

本发明实施例提供的技术方案中，由于采用了精密龙门吊架及传动机构，通过全新设计的工控系统，实现了与线路印刷系统和固晶及传动机构的联动，以及工作面检测、定位、分区作业及连接等功能，因此相对于现有技术中采用锡膏固晶的新一代固晶机，本发明实施例的一种大面积倒装led面光源片的固晶机，突破了对基板尺寸的限制，固晶速度可调，精确度可控，特别是适用于基板横向尺寸在200mm-1200mm之间而纵向尺寸不限的超大行程大面积倒装led面光源片的大规模自动化生产，填补了国内甚至是国际上的空白，进一步提高了产品质量，提升了产品的良品率，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明大面积倒装led面光源片固晶机实施例作业原理示意图；

图2为本发明大面积倒装led面光源片固晶机实施例主要结构示意图。

具体实施方式

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，本领域技术人员在没有做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。

请参阅图1，图1为本发明大面积倒装led面光源片固晶机实施例作业原理示意图，本发明实施例中的大面积倒装led面光源片的固晶机，包括：机台100、精密龙门吊架及传动机构200、工作面装载机构300、线路印刷机构400、固晶及传动机构500、光电扫描控制机构；所述精密龙门吊架及传动机构200和工作面及装载机构300均固定设置在机台100上；所述工作面装载机构300用于在机台100的工作面上装载和固定基板310；所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500均设置在精密龙门吊架及传动机构200上，并在机台100工作面上方的三个相互垂直的方向上都可控制其移动距离，包括横向移动方向211和纵向移动方向212；所述线路印刷机构400用于将锡膏印刷在基板310上形成线路图；所述固晶及传动机构500用于将led芯片以串并的方式倒装在印刷有锡膏的基板310上，并将led芯片的正负极与线路图电性连接；所述光电扫描控制机构用于对基板310和线路图进行扫描定位，并具有检测功能；所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500构成固晶机的作业面230。

上面仅对本发明实施例中的大面积倒装led面光源片的固晶机进行了概述，本发明所谓的大面积倒装led面光源片，具体指的是基板横向尺寸在200mm-1200mm之间而纵向尺寸不限的倒装led面光源片，下面将对本发明实施例中的大面积倒装led面光源片的固晶机进行详述。

请结合图1参阅图2，图2为本发明大面积倒装led面光源片固晶机实施例主要结构示意图，具体的，所述精密龙门吊架及传动机构200包括：吊架201、纵轨202、第一伺服电机210、横轨205、滑轮203、悬臂204、垂直电机220、缓冲器、减速器、制动器和工控单元，用于所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500在吊架201中进行悬吊作业；所述吊架201由四根垂直方钢和四根水平方钢连接而成，四根水平方钢固定在四根垂直方钢的顶端，四根垂直方钢的底端固定在机台上；所述纵轨202安装在两根较长的水平方钢之上，所述第一伺服电机210设置在两根较长的水平方钢的端部，用于驱动所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500在吊架201中进行水平移动；所述横轨205位于两根较长的水平方钢之间，并可沿所述纵轨202在两根较短的水平方钢之间做纵向移动，由于机台的工作面处于生产流水线上，因此纵向移动的行程可以不用考虑；所述滑轮203套接在横轨205之上，并可沿该横轨205在两根较长的水平方钢之间做横向移动，两根较短的水平方钢的长度与滑轮203横向移动的行程相适配，上限可达到1200mm；所述悬臂204的上端与所述滑轮203相连接，所述垂直电机220连接在悬臂204的下端，用于驱动所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500在吊架201中进行上下移动，以离开或接触工作面；所述缓冲器、减速器和制动器分别用于对所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500的移动进行必要的缓冲、减速和制动；所述工控单元用于控制和调整所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500的移动速度和精确度。

具体的，所述工作面装载机构300由用于装载和固定基板310的夹具组成，可将宽度达1200mm的超大尺寸的基板310固定在机台100的工作面上。

具体的，所述线路印刷机构400包括钢网及其支架410、第二伺服电机420、刮板430；在由所述线路印刷机构400和固晶及传动机构500构成固晶机的作业面230就位之后，所述钢网及其支架410在第二伺服电机420的驱动下在工作面的上方上下移动，以便于垂直丝印；所述刮板430位于钢网及其支架410的上方，在第二伺服电机420的驱动下在工作面的上方水平移动。

具体的，所述固晶及传动机构500包括晶元传送单元510、晶元抓取单元530、加热单元；所述晶元传送单元510用于托举并传送led芯片；所述晶元抓取单元530用于吸取led芯片，并将led芯片置于基板310的线路上；所述加热单元用于对放置由led芯片的基板310进行加热，以融化锡膏，从而使得led芯片经由锡膏固定在基板310上，并使led芯片的正负电极经由锡膏与基板310的电路导通。

较好的是，所述晶元传送单元510包括扩张器晶片盘520和顶针521，所述扩张器晶片盘520由蓝膜支撑，所述顶针521位于扩张器晶片盘520的中央位置；led芯片放置在扩张器晶片盘520上。

较好的是，所述晶元抓取单元530采用的是摆臂式贴合方式，包括摆臂531、吸嘴532、传动机构、真空气源装置540、含流量传感器、气管及信号处理装置；所述吸嘴532位于摆臂531的顶端，用于吸取led芯片，并将led芯片置于基板310的线路上；所述晶元抓取单元530还具有漏晶自动检测功能，取晶动作和固晶动作的精确度都很高。

具体的，所述光电扫描控制机构包括扫描处理器和与该扫描处理器电性连接的基板视觉模块320、晶元视觉模块550、光电探测器、功率优化器、光源、功率检测电路、光谱探测器、光强探测器，光谱基准点设定器、光强基准点设定器、光强调节驱动器、光谱比较器和光强比较器、数据存储器、同步数据发送器、报警器、显示模块，用于为光电扫描控制软件提供数据的采集和运算；所述基板视觉模块320用于对工作面上的超大基板310进行光电扫描、分区和定位，并将相邻分区的区域进行对接；所述晶元视觉模块550用于对分区作业时提供精准定位和控制功能；所述固晶及传动机构500与精密龙门吊架及传动机构200联动，根据光电扫描控制软件所划定的区域逐一进行取晶和固晶作业，直至完成对整个超大基板310的全部固晶作业。

基于上述本发明实施例中的大面积倒装led面光源片的固晶机，本发明还提出了一种大面积倒装led面光源片，采用上述本发明任意实施例中提供的大面积倒装led面光源片的固晶机进行生产。

具体的，所述大面积倒装led面光源片的基板宽度在200mm至1200mm之间，基板宽度优选300mm至900mm之间，特别是600mm的宽度。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，例如本文中所用的“机构”，也即“组件”或“部件”等；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。