一種垂直式熱共晶裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及LED領(lǐng)域，公開(kāi)了一種垂直式熱共晶裝置，包括熱源、共晶區(qū)、垂直式預(yù)熱區(qū)、傳送裝置；所述熱源為發(fā)熱絲、發(fā)熱管、紅外源、電磁源或激光，置于耐高溫導(dǎo)熱材料內(nèi)；所述傳送裝置采用馬達(dá)控制，用于傳送需要作業(yè)的材料；所述共晶區(qū)在熱源上方；所述預(yù)熱區(qū)在共晶區(qū)上方，各個(gè)溫區(qū)垂直分布，在預(yù)熱區(qū)及共晶區(qū)可增加真空功能或氮?dú)夤δ?。采用本技術(shù)方案，具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量好、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種垂直式熱共晶裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED領(lǐng)域，特別涉及一種垂直式熱共晶裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]共晶方式是LED封裝的方式之一，具有效率高，成本低，封裝的產(chǎn)品導(dǎo)熱性好，熱阻小，性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是LED發(fā)展的一種趨勢(shì)。
[0003]目前，主要的共晶設(shè)備是采用回流焊設(shè)備。在回流焊中不同溫區(qū)控制不同的溫度，逐漸形成一條溫度曲線，LED共晶則在合適的溫度曲線下進(jìn)行?；亓骱竿ǔＳ蓄A(yù)熱區(qū)，共晶區(qū)及冷卻區(qū)。LED及其基座先通過(guò)預(yù)熱區(qū)，使它受熱均勻，確保在共晶區(qū)溫度能獲得快速提升，達(dá)到LED芯片的共晶點(diǎn)，使共晶層熔解，并與基座結(jié)合在一起。然后輸送到冷卻區(qū)使溫度降低，完成共晶。
[0004]回流焊共晶雖然能實(shí)現(xiàn)共晶的目的，但回流焊設(shè)備本身龐大的體積，需要占據(jù)大量的空間，以常規(guī)7溫區(qū)的回流焊外形尺寸能達(dá)到長(zhǎng)X寬X高=4.5X1X1.4米，龐大的空間，也會(huì)導(dǎo)致充氮?dú)鈺r(shí)需求量大，損耗大，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)真空功能，而且回流焊上的材料運(yùn)行距離長(zhǎng)，運(yùn)行平滑度有限，容易導(dǎo)致基座上的LED芯片震動(dòng)，偏離預(yù)定位置的現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種垂直式熱共晶裝置，采用本技術(shù)方案能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低設(shè)備成本及整體的LED封裝成本。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的完整技術(shù)方案為:
一種垂直式熱共晶裝置，該垂直式熱共晶裝置包括:熱源，所述熱源為發(fā)熱絲、發(fā)熱管、紅外源、電磁源或激光，內(nèi)置于耐高溫的導(dǎo)熱材料制作的熱板中或放置于熱板下方，形成該裝置的整體熱源，為預(yù)熱區(qū)及共晶區(qū)提供熱量；傳送裝置，所述傳送裝置采用馬達(dá)控制；共晶區(qū)，所述共晶區(qū)在內(nèi)置于有熱源的熱板上表面或上方；預(yù)熱區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)在共晶區(qū)上方垂直分布I個(gè)或多個(gè)溫度區(qū)域。
[0007]作為一種優(yōu)選方式，所述熱源為發(fā)熱絲、發(fā)熱管、紅外源、電磁源或激光，置于厚度為0.lmm-50mm的熱板下方或熱板內(nèi)。
[0008]作為一種優(yōu)選方式，所述熱板采用耐高溫導(dǎo)熱材料制成，最低耐溫240°C。
[0009]作為一種優(yōu)選方式，所述共晶區(qū)在所述熱板上表面或所述熱板上方0.0001_50mm區(qū)域。
[0010]作為一種優(yōu)選方式，所述預(yù)熱區(qū)在共晶區(qū)上方0.0OOlmm以上區(qū)域，有I個(gè)或多個(gè)預(yù)熱區(qū)域。
[0011]作為一種優(yōu)選方式，所述熱源、共晶區(qū)、預(yù)熱區(qū)四周、頂部及底部有隔熱材料密封。
[0012]作為一種優(yōu)選方式，所述隔熱材料上有入料口及出料口，所述入料口及出料口有可運(yùn)行的隔熱板，用于打開(kāi)或關(guān)閉進(jìn)料口及出料口。
[0013]作為一種優(yōu)選方式，所述共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)旁采用傳送裝置承載及運(yùn)輸作業(yè)材料。
[0014]作為一種優(yōu)選方式，所述傳送裝置可根據(jù)需要進(jìn)行速度調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)由靜止到100mm/s的運(yùn)行速度。
[0015]作為一種優(yōu)選方式，所述共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)采用真空功能或充氮?dú)夤δ?，能提高共晶廣品質(zhì)量。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例采用了垂直式溫區(qū)，能節(jié)省大量的空間；同時(shí)能降低對(duì)電、氣等的耗用；而垂直溫區(qū)方式，可以縮短產(chǎn)品運(yùn)行距離，能有效改善運(yùn)行過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的震動(dòng)；本發(fā)明提供真空功能及充氮?dú)夤δ埽芴嵘水a(chǎn)品的質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明提供的一種垂直式熱共晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明提供的帶有氮?dú)夤δ艿牧硪环N垂直式熱共晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明提供的帶有真空功能的另一種垂直式熱共晶裝置的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明提供的作業(yè)材料之一的陶瓷基板俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例
[0020]如圖1所示，本實(shí)施例提供一種垂直式熱共晶裝置，包括熱板101、共晶區(qū)102、預(yù)熱區(qū)103、傳送裝置104、隔熱密封板105、進(jìn)料口 106、出料口 107、隔熱擋板108、LED基座109、馬達(dá)控制器110、溫度控制器111，支撐座112、LED芯片113，熱源114。其中，支撐座112支撐熱板01、傳送裝置04、隔熱密封板105及隔熱擋板108，支撐座112與熱源114及熱板101之間有隔熱材料分開(kāi)，馬達(dá)控制器110與溫度控制器111放置于支撐座112內(nèi)；已按照預(yù)定要求裝載有LED芯片113的LED基座109在傳送裝置04的承載下通過(guò)入料口 106，進(jìn)入預(yù)熱區(qū)103，并逐步往下運(yùn)行，到達(dá)共晶區(qū)102，并在完成LED芯片113與LED基座109結(jié)合后，往出料口 107運(yùn)行，直至LED基座109完全運(yùn)行到出料口 107外；隔熱擋板108在進(jìn)料或出料時(shí)下移，使進(jìn)料口 106或出料口 107能正常暢通，并在未進(jìn)料或出料時(shí)上移關(guān)閉進(jìn)料口 106或出料口 107。
[0021]可以但不限于的是，熱板101采用長(zhǎng)X寬X高=200mmX200mmX20mm的平整銅板，設(shè)置在支撐座112上。
[0022]可以但不限于的是，8條發(fā)熱絲114置于熱板101內(nèi)。
[0023]可以但不限于的是，共晶區(qū)102為熱板101上表面。
[0024]可以但不限于的是，預(yù)熱區(qū)103為熱板101上方lmm-30mm區(qū)域。
[0025]具體的，預(yù)熱區(qū)預(yù)設(shè)5個(gè)區(qū)域,分別在熱板101上方1_, 5mm, 10mm, 20mm, 30mm位置處，即基座運(yùn)行到以上位置時(shí)候?qū)?huì)停止1-5分鐘，以保證LED基座109能得到充分預(yù)熱，各處受熱均勻。設(shè)定熱板上的共晶區(qū)為310±3°C時(shí)，則由下往上各個(gè)預(yù)熱溫區(qū)的溫度為:280±10°C，240±15°C，200± 15°C，150± 15°C，80±20°C。
[0026]可以但不限于的是，傳送裝置104緊靠隔熱密封板105，并由鋼柱(未標(biāo)示)支撐，用于對(duì)LED基座109進(jìn)料、出料、上升、下降及隔熱擋板108上升或下降的控制。
[0027]可以但不限于的是，隔熱密封板105采用內(nèi)置隔熱石棉的鋼板，厚度為5_，與支撐座112形成一個(gè)長(zhǎng)X寬X高=300mmX 300mmX 400mm的立方體。
[0028]可以但不限于的是，進(jìn)料口 106與出料口 107的長(zhǎng)X寬=60_X5mm。
[0029]可以但不限于的是，隔熱擋板108由傳送裝置控制，在進(jìn)料或出料的時(shí)候下移，否則一直封閉進(jìn)料口 106與出料口 107。
[0030]可以但不限于的是，LED基座09為長(zhǎng)X寬X高=100_X 55_X 0.65mm的陶瓷基板，陶瓷基板上有預(yù)設(shè)定好的放置LED芯片的位置。
[0031]可以但不限于的是，馬達(dá)控制器110控制傳送裝置04，進(jìn)而控制隔熱擋板108及LED基座109的運(yùn)行狀況。
[0032]可以但不限于的是，溫度控制器111控制熱板101的溫度，以便根據(jù)LED芯片共晶點(diǎn)獲取合適的溫度，溫度控制器111帶有6條熱電偶(未標(biāo)示)，分布于熱板101上不同的位置。
[0033]可以但不限于的是，支撐座112為長(zhǎng)X寬X高=300_X300_X300mm的立方體。
[0034]可以但不限于的是，LED芯片113的共晶層為Au:Sn=80:20的金錫合金，熔點(diǎn)為282。。。
[0035]如圖2所示，可以但不限于的是，在熱板101四周與支撐座112連接的面上設(shè)置氮?dú)膺M(jìn)入孔201，并通過(guò)氣管202與外部的氮?dú)庠?03連在一起。當(dāng)LED基座109完全通過(guò)入料口 106時(shí)，隔熱擋板108關(guān)閉，此時(shí)氮?dú)庠?03接通，使預(yù)熱區(qū)103及共晶區(qū)102完全充滿氮?dú)狻?br> [0036]如圖3所示，可以但不限于的是，在熱板101四周與支撐座112連接的面上4個(gè)孔301，并通過(guò)氣管302與外部真空發(fā)生器303連接在一起。在LED基座109到達(dá)熱板101上表面，并與上表面完全接觸時(shí)候，啟動(dòng)真空發(fā)生器303，使共晶區(qū)102及預(yù)熱區(qū)103接近真空狀態(tài)。
[0037]由上可見(jiàn)，所述垂直式熱共晶裝置提供了簡(jiǎn)便、快捷、穩(wěn)定的共晶方式，節(jié)省大量的空間及電、氣的使用量，大大降低了成本，并且生產(chǎn)效率高產(chǎn)品質(zhì)量好。
[0038]以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于:包括所述熱源、共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)，所述共晶區(qū)在熱源上方；所述預(yù)熱區(qū)在共晶區(qū)上方，與共晶區(qū)成垂直式分布。
2.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述熱源為發(fā)熱絲、發(fā)熱管、紅外源、電磁源或激光，內(nèi)置于由最低可耐240度高溫的材料制成的熱板。
3.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述熱源、共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)四周、頂部及底部采用隔熱材料密封。
4.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述共晶區(qū)為高溫材料制成的熱板上表面到熱板上方0.0001mm-50mm區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述預(yù)熱區(qū)在共晶區(qū)上方0.0OOlmm以上區(qū)域，有1-200個(gè)溫區(qū)。
6.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)旁采用傳送裝置承載及運(yùn)輸作業(yè)材料。
7.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)具有真空功能。
8.如權(quán)利要求1所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述共晶區(qū)及預(yù)熱區(qū)具有充氮?dú)夤δ堋?br> 9.如權(quán)利要求3所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述隔熱材料上有進(jìn)料口及出料口，并有相應(yīng)的可運(yùn)動(dòng)的隔熱密封板將所述進(jìn)料口及出料口封閉。
10.如權(quán)利要求6所述的一種垂直式熱共晶裝置，其特征在于，所述傳送裝置可根據(jù)需要進(jìn)行速度調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)由靜止到100mm/S的運(yùn)行速度。
【文檔編號(hào)】H01L33/48GK104511675SQ201310461866
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】雷訓(xùn)金 申請(qǐng)人:雷訓(xùn)金