技术领域
[0001] 本
发明属于
半导体加工技术领域，尤其涉及一种LED加工设备及应用其的LED加工工艺。
背景技术
[0002] 目前LED芯片的封装工艺，尤其是成型后的脱料、分光和编带工艺，都是将LED从料盘上用半自动或者全自动的脱料机整板材料用刀片刮下至料盒中，然后通过振动盘送料器将材料进行分光机的测试和等级分类工序，最后通过振动盘送料器将材料送入编带机进行编带工序，此种工艺为传统工艺。但是对于高端产品，采用传统工艺对LED进行多道工序需要多次进入振动盘送料器，并多次由人工把材料进行收集和转运，中途LED产品会经历多次磨损，导致材料损伤数量和损伤程度会明显增大，影响产品
质量和生产效率。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种LED加工设备及应用其的LED加工工艺，旨在减少LED芯片在生产过程中与生产LED加工设备之间因碰撞而产生的损伤、磨损以及减少因人工干预而导致生产效率低下的问题，从而提高产品质量和生产效率。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，一种LED加工设备，所述加工设备包括底座、分光机构和编带机构，所述分光机构和所述编带机构设置在所述底座上，所述LED加工设备还包括：料盘、料盒、第一送料机构、移动平台、第二送料机构和抓料机械手，所述料盘、所述料盒、所述第一送料机构、所述移动平台、所述第二送料机构和所述抓料机械手均设置在所述底座上，所述料盒与所述第一送料机构相连，所述料盘在高度方向上间隔排列设置在所述料盒内，所述料盘用于固定LED料板，所述第一送料机构带动所述料盒在高度方向上移动，所述移动平台位于所述料盒的一侧，所述第二送料机构用于将所述料盒内的料盘移动到所述移动平台上并由所述移动平台将料盘固定，在该LED料板到达初始
位置后，在所述移动平台的配合下所述抓料机械手将该LED料板上的LED芯片依次转移到所述分光机构上。
[0005] 进一步地，所述LED加工设备还包括
定位相机和
控制器，两者之间电连接，所述控制器与所述移动平台电连接，所述定位相机用于检测所述料盘上LED料板的位置和
角度，所述控制器根据所述定位相机获取的LED料板的位置信息和角度信息控制所述移动平台带动料盘移动和/或转动以使LED料板到达所述初始位置。
[0006] 进一步地，所述料盒包括竖直且
板面相互平行的两
固定板，两所述固定板的相对面上均开设有在高度方向上间隔排列的凹槽，两所述固定板上的凹槽一一对应，所述料盘滑动装配在两所述固定板上对应的凹槽内。
[0007] 进一步地，所述第一送料机构包括固定
支架、导向杆、第一动
力源和活动座，所述固定支架固定装配在所述底座上，所述第一动力源的主体和所述导向杆均装配在所述固定支架上，所述导向杆竖直设置，所述活动座与所述第一动力源的输出端连接且与所述导向杆滑动装配，所述料盒固定装配在所述活动座上，所述第一动力源驱动所述活动座在高度方向上移动。
[0008] 进一步地，所述第二送料机构包括导向座、第二动力源、传动带、滑动杆和夹取机构，所述导向座固定装配在所述底座上，所述第二动力源的主体装配在所述导向座上，所述传动带与所述第二动力源的输出端相连，所述导向座上设置有滑轨，所述滑动杆的一端滑动装配在所述滑轨上且与所述传动带相连，所述夹取机构固定装配在所述滑动杆的另一端，所述第二动力源带动所述传动带运动以带动所述滑动杆上的夹取机构在所述料盒和所述移动平台之间移动。
[0009] 进一步地，所述抓料机械手包括支座、第三动力源、转座和
机械臂，所述支座固定装配在所述底座上且位于所述移动平台和所述分光机构之间，所述第三动力源的主体装配在所述支座上，所述转座与所述第三动力源的转动轴装配，机械臂包括以所述转座的中
心轴线为对称轴相互对称的两机械臂，所述机械臂的自由端设置有抓料
吸盘，一个机械臂在抓取所述移动平台上的LED料板上的LED芯片时，另一个机械臂的抓料吸盘刚好位于所述分光机构上的定位工位上。
[0010] 进一步地，所述定位结构包括两定位杆，两所述定位杆相互平行，两所述定位杆的相对的两侧开设有导向槽，在将所述料盘从所述料盒转移到所述移动平台时，所述料盘从所述导向槽滑入；两所述定位杆上分别设置有压紧板和压紧
气缸，所述压紧板转动装配在所述定位杆上，在所述料盘移动到所述导向槽内时，所述压紧气缸驱动所述压紧板转动，使所述压紧板将料盘压紧在所述导向槽内。
[0011] 进一步地，所述料盘包括料框和料膜，所述料膜设置在所述料框内，LED料板贴紧在所述料膜上；所述移动平台上设置有定位结构，料盘从所述料盒转移到所述移动平台上时由所述定位结构固定。
[0012] 进一步地，料盘被所述定位结构固定时，料盘与所述移动平台的顶侧面之间具有间隔，所述LED加工设备还包括顶针机构，所述顶针机构包括吸盘和顶针，所述吸盘和顶针位于所述间隔内，在所述抓料机械手抓取LED料板上的LED芯片时，所述顶针机构的吸盘吸紧所述料膜，所述顶针将对应的LED芯片顶向所述抓料机械手。
[0013] 进一步地，提供一种LED加工工艺，应用于如上任意一种所述的LED加工设备，所述LED加工工艺包括：将固定有LED料板的料盘间隔装配在料盒内；通过第一送料机构和第二送料机构将所述料盘移动至移动平台上；定位相机分析所述移动平台上的所述料盘上的LED料板的角度信息和位置信息；根据所述角度信息和所述位置信息，所述移动平台调整角度使所述LED料板角度摆正，所述移动平台调整位置使所述LED料板移动至抓料机械手的取料点；所述抓料机械手抓取所述LED料板上的LED芯片并将该LED芯片转移到分光机构上；分光机构将所述LED芯片进行影像外观检测、点亮测试和分BIN处理，得到若干个等级的所述LED芯片；编带机构从所述分光机构中获取所述若干个等级中一个等级的所述LED芯片并进行编带封装。
[0014] 本发明中LED加工设备及应用其的LED加工工艺与
现有技术相比，有益效果在于：
[0015] 1.LED加工设备上设置了料盘、料盒、第一送料机构、第二送料机构、移动平台和抓料机械手进行送料，在送料的过程中，将固定有LED料板的料盘装配在料盒内，料盒内可以装配多个料盘，在选取好待脱料的料盘之后，第一送料机构带动料盒在高度方向上移动使待脱料的料盘的高度与移动平台匹配，移动平台移动靠近料盒，之后第二送料机构夹取待脱料的料盘并移动至移动平台上，然后移动平台把待脱料的料盘固定，然后移动平台转动和/或移动以对该LED料板进行角度和位置的调整，从而使LED料板调整到初始位置，之后在移动平台和抓料机械手的配合下逐个把LED料板上的LED芯片转移到分光机构上，从而在分光机构和编带机构上完成分光和编带的操作，LDE料板上的LED芯片转移完后，第二送料机构将料盘送回到料盒内，并进行下一个料盘的操作。本发明的LED加工设备可以同时完成对LED芯片的分光加工和编带加工，并且LED芯片进行转移时仅仅采用第一送料机构、第二送料机构和抓料机械手进行移动的方式，因此大大减少了LED芯片在转移过程中的碰撞，提高了LED芯片的质量和良率；由于采用自动送料的方式，减少了人工干预的操作步骤，因此可以避免因人为原因导致的LED芯片混料情况的发生，进一步的提高了LED芯片编带的质量；采用自动化转移物料的方式，且分光加工和编带加工在一个机器上进行，减少了物料转移的次数，节约了生产时间，因此提高了生产效率。
[0016] 2.LED加工工艺中，脱料采用第一送料机构、第二送料机构和抓料机械手进行移动的方式，能够大量减少LED芯片和机器之间的碰撞，从而减轻LED芯片的损伤，提高LED芯片的编带品质；基于LED加工设备，本工艺将脱料、分光和编带工艺一体进行，减少了传统的脱料、分光和编带之间人工转移物料的过程，从而有效避免因人为原因导致的混料情况的发生，提高了LED芯片编带加工的质量和效率。
附图说明
[0017] 图1是本发明
实施例中LED加工设备的俯视示意图；
[0018] 图2是本发明实施例中LED加工设备的整体结构示意图；
[0019] 图3是图2中细节A的放大图。
[0020] 在附图中，各附图标记表示：001、LED料板；1、底座；2、分光机构；3、编带机构；4、料盘；41、料框；42、料膜；5、料盒；51、固定板；52、凹槽；6、第一送料机构；61、固定支架；62、导向杆；63、第一动力源；64、活动座；7、移动平台；71、定位结构；711、定位杆；712、定位卡勾；713、压紧板；714、压紧气缸；8、第二送料机构；81、导向座；82、第二动力源；83、传动带；84、滑动杆；85、夹取机构；811、滑轨；9、定位相机；10、抓料机械手；101、支座；102、第三动力源；
103、转座；104、机械臂。
具体实施方式
[0021] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022] 实施例：
[0023] 在本实施例中，如图1-3所示，LED加工设备包括底座1、分光机构2和编带机构3，分光机构2和编带机构3设置在底座1上，LED加工设备还包括：料盘4、料盒5、第一送料机构6、移动平台7、第二送料机构8和抓料机械手10，料盘4、料盒5、第一送料机构6、移动平台7、第二送料机构8和抓料机械手10均设置在底座1上，料盒5与第一送料机构6相连，料盘4在高度方向上间隔排列设置在料盒5内，料盘4用于固定LED料板001，第一送料机构6带动料盒5在高度方向上移动，移动平台7位于料盒5的一侧，第二送料机构8用于将料盒5内的料盘4移动到移动平台7上并由移动平台7将料盘4固定，在该LED料板001到达初始位置后，在移动平台7的配合下抓料机械手10将该LED料板001上的LED芯片依次转移到分光机构2上。
[0024] LED加工设备上设置了料盘4、料盒5、第一送料机构6、第二送料机构8、移动平台7和抓料机械手10进行送料，在送料的过程中，将固定有LED料板001的料盘4装配在料盒5内，料盒5内可以装配多个料盘4，在选取好待脱料的料盘4之后，第一送料机构6带动料盒5在高度方向上移动使待脱料的料盘4的高度与移动平台7匹配，移动平台7移动靠近料盒5，之后第二送料机构8夹取待脱料的料盘4并移动至移动平台7上，然后移动平台7把待脱料的料盘4固定，然后移动平台7转动和/或移动以对该LED料板001进行角度和位置的调整，使LED料板001调整到初始位置，之后在移动平台7和抓料机械手10的配合下逐个把LED料板001上的LED芯片转移到分光机构2上，从而在分光机构2和编带机构3上完成分光和编带的操作，LDE料板001上的LED芯片转移完后，第二送料机构8将料盘4送回到料盒5内，并进行下一个料盘
4的转移操作。本发明的LED加工设备可以同时完成对LED芯片的分光加工和编带加工，并且LED芯片进行转移时仅仅采用第一送料机构6、第二送料机构8和抓料机械手10进行移动的方式，因此大大减少了LED芯片在转移过程中的碰撞，提高了LED芯片的质量和良率；由于采用自动送料的方式，减少了人工干预的操作步骤，因此可以避免因人为原因导致的LED芯片混料情况的发生，进一步的提高了LED芯片编带的质量；采用自动化转移物料的方式，且分光加工和编带加工在一个机器上进行，减少了物料转移的次数，节约了生产时间，因此提高了生产效率。
[0025] LED加工设备还包括定位相机9和控制器，两者之间电连接，控制器与移动平台7电连接，定位相机9采用CCD相机(Charge coupled Device，中文全称:电荷耦合元件，可以称为CCD图像
传感器)，定位相机9设置在移动平台7的上方；定位相机9用于检测料盘4上LED料板001的位置和角度，控制器根据定位相机9获取的LED料板001的位置信息和角度信息控制移动平台7带动料盘4移动和/或转动以使LED料板001到达初始位置，从而便于机械手10抓取LED芯片。
[0026] 在本实施例中，第一送料机构6包括固定支架61、导向杆62、第一动力源63和活动座64，固定支架61固定装配在底座1上，固定支架61包括
支撑板和两支撑脚，支撑板装配在两支撑脚上，第一动力源63的主体和导向杆62均装配在支撑板和底座1之间，第一动力源63可以采用电缸、气缸或
液压缸等，本实施例中第一动力源63与控制器电连接(当然，第一动力源63可以采用单独控制的方式进行动力输出，本实施例中优选采用控制器进行预先编程而实现自动控制)，导向杆62竖直设置，活动座64与第一动力源63的输出端连接且与导向杆62滑动装配，料盒5固定装配在活动座64上，第一动力源63驱动活动座64在高度方向上移动从而带动料盒5在高度方向上移动。
[0027] 料盒5包括竖直且板面相互平行的两固定板51，两固定板51的底端固定在活动座64上，两固定板51的顶侧通过连接板进行连接，固定板51、连接板和活动座64围合形成容置通腔，容置通腔的一端朝向移动平台7，两固定板51的相对面上均开设有在高度方向上等距间隔排列的凹槽52，两固定板51上的凹槽52一一对应，料盘4滑动装配在两固定板51上对应的凹槽52内。在装配料盘4时，将料盘4滑动装配入凹槽52内，把料盒5内的料盘4移动到移动平台7上时，由第一送料机构6带动料盒5在高度方向上移动，从而使待脱料的料盘4移动到与移动平台7匹配的高度，移动平台7移动靠近容置通腔的端口，然后第二送料机构8夹取待脱料的料盘4从凹槽52内滑到移动平台7上，整个过程平稳可靠，不会产生振动，从而避免LED芯片与机器之间的碰撞，保证了LED芯片的外观、质量和使用寿命。
[0028] 第二送料机构8包括导向座81、第二动力源82、传动带83、滑动杆84和夹取机构85，导向座81固定装配在底座1上，第二动力源82的主体装配在导向座81上，在本实施例中，第二动力源82采用
电机，本实施例中第二动力源82与控制器电连接(当然，第二动力源82可以采用单独控制的方式进行动力输出，本实施例中优选采用控制器进行预先编程而实现自动控制)，导向座81上设置有滑轨811，导向座81上设置有两个
转轮，两个转轮的中心连线与滑轨811的延伸方向平行，传动带83连接两个转轮，传动带83与第二动力源82的输出端相连，滑动杆84的一端滑动装配在滑轨811上且与传动带83固定连接，滑动杆84的延伸方向垂直于滑轨811的延伸方向，夹取机构85固定装配在滑动杆84的另一端，在本实施例中，夹取机构85采用夹爪气缸，夹爪气缸
水平设置且朝向料盒5。在夹取料盘4的过程中，第二动力源82带动传动带83运动以带动滑动杆84上的夹爪气缸靠近料盒5，到达料盒5处时夹爪气缸夹取料盒5内的料盘4，之后再第二动力源82和传动带83的作用下夹爪气缸带动料盒5内的料盘4移动到移动平台7上，从而实现料盘4的转移，在转移的过程中不会产生振动，从而避免LED芯片损伤，保证了LED芯片的质量。
[0029] 在本实施例中，移动平台7采用X、Y、θTABLE(能够在水平面内移动，且能在水平面内转动),移动平台7上设置有定位结构71，在本实施例中，定位结构71包括有两定位杆711，两定位杆711相互平行，两定位杆711的相对的两侧开设有导向槽，在将料盘4从料盒5转移到移动平台7时，料盘4从导向槽滑入，从而承载在两定位杆711上；在本实施例中，料盘4包括料框41和料膜42，料膜42设置在料框41内，LED料板001贴紧在料膜42上，LED料板001呈矩形状，LED料板001由膜和矩形阵列排列的LED
芯片组成，LED芯片贴在膜上，料框41为圆环状，为了实现料盘4的定位，料框41的外边缘处设置有定位缺口，两定位杆711上分别设置有定位卡勾712，在料盘4移动到导向槽内时，定位卡勾712与定位缺口卡嵌，从而实现料盘4的定位，并且防止料盘4转动，在其他实施例中，料框41也可以是方环状、六边形环状、八边形环状等；为了固定料盘4，两定位杆711上分别设置有压紧板713和压紧气缸714，压紧板713转动装配在定位杆711上，在料盘4移动到导向槽内时，压紧气缸714驱动压紧板713转动，从而使压紧板713将料盘4压紧在导向槽内，实现了料盘4的固定，更加稳定可靠。
[0030] 抓料机械手10包括支座101、第三动力源102、转座103和至少一组机械臂104，支座101固定装配在底座1上且位于移动平台7和分光机构2之间，第三动力源102的主体装配在支座101上，第三动力源102采用电机，本实施例中第三动力源102与控制器电连接(当然，第三动力源102可以采用单独控制的方式进行动力输出，本实施例中优选采用控制器进行预先编程而实现自动控制)，转座103与第三动力源102的转动轴装配，一组机械臂104包括以转座103的中心轴线为对称轴相互对称的两机械臂104，机械臂104的自由端设置有抓料吸盘，一组机械臂104中的一个机械臂104在抓取移动平台7上的LED料板001上的LED芯片时，该组机械臂104中的另一个机械臂104的抓料吸盘刚好位于分光机构2上的定位工位上。在本实施例中，转座103上设置有一组机械臂104，在转移LED芯片时，一个机械臂104上的抓料吸盘从料盘4上吸取LED芯片，之后旋转180°将LED芯片放在分光机构2上，与此同时，同组的另一个机械臂104从料盘4上吸取LED芯片，从而实现连续工作；在其他实施例中，为了节约转座103的行程，转座103上可以设置两组、三组、四组、五组、六组等的机械臂104，各组机械臂104绕转座103的轴心线等角度间隔设置，在移动LED芯片时，每次转座103转过相邻组的机械臂104之间的角度即可。
[0031] 料盘4被定位结构71固定时，料盘4与移动平台7的顶侧面之间具有间隔，LED加工设备还包括顶针机构(未标示)，顶针机构包括吸盘和顶针，吸盘和顶针位于间隔内，顶针与抓料机械手10的抓料点位置对应，在抓料机械手10抓取LED料板001上的LED芯片时，顶针机构的吸盘吸紧料膜42，顶针将对应的LED芯片顶向抓料机械手10，从而便于机械手抓取LED芯片，为了防止待抓取的LED芯片松动，在实施例中设置有
压板，在机械手抓取LED芯片时，压板压在被抓取的LED芯片周围的LED芯片上。
[0032] 基于LED加工设备，本实施例中的LED加工工艺包括：
[0033] 将固定有LED料板001的料盘4间隔装配在料盒5内，具体的是将料盘4滑动装配在料盒5上的凹槽52内；
[0034] 通过第一送料机构6和第二送料机构8将料盘4移动至移动平台7上，在这个过程中，第一送料机构6带动料盒5在高度方向上移动使待脱料的料盘4的高度与移动平台7匹配，移动平台7移动靠近料盒5的容置通腔一端，之后第二送料机构8夹取待脱料的料盘4从凹槽52内滑出并移动至移动平台7上；
[0035] 定位相机9分析移动平台7上的料盘4上的LED料板001整体的角度信息和位置信息，根据角度信息和位置信息，移动平台7转动使LED料板001角度摆正，从而使LED料板001的侧边与LED加工设备内设定的坐标轴对齐，以便于记录LED料板001上各LED芯片的坐标，根据记录的LED芯片的坐标，移动平台7移动使待抓取的LED芯片移动至抓料机械手10的取料点，然后抓料机械手10抓取LED料板001上的LED芯片并将该LED芯片转移到分光机构2上，重复地把各LED芯片移动到抓料机械手10的取料点处即可逐个地将LED芯片转移到分光机构2上；在抓料机械手10对LED芯片进行抓取时，顶针机构的吸盘吸紧料膜42，顶针刺破对应的LED芯片处的料膜42以将该LED芯片顶向抓料机械手10，从而便于LED芯片的抓取；
[0036] LED转移到分光机构2之后，分光机构2将LED芯片顶面进行影像外观检测，以检测外观是否一致，从而剔除不良的LED芯片，然后对LED芯片进行点亮测试，经过探针把LED芯片点亮进行
光谱和电性测试，即分BIN处理，分出若干个不同等级的LED芯片，对于不需要编带分光的LED芯片，收集到分类料筒中；
[0037] 需要
包装的一个等级的LED芯片转移到编带机构3中，编带机构3对该等级的LED芯片进行编带封装。
[0038] LED加工工艺中，脱料采用第一送料机构6、第二送料机构8和抓料机械手10进行移动的方式，能够大量减少LED芯片和机器之间的碰撞，从而减轻LED芯片的损伤，提高LED芯片的编带品质；基于LED加工设备，本工艺将脱料、分光和编带工艺一体进行，减少了传统的脱料、分光和编带之间人工转移物料的过程，从而有效避免因人为原因导致的混料情况的发生，提高了LED芯片编带加工的质量和效率。
[0039] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。
