一种防过热CSP荧光膜片模压装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种防过热CSP荧光膜片模压装置。该装置包括架（12）、压模装置（13）、测力装置（14）、控制装置（15）和进给装置（16）；所述压模装置（13）包括上压模、上夹具（3）、下压模、导柱（4）、弹性支撑结构（10）和下夹具（5）。本实用新型专利技术模压过程增加压缩弹性支撑结构阶段，使得模压的合模力有较为平稳的增长，减少合模装置的力冲击，便于确定模压保温起始点。本实用新型专利技术有效防止下夹具长时间与发热的下压模大面积接触而过热，避免荧光膜片过热提前融化的工艺缺陷，极大提高CSP封装荧光膜片模压工艺的产品一致性和良品率。

【技术实现步骤摘要】
一种防过热CSP荧光膜片模压装置
本技术涉及LED封装
，尤其涉及一种防过热CSP荧光膜片模压装置。
技术介绍
随着LED技术发展与成本压缩，LED器件的封装体积越来越小，功率密度不断提高。芯片尺寸封装（CSP）器件可免去金线，基板极小甚至不需要基板，从而极大减小器件体积，同时降低封装成本高达20%；此外，CSP器件热阻也有所降低，CSP的发光密度得到提高，且CSP小、薄、轻的特点使得其设计应用的灵活性大大提高。因此，CSP封装在不同领域得到广泛应用，市场需求正出现快速增长。目前，CSP荧光粉涂覆方法包括有晶圆级涂覆、点胶法、喷涂法、荧光胶模塑和荧光膜片模压。其中，点胶法是通过荧光胶自身的表面张力约束成型，因一致性和均匀性较差基本不被CSP厂商所采纳，目前常用的工艺主要是喷涂法、荧光胶模塑和荧光膜片模压，尤其荧光膜片模压因具有一致性和均匀性在业内被普遍采用。CSP器件的荧光粉涂覆工艺中，荧光膜片模压工艺需要依靠模压塑封机来实现。由于CSP器件具有多面发光、体积微小的特点，对封装胶体的厚度一致性要求非常高。因此，模压工艺对温度控制和操作者的要求苛刻。现阶段国内CSP生产厂家在该工艺的自动化程度较低，主要依靠人工装夹LED芯片上下料及荧光膜片的调整。生产过程中，常出现荧光膜片在未模压时，就因过热而融化流动的工艺缺陷。这是因为操作者上下料及荧光膜片调整的时间过长，导致夹具体与发热下模具大面积长时间接触而过热，引起荧光膜片长时间过热而提前融化。这大大降低了良品率，增加生产成本。本技术针对上述生产中亟待解决的工艺缺陷，提出一种防过热CSP荧光膜片模压装置及方法，解决由于操作人员操作时间的差异而导致的夹具体过热、荧光膜片提前融化的工艺问题。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种防过热CSP荧光膜片模压装置及方法。CSP荧光膜片模压工序，因放置LED芯片和荧光膜片的操作时间不可控，易导致下夹具与发热的下压模大面积长时间接触而过热，荧光膜片在未合模时过早融化流动，从而降低良品率。本技术可有效防止此类封装缺陷的产生，降低模压工艺对操作熟练度的依赖，极大提高良品率。一种防过热CSP荧光膜片模压装置，包括机架、压模装置、测力装置、控制装置和进给装置；所述压模装置在机架内，测力装置设置在压模装置的底部；控制装置和进给装置设置在机架外；所述测力装置采用测力传感器和采集卡实现；所述进给装置采用电机丝杆驱动、气压驱动或液压驱动实现；所述控制装置采用闭环伺服控制系统和工业计算机实现。所述压模装置包括上压模、上夹具、下压模、导柱、弹性支撑结构和下夹具；所述上压模包括上压模主体和上压模加热装置；所述下压模包括下压模主体和下压模加热装置；所述上压模加热装置设置在上压模主体内，压模时对上压模主体进行加热；所述下压模加热装置设置在下压模主体内，压模时对下压模主体进行加热；所述上夹具固定在上压模主体的靠近下夹具的侧面上；所述下夹具与下压模主体通过弹性支撑结构连接；未合模时，所述弹性支撑结构未受压模力，分离下夹具的底面与下压模主体的上表面；合模时，所述弹性支撑结构受压模力，收缩变形使得下夹具的底面与下压模主体的上表面接触；所述下夹具的上表面是光滑的表面；所述上压模和下压模安装在导柱上，通过进给装置的控制，上压模或下压模在导柱上运动并实现精准定位合模或分离；未合模时，上压模和下压模处于分离状态。进一步地，所述上夹具和下夹具通过夹具两端对应互补的斜面或夹具两端安装在微型导柱上进行精准定位；测力装置用于测定合模时的合模力。进一步地，未合模时，下夹具的底面和下压模主体的上表面分离的距离为1~10mm；合模时，下夹具的底面和下压模主体的上表面的接触面积大于下夹具的下底面面积的90%。进一步地，所述弹性支撑结构连接下夹具的接触为点接触或线接触，接触面积不大于下压模主体的上表面面积的5%；弹性支撑结构连接下压模主体的接触为点接触或线接触，接触面积不大于下压模主体的上表面面积的5%。进一步地，所述弹性支撑结构为螺旋型弹簧、弹簧片、具有弹性的原件或具有弹性的装置；弹性支撑结构垂直于模压方向的刚度大于1000N/cm，沿模压方向的刚度为10-25N/cm，两个方向的刚度在温度的变化范围小于120℃时的变化值不超过5%。基于上述任一项所述装置的防过热CSP荧光膜片模压方法，包括如下步骤：（1）启动上压模加热装置和下压模加热装置，对上压模主体和下压模主体进行预热；（2）将LED芯片装夹在下夹具的上表面，同时将荧光膜片放置于LED芯片的上方；（3）进给装置控制只上压模向下运动或只下压模向上运动，使上压模和下压模相互靠近，同时测力装置实时测量合模力；（4）保持合模状态，上夹具靠近下夹具，上夹具与荧光膜片接触，并开始挤压下夹具，实时测量的合模力出现第一个拐点，弹性支撑结构被不断压缩，下夹具的底面不断靠近发热下压模主体的上表面；直至下夹具的底面接触发热的下压模主体的上表面，实时测量的合模力出现第二个拐点时，进给装置加压，同时通过加热装置使上压模主体和下压模主体升温，保温保压；（5）进给装置控制上压模和下压模分离，取下模压好的LED芯片，完成模压。进一步地，步骤（1）中，所述预热是预热至并维持温度为78-82℃。进一步地，步骤（3）中，只上压模向下运动或只下压模向上运动的的进给速度控制为5-10cm/s。进一步地，测力装置实时测得的合模力存在两个拐点，合模开始到第一拐点阶段为空压阶段；第一拐点到第二拐点阶段为模压弹性支撑结构阶段；第二拐点到模压结束为模压荧光膜片阶段；第二拐点为升温起始点，升温后的温度为荧光膜片融化流动温度。进一步地，步骤（4）中，所述加压是加压至1000-2000Pa；所述升温是升温至118-122℃；所述保温保压的时间为2-3min。本技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：（1）本技术操作固定LED芯片和放置荧光模片时，易于控制LED夹具体的温度，防止长时间大面积接触热源而过热，可有效避免荧光膜片提前流动，降低了工序的操作要求难度，提高工序的良品率；（2）本技术装置的弹性支撑结构具有防过热功能，增加了LED固定及荧光膜片调整的操作时间，增加工序的可操作性，降低了操作者的培训成本；（3）本技术增加压缩弹性支撑结构阶段，使得模压的合模力增加有较为平稳的增长，减少合模装置的力冲击，降低装置的冲击磨损，提高模压装置的使用寿命；（4）本技术压缩弹性支撑结构与模压荧光膜片，测力装置所测得的合模力对时间的一阶导数有明显突变，有利于确定模压荧光膜片的起始点，便于模具升温起始点选取和保温时间的控制，提高工序的模压质量和良品率。附图说明图1为本技术一种防过热CSP荧光膜片模压装置的示意图；图2为本技术装置中的压模装置装夹有LED芯片和荧光膜片的示意图；图3a为本技术装置中上夹具和下夹具通过夹具两端的斜面定位的示意图；图3b为本技术装置中上夹具和下夹具通过夹具两端安装在微型导柱上定位的示意图；图4a为本技术装置中的弹性支撑结构为弹簧的示意图；图4b为本技术装置中的弹性支撑结构为弹簧滑球的示意图；图4c为本技术装置中的弹性支撑结构为弯曲板簧的示意图；图4d为本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防过热CSP荧光膜片模压装置，其特征在于，包括机架（12）、压模装置（13）、测力装置（14）、控制装置（15）和进给装置（16）；所述压模装置（13）在机架（12）内，测力装置（14）设置在压模装置（13）的底部；控制装置（15）和进给装置（16）设置在机架（12）外；所述测力装置（14）采用测力传感器和采集卡实现；所述进给装置（16）采用电机丝杆驱动、气压驱动或液压驱动实现；所述控制装置（15）采用闭环伺服控制系统和工业计算机实现；所述压模装置（13）包括上压模、上夹具（3）、下压模、导柱（4）、弹性支撑结构（10）和下夹具（5）；所述上压模包括上压模主体（1）和上压模加热装置（2）；所述下压模包括下压模主体（6）和下压模加热装置（7）；所述上压模加热装置（2）设置在上压模主体（1）内，压模时对上压模主体（1）进行加热；所述下压模加热装置（7）设置在下压模主体（6）内，压模时对下压模主体（6）进行加热；所述上夹具（3）固定在上压模主体（1）的靠近下夹具（5）的侧面上；所述下夹具（5）与下压模主体（6）通过弹性支撑结构（10）连接；未合模时，所述弹性支撑结构（10）未受合模力，分离下夹具（5）的底面与下压模主体（6）的上表面；合模时，所述弹性支撑结构（10）受合模力，收缩变形使得下夹具（5）的底面与下压模主体（6）的上表面接触；所述下夹具（5）的上表面是光滑的表面；所述上压模和下压模安装在导柱（4）上，通过进给装置（16）的控制，上压模或下压模在导柱（4）上运动并实现精准定位合模或分离；未合模时，上压模和下压模处于分离状态。...

【技术特征摘要】
1.一种防过热CSP荧光膜片模压装置，其特征在于，包括机架（12）、压模装置（13）、测力装置（14）、控制装置（15）和进给装置（16）；所述压模装置（13）在机架（12）内，测力装置（14）设置在压模装置（13）的底部；控制装置（15）和进给装置（16）设置在机架（12）外；所述测力装置（14）采用测力传感器和采集卡实现；所述进给装置（16）采用电机丝杆驱动、气压驱动或液压驱动实现；所述控制装置（15）采用闭环伺服控制系统和工业计算机实现；所述压模装置（13）包括上压模、上夹具（3）、下压模、导柱（4）、弹性支撑结构（10）和下夹具（5）；所述上压模包括上压模主体（1）和上压模加热装置（2）；所述下压模包括下压模主体（6）和下压模加热装置（7）；所述上压模加热装置（2）设置在上压模主体（1）内，压模时对上压模主体（1）进行加热；所述下压模加热装置（7）设置在下压模主体（6）内，压模时对下压模主体（6）进行加热；所述上夹具（3）固定在上压模主体（1）的靠近下夹具（5）的侧面上；所述下夹具（5）与下压模主体（6）通过弹性支撑结构（10）连接；未合模时，所述弹性支撑结构（10）未受合模力，分离下夹具（5）的底面与下压模主体（6）的上表面；合模时，所述弹性支撑结构（10）受合模力，收缩变形使得下夹具（5）的底面与下压模主体（6）的上表面接触；所述下夹具（5）的上表面是光滑的表面；所述上压模和下压模...

【专利技术属性】
技术研发人员：林庆宏，李宗涛，汤勇，余树东，王卉玉，梁观伟，陆龙生，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44