CN102088047A - Led修复装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种LED修复装置，包括：视像单元，用于测量LED芯片相对于引线框架的位置；控制单元，用于分别确定由视像单元测量的LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置是否与LED芯片的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致；以及校正工具，当控制单元分别确定X和Y测量位置以及θ测量位置与X和Y基准位置以及θ基准位置不一致时，校正LED芯片的位置，使得测量位置与基准位置一致。因此，可以借助用于测量LED芯片位置(X、Y和θ)的视像单元和用于校正LED芯片位置的校正工具，自动地测量和精确地校正放置于引线框架上的LED芯片的位置。

Description

LED修复装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年12月4日提交的韩国专利申请No.2009-0119534的优先权益，通过引用将该韩国专利申请的公开内容全文结合于本文。

技术领域

本发明涉及LED修复装置和方法，更特别地涉及这样的LED修复装置和方法，其自动地测量和校正LED芯片相对于引线框架的位置(X、Y和θ)。

背景技术

一般而言，通过以下步骤制造LED：将其上形成了多个LED芯片的晶片接合到接合片的接合工艺；将被接合到接合片的晶片切割成单独LED芯片的切割工艺；将单独LED芯片与接合片分离的芯片分离工艺；将已与接合片分离的LED芯片接合到引线框架的芯片接合工艺；通过焊丝将LED芯片电连接到引线框架的连接焊盘的丝焊工艺；以及用环氧树脂模塑LED芯片的模塑工艺。

特别地，芯片接合工艺由芯片接合装置执行，芯片接合装置包括转移单元和接合单元，转移单元用于转移其上放置的引线框架，接合单元用于接合位于引线框架上的LED芯片以被保持在接合单元上。

在此，引线框架具有大于LED芯片面积的面积，并包括在其顶部上所形成的封装区，LED芯片在封装区内接合。此外，电路图案形成于引线框架的封装区和LED芯片的封装区上以彼此对应。

在此，当LED芯片未安装在引线框架上的精确位置和未以精确姿势安装时，在后续的丝焊过程中电连接是不完全的，因此导致产品失效。

也就是说，由于电路图案，故LED芯片应该在引线框架的封装区内精确地接合。

因此，LED芯片在芯片接合工艺之后典型地经受用于确定接合位置是否存在失效的监测工艺、以及用于校正LED芯片的接合位置的校正工艺。

然而，在现有技术的LED芯片接合工艺中，工人使用显微镜手动地确定是否在接合位置存在失效，并且如果存在失效则使用镊子手动地校正LED芯片的位置。在这种情况下，对待监测LED芯片的接合位置的监测结果可能随着工人技能的不同而不同，同时，在手动地校正LED芯片的接合位置时也难于实现精确控制。

此外，由工人手动地执行对LED芯片接合位置的监测和校正，需要大量时间。

而且，工人执行的监测因工人工作效率是不能确保完全监测的，而是在有限量的样品上执行，因此不可能检测到未进行监测的区域内所出现的失效。

另外，工人的疏忽也可导致失效。

另外，由于对LED芯片接合位置的监测和校正是在接合工艺之后执行的，因此降低了制造过程的效率。

发明内容

本发明致力于解决现有技术的上述问题，且本发明的目的是提供这样的LED修复装置和方法，其自动地测量和校正LED芯片相对于引线框架的位置(X、Y和θ)。

为了实现上述目的，根据本发明一方面，提供一种LED修复装置，其包括：视像单元，其用于测量LED芯片相对于引线框架的位置；控制单元，其用于分别确定由视像单元测量的LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置，是否与LED芯片的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致；以及校正工具，当控制单元分别确定X和Y测量位置和θ测量位置与X和Y基准位置和θ基准位置不一致时，该校正工具校正LED芯片的位置，使得测量位置与基准位置一致。

视像单元可沿X轴方向和Y轴方向移动以测量LED芯片或引线框架的位置，且校正工具可沿X轴、Y轴以及Z轴方向移动并且沿θ方向旋转。

X和Y基准位置可为连接LED芯片的角(X₁，Y₁)和LED芯片的对角(X₂，Y₂)的线的第一中心点C₁，第一中心点C₁用作基准点，X和Y测量位置可为连接由视像单元测量的LED芯片的角(X₃，Y₃)和LED芯片的对角(X₄，Y₄)的线的第二中心点C₂，θ基准位置可为arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)，θ测量位置可为arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)，并且控制单元可通过比较第一中心点C₁与第二中心点C₂确定LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于通过将arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)减去arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)所获得的值确定LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

X和Y基准位置可为引线框架的第一中心点C₃，X和Y测量位置可为连接由视像单元测量的LED芯片的角和LED芯片的对角的线的第二中心点C₄，θ基准位置可具有与穿过第一中心点C₃的第一延伸线L₁对应的基准线，θ测量位置可具有与连接由视像单元测量的LED芯片的角和LED芯片的对角的第二延伸线L₂对应的基准线，控制单元可通过比较第一中心点C₃和第二中心点C₄确定LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于第一延伸线L₁和第二延伸线L₂之间的相交角减去45°所获得的值确定LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

根据本发明第一实施方式，提供一种LED修复方法，其包括如下步骤：(a)测量LED芯片相对于引线框架的位置；(b)分别确定位于LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、和作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置与LED芯片的X和Y基准位置、和θ基准位置是否一致；以及(c)当确定测量位置与基准位置不一致时，校正LED芯片的位置，使得测量位置与基准位置一致。

X和Y基准位置可为连接LED芯片的角(X₁，Y₁)和LED芯片的对角(X₂，Y₂)的线的第一中心点C₁，第一中心点C₁用作基准点，X和Y测量位置可为连接被测量的LED芯片的角(X₃，Y₃)和LED芯片的对角(X₄，Y₄)的线的第二中心点C₂，以及θ基准位置可为arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)，θ测量位置可为arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)。

步骤(b)可通过比较第一中心点C₁和第二中心点C₂确定LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于通过将arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)减去arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)所获得的值确定LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

根据本发明第二实施方式，提供一种LED修复方法，其包括如下步骤：(a)测量引线框架的位置；(b)测量LED芯片相对于引线框架的位置；(c)分别确定位于LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置与从引线框架测得的LED芯片的X和Y基准位置、和θ基准位置是否一致；以及(d)当确定测量位置与基准位置不一致时，校正LED芯片的位置，使得测量位置与基准位置一致。

X和Y基准位置可为引线框架的第一中心点C₃，X和Y测量位置可为连接LED芯片的角和LED芯片的对角的线的第二中心点C₄，θ基准位置可具有与穿过第一中心点C₃的第一延伸线L₁对应的基准线，θ测量位置可具有与连接LED芯片的角和LED芯片的对角的第二延伸线L₂对应的基准线。

步骤(c)可通过比较第一中心点C₃和第二中心点C₄确定LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于第一延伸线L₁和第二延伸线L₂之间的相交角减去45°所获得的值确定LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

本发明的一种芯片接合机可包括上述LED修复装置。

附图说明

通过参照附图详述本发明的示例性实施方式，本领域技术人员可以更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点，其中：

图1是示出本发明的芯片接合机(die bonder)的示意图；

图2是示出图1的LED修复装置的放大图；

图3是根据本发明第一实施方式由视像单元拍摄的图像的示意图，其示出LED芯片已附接的状态；

图4是利用图3的图像测量和比较LED芯片的位置的详图；

图5是图示根据本发明第一实施方式的LED修复方法的流程图；

图6是根据本发明第二实施方式由视像单元拍摄的图像的示意图，其示出附接LED芯片已附接的状态；

图7是利用图6的图像测量和比较LED芯片的位置的详图；以及

图8是图示根据本发明第二实施方式的LED修复方法的流程图。

具体实施方式

下文将参照附图详述本发明的示例性实施方式。

图1是示出本发明的芯片接合机的示意图。

如图1所示，根据本发明的芯片接合机A包括用于转移其上放置的引线框架LF的转移单元100；用于接合位于放置在转移单元100上的引线框架LF上的LED芯片C的接合单元200；以及用于校正LED芯片C相对于引线框架LF的位置的LED修复装置300。

此外，接合单元200包括用于将环氧树脂施加到引线框架LF上的涂布工具210；以及用于通过将LED芯片紧密地粘接到环氧树脂而接合位于引线框架LF上的LED芯片的接合工具220。

因此，本发明的芯片接合机A在作为单个工艺执行的芯片接合工艺中增加了LED修复装置300，因此与在完成LED芯片接合工艺之后执行对LED芯片位置的监测和校正的现有技术方法比较而言，提高了制造过程的效率。

接下来，将描述本发明的LED修复装置300。

图2是示出图1的LED修复装置的放大图。

如图2所示，根据本发明的LED修复装置300包括：视像单元310，其用于测量LED芯片C相对于引线框架LF的位置；控制单元320，其用于分别确定由视像单元310测量的LED芯片C的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置，是否与LED芯片C的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致；以及校正工具330，其用于当控制单元320分别确定了X和Y测量位置以及θ测量位置与X和Y基准位置以及θ基准位置不一致时，校正LED芯片C的位置，使得测量位置与基准位置一致。

此外，视像单元310沿X轴方向和Y轴方向移动以测量LED芯片C或引线框架LF的位置，且校正工具330沿X轴、Y轴方向以及Z轴方向移动、并且沿θ方向旋转以旋转LED芯片C，从而校正LED芯片C的位置。

具有上述构造的LED修复装置300能借助用于测量LED芯片C位置的视像单元310和用于校正LED芯片C位置的校正工具330，自动地测量和精确地校正LED芯片C的位置。

也就是说，由于LED芯片C的位置被自动地测量和校正，因此可以减少工作时间，同时降低失效率。

接下来，将参照下列具体示例描述一种用于通过比较基准位置和测量位置确定LED芯片C与引线框架LF是否偏离的方法。

实施方式1

图3是根据本发明第一实施方式由视像单元拍摄的图像的示意图，其示出LED芯片已附接的状态，图4是利用图3的图像测量和比较LED芯片的位置的详图。

如图示，X和Y基准位置是如图3中(a)和图4中(a)所示的连接LED芯片C的角①(X₁，Y₁)和LED芯片C的对角②(X₂，Y₂)的线的第一中心点C₁，第一中心点C₁用作基准点。X和Y测量位置是如图3中(b)和图4中(b)所示的连接由视像单元310测量的LED芯片C的角③(X₃，Y₃)和LED芯片C的对角④(X₄，Y₄)的线的第二中心点C₂。

此外，θ基准位置是连接图3中(a)中的角①和②的线的倾斜角，即图4中(b)中的arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)，θ测量位置是连接图3中(b)中的角③和④的倾斜角，即图4中(b)中的arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)。

X和Y基准位置以及θ基准位置是基于精确放置在引线框架LF上的LED芯片C的位置设定的，且优选地设定为固定值。同时，由视像单元310获得的精确放置在引线框架LF上的LED芯片C的位置图像可用作基准位置。

也就是说，如图4所示，控制单元320通过比较第一中心点C₁与第二中心点C₂确定LED芯片C的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于通过将arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)减去arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)所获得的值确定LED芯片C的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

接下来，将参照图5描述一种利用具有上述构造的本发明第一实施方式的LED修复装置校正LED芯片C位置的方法。

图5是图示根据本发明第一实施方式的LED修复方法的流程图。

首先，由视像单元310测量放置于引线框架LF上的LED芯片C的位置(S510)。

接下来，控制单元320分别确定位于LED芯片C的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置与LED芯片C的X和Y基准位置、以及θ基准位置是否一致(S520)。

在此，当控制单元320确定LED芯片C的测量位置与基准位置不一致时，使用校正工具330校正LED芯片C的位置，使得测量位置与基准位置一致(S530)，而当测量位置与基准位置一致时，程序返回到步骤S510以测量放置在引线框架LF上的LED芯片C的位置。

实施方式2

图6是根据本发明第二实施方式由视像单元拍摄的图像的示意图，其示出附接LED芯片已附接的状态，图7是利用图6的图像测量和比较LED芯片的位置的详图。

如图所示，X和Y基准位置是如图6中(a)所示的引线框架LF的第一中心点C₃，X和Y测量位置是如图6中(b)所示的连接LED芯片C的角⑥和LED芯片C的对角⑦的线的第二中心点C₄。

此外，θ基准位置具有与穿过图7第一中心点C₃的第一延伸线L₁对应的基准线，θ测量位置具有如图6中(b)所示的、与连接LED芯片C的角⑥和对角⑦的第二延伸线L₂对应的基准线。

也就是说，如图7所示，控制单元320通过比较第一中心点C₃和第二中心点C₄确定LED芯片C的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于第一延伸线L₁和第二延伸线L₂之间的相交角减去45°所获得的值确定LED芯片C的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

在此，将参照图6描述一种用于测量第一中心点C₃的方法。首先，测量平行于引线框架LF左侧边的直线的端点①和②，然后测量位于引线框架LF右侧处的端点③。

接下来，计算端点①和②的中点④，并且通过连接中点④和端点③而获得的中点⑤设定为第一中心点C₃.

在此，连接中点④和端点③的线是通过第一中心点C₃的第一延伸线L₁。

对作为由视像单元310所拍摄图像的第一中心点C₃和第一延伸线L₁进行计算。

也就是说，如上所述，由于拍摄引线框架LF的中心点的图像以确定基准位置，因此可以校正LED芯片C的位置，即使考虑进引线框架LF的偏斜也是如此。

因此，虽然第一实施方式仅计算和校正LED芯片C的位置，但是第二实施方式既计算和校正引线框架LF的偏斜也计算和校正LED芯片C的位置。

同时，上述用于确定图6的基准位置的方法仅是图示本发明第二实施方式的示例，本发明并不局限于此。因此，用于确定基准位置的方法可根据引线框架LF的形状和LED芯片C的位置而具有各种变化。

以下将参照图8描述一种使用具有上述构造的第二实施方式的LED修复装置校正LED芯片的位置的方法。

图8是图示根据本发明第二实施方式的LED修复方法的流程图。

首先，由视像单元310测量引线框架LF的位置(S810)。

接下来，由视像单元310测量放置于引线框架LF上的LED芯片C的位置(S820)。

然后，控制单元320分别确定位于LED芯片C一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于该平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置与从引线框架LF测得的X和Y基准位置、以及θ基准位置是否一致(S830)。

在此，当控制单元320确定测量位置与基准位置不一致时，使用校正工具330校正LED芯片C的位置和角度，使得测量位置与基准位置一致(S840)，而当测量位置与基准位置一致时，程序返回到步骤S810以测量后续引线框架LF的位置。

如上所述，根据本发明的LED修复装置，借助用于测量LED芯片位置(X、Y和θ)的视像单元和用于校正LED芯片位置的校正工具，自动地测量和精确地校正放置在引线框架上的LED芯片的位置。

也就是说，由于LED芯片C的位置被自动地测量和校正，因此可以减少工作时间，同时降低失效率。

此外，可以在测量位置偏离基准位置时选择性地校正LED芯片的位置。

而且，由于本发明的LED修复装置是在作为单一工艺执行的芯片接合工艺中提供的，因此提高了制造过程的效率。

另外，由于在引线框架的封装区内精确接合的LED芯片常经受后续的丝焊，因此提高了精度。

本领域技术人员将会清楚，可在不脱离本发明的实质或范围的情况下对本发明的上述示例性实施方式进行各种修改。因此，本发明意图涵盖在所附的权利要求范围及其等同范围内提出的所有这种修改。

Claims (11)

1.一种LED修复装置，包括：

视像单元，用于测量LED芯片相对于引线框架的位置；

控制单元，用于分别确定由所述视像单元测量的所述LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于所述平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置，是否与所述LED芯片的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致；以及

校正工具，当所述控制单元分别确定所述X和Y测量位置以及所述θ测量位置与所述X和Y基准位置以及所述θ基准位置不一致时，所述校正工具校正所述LED芯片的位置，使得所述测量位置与所述基准位置一致。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述视像单元沿X轴方向和Y轴方向移动以测量所述LED芯片或所述引线框架的位置，且所述校正工具沿X轴、Y轴以及Z轴方向移动并且沿θ方向旋转。

3.如权利要求2所述的装置，其中所述X和Y基准位置是连接所述LED芯片的角(X₁，Y₁)和所述LED芯片的对角(X₂，Y₂)的线的第一中心点C₁，所述第一中心点C₁用作基准点，所述X和Y测量位置是连接由所述视像单元测量的所述LED芯片的角(X₃，Y₃)和所述LED芯片的对角(X₄，Y₄)的线的第二中心点C₂，

其中，所述θ基准位置是arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)，所述θ测量位置是arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)，以及

其中，所述控制单元通过比较第一中心点C₁与第二中心点C₂确定所述LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于通过将arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)减去arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)所获得的值确定所述LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

4.如权利要求2所述的装置，其中所述X和Y基准位置是所述引线框架的第一中心点C₃，所述X和Y测量位置是连接由所述视像单元测量的所述LED芯片的角和所述LED芯片的对角的线的第二中心点C₄，

其中，所述θ基准位置具有与通过所述第一中心点C₃的第一延伸线L₁对应的基准线，所述θ测量位置具有与连接由所述视像单元测量的所述LED芯片的角和所述LED芯片的对角的第二延伸线L₂对应的基准线，

其中，所述控制单元通过比较所述第一中心点C₃和所述第二中心点C₄确定所述LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于所述第一延伸线L₁和所述第二延伸线L₂之间的相交角减去45°所获得的值确定所述LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

5.一种LED修复方法，包括如下步骤：

(a)测量LED芯片相对于引线框架的位置；

(b)分别确定位于所述LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于所述平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置是否与所述LED芯片的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致；以及

(c)当确定所述测量位置与所述基准位置不一致时，校正所述LED芯片的位置，使得所述测量位置与所述基准位置一致。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述X和Y基准位置是连接所述LED芯片的角(X₁，Y₁)和所述LED芯片的对角(X₂，Y₂)的线的第一中心点C₁，所述第一中心点C₁用作基准点，所述X和Y测量位置是连接被测量的所述LED芯片的角(X₃，Y₃)和所述LED芯片的对角(X₄，Y₄)的线的第二中心点C₂，以及

其中，所述θ基准位置是arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)，所述θ测量位置是arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述步骤(b)通过比较所述第一中心点C₁和所述第二中心点C₂确定所述LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于通过将arctan(Y₂-Y₁/X₂-X₁)减去arctan(Y₄-Y₃/X₄-X₃)所获得的值确定所述LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

8.一种LED修复方法，包括如下步骤：

(a)测量引线框架的位置；

(b)测量LED芯片相对于所述引线框架的位置；

(c)分别确定位于所述LED芯片的一个平面上的X和Y测量位置、以及作为沿垂直于所述平面的轴向(Z轴方向)的旋转角的θ测量位置是否与从所述引线框架测得的所述LED芯片的X和Y基准位置、以及θ基准位置一致，；以及

(d)当确定所述测量位置与所述基准位置不一致时，校正所述LED芯片的位置，使得所述测量位置与所述基准位置一致。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述X和Y基准位置是所述引线框架的第一中心点C₃，所述X和Y测量位置是连接所述LED芯片的角和所述LED芯片的对角的线的第二中心点C₄，

其中，所述θ基准位置具有与穿过所述第一中心点C₃的第一延伸线L₁对应的基准线，所述θ测量位置具有与连接所述LED芯片的角和所述LED芯片的对角的第二延伸线L₂对应的基准线。

10.如权利要求9所述的方法，其中，所述步骤(c)通过比较所述第一中心点C₃和所述第二中心点C₄确定所述LED芯片的X和Y测量位置与X和Y基准位置是否一致，并且基于所述第一延伸线L₁和所述第二延伸线L₂之间的相交角减去45°所获得的值确定所述LED芯片的θ测量位置与θ基准位置是否一致。

11.一种芯片接合机，其包括如权利要求1至4中任一项所述的LED修复装置。

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