基於組合式刀具對陶瓷基板led進行混合式切割的方法
2023-10-27 22:15:22 1
基於組合式刀具對陶瓷基板led進行混合式切割的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，組合式刀具包括主軸、主軸法蘭、二把以上的刀具、法蘭墊片、墊片及鎖緊裝置，其中，刀具為金屬基金剛石砂輪，所有刀具的直徑相同。切割方法是利用同一刀具對膠層和陶瓷基板進行同時切割，且實現跳躍式跳刀的橫向切割和逐步跳刀的縱向切割。本發明的方法能提高工作效率，提高切割質量。
【專利說明】基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法。
【背景技術】
[0002]目前大功率LED單顆器件的發熱量隨功率大幅上升，為了解決散熱問題，其中的一個解決方案是採用金屬或陶瓷基板，其中，COB LED可以採用金屬基板，也可以採用陶瓷基板，而CHIP LED主要採用陶瓷基板。CHIP LED是生產時，通常是生產已經點膠的大片片材，然後對片材進行切割，但陶瓷屬於脆硬性材料，只能採用更硬的金剛石砂輪切割，切割方式為磨削加工。
[0003]金剛石砂輪根據粘結劑的不同可以分為金屬基金剛石砂輪和樹脂基金剛石砂輪，基體材質的性質決定了金剛石砂輪的硬度，從而適合於不同材料的切割，滿足不同的加工精度要求。總的來說，樹脂基金剛石砂輪硬度較低，自銳性良好，適用於打磨更硬更脆的材料，獲得的表面精度更高，但是磨損較快；金屬基金剛石砂輪則相反。然而，在CHIP LED晶片表面已經點膠的情況下，採用樹脂基金剛石砂輪則會存在矽膠粘刀的情況，使一部分金剛石的刀刃不能參加切削，影響了陶瓷的切割的效果，常見的切割問題是切面傾斜成梯形面；同時，磨削加工的切削力較大，容易拉扯到晶片上的金線，而且大的切削力帶來大的切削熱，容易燒壞矽膠。使用金屬基金剛石砂輪則可順利切割矽膠，在一定程度上減輕或避免矽膠粘刀的情況，但是砂輪硬度較高，加劇了陶瓷基板的破裂，形成大量的裂紋、崩碎和突起等。但要取其上述兩種砂輪的優點，則需要頻繁更換刀具，這樣，不僅效率低，而且二次定位造成誤差擴大，造成最終切割的質量低。
【發明內容】
[0004]為了提高工作效率，提高切割質量，本發明提供了一種基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法。
[0005]為達到上述目的，基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，組合式刀具包括主軸、主軸法蘭、二把以上的刀具、法蘭墊片、墊片及鎖緊裝置，主軸法蘭套在主軸上且與主軸為一體結構，鎖緊裝置鎖緊在主軸的一端，墊片套在主軸上且與鎖緊裝置接觸，刀具套在位於主軸法蘭與墊片之間的主軸上，相鄰刀具之間設有法蘭墊片，法蘭墊片的厚度與預切割方向的LED的邊長相同；其中，所有刀具均為同種型號的金屬基金剛石砂輪；
其切割的步驟為:
(1)將組合刀具安裝在工具機的主軸上，根據LED的邊長選用法蘭墊片的厚度，若LED呈正方形，只需一個法蘭墊片，若LED呈長方形，則需在另一臺工具機上使用另一個厚度的法蘭墊片安裝刀具；
(2)把已點膠的陶瓷基板粘在貼膜上，再貼在託盤上，然後固定託盤到工作檯上；
(3)調節工作檯的垂直位置，使得刀具一次走刀能完全切斷陶瓷基板；
(4)進行橫向切割，利用刀具對膠層和陶瓷基板同時進行混合切割，設定刀具的數量為n，刀具的厚度為h，LED的縱向尺寸為L，則每次橫向切割的切縫數為n，每進行一次橫向切割後，工作檯移動的距離為nX (h+L)，直到橫向切割完成；
(5)若LED呈正方形，則轉入(6);若LED呈長方形，則取出託盤，安裝到另一臺工具機的工作檯上，將工作檯旋轉90°，重複步驟(3)、(4)；
(6)將工作檯旋轉90°，工具機自動補償刀具的磨損量；
(7)進行縱向切割，利用前一刀具對膠層和陶瓷基板進行切割，利用後面的刀具對被切割的LED進行限位，設定LED的橫向尺寸為W，每進行一次縱向切割後，工作檯移動的距離為h+w，直到縱向切割完成；從而完成對陶瓷基板LED進行的混合式切割。
[0006]上述方法實現膠層和陶瓷基板的混合切割，金屬基金剛石砂輪切割避免了膠的粘刀現象，在橫向切割時，連成一片的陶瓷基板被切成長條狀，此時陶瓷基板的裂紋總體向前擴展，然後被正在切割的砂輪修正，因此陶瓷基板崩碎後對加工質量的影響極小，表面質量仍然較高，因此允許跳躍式的走刀，即工作檯的移動距離可以為n (h+L)，從而縮短加工時間，提高切割效率，降低成本。在縱向走刀時，每一把刀具必須走過所有走刀路徑。前面刀具走刀時長條狀的陶瓷基板被切出一小塊，該小塊受到陶瓷崩碎的影響較大，因為所用貼膜是柔軟有機材質，容易發生彈性形變，裂開的陶瓷在砂輪的橫向力作用下向兩邊分開，走刀結束後復位，從而形成凸起，產生尺寸上的系統誤差。本方法中縱向切割時只有前面刀具進行切割，後面刀具起到定位限位的作用，限制了小塊基板的位移，使切割後的LED具有良好的尺寸精度。在本發明中，所記載的「利用刀具對膠層和陶瓷基板同時進行混合切割」是指所有刀具均參加切割，對於同一把刀具，則對膠層和陶瓷基板同時切割，從而實現混合切割的目的。
[0007]進一步的，法蘭墊片前端面上設有用於定位對應刀具的凸臺；法蘭墊片後端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽，凹槽以外的法蘭墊片端面壓緊對應的刀具；靠近刀具的墊片端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽，凹槽以外的墊片端面壓緊與其接觸的刀具；鎖緊裝置壓緊在墊片上。該結構可以使刀具固定得更加的牢固。
[0008]進一步的，當前面的刀具和後面刀具的磨損超過規定值後，將前後刀具的位置進行互換，實現換位調節刀具的誤差，從而進一步提高加工質量，延長刀具的使用壽命。
[0009]進一步的，所述的鎖緊裝置為鎖緊螺母。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為組合式刀具的立體圖。
[0011]圖2為組合式刀具的分解圖。
[0012]圖3為法蘭墊片。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行進一步詳細說明。
[0014]如圖1和和圖2所示，組合式刀具包括主軸1、主軸法蘭2、二把以上的刀具、法蘭墊片4、墊片5及鎖緊裝置6。主軸法蘭2套在主軸I上且與主軸為一體；所述的刀具為兩把，包括前刀具31和後刀具32 ;如圖3所示，法蘭墊片4前端面上設有用於定位前刀具31的凸臺41 ;法蘭墊片4後端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽42，凹槽42以外的法蘭墊片端面壓緊在後刀具32 ;靠近前刀具31的墊片端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽52，凹槽62以外的墊片端面壓緊與其接觸的前刀具；鎖緊裝置為鎖緊螺母；法蘭墊片4套在位於前後刀具之間，根據LED的尺寸，可旋轉合適的法蘭墊片；墊片5套在主軸I上，鎖緊螺母套通過螺紋連接在主軸I的前端，並壓緊墊片5，通過墊片與主軸法蘭2的作用壓緊刀具，這樣，在凸臺和凹槽的作用下，能讓刀具的固定更加的牢固。其中，刀具為金屬基金剛石砂輪，所有刀具的直徑相同。
[0015]利用上述組合式刀具對陶瓷基板LED進行切割的方法步驟為。
[0016](I)將組合刀具安裝在工具機的主軸上，根據LED的邊長選用法蘭墊片的厚度，若LED呈正方形，只需一個法蘭墊片，若LED呈長方形，則需在另一臺工具機上使用另一個厚度的法蘭墊片安裝刀具。
[0017](2)把已點膠的陶瓷基板粘在貼膜上，再貼在託盤上，然後固定託盤到工作檯的吸盤上，以提高對陶瓷基板的固定牢固性。
[0018](3)調節工作檯的垂直位置，使得刀具一次走刀能完全切斷陶瓷基板，此處所記載的一次走刀是指當利用組合式刀具進行切割時，利用同一把刀具對膠層和陶瓷基板進行同時切割。
[0019](4)進行橫向切割，利用刀具對膠層和陶瓷基板同時進行混合切割，在本實施方式中，刀具的數量為2，刀具的厚度為h，LED的縱向尺寸為L，則每次橫向切割的切縫數為2，每進行一次橫向切割後，工作檯移動的距離為2 (h+L)，直到橫向切割完成。
[0020](5)若LED呈正方形，則轉入(6);若LED呈長方形，則取出託盤，安裝到另一臺工具機的工作檯上，將工作檯旋轉90°，重複步驟(3)、(4)。
[0021](6)將工作檯旋轉90°，工具機自動補償刀具的磨損量。
[0022](7)進行縱向切割，利用前刀具對膠層和陶瓷基板進行同時切割，利用後刀具對被切割的LED進行限位，設定LED的橫向尺寸為W，每進行一次縱向切割後，工作檯移動的距離為L+w，直到縱向切割完成；從而完成對陶瓷基板LED進行的混合式切割。
[0023]上述方法實現膠層和陶瓷基板的混合切割，金屬基金剛石砂輪切割避免了膠的粘刀現象，在橫向切割時，連成一片的陶瓷基板被切成長條狀，此時陶瓷基板的裂紋總體向前擴展，然後被正在切割的砂輪修正，因此，陶瓷基板崩碎後對加工質量的影響極小，表面質量仍然較高，因此允許跳躍式的走刀，即工作檯的移動距離可以為2(L+h)，從而縮短了加工時間，提高切割效率，降低成本。在縱向走刀時，每一把刀具必須走過所有走刀路徑。前刀具走刀時長條狀的陶瓷基板被切出一小塊，該小塊受到陶瓷崩碎的影響較大，因為所用貼膜是柔軟有機材質，容易發生彈性形變，裂開的陶瓷在砂輪的橫向力作用下向兩邊分開，走刀結束後復位，從而形成凸起，產生尺寸上的系統誤差。本方法中縱向切割時只有前刀具進行切割，後刀具起到定位限位的作用，限制了小塊基板的位移，使切割後的LED具有良好的尺寸精度。
[0024]當前刀具磨損使前後刀具半徑差擴大到容許範圍時，將前後刀具對換來實現調節刀具之間的誤差，從而進一步提高加工質量，延長刀具的使用壽命。
【權利要求】
1.基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，其特徵在於:組合式刀具包括主軸、主軸法蘭、二把以上的刀具、法蘭墊片、墊片及鎖緊裝置，主軸法蘭套在主軸上且與主軸為一體結構，鎖緊裝置鎖緊在主軸的一端，墊片套在主軸上且與鎖緊裝置接觸，刀具套在位於主軸法蘭與墊片之間的主軸上，相鄰刀具之間設有法蘭墊片，法蘭墊片的厚度與預切割方向的LED的邊長相同；其中，所有刀具均為同種型號的金屬基金剛石砂輪； 其切割的步驟為: (1)將組合刀具安裝在工具機的主軸上，根據LED的邊長選用法蘭墊片的厚度，若LED呈正方形，只需一個法蘭墊片，若LED呈長方形，則需在另一臺工具機上使用另一個厚度的法蘭墊片安裝刀具； (2)把已點膠的陶瓷基板粘在貼膜上，再貼在託盤上，然後固定託盤到工作檯上； (3)調節工作檯的垂直位置，使得刀具一次走刀能完全切斷陶瓷基板； (4)進行橫向切割，利用刀具對膠層和陶瓷基板同時進行混合切割，設定刀具的數量為n，刀具的厚度為h，LED的縱向尺寸為L，則每次橫向切割的切縫數為n，每進行一次橫向切割後，工作檯移動的距離為nX (h+L)，直到橫向切割完成； (5)若LED呈正方形，則轉入(6);若LED呈長方形，則取出託盤，安裝到另一臺工具機的工作檯上，將工作檯旋轉90°，重複步驟(3)、(4)； (6)將工作檯旋轉90°，工具機自動補償刀具的磨損量； (7)進行縱向切割，利用前一刀具對膠層和陶瓷基板進行切割，利用後面的刀具對被切割的LED進行限位，設定LED的橫向尺寸為W，每進行一次縱向切割後，工作檯移動的距離為h+w，直到縱向切割完成；從而完成對陶瓷基板LED進行的混合式切割。
2.根據權利要求1所述的基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，其特徵在於:法蘭墊片前端面上設有用於定位對應刀具的凸臺；法蘭墊片後端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽，凹槽以外的法蘭墊片端面壓緊對應的刀具；靠近刀具的墊片端面上設有自主軸穿過的孔向外延伸的凹槽，凹槽以外的墊片端面壓緊與其接觸的刀具；鎖緊裝置壓緊在墊片上。
3.根據權利要求1或2所述的基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，其特徵在於:當前面的刀具和後面刀具的磨損超過規定值後，將前後刀具的位置進行互換。
4.根據權利要求1所述的基於組合式刀具對陶瓷基板LED進行混合式切割的方法，其特徵在於:所述的鎖緊裝置為鎖緊螺母。
【文檔編號】H01L21/304GK104051253SQ201410273755
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】何永泰, 熊毅, 李坤錐, 喬翀, 李恆彥, 王躍飛 申請人:廣州市鴻利光電股份有限公司