LED模组封装自动化成套设备

摘要

本发明公开了一种LED模组封装自动化成套设备，包括LED模组封装的上料机构、盖透镜机构、下料机构、压边机构、注胶机构和传送机构六个部分，实现LED基板在各封装工艺，包括上料、盖透镜、下料、压边和注胶工艺之间的转换和集成化。本发明在传统LED模组压边、盖透镜和注胶设备基础上，加入了上料机构、下料机构和传送机构，同时设计了各原有设备和自动化上料、下料和传送机构之间的接口，从而实现了各设备间的集成，实现了LED模组的封装自动化，这样不仅提高了LED模组的封装效率，同时也节约了劳动成本。

权利要求

1.一种LED模组封装自动化成套设备，其特征在于，包括传送机构(26)，沿该传送机构(26)依次设置的上料机构(21)、盖透镜机构(22)、下料机构(23)、压边机构(24)和注胶机构(25)，所述传送机构(26)包括2根相互平行设置的传送导轨(408)，该传送导轨(408)一端的外侧设置有连体透镜支架料盒(401)及LED基板料盒(402)，同步带(403)在伺服电机(407)的驱动下沿传送导轨(408)移动，所述传送导轨(408)内侧设置有张紧轮(404)、所述传送导轨(408)顶部设置有上下料工位的法向压块(405)，底部设置有支撑(406)；

所述LED模组封装的上料机构(21)和下料机构(23)均采用单臂桁架结构，包括受上下料机构支撑架(508)支撑的水平横臂，所述水平横臂一端设置有驱动y向同步带(504)移动的y向电机(503),所述水平横臂上还垂直设置有受y向同步带(504)驱动可沿水平横臂来回移动的垂直臂，所述垂直臂设置有第一丝杆螺母副(506)，第一丝杆螺母副(506)与垂直臂顶端的z向电机(505)传动连接，垂直臂底端设置有吸盘(507)；

所述盖透镜机构包括垂直固定的第一支撑桁架(603)，由下而上地设置在第一支撑桁架(603)上的第一定位基板(601)、透镜切边上模版(602)、第一上压板(604)、第一z向电机(605)，所述第一z向电机(605)通过第三丝杆螺母副驱动第一定位基板(601)、透镜切边上模版(602)、第一上压板(604)上下移动，所述第一定位基板(601)下方还设置有透镜切边下模版(606)、第一定位双顶针(607)和第一z向定位支座(608)；

所述压边机构包括垂直固定的第二支撑桁架(703)，由下而上地设置在第二支撑桁架(703)上的第二定位基板(701)、透镜热压上模版(702)、、第二上压板(704)、第二z向电机(705)，所述第二z向电机(705)通过第四丝杆螺母副驱动第二定位基板(701)、透镜热压上模版(702)、第二上压板(704)上下移动，第二定位基板(701)下方还设置有透镜热压下模版(706)、第二定位双顶针(707)和第二z向定位支座(708)；

所述注胶机构包括垂直固定的第三支撑桁架(803)，由下而上的设置在第三支撑桁架(803)上的定位压板(804)、导向块(805)、上模版(808)、第三z向电机(806)，所述导向块(805)、上模版(808)之间设置有导向注胶活塞杆和注胶头(809)，所述第三z向电机(806)通过第二丝杆螺母副(807)驱动定位压板(804)、导向块(805)、上模版(808)上下移动，所述定位压板(804)下方设置下模版(801)、第三定位双顶针(802)、 第三z向定位支座(810)。

2.根据权利要求1所述LED模组封装自动化成套设备，其特征在于：所述吸盘(507)为气动双负压吸盘。

3.根据权利要求1所述LED模组封装自动化成套设备，其特征在于：所述支撑(406)的数量为6个或6个以上。

说明书

LED模组封装自动化成套设备

技术领域

[0001] 本发明主要涉及半导体应用与封装领域，尤其涉及LED模组封装技术领域。

背景技术

[0002] 大功率LED体积小、寿命长、电光转换效率高，是第四代“绿色照明光源”。在路灯、投光灯等光源制造行业，具有广泛的应用前景，受到越来越多的重视。LED模组的封装是LED灯具制造的末端关键工艺。

[0003] 如图1所示为LED连体透镜模组，11为切边之前的LED连体透镜支架，12为LED模组的基板，包括铝基板、陶瓷板等，13为LED芯片，14为LED透镜安装凹槽，15为切边之后的LED连体透镜支架，16为单粒LED透镜，17为LED注胶孔，18为LED排气孔，图1a为LED盖透镜之前的示意图，图1b为LED盖透镜之后的示意图。

[0004] LED模组的封装工艺包括：LED连体透镜、基板的上料，盖透镜，切边后LED连体透镜支架的下料，LED透镜压边和注胶等多个工艺。传统LED模组的封装，LED连体透镜、基板的上料以及切边后LED连体透镜支架的下料，都采用手工方式；而盖透镜、切边和注胶工艺采用独立的设备，彼此之间没有有效的集成，LED模组封装的自动化率不高。

发明内容

[0005] 针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

[0006] 本发明提供一种LED模组封装自动化成套设备，包括传送机构，沿该传送机构依次设置的上料机构、盖透镜机构、下料机构、压边机构和注胶机构，

[0007] 所述传送机构包括2根相互平行设置的传送导轨，该传送导轨一端的外侧设置有连体透镜支架料盒及LED基板料盒，同步带在伺服电机的驱动下沿传送导轨移动，所述传送导轨内侧设置有张紧轮、所述传送导轨顶部设置有上下料工位的法向压块，底部设置有支撑；

[0008] 所述LED模组封装的上料机构和下料机构均采用单臂桁架结构，包括受上下料机构支撑架508支撑的水平横臂，所述水平横臂一端设置有驱动y向同步带移动的y向电机,所述水平横臂上还垂直设置有受y向同步带驱动可沿水平横臂来回移动的垂直臂，所述垂直臂设置有第一丝杆螺母副，第一丝杆螺母副与垂直臂顶端的z向电机传动连接，垂直臂底端设置有吸盘；

[0009] 所述盖透镜机构包括垂直固定的第一支撑桁架，由下而上地设置在第一支撑桁架上的第一定位基板、透镜切边上模版、第一上压板、第一z向电机，所述第一z向电机通过第三丝杆螺母副驱动第一定位基板、透镜切边上模版、第一上压板上下移动，所述第一定位基板下方还设置有透镜切边下模版、第一定位双顶针和第一z向定位支座；

[0010] 所述压边机构包括垂直固定的第二支撑桁架，由下而上地设置在第二支撑桁架上的第二定位基板、透镜热压上模版、、第二上压板、第二z向电机，所述第二z向电机通过第四丝杆螺母副驱动第二定位基板、透镜热压上模版、第二上压板上下移动，第二定位基板下方还设置有透镜热压下模版、第二定位双顶针和第二z向定位支座；

[0011] 所述注胶机构包括垂直固定的第三支撑桁架，由下而上的设置在第三支撑桁架上的定位压板、导向块、上模版、第三z向电机，所述导向块、上模版之间设置有导向注胶活塞杆和注胶头，所述第三z向电机通过第二丝杆螺母副驱动定位压板、导向块、上模版上下移动，所述定位压板下方设置下模版、第三定位双顶针、 第三z向定位支座。

[0012] 进一步地，所述吸盘为气动双负压吸盘。

[0013] 进一步地，所述支撑的数量为6个或6个以上。

[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在传统LED模组压边、盖透镜和注胶设备基础上，加入了上料机构、下料机构和传送机构，同时设计了各原有设备和自动化上料、下料和传送机构之间的接口，从而实现了各设备间的集成，实现了LED模组的封装自动化，这样不仅提高了LED模组的封装效率，同时也节约了劳动成本。

附图说明

[0015] 图1a为LED连体透镜模组盖透镜之前的示意图。

[0016] 图1b为LED连体透镜模组盖透镜之后的示意图。

[0017] 图2为LED模组封装自动化成套设备示意图。

[0018] 图3为LED模组封装设备的系统框图。

[0019] 图4为LED模组封装成套设备中的传送机构示意图。

[0020] 图5a为LED模组封装成套设备中的上料、下料机构右视示意图。

[0021] 图5b为LED模组封装成套设备中的上料、下料机构主视示意图。

[0022] 图5c为LED模组封装成套设备中的上料、下料机构俯视示意图。

[0023] 图6a为LED模组封装成套设备中的盖透镜机构右视示意图。

[0024] 图6b为LED模组封装成套设备中的盖透镜机构主视示意图。

[0025] 图6c为LED模组封装成套设备中的盖透镜机构俯视示意图。

[0026] 图7a为LED模组封装成套设备中的压边机构右视示意图。

[0027] 图7b为LED模组封装成套设备中的压边机构主视示意图。

[0028] 图7c为LED模组封装成套设备中的压边机构俯视示意图。

[0029] 图8a为LED模组封装成套设备中的注胶机构右视示意图。

[0030] 图8b为LED模组封装成套设备中的注胶机构主视示意图。

[0031] 图8c为LED模组封装成套设备中的注胶机构俯视示意图。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

[0033] 需要说明的是，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

[0034] 下面结合附图对本发明的实施例进行进一步详细说明。

[0035] 如图2、图3所示，一种LED模组封装自动化成套设备，包括传送机构26，沿该传送机构26依次设置的上料机构21、盖透镜机构22、下料机构23、压边机构24和注胶机构25，[0036] 如图4所示，所述传送机构26包括2根相互平行设置的传送导轨408，同步带403在伺服电机407的驱动下沿传送导轨408移动，所述传送导轨408内侧设置有张紧轮404、所述传送导轨408顶部设置有上下料工位的法向压块405，底部设置有支撑406；该传送机构从左至右以此对应LED模组封装的上料工位、盖透镜工位、下料工位、压边工位和注胶工位；

[0037] 传送机构26采用同步双带轮传动的方式，导轨尺寸：50 mm ×1000mm。每边同步带403设计有八个张紧轮404，在上料工位、下料工位设计有法向压紧块405和运动方向的定位块，实现LED透镜支架的定位；在盖透镜工位、压边工位和注胶工位，设计有双顶针结构409，实现LED基板的定位和LED模组的封装；同时，传动机构的双导轨固定在六个支撑406上。

[0038] 如图5a、5b、5c所示，所述LED模组封装的上料机构21和下料机构23均采用单臂桁架结构，包括设置在传送导轨408一端两侧的连体透镜支架料盒401及LED基板料盒402，还包括受上下料机构支撑架508支撑的水平横臂，所述水平横臂一端设置有驱动y向同步带504移动的y向电机503,所述水平横臂上还垂直设置有受y向同步带504驱动可沿水平横臂来回移动的垂直臂，所述垂直臂设置有第一丝杆螺母副506，第一丝杆螺母副506与垂直臂顶端的z向电机505传动连接，垂直臂底端设置有吸盘507，上料机构主要实现将LED基板从基板盒402取出并放到传送带上，将LED连体透镜从连体透镜盒401取出并放到LED基板上与其对位；

[0039] 上料机构21和下料机构23在前后y方向上基于同步带504，实现y方向上的运动；在高度z方向上，基于第一丝杆螺母副506传动，实现z方向上的运动。y方向同步带504中心距为240mm；y方向和z方向导轨长度为240mm和100mm，且y方向导轨采用方形导轨。LED基板和LED连体透镜的拾取和定位，同采用气动双负压吸盘507吸附定位的方式，吸盘507直径为12mm。

[0040] 如图6a、6b、6c所示，所述盖透镜机构22包括垂直固定的第一支撑桁架603，由下而上地设置在第一支撑桁架603上的第一定位基板601、透镜切边上模版602、第一上压板604、第一z向电机605，所述第一z向电机605通过第三丝杆螺母副驱动第一定位基板601、透镜切边上模版602、第一上压板604上下移动，所述第一定位基板601下方还设置有透镜切边下模版606、第一定位双顶针607和第一z向定位支座608。盖透镜机构主要基于切边模具，实现将LED连体透镜的脱粒，并使每粒透镜安装到基板中的透镜凹槽，实现物理配合。

[0041] 当同步带403将LED基板和连体透镜传送到盖透镜工位时，第一z向定位支座608沿着高度方向顶起，第一定位双顶针607与LED基板上的定位孔配合，实现对LED基板和连体透镜的双顶针联合定位。盖透镜机构的切边模具采用传统结构形式，包括透镜切边上模板602和透镜切边下模版606。在LED基板和连体透镜经第一双顶针607定位之后，第一z向定位支座608沿着高度方向继续向上运动；同时，第一上压板604、透镜切边上模板602，在第一z向电机605作用下，沿着丝杆向下运动，最终实现上下模板的合模， LED连体透镜在切边上下模板的作用下，实现透镜的脱粒。

[0042] 如图7a、7b、7c所示，所述压边机构24包括垂直固定的第二支撑桁架703，由下而上地设置在第二支撑桁架703上的第二定位基板701、透镜热压上模版702、、第二上压板704、第二z向电机705，所述第二z向电机705通过第四丝杆螺母副驱动第二定位基板701、透镜热压上模版702、第二上压板704上下移动，第二定位基板701下方还设置有透镜热压下模版706、第二定位双顶针707和第二z向定位支座708。压边机构主要基于压边模具，实现将LED透镜边缘的热压，使每粒透镜与透镜凹槽之间实现紧配合。

[0043] 当同步带403将LED基板和连体透镜传送到压边工位时，第二z向定位支座708沿着高度方向顶起，第二定位双顶针707与LED基板上的定位孔配合，实现对LED基板和连体透镜的双顶针联合定位。LED透镜的压边模具采用传统结构形式，包括透镜热压上模板702和透镜热压下模板706。在LED基板和连体透镜双顶针定位之后，第二z向定位支座708沿着高度方向继续向上运动；同时，第二上压板704、透镜切边上模板702，在第二z向电机705作用下，沿着丝杆向下运动，最终实现上下模板的合模， LED连体透镜在上下热压模板的作用下，实现每粒透镜与透镜凹槽之间实现紧配合。

[0044] 如图8a、8b、8c所示，所述注胶机构25包括垂直固定的第三支撑桁架803，由下而上的设置在第三支撑桁架803上的定位压板804、导向块805、上模版808、第三z向电机806，所述导向块805、上模版808之间设置有导向注胶活塞杆和注胶头809，所述第三z向电机806通过第二丝杆螺母副807驱动定位压板804、导向块805、上模版808上下移动，所述定位压板804下方设置下模版801、第三定位双顶针802、 第三z向定位支座810。注胶机构主要通过透镜注胶孔，往LED 透镜里边注胶。

[0045] 当同步带403将LED基板和连体透镜传送到注胶工位时，第三z向定位支座810沿着高度方向顶起，第三定位双顶针802与LED基板上的定位配合，实现对LED基板和连体透镜的双顶针联合定位。LED 透镜的注胶，是基于导向注胶活塞杆和注胶头809实现的。在LED基板和连体透镜双顶针定位之后，第三z向定位支座810沿着高度方向继续向上运动；同时，导向注胶活塞杆和注胶头809在上模板808和第三z向电机805作用下，沿着丝杆向下运动，最终实现上下模板的合模和注胶。

[0046] 基于模块化设计思想，压边机构支撑桁架跟盖透镜机构相同，主要区别在于：

[0047] （1）相比图6a、6b、6c所示的盖透镜机构22中的透镜切边上模板602和透镜切边下模板606，压边机构24变成透镜热压上模板702和透镜热压下模板706，没有切边功能；

[0048] （2）相比图6a、6b、6c所示的盖透镜机构22，压边机构24的透镜热压上模板702和第二上压板704包含多了加热功能，通过加热棒实现热压套筒的加热。

[0049] 基于模块化设计思想，注胶机构25支撑桁架跟盖透镜机构22相同，主要区别在于：

[0050] （1）相比盖透镜机构22，注胶机构25中，图6a、6b、6c所示的盖透镜机构中的透镜切边上模板602，被换成导向注胶活塞杆和注胶头809；且导向注胶活塞杆和注胶头809尺寸和形位精度都比透镜切边上模板602要高。

[0051] （2）相比图6a、6b、6c所示的中盖透镜机构中的透镜切边上模板602，注胶机构的导向块805多了个总入胶口，以及注胶杆对应的液体胶连通孔。

[0052] 显然，附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。