[发明专利]组合式刀具及对陶瓷基板LED进行分离式切割的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不同直径和不同形态的组合式刀具及基于该组合式刀具对陶瓷基板LED进行分离式切割的方法。

背景技术

目前大功率LED单颗器件的发热量随功率大幅上升，为了解决散热问题，其中的一个解决方案是采用金属或陶瓷基板，其中，COB LED可以采用金属基板，也可以采用陶瓷基板，而CHIP LED主要采用陶瓷基板。CHIP LED是生产时，通常是生产已经点胶的大片片材，然后对片材进行切割，但陶瓷属于脆硬性材料，只能采用更硬的金刚石砂轮切割，切割方式为磨削加工。

金刚石砂轮根据粘结剂的不同可以分为金属基金刚石砂轮和树脂基金刚石砂轮，基体材质的性质决定了金刚石砂轮的硬度，从而适合于不同材料的切割，满足不同的加工精度要求。总的来说，树脂基金刚石砂轮硬度较低，自锐性良好，适用于打磨更硬更脆的材料，获得的表面精度更高，但是磨损较快；金属基金刚石砂轮则相反。然而，在CHIP LED芯片表面已经点胶的情况下，采用树脂基金刚石砂轮则会存在硅胶粘刀的情况，使一部分金刚石的刀刃不能参加切削，影响了陶瓷的切割的效果，常见的切割问题是切面倾斜成梯形面；同时，磨削加工的切削力较大，容易拉扯到芯片上的金线，而且大的切削力带来大的切削热，容易烧坏硅胶。使用金属基金刚石砂轮则可顺利切割硅胶，在一定程度上减轻或避免硅胶粘刀的情况，但是砂轮硬度较高，加剧了陶瓷基板的破裂，形成大量的裂纹、崩碎和突起等。单一的金刚石砂轮已经难以解决脆性材料和塑性材料的混合切割。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种利用不同形态的刀具能同时对胶层和陶瓷基板进行分离式切割且能提高切割效率和质量的组合式刀具。

本发明的第二目的是提供一种利用不同形态的刀具能同时对胶层和陶瓷基板进行分离式切割且能提高切割效率和质量的切割方法。

为达到上述第一目的，组合式刀具，包括主轴、主轴法兰、砂轮片、法兰垫片、盘形铣刀片、垫片及锁紧装置，从后向前主轴法兰、砂轮片、法兰垫片、盘形铣刀片、垫片及锁紧装置依次设在主轴上，其中，砂轮片的直径大于盘形铣刀片的直径，盘形铣刀片每个切削刃的前角和后角均为正值；法兰垫片的厚度与预切割方向对应的LED边长相同；所述的砂轮片为树脂基金刚石砂轮片，盘形铣刀片的材料为与金属基金刚石砂轮的材料一致。

上述结构的组合式刀具，砂轮片与盘形铣刀片之间的间距刚好为一个LED的尺寸，通过控制法兰垫片的厚度则能精确的保证切割后的LED尺寸。所述的主轴法兰固定在主轴上，用于定位砂轮片，进而用法兰垫片安装盘形铣刀片，然后通过锁紧螺母锁紧砂轮片和盘形铣刀片。针对上述刀具，由于砂轮片与盘形铣刀片的直径不同，在走刀过程中，利用盘形铣刀片的切削刃对胶层进行铣削加工，利用砂轮片对陶瓷基板进行磨削加工，从而实现了利用两刀具能同时在不同位置对胶层和陶瓷基板进行分离切割的目的。采用上述组合式刀具，取其各自刀具形态的优点，避开了各自刀具材料的缺点，因此，该组合刀具不仅能提高切割效率，而且提高了切割的质量。

进一步的，靠近盘形铣刀片的法兰垫片端面上设有用于定位盘形铣刀片的凸台；靠近砂轮片的法兰垫片端面上设有自主轴穿过的孔向外延伸的第一凹槽，第一凹槽以外的法兰垫片端面压紧砂轮片；靠近盘形铣刀片的垫片端面上设有自主轴穿过的孔向外延伸的第二凹槽，第二凹槽以外的垫片端面压紧盘形铣刀片；锁紧装置压紧在垫片上。通过设置凸台和第一、第二凹槽，以便于更加牢固的固定砂轮片和盘形铣刀片。

进一步的，砂轮片与盘形铣刀片的半径差与陶瓷基板的厚度相等或略大，这样，保证在一次走刀过程中刚好能切除胶层和陶瓷基板，便于对设备进行控制。

进一步的，所述的锁紧装置为锁紧螺母。

为达到上述第二目的，基于所述的组合式刀具对陶瓷基板LED进行分离式切割的方法，包括如下步骤：

（1）将组合刀具安装在机床的主轴上，根据LED的边长选用法兰垫片的厚度，若LED呈正方形，只需一个法兰垫片，若LED呈长方形，则需在另一台机床上使用另一个厚度的法兰垫片安装刀具；

（2）把已点胶的陶瓷基板粘在贴膜上，再贴在托盘上，然后固定托盘到工作台上；

（3）调节工作台的垂直位置，使得砂轮片一次走刀能完全切断陶瓷基板；

（4）进行第一次横向切割，第一次横向切割时，盘形铣刀片切割胶层，砂轮片未进行切割；

（5）移动工作台，使工作台移动的尺寸为砂轮片与盘形铣刀片的中心距，利用组合刀具进行第二次横向切割，此时，盘形铣刀片切割下一道路径的胶层，砂轮片刚好对应于上一道已经被切割掉胶层的路径并对陶瓷基板进行切割；