[发明专利]基于组合式刀具对陶瓷基板LED进行混合式切割的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过组合式刀具对陶瓷基板LED进行混合式切割的方法。

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。但要取其上述两种砂轮的优点，则需要频繁更换刀具，这样，不仅效率低，而且二次定位造成误差扩大，造成最终切割的质量低。

发明内容

为了提高工作效率，提高切割质量，本发明提供了一种基于组合式刀具对陶瓷基板LED进行混合式切割的方法。

为达到上述目的，基于组合式刀具对陶瓷基板LED进行混合式切割的方法，组合式刀具包括主轴、主轴法兰、二把以上的刀具、法兰垫片、垫片及锁紧装置，主轴法兰套在主轴上且与主轴为一体结构，锁紧装置锁紧在主轴的一端，垫片套在主轴上且与锁紧装置接触，刀具套在位于主轴法兰与垫片之间的主轴上，相邻刀具之间设有法兰垫片，法兰垫片的厚度与预切割方向的LED的边长相同；其中，所有刀具均为同种型号的金属基金刚石砂轮；

其切割的步骤为：

（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，使得刀具一次走刀能完全切断陶瓷基板；

（4）进行横向切割，利用刀具对胶层和陶瓷基板同时进行混合切割，设定刀具的数量为n，刀具的厚度为h，LED的纵向尺寸为L，则每次横向切割的切缝数为n，每进行一次横向切割后，工作台移动的距离为n×（h+L），直到横向切割完成；

（5）若LED呈正方形，则转入（6）；若LED呈长方形，则取出托盘，安装到另一台机床的工作台上，将工作台旋转90°，重复步骤（3）、（4）；

（6）将工作台旋转90°，机床自动补偿刀具的磨损量；

（7）进行纵向切割，利用前一刀具对胶层和陶瓷基板进行切割，利用后面的刀具对被切割的LED进行限位，设定LED的横向尺寸为w，每进行一次纵向切割后，工作台移动的距离为h+w，直到纵向切割完成；从而完成对陶瓷基板LED进行的混合式切割。

上述方法实现胶层和陶瓷基板的混合切割，金属基金刚石砂轮切割避免了胶的粘刀现象，在横向切割时，连成一片的陶瓷基板被切成长条状，此时陶瓷基板的裂纹总体向前扩展，然后被正在切割的砂轮修正，因此陶瓷基板崩碎后对加工质量的影响极小，表面质量仍然较高，因此允许跳跃式的走刀，即工作台的移动距离可以为n（h+L），从而缩短加工时间，提高切割效率，降低成本。在纵向走刀时，每一把刀具必须走过所有走刀路径。前面刀具走刀时长条状的陶瓷基板被切出一小块，该小块受到陶瓷崩碎的影响较大，因为所用贴膜是柔软有机材质，容易发生弹性形变，裂开的陶瓷在砂轮的横向力作用下向两边分开，走刀结束后复位，从而形成凸起，产生尺寸上的系统误差。本方法中纵向切割时只有前面刀具进行切割，后面刀具起到定位限位的作用，限制了小块基板的位移，使切割后的LED具有良好的尺寸精度。在本发明中，所记载的“利用刀具对胶层和陶瓷基板同时进行混合切割”是指所有刀具均参加切割，对于同一把刀具，则对胶层和陶瓷基板同时切割，从而实现混合切割的目的。