垂直料條式LED引線鍵合機效率提高的途徑

牛偉光，李朝軍

(中國電子科技集團公司第四十五研究所，北京東燕郊 101601)

今天似乎全世界的目光都聚焦在LED這個新型的光源上，被譽為21世紀的綠色照明產品，甚至人們預言未來會大部分取代傳統的光源。因為它具有壽命長、啟動時間短、結構牢固、節能的特點，再加上LED光源的生產可實現無汞化，對于環境保護和節約能源更具有重要意義?，F在LED應用越來越廣泛，需求量越來越大，而鍵合機又是LED后封裝過程中的關鍵設備，所以鍵合機的焊線效率對LED的產量起著重要作用，而對鍵合機焊線效率起著重要作用的部件是xy工作臺、鍵合頭和物料系統。當前的主流垂直料條式LED鍵合機的xy工作臺和鍵合頭都是從IC鍵合機上移植的，并沒有針對垂直LED料條做特殊的改進，另外物料系統的速度相對焊線速度比較慢，焊線的等待時間比較長。

1 焊線和物料傳輸的次序

在鍵合機中xy工作臺承載鍵合頭完成xy兩個方向的運動；鍵合頭完成焊線動作；物料系統傳輸料條；夾子起固定料條的作用，防止焊線過程中料條的抖動。焊線和物料傳輸的次序(圖1)：當鍵合頭焊完料條1時，鍵合頭停止焊線，料條1進入出料區，料條2由等待區進入焊線區，鍵合頭開始對料條2焊線，料條3進入等待區。因為xy工作臺x向行程一般比料條長度小的多，所以鍵合頭要往返多次才能焊完一根料條，例如x向行程為a，料條長度為3a，焊完一根料條鍵合頭要往返三次，夾子同時要開合3次。

圖1 焊線和物料傳輸的次序

2 提高焊線效率的方法

針對當前情況，提高垂直料條式LED引線鍵合機效率主要有兩種途徑。一是提高焊線速度，二是減少焊線的等待時間。

當前的引線鍵合機速度已經非常快，如果再提高焊線速度就需要采用新技術，對工作臺和鍵合頭的結構進行大變動，同時采用質量更輕、剛度更高的材料。這種途徑需要投入大量的人力成本和試驗成本。相對來說減少焊線的等待時間花費的成本較低，減少焊線等待時間主要有三種方法。一種是改進當前的物料傳輸機構，由單排料條傳輸改成雙排或者多排料條同時傳輸。圖2為雙排料條傳輸圖，在圖中可以看到，料條b和c同時位于焊接區，只是被不同的夾子夾持。當料條b完全焊完時，鍵合頭不必等待位于等待區的料條a進入焊線區，它可以直接進入第二排焊線區，對料條c焊線。這樣就省去了料條傳輸的時間，充分發揮了xy工作臺和鍵合頭的高速性能，提高了鍵合機的焊線效率。

另一種方法是針對焊線垂直式料條的特點，增加xy工作臺的x向行程，減少y向行程(圖3)。因為xy工作臺和鍵合頭的速度遠遠高于物料系統的傳輸速度，增大x向行程，可以使鍵合頭的焊線行程增長，從而增長了連續焊線的時間，為速度相對緩慢的物料傳輸系統贏得了時間。另外，在焊線相同料條時，加長x向行程可以減少鍵合頭的往返次數，降低夾子的開合次數，從而節省時間。因為焊線垂直式料條時，用到的y向行程比焊線IC時短的多，所以應該減少y向行程，使結構更加緊湊。

第三種方法就是結合以上兩種方法 (圖4)，同時增加料條傳輸排數和增加z向行程，充分發揮xy工作臺和鍵合頭的速度優勢，減少等待時間。

圖2 雙排料條傳輸圖

圖3 增加x向行程

圖4 加長X向行程和雙排料條傳輸

4 結論

綜上分析，增加料條傳輸排數和增加x向行程是提高垂直料條式LED引線鍵合機效率的有效方法，它們都能夠減少焊線的等待時間，提高物料系統的效率，充分發揮xy工作臺和鍵合頭的速度優勢。