一种LED显示面板修复系统及方法

技术领域

本发明提供了一种LED显示面板修复系统及方法，属于LED显示面板修复技术领域。

背景技术

随着Mini/Micro LED、面板化、大尺寸LED显示产品的发展，目前COB/GOB/AOB等所有面板化模组均存在大量维修、返修工作，FC COB一次直通率低（50-70%）、不良率（20-100ppm），随着像素光源微缩化，维修难度及工艺成本上升，虽然GOB一次直通率（一次直通率>99.5%，像素不良率＜5ppm，维修后良率＞99.5%）、芯片微缩化降本（FC0306圆片），但仍存在0.5%的不良率，随着终端的使用，仍会存在大量维修工作，MIP COB随着像素光源从MIP06到MIP02，产品外形尺寸越来越小，像素点间距越来越小，维修难度越来越大，人工维修无法满足需求。

当前LED显示面板采用传统手段的加热熔焊的方式进行维修，需要技艺精湛的技工使用热风枪和镊子小心翼翼地将塑封体铲除，并融化锡膏，铲除不良灯珠更换后，再用相应的加热手段进行点胶固化。但是，以10颗不良灯珠维修为例，采用镊子和铲子进行维修时，由于需要频繁更换热风枪、镊子和电烙铁进行灯珠的铲除以及牙刷清理残留物，而这一过程将耗费大量人力成本，并且维修后痕迹明显，随着面板化封装技术的推广和使用的步伐越来越快，这种维修工艺将很难从根本上提升返修效率。

本发明提供一种全自动面板化维修技术及工艺，无论COB/GOB/AOB显示产品均适用，且适用于小间距LED或Mini LED或Micro LED，同时，维修精度高，效率快，工艺可控，大幅提升维修效率，实现无痕维修。

发明内容

本发明为了解决当前LED面板修复技术为人工手动处理，维修工具与维修技术因维修人员不同存在不可控因素，且维修过程复杂、效率低、无规范性维修流程灯问题，提出了一种LED显示面板修复系统及方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种LED显示面板修复系统，包括自动化流水线，所述自动化流水线采用皮带进行传输，在皮带的一侧设置有AOI检测系统、去胶系统、维修系统、检测系统和补胶系统，所述AOI检测系统设置在皮带的端头，所述AOI检测系统包括相机、控制器和显示器，所述控制器分别与相机、显示器相连，在AOI检测系统的下游皮带侧设置有数控精雕机，所述数控精雕机内部设置有可调节方位和大小的定位治具，所述定位治具用于固定模组，将定位治具和模组共同通过皮带传输至去胶系统；

所述去胶系统包括加热机构和残胶清理设备，所述加热机构包括用于将失效光源进行开胶的开胶机构和用于去除锡膏的去锡机构，所述维修系统包括抛光工具、点锡机构和更换失效光源的机械手，所述检测系统包括用于实现光源点亮测试的检测板和用于LED老化测试的LED老化试验机，所述补胶系统包括点胶机构、真空机、覆膜机构和压合机构，所述残胶清理设备、加热机构、抛光工具、点锡机构和点胶机构分别设置在对应位置的机械臂上，通过对应的机械臂进行动作控制。

所述AOI检测系统具体采用两个相机，两个相机分别用于检测LED显示模组的外观和像素光源，所述LED显示模组为小间距LED或Mini LED或Micro LED模组。

所述定位治具具体采用四边形框的轨道，轨道的长宽能够调节，模组通过人工或机械臂的方式放置在定位治具框内进行固定。

所述开胶机构具体采用激光探头或CNC数控机台上的铣刀、加热风枪实现封装胶体的切割。

所述残胶清理设备具体采用至少10000目的电动刷头和吹风机配合实用。

所述去锡机构具体采用热风枪，热风枪吹嘴与LED显示面板之间的距离小于等于0.1mm。

所述点胶机构采用带有电磁阀的点胶设备。

一种LED显示面板修复方法，采用LED显示面板修复系统，包括如下步骤：

1、检测：通过AOI系统对模组进行静态、动态检验，对不良像素光源进行定位，确定坐标；

2、开胶：对不良像素光源周围胶体进行清除；

3、取像素光源：使用去锡机构对不良像素光源加热融锡，使用吸嘴吸取不良像素光源；

4、清理残胶：使用电动打磨头对焊盘残胶进行清理使焊盘完全裸露；

5、点锡：使用点锡机构进行点锡；

6、放像素光源：使用吸嘴吸取新的像素光源放置在焊盘上，使用激光/热风枪对焊盘局部加热，进行锡化反应；

7、检验：对模组进行点亮检测；

8、老化：对维修后模组进行老化；

9、点胶：对维修后点亮无异常模组的维修区域点胶；

10、固化：采用压合机构将离心膜压至在新的像素光源上，进行常温固化。

步骤1中通过AOI系统对模组进行静态检验的过程如下：

将所需维修的模组放进AOI设备，将全亮的模组图片文件导入电脑，生成对比图像，对模组尺寸范围进行框定，利用Mark点对模组进行精确定位，通过操作机台CCD影像检测模组气泡、外观不良问题；

步骤1中通过AOI系统对模组进行动态检验的过程如下：将模组通电后，操作机台CCD影像检测毛毛虫、死灯不良问题；

步骤1中对不良像素光源进行定位的过程如下：

通过Mark点定位xy坐标，通过封装胶体厚度确定z坐标，将不良像素光源进行定位标记，显示坐标。

步骤9中点胶的具体过程如下：在进行步骤2开胶切割的过程中测量开胶体积，同时计算胶量后，采用带有电磁阀的点胶设备对模组进行点胶；

点胶后将模组传输至真空腔内，通过抽真空达到99.9%以上的真空环境抽取胶体内气泡。

本发明相对于现有技术具备的有益效果为：本发明提供的LED显示面板修复系统通过将现有成熟的设备按照检测、维修的流程整合到一条自动化流水线上，能够实现自动流程化维修，减少人为维修的不可控因素，降低了人工成本，大幅提升维修精度和维修良率，实现无痕维修，提高了维修效率，维修过程可控，便于工业化生产。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明：

图1为维修前模组俯视图；

图2为维修前模组截面图；

图3为AOI定位失效像素光源的示意图；

图4为激光/铣刀切割胶体的示意图；

图5为采用加热设备加热融锡后吸嘴取下像素光源的示意图；

图6为电动打磨后焊盘裸露的示意图；

图7为点锡的示意图；

图8为加热设备焊接像素光源的示意图；

图9为点胶的示意图；

图10为压合机构压合的示意图；

图11为维修后模组俯视图；

图12为本发明系统的设备放置结构示意图；

图中：1为PCB板、2为像素光源、3为封装胶体、4为失效像素光源、5为封胶胶水、6为驱动元器件、7为导电粘接物、8为开胶机构、9为去锡机构、10为吸嘴、11为焊盘、12为点锡机构、13为点胶设备、131为胶桶、132为阀体、133为点胶头、14为压合机构、15为离型膜。

具体实施方式

如图1至图12所示，本发明提供了一种LED显示面板修复系统，适用于小间距LED或Mini LED或Micro LED模组的面板修复，采用自动化流水线上，自动化流水线采用皮带进行传输，在皮带的一侧设置有AOI检测系统、去胶系统、维修系统、检测系统和补胶系统，AOI检测系统设置在皮带的端头，AOI检测系统包括相机、控制器和显示器，控制器分别与相机、显示器相连，在AOI检测系统的下游皮带侧设置有数控精雕机，数控精雕机内部设置有可调节方位和大小的定位治具，定位治具用于固定模组，将定位治具和模组共同通过皮带传输至去胶系统；

去胶系统包括加热机构和残胶清理设备，加热机构包括用于将失效光源进行开胶的开胶机构和用于去除锡膏的去锡机构，维修系统包括抛光工具、点锡机构和更换失效光源的机械手，检测系统包括用于实现光源点亮测试的检测板，补胶系统包括点胶机构、真空机、覆膜机构和压合机构，残胶清理设备、加热机构、抛光工具、点锡机构和点胶机构分别设置在对应位置的机械臂上，通过对应的机械臂进行动作控制。

AOI系统的作用如下：

1.静态检测：将所需维修的模组放进AOI设备，将全亮的模组图片文件导入电脑，生成对比图像，对模组尺寸范围进行框定，利用Mark点对模组进行精确定位，通过操作机台CCD影像检测模组气泡、外观不良问题。

2.动态检测：模组通电后，操作机台CCD影像检测毛毛虫、死灯等不良问题。

3.定位标记：通过Mark点定位xyz坐标，通过封装胶体厚度确定z坐标，将不良像素光源进行定位标记，显示坐标。如图3所示，AOI设备会标注出来失效像素光源4，便于后续维修。

4.检测完成后模组通过皮带传输至数控精雕机。

其中AOI设备采用现有的AOI视觉检测设备，本发明对其的改进在于可以通过两个相机分别实现对模组外观和灯珠点亮测试的检测，然后采用现有的图像识别算法对外观不良或不亮的灯珠进行检测，并对不良像素光源进行定位。

经过AOI系统检测出的不良模组通过皮带传递到数控精雕机上，机台内安装有可调节方位大小的定位治具，通过人工或机械臂的方式将模组放置在定位治具框内，将模组进行固定，然后将模组连同定位治具通过皮带传输至去胶系统处。其中定位治具具体可采用四边形框的轨道实现，轨道的长宽皆可调节，从而适应不同尺寸的模组。

进行维修的模组一般需要将失效像素光源4去掉再重新焊接新的光源上去，因此，需要将失效像素光源4先经过去胶系统将其取下来，去胶系统包括加热机构和残胶清理设备，加热机构包括开胶结构8和去锡机构9，开胶机构8可以采用激光探头（红外1064等）或CNC数控机台利用铣刀、加热风枪（150℃＋60风速）自动将像素光源周围胶体切割清除，范围0.1mm-0.2mm，清理精度±0.01，铣刀大小与精度范围根据实际像素间距或像素尺寸选定，切割后封装胶体3到PCB板1的距离控制在0.1mm左右，确保切割过程激光或铣刀不对PCB板1造成损坏。

残胶清理设备可以使用10000目电动刷头打磨，同时使用吹风机对剩余厚度的封装胶体3清理，确保封装胶体3全部去除PCB板1露出，确保周围像素光源不受损。去胶完成后模组通过皮带传输至去锡机构9。

去锡机构9可以采用热风枪实现，使用热风枪将像素光源焊盘底部的锡膏融化，热风枪吹嘴距面板的距离控制在0.1mm范围内，确保加热过程中对相邻灯珠焊盘不造成损坏。使用机械手的吸嘴将像素光源吸下，使用抛光工具，其直径根据像素光源直径确定，自动清理底部锡膏，保证焊盘11裸露。

维修系统包括点锡机构12和更换失效光源的机械手，通过点锡机构12补新的像素光源的锡膏，使用现有工艺点锡，通过固晶工艺，使用机械手上的吸嘴更换新灯珠，锡膏要求使用低温锡膏，避免加热过程对相邻灯珠焊盘造成损坏，通电点亮测试像素光源。使用激光焊接或热风枪对锡膏进行加热。

同时在去胶系统处设置有回收工位和上料工位，其中回收工位用于通过轨道将取下的失效光源进行回收，上料工位上放置有新的光源，通过上料振动筛将新的光源传输至上料工位，方便机械手进行吸取。且本发明用于更换失效光源的机械手上设置有吸嘴，通过吸嘴实现对光源的抓取，适用于更小尺寸的LED灯珠。

补完新光源后将模组通过皮带传输至补胶系统处进行补胶，补胶系统包括点胶机构13、真空腔、覆膜机构和压合机构14，在切割过程中测量开胶体积（长×宽×高），计算胶量（开胶体积×胶体密度）后，采用现有成熟的电磁阀及其点胶机构对模组进行点胶。其中点胶机构13包括胶桶131、阀体132和点胶头133，阀体132设置在胶桶131与点胶头133的连接处，用于控制出胶量。

然后将模组传输至真空腔内，通过抽真空达到99.9%以上的真空环境抽取胶体内气泡。

然后使用同一次封装相同规格、厚度的离心膜15，通过压合机构14将离心膜15覆在像素光源上。其中压合机构14可以采用成熟气缸方式或配重方式。离型膜15通过覆膜机构放置在像素光源上，其中覆膜机构可以采用成熟的滚轮式覆膜机。维修完成后，将模组传输至固化装置，通过UV固化、风箱固化或常温固化等形式，静止24h后维修完成取出。

本发明采用上述修复系统进行模组修复的步骤如下：

1、检测：AOI系统对模组进行静态、动态检验，对不良像素光源进行定位，确定坐标；

2、开胶：对不良像素光源周围胶体进行清除；

3、取像素光源：使用激光/热风枪对像素光源加热融锡，使用吸嘴吸取像素光源；

4、清理残胶：使用电动打磨头对焊盘残胶进行清理保证焊盘完全裸露；

5、点锡：使用点胶机构进行点锡；

6、放像素光源：使用吸嘴吸取像素光源放置在焊盘上，使用激光/热风枪对焊盘局部加热，进行锡化反应；

7、检验：对模组进行点亮检测；

8、老化：对维修后模组进行老化；

9、点胶：对维修后点亮无异常模组的维修区域点胶；

10、固化：压合装置将离心膜压至在像素光源上，进行常温固化。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。