CN104483106B - 一种倒装led芯片在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒装LED芯片在线检测装置，其包括：工作台模块、收光测试组件、运输传输组件、探针测试平台、精密对准系统，其中，在工作中，运输传送系统可以运输盘片工作台到合适的工作区域，调整位姿之后，启动探测对准系统对探针工作台进行控制，使探针与待测试的芯片接触通电，使芯片发亮，从而收光测试组件可以对其进行检测。按照本发明的机械结构，能够成功地解决倒装LED芯片电机和发光面不同侧的问题，并且采用了精密图像运动控制技术，实现了倒装LED芯片的高速精密测试，加快了芯片的检测效率。按照本发明，能够成功地解决倒装LED芯片电极和发光面不在同一侧的问题，配合高精度控制部件，实现倒装LED芯片的快速在线检测。

Description

一种倒装LED芯片在线检测装置

技术领域

本发明属于倒装LED芯片测试领域，更具体地，涉及一种倒装LED芯片在线检测装置。

背景技术

倒装LED芯片较之传统正装LED芯片，光效和生产成本均有不同程度的改善，倒装LED芯片的重要性也愈发突出，同时也对其对应的检测技术与设备提出了新的要求，倒装LED芯片在线检测设备用于完成倒装LED芯片光电参数的检测并按参数分类生成统一的数据文档，配合LED分选设备实现对倒装LED芯片的分类，提升产品附加值。

现有LED芯片检测设备多针对正装LED芯片，而随着倒装LED芯片的大规模应用，且常用的正装LED芯片的检测设备亦不能简单照搬过来使用，因此，开发新的倒装LED芯片的检测测试设备和方法也随之显得极为重要，例如现有技术中的专利文献CN103149524A公开了一种倒装LED芯片的测试机及其测试方法，但是该种测试机和测试方法具有如下的技术缺陷：(1)没有考虑到如何更好地实现各组成部件的快速配合；(2)没有考虑到如何提高收光测试的效率和测试精度如何提高。随着LED行业的快速发展和倒装LED芯片生产技术的提高，必须研发更好地针对倒装LED芯片的快速在线检测设备。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种倒装LED芯片在线检测装置，由此解决倒装LED芯片的智能、快速及精确的测试问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，该装置包括：工作台模块、收光测试组件、运输传输组件、探针测试平台、精密对准系统，其中工作台模块包括载物台，其上设置有用于装载多个待测试芯片的盘片，所述工作台模块设置于运输传输组件之上，在其带动运输作用下实现所述工作台模块上待测试芯片的定位；

收光测试组件其包括积分球组件、光学测试组件；所述积分球组件包括积分球模块、积分球夹具以及积分球升降装置；其中所述积分球模块包括积分球，所述积分球升降装置在所述待测试倒装LED芯片完成定位后上升，将所述积分球推动至所述待测芯片的发光平面并靠近所述盘片；所述光学测试组件用于接收并分析所述积分球收集的待测试的光信号并对其进行分析；

探针测试平台设置于所述工作台模块之上，其包括探针座、探针座升降装置以及探针，其中探针座升降装置用于带动所述探针座升降以完成所述探针与所述待测试芯片的接触和脱离，从而实现通电点亮所述待测试倒装LED芯片，实现测试。

进一步地，所述积分球底部还设置有积分球90°转接头。

进一步地，该在线检测装置还包括精密对准系统，其包括两个摄像头，一个位于扫描区用于扫描所述待测芯片的位姿，一个位于检测区用于实现所述探针测试平台的所述探针的对准。

进一步地，所述载物台为具有载物台立柱的中空形式，所述积分球模块置于中空部分；所述工作台模块上还包括有旋转轴电机，其传动皮带缠绕所述载物台的底部，用于控制其旋转运动，从而调整所述待测芯片的位姿。

进一步地，所述扫描的位姿信息包括从所述扫描区到所述测试区的每块所述待测试的倒装LED芯片对应的运输传输组件和所述旋转轴电机的运动坐标。

进一步地，所述运输传输组件包括X轴模块和Y轴模块，从而实现X/Y两个轴向的运动，其中X轴模块包括X轴导轨、X轴基座以及驱动所述X轴基座沿所述X轴导轨往复运动的驱动装置；其中Y轴模块包括Y轴导轨、Y轴基座以及驱动所述Y轴基座沿所述Y轴导轨往复运动的驱动装置，所述Y轴模块设置于所述X轴基座上。

进一步地，所述工作台模块设置于所述Y轴基座上。

进一步地，所述在线检测装置设置于一底座上，其上设置有一个支架，所述运输传输组件设置于所述底座上且位于所述支架下，所述探针测试平台设置于所述支架上。

进一步地，包括所述积分球升降装置包括气缸固定板以及推进气缸，所述气缸固定板固定于所述支架的底面。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)按照本发明实现的机械结构，能够成功解决倒装LED芯片电极和发光面不同侧的问题；

(2)同时，本发明采用精密图像运动控制技术，实现工作台高速精密定位，加快芯片检测效率。

总之，采用本发明的设计，具有设计巧妙、定位精度高、整机稳定性好等突出特点。

附图说明

图1是按照本发明实现的倒装LED芯片的在线检测设备的总体示意图；

图2是按照本发明实现的倒装LED芯片的在线检测设备的局部示意图；

图3是按照本发明实现的倒装LED芯片的在线检测设备的整体结构的俯视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-工作台模块 2-收光测试组件 3-运输传输组件 4-探针测试平台5-精密对准系统 7-扫描区 8-检测区 9-底座 10-支架 11-载物台111-盘片 112-载物台立柱 12-旋转轴电机 21-积分球组件 211-积分球模块 212-积分球夹具 213-积分球升降装置 2131-气缸固定板 2132-推进气缸 2111-积分球 2112-积分球90°转接头 22-光学测试组件221-亮度探头 222-光纤 223-遮光片 31-X轴模块 32-Y轴模块311-X轴基座 312-X轴导轨 313-X轴驱动装置 321-Y轴基座 322-Y轴导轨 323-Y轴驱动装置 41-探针座 42-探针座升降装置 43-探针

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明提供一种倒装LED芯片检测本发明的倒装LED芯片在线检测装置包括：

工作台模块1、收光测试组件2、运输传输组件3以及探针测试平台4，

其中工作台模块1包括载物台11、旋转轴电机12；

其中收光测试组件2包括积分球模块21和光学测试组件22，其中积分球模块21包括积分球模块211、积分球夹具212、积分球升降装置213；

其中积分球模块211包括积分球2111、积分球90°转接头2112；

光学测试组件22包括亮度探头221、光纤222以及后续的光学参数分析装置；积分球升降装置213包括气缸固定板2131、推进气缸2132；

运输传输组件3包括X轴模块31、Y轴模块32；其中X轴模块31包括X轴基座311、X轴导轨312，以及驱动所述X轴基座311沿X轴导轨312往复运动的X轴驱动装置313，该X轴驱动装置可为电机等；Y轴模块32包括Y轴基座321、Y轴导轨322，以及驱动所述Y轴基座321沿Y轴导轨322往复运动的X轴驱动装置323，该Y轴驱动装置可为电机等。

其中探针测试平台4包括探针座41、探针座升降装置42、探针43；探针座升降装置42可控制探针座41上下移动，从而控制探针43与待测试倒装LED芯片的引脚接触和脱离，而探针座41可给探针43通电，从而实现LED芯片的通电点亮状态下的光学参数测试。

精密对准系统5包括两个视觉系统，一个位于扫描区7、一个位于检测区8，视觉系统具体为设置在上述该区域的工业照相机；

本发明中所涉及的倒装LED芯片在线检测装置的整体设置情况如下：

本发明的倒装LED芯片LED在线检测装置设置于一底座9上，底座上设置一支架10；运输传输组件3用于装载待测试的LED倒装LED芯片，其设置于支架10的下方，收光测试组件2设置于Y轴模块32的Y轴基座321上，探针测试平台4设置于支架10上。

设置于支架10下的运输传输组件3的运动将载物台11运输到检测区，设置于支架10上的探针测试平台4控制探针43与待测试的LED倒装LED芯片的引脚接触，通电点亮LED发光芯片，设置于底座9上的收光测试组件3对准待测试倒装LED芯片的发光侧，进而对其光学参数进行检测。

其中载物台11设置于Y轴基座321上，可在Y轴驱动装置的作用下随着Y轴基座321在Y方向上往复运动，其中载物台11上设置有盘片111，其用来装载待测试的倒装LED芯片，其中还设置有旋转电机12，其传动轴设置于载物台11的下方，实现载物台的旋转运动从而实现盘片111的旋转运动，达到调整待测试倒装LED芯片的位姿的目的；

本发明中，在线检测整体装置的工作原理如下：

首先由传输运输组件3的X轴模块31、Y轴模块32将载物台11移动至扫描区7的视觉系统的下方，通过旋转电机12来调整盘片的姿态，进行视觉设定，视觉设定包括对盘片111上的姿态，以及盘片111移动到测试区进行测试的时候传输运输组件3运动的坐标。

扫描完成后的盘片111通过传输运输组件3运输至检测区8的视觉系统的下方，完成后探针测试平台4的探针座升降装置42升降，待探针座41中的探针43的针尖触碰到芯片，调整收光测试组件2中的积分球2111上升顶近盘片111上放置的待测试的倒装LED芯片，并进行试检，试检通过之后即可开始进行光学参数的检测，完成在线检测后探针43上升，运输传输组件3的X轴模块31、Y轴模块32和旋转轴电机12配合调整工作台模块1，使探针座41上的探针43对准下一个待测试的倒装LED芯片，进行下一个芯片的检测，如此反复。

其中本发明的收光测试组件2的具体设置情况如下：

其中收光测试组件2部分位于工作台模块1内，积分球夹具212的末端设置积分球升降装置213，积分球升降装置213包括气缸固定板2131、推进气缸2132，气缸固定板2131固定于支架10的底面上，推进气缸2132主体固定于气缸固定板2131的底面，推进气缸的伸缩轴与积分球夹具212相连，从而实现积分球2111的升降运动。

载物台11为一中空的支架形式，其上设置有装载待测试倒装LED芯片阵列的盘片111，其下固定设置于Y轴的基座321上，积分球2111位于载物台11的中空部分，其可以在中空部分做升降运动，而载物台11在旋转轴电机12的作用下进行旋转调整盘片111上待测试倒装LED芯片的位姿。

积分球2111的一侧通过光纤222连接到后续的光学参数分析装置，积分球2111的另外一侧设置有亮度探头221，积分球2111的出光口设置有遮光片223，其中积分球2111的出光口的下部还设置有积分球90°转接头2112，其将收光的光路由垂直方向转化为水平的方向，从而即使积分球2111在竖直的方向上运动的情况下，也不会对积分球2111后续连接的传输测试光信号的光纤222带来弯折等的影响，从而造成测试光信号的损耗。

另外基于本发明的在线检测装置的LED倒装芯片在线检测装置的工作过程如下：

(1)运输传输组件3将载物台11的上的待测试芯片移动至积分球2111的收光口的上方；

(2)积分球升降装置213向上运动并使积分球2111上升并尽可能接近盘片111，使积分球2111对准待测试倒装LED芯片的发光侧；

(3)探针测试平台4控制探针43向下运动并对准倒装LED芯片的两极；

(4)探针座41给探针43通电并点亮倒装LED芯片，积分球2111收光送予后续的光学参数分析装置完成测试。

在这一轮测试完成之后，积分球2111向下运动，探针测试平台4向上运动，从而进一步调整盘片111的位置，使下一个待测试的倒装LED芯片移动到积分球2111的上方，从而再次完成步骤(1)-(4)，直到完成盘片111上所有的倒装LED芯片的测试。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，该装置包括：工作台模块(1)、收光测试组件(2)、运输传输组件(3)以及探针测试平台(4)，其中：

所述工作台模块(1)包括载物台(11)和旋转轴电机(12)，其中该载物台(11)为中空的支架形式，并在其上设置有装载多个待测试LED芯片的盘片(111)；该旋转轴电机(12)具有传动皮带并缠绕在所述载物台的底部，由此用于控制此载物台的旋转运动进而调整所述芯片的位姿；此外，所述工作台模块(1)整体设置于所述运输传输组件(3)之上，并在其带动运输作用下实现所述工作台模块(1)上待测试芯片的定位；

所述收光测试组件(2)包括积分球组件(21)和光学测试组件(22)；对于该积分球组件(21)而言，其包括积分球模块(211)、积分球夹具(212)和积分球升降装置(213)，其中所述积分球模块(211)包括积分球(2111)和积分球90°转接头(2112)，并且该积分球(2111)位于所述载物台(11)的中空部分并可在此中空部分执行升降运动，该积分球90°转接头则设置在所述积分球(2111)的出光口的下部，并用于将收光光路由垂直方向转化为水平方向；所述积分球升降装置(213)用于在待测试芯片完成定位后上升，将所述积分球(2111)推动至此芯片的发光侧并靠近所述盘片(111)；此外，对于该光学测试组件(22)而言，其包括亮度探头(221)、光纤(222)和光学参数分析装置，其中该光纤(222)用于将所述积分球(2111)的一侧连接至所述光纤参数分析装置，该亮度探头(221)则设置在所述积分球(2111)的另外一侧，该光纤参数分析装置则对准待测试LED芯片的发光侧，由此对其光学参数进行检测；

所述探针测试平台(4)设置于所述工作台模块(1)之上，其包括探针座(41)、探针座升降装置(42)和探针(43)，其中该探针座升降装置(42)用于带动所述探针座(41)升降以完成所述探针(43)与所述待测试LED芯片的接触和脱离，从而实现通电点亮所述待测试LED芯片，由此实现测试。

2.如权利要求1所述的一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，该在线检测装置还包括精密对准系统(5)，其包括两个摄像头，其中一个摄像头位于扫描区(7)用于扫描待测试LED芯片的位姿，另外一个摄像头位于检测区(8)用于实现所述探针测试平台(4)的所述探针(43)的对准；此外，

所述扫描的位姿信息包括从所述扫描区(7)到所述检测区(8)的每块待测试LED芯片所对应的所述运输传输组件(3)和所述旋转轴电机(12)的运动坐标。

3.如权利要求1或2所述的一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述运输传输组件(3)包括X轴模块(31)和Y轴模块(32)，从而实现X轴和Y轴两个轴向的运动，其中该X轴模块(31)包括X轴导轨(312)、X轴基座(311)以及驱动所述X轴基座(311)沿所述X轴导轨(312)往复运动的驱动装置(313)；其中该Y轴模块(32)包括Y轴导轨(322)、Y轴基座(321)以及驱动所述Y轴基座(321)沿所述Y轴导轨(322)往复运动的驱动装置(323)，所述Y轴模块(32)设置于所述X轴基座(311)上。

4.如权利要求3所述的一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述工作台模块(1)设置于所述Y轴基座(321)上。