CN104502070A - 一种倒装led芯片在线检测收光测试组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒装LED芯片在线检测的收光测试组件，该收光测试组件包括积分球组件和光学测试组件，其中积分球组件包括积分球模块、积分球夹具、积分球升降装置；其中积分球模块包括积分球、积分球90°转接头，积分球的开口设置有石英玻璃，其设置方式是采用石英玻璃夹具套设在积分球的收光口处，其中石英玻璃夹具呈圆筒状，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定石英玻璃。按照本发明设计的收光测试组件，能够成功地解决倒装LED芯片测试探针下压时的不稳定问题，能显著提高积分球的收光效率，具有高的收光精度，尤其与倒装LED芯片在线检测装置配合使用，能够显著提高性能，实现倒装LED芯片的高速精密测试，加快倒装芯片的检测效率。

Description

一种倒装LED芯片在线检测收光测试组件

技术领域

本发明属于倒装LED芯片检测领域，更具体地，涉及一种面向倒装LED芯片的在线检测收光测试组件。

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。

而现有LED芯片检测设备多针对正装LED芯片，更由于倒装LED芯片的发光侧的特殊性，对其如何收光来提高收光测试的精度，现有技术中还没有发现相关的研究，随着LED行业的快速发展和倒装LED芯片生产技术的提高，必须研发针对倒装LED芯片的快速在线并且高精度的收光设备。

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芯片在线检测的收光测试组件，由此解决能够实现精确的收光信号测量的技术问题。

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芯片在线检测收光测试组件，其特征在于，收光测试组件包括积分球组件和光学测试组件，

其中积分球组件包括积分球模块、积分球夹具；其中积分球模块包括积分球；

光学测试组件设置于积分球的出光口处，用于对所述积分球收集的测试光信号进行传输处理；

其中在所述积分球的开口处套设有圆筒状的板片夹具，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定板片，其表面设计为平面且能贴紧装载所述待测试倒装LED芯片的盘片，所述板片的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上。

进一步地，所述板片的直径大于所述待测试倒装LED芯片的直径，且能够在探针下压所述待测试倒装LED芯片引脚时提供支撑力。

进一步地，所述板片的材料为石英玻璃、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁

进一步地，所述积分球组件还包括积分球升降装置。

进一步地，所述积分球积分球升降装置包括气缸固定板、推进气缸；所述积分球模块架设于所述推进气缸的滑块上。

进一步地，所述光学测试组件包括亮度探头、光纤以及后续的光学参数分析装置。

进一步地，所述积分球底部设置有积分球90°转接头，用于将所述积分球收集的垂直待测试光线转化为水平方向输出。

进一步地，所述积分球90°转接头内部设置有一45°放置的反射镜实现90°的光路转换。

本发明还公开了一种用于倒装LED芯片在线检测收光的积分球，其特征在于，积分球的开口处套设有圆筒状的板片夹具，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定板片，其表面设计为平面且能贴紧装载所述待测试倒装LED芯片的盘片，所述板片的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上。

进一步地，所述板片的直径大于所述待测试倒装LED芯片的直径，且能够在探针下压所述待测试倒装LED芯片引脚时提供支撑力。

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)按照本发明的收光装置，能够紧贴盘片，减小测试中的倒装LED芯片发光的泄露损耗，提高测试的准确性，并且由于该贴紧的设置，能够使整个机械结构更加紧凑；

(2)在积分球的收光口增加了石英玻璃的设置，使石英玻璃在探针向下压的测试过程中能对待测试芯片起到一定的支撑力；

(3)在积分球之下设置了光路的转换模块，能够将收光光线从垂直方向转换到水平的方向，能够使积分球即使发生多次的上下运动，也不会对收光口处的收光光纤带来影响，例如发生弯折等，引起光能量的进一步的损耗。

总之，按照本发明设计的收光装置，具有高的收光精度，尤其与倒装LED芯片在线检测装置配合使用，能够显著提高性能。

附图说明

图1是按照本发明实现的倒装LED芯片检测收光装置的示意图；

图2是按照本发明实现的倒装LED芯片检测收光装置的截面示意图；

图3是按照本发明实现的倒装LED芯片检测收光装置的剖面示意图；

图4是执行本发明倒装LED芯片检测方法的检测装置的整体结构示意图；

图5是执行本发明倒装LED芯片方法的检测装置中的盘片工作台和运输传输系统的细节示意图；

图6是执行本发明倒装LED芯片方法的检测装置的俯视图。

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 6-板片 7-扫描区 8-检测区 9-底座 10-支架 11-载物台 111-盘片 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 61-板片夹具

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。

按照本发明的实施例所涉及的一种收光测试组件的结构图如图1、2、3所示，其中收光测试组件2包括积分球组件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；积分球2111装置的开口设置有板片6，其设置方式是采用板片夹具61套设在积分球2111的收光口处，其中板片夹具61呈圆筒状，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定板片6，板片的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上，其具体可为石英玻璃、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁。

其中积分球90°转接头2112设置于积分球的出光口处，其中该转接头内部设置有一个45°的光路转换板，能够将垂直的光路转化为水平的光路由光纤222来采集，从而送到后续的计算机分析装置来进行处理分析。

本实施例中倒装LED芯片在线检测收光装置用于倒装LED芯片在线检测装置中，如图4、5、6所示，而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、探针测试平台4、精密对准系统5；

其中工作台模块1包括载物台11、旋转轴电机12；

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Y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；

进一步地，本实施方式中所涉及的倒装LED芯片在线检测装置的设置情况如下：

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设置于底座9上，探针测试平台4设置于支架10上，即是通过运输传输组件3的运动将载物台运输到检测区8，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上升对准待测试倒装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X轴基座311上，可在X轴驱动装置的作用下随着X轴基座311在X方向上往复运动，其中载物台上设置有盘片111，其用来装载待测试的倒装LED芯片，其中旋转轴电机12的带动皮带缠绕于盘片111上，从而可以实现盘片的旋转运动，达到调整待测试LED倒装LED芯片的位姿的目的，其中盘片111上装载有若干个待测试的倒装LED芯片；

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，通过旋转轴电机12来调整盘片的姿态，进行视觉设定，该视觉设定主要涉及图像处理相关的设定，目的是找到待测试芯片在检测区视觉系统正下方的电机坐标，视觉设定后可开始进行扫描动作，其中扫描动作需要得到盘片上各芯片的位置和姿态，扫描的完成主要由传输运输组件3的X轴模块31、Y轴模块32以及扫描区的视觉系统配合完成，因为扫描系统需要得到盘片111上放置的各芯片的位置和姿态。

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中的积分球升降装置213，使积分球2111顶紧盘片111，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配合调整盘片111，使探针座41上的探针43对准下一个待测试的LED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：

将板片6设置在积分球2111的收光口处，不仅使机械结构更加紧凑，而且更有利于积分球2111收光并防止灰尘进入积分球2111。产生足够的力，作为一个支撑面，来对待测试芯片提供足够向上的支撑力，以解决待测试芯片的姿态在测试引脚下压接触时的不稳定性的问题。

积分球升降装置213包括气缸固定板2131以及推进气缸2132，气缸固定板2131固定于底座9上，推进气缸2132主体嵌于底座9内部，其中收光测试组件2的积分球夹具212为支架形式，其设置于推进气缸2132的滑块上，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，其作用是将垂直的收光转化为水平方向的收光通过光纤222转出，由此可以解决积分球2111在上升和下降的过程中对收光的光纤产生弯折，由此带来的测试收光的损耗。

其中基于上述的收光装置和将该收光装置用于在线检测倒装LED芯片的检测方法如下：

(1)运输传输组件将载物台11上的待测试芯片移动至扫描区7，精密对准系统5中的摄像头扫描盘片111中待测试倒装LED芯片的位姿，扫描该位姿的方式在于，利用图像识别与处理的方式，计算出盘片111上阵列摆放的每个待测试的倒装LED芯片移动到待测试区域的运输传输组件3的运动矢量坐标，并规划好盘片111上的每个待测试倒装LED芯片的测试顺序；

(1)运输传输组件3将载物台11的上的即将要被测试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上升并顶紧盘片111，使该积分球2111的收光口对准待测试的倒装LED芯片的发光侧，并且该积分球2111的收光口设置有平面的板片6，该板片6在靠近盘片的平面设计成可以贴紧盘片的设计，可以在测试中使积分球2111的收光口贴紧盘片111；

(3)探针测试平台4中的探针升降装置43控制探针43向下运动并对准倒装LED芯片的两极，在探针43对准的过程中，板片6除了能达到更好的贴紧收光的效果之外，还能给予待测试芯片在探针下压的过程中的一种支撑力，使待测试芯片在测试状态中的位姿更加稳定，增强测试的可靠性；

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

完成上述的测试步骤之后，积分球2111向下运动，探针43向上运动，整个倒装LED芯片测试装置在运输传输组件3的运动下带动盘片111运动到下一个待测试倒装LED芯片的点，由此再次完成完成步骤(1)-(4)，从而完成盘片111上所有倒装LED芯片的测试。

板片的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上，且其具体可为石英玻璃、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁。

本发明通过巧妙的机械设计将收光组件积分球、亮度传感器、光纤等置于倒装LED芯片发光平面下方，成功解决倒装LED芯片检测问题，并可应用于倒桩芯片的在线测试，具有较高的市场竞争力。

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 (10)

1.一种倒装LED芯片在线检测收光测试组件，其特征在于，收光测试组件(2)包括积分球组件(21)和光学测试组件(22)，

其中积分球组件(21)包括积分球模块(211)、积分球夹具(212)；其中积分球模块(211)包括积分球(2111)；

光学测试组件(22)设置于积分球的出光口处，用于对所述积分球(2111)收集的测试光信号进行传输处理；

其中在所述积分球(2111)的开口处套设有圆筒状的板片夹具(61)，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定板片(6)，其表面设计为平面且能贴紧装载所述待测试倒装LED芯片的盘片(111)，所述板片(6)的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上。

2.如权利要求1所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述板片(6)的直径大于所述待测试倒装LED芯片的直径，且能够在探针下压所述待测试倒装LED芯片引脚时提供支撑力。

3.如权利要求1或2所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述板片(6)的材料为石英玻璃、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁。

4.如权利要求3所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述积分球组件(21)还包括积分球升降装置(213)。

5.如权利要求4所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述积分球积分球升降装置(213)包括气缸固定板(2131)、推进气缸(2132)；所述积分球模块(211)架设于所述推进气缸(2132)的滑块上。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述光学测试组件(22)包括亮度探头(221)、光纤(222)以及后续的光学参数分析装置。

7.如权利要求6所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述积分球(2111)底部设置有积分球90°转接头(2112)，用于将所述积分球(2111)搜集的垂直待测试光线转化为水平方向输出。

8.如权利要求7所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述积分球90°转接头(2112)内部设置有一45°放置的反射镜实现90°的光路转换。

9.一种用于倒装LED芯片在线检测收光的积分球，其特征在于，积分球(2111)的开口处套设有圆筒状的板片夹具(61)，其内侧在略高于收光口的上方设置有凸台，用于放置固定板片(6)，其表面设计为平面且能贴紧装载所述待测试倒装LED芯片的盘片(111)，所述板片(6)的材料为透光率92％以上且硬度为莫氏硬度6以上。

10.如权利要求9所述的倒装LED芯片在线检测收光组件，其特征在于，所述板片(6)的直径大于所述待测试倒装LED芯片的直径，且能够在探针下压所述待测试倒装LED芯片引脚时提供支撑力。