CN109444766B - 倒装cob光源中单颗芯片结温测试基板及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，包括基板本体，基板本体上设有基板电路，基板电路包括正电极、负电极、电路线、牵引路线、读取点、芯片空位、待测芯片空位；倒装单颗芯片与芯片空位连接，电源控制器与正电极、负电极连接，正电极、负电极分别通过电路线与芯片空位连接，形成电流回路；倒装待测单颗芯片与待测芯片空位连接，万用表与读取点连接，读取点通过牵引路线与待测芯片空位连接，待测单颗芯片、待测芯片空位、牵引路线、读取点、万用表形成回路。本发明涉及倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法。本发明通过倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板实现倒装COB光源发光面上各个位置的单颗芯片的结温测试，结温值更准确，减少了误差。
Description
技术领域
本发明涉及LED光源照明技术领域，尤其涉及倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板及方法。
背景技术
随着LED行业的迅速发展，越来越多的照明芯片被研发出来。芯片技术在不停的提升，COB就此成为行业关注的热点。COB封装技术包括正装、倒装、垂直；所谓的倒装COB就是芯片的电极面朝下，与电路基板直接通过金属焊接，无需进行引线键合实现其电连接。目前，COB最大问题之一为散热问题，随着COB不停的工作，产生的热量就不停的增加，COB本身的温度会不断的上升，这样对COB各方面的参数造成很大的影响，即引进了结温；严格意义上来说，结温就是PN结区的温度，通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此把LED芯片的温度视之为结温。结温直接决定着LED的光学特性和电学特性；结温的上升导致禁带的宽度、电子空穴浓度、有效离子复合率等微观参数变化，从而导致发光波长偏移、白光LED的光度和色度性能降低、寿命缩短、加速LED光电特性的恶化等，且封装材料的特性也会在高结温的影响下快速衰减，导致LED失效。由于发光面上的一个芯片在微米级别，所以测试起来非常困难；现有的结温测试方法是把发光面上的所有芯片当作一个大芯片，然后利用结温测试方法测试大芯片的结温，用大芯片的结温来表示LED的结温，也就是用发光面上所有微米级芯片的平均值结温来表示LED结温；但发光面上的每一处都可能有一个微米级的芯片，这些芯片位置的不同和芯片发光受热的密集程度不同，那么发光面上有芯片处的结温也是不一样的；用发光面上所有微米级芯片的平均值结温表示LED的结温，误差太大，这样再对LED进行与结温有关的参数及性能分析的误差就更大。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，解决了现有采用发光面上所有微米级芯片的平均值结温表示LED的结温，误差太大的问题。
本发明提供倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，包括基板本体，所述基板本体上设有基板电路，所述基板电路包括正电极、负电极、电路线、牵引路线、读取点、芯片空位、待测芯片空位；倒装单颗芯片与所述芯片空位连接，电源控制器与所述正电极、所述负电极连接，所述正电极、所述负电极分别通过所述电路线与所述芯片空位连接，形成电流回路；倒装待测单颗芯片与所述待测芯片空位连接，万用表与所述读取点连接，所述读取点通过所述牵引路线与所述待测芯片空位连接，所述待测单颗芯片、所述待测芯片空位、所述牵引路线、所述读取点、所述万用表形成回路。
进一步地，所述待测芯片空位的位置与所述待测单颗芯片的位置对应。
进一步地，所述芯片空位的位置与所述倒装单颗芯片的位置对应。
进一步地，所述正电极、所述负电极分别位于所述基板本体的两个对角。
进一步地，若干所述芯片空位排列成空位阵列。
倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，用于测试包括上述倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板的倒装COB光源，包括以下步骤：
S1：将倒装COB光源固定在散热器上，将热电偶分别粘贴在基板本体、所述散热器、所述散热器的边缘上；
S2：将正电极、负电极与电源控制器连接，将读取点与万用表连接；
S3：在第一固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第一测量电压；
S4：在第二固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第二测量电压；
S5：通过所述第一固定温度、所述第二固定温度、所述第一测量电压、所述第二测量电压计算电压温度系数；
S6：在环境温度下，通过所述电源控制器输出所述待测单颗芯片对应的额定电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述电源控制器切换输出所述测试电流，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第三测量电压；
S7：通过所述第三测量电压和所述电压温度系数计算所述待测单颗芯片的结温。
进一步地，在所述S4步骤和所述S5步骤之间还包括S8步骤，在第三固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第四测量电压。
进一步地，所述S5步骤具体为通过所述第一固定温度、所述第二固定温度、所述第三固定温度、所述第一测量电压、所述第二测量电压、所述第四测量电压拟合方程式，计算电压温度系数。
进一步地，所述S3步骤中，所述在第一固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第一固定温度的恒温箱中至热平衡；
所述S4步骤中，所述在第二固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第二固定温度的恒温箱中至热平衡；
所述S8步骤中，所述在第三固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第三固定温度的恒温箱中至热平衡。
进一步地，所述第三固定温度大于所述第二固定温度，所述第二固定温度大于所述第一固定温度。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明提供倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，包括基板本体，基板本体上设有基板电路，基板电路包括正电极、负电极、电路线、牵引路线、读取点、芯片空位、待测芯片空位；倒装单颗芯片与芯片空位连接，电源控制器与正电极、负电极连接，正电极、负电极分别通过电路线与芯片空位连接，形成电流回路；倒装待测单颗芯片与待测芯片空位连接，万用表与读取点连接，读取点通过牵引路线与待测芯片空位连接，待测单颗芯片、待测芯片空位、牵引路线、读取点、万用表形成回路。本发明涉及倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法。本发明通过倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板能够实现倒装COB光源发光面上各个位置的单颗芯片的结温测试，使测试的结温更接近结温的定义，结温值更加准确，减少了误差，使得COB光源的参数和性能的分析更加准确，解决了因芯片本身差异微小、芯片所在发光面上的位置不同和芯片发光分布不同对结温值测试产生误差的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板结构示意图；
图2为本发明的倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法流程图。
图中：1、基板本体；21、正电极；22、负电极；3、电路线；4、读取点；5、牵引路线；6、芯片空位；7、待测芯片空位。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，倒装COB光源的芯片电极面朝下，直接与基板相连，无需金线的牵引。如图1所示，包括基板本体1，基板本体1上设有基板电路，基板电路包括正电极21、负电极22、电路线3、牵引路线5、读取点4、芯片空位6、待测芯片空位7；倒装单颗芯片与芯片空位6连接，电源控制器与正电极21、负电极22连接，正电极21、负电极22分别通过电路线3与芯片空位6连接，形成电流回路，起导通作用，使倒装单颗芯片能正常发光；优选的，正电极21、负电极22分别位于基板本体1的两个对角。优选的，若干芯片空位6排列成空位阵列。倒装待测单颗芯片与待测芯片空位7连接，万用表与读取点4连接，读取点4通过牵引路线5与待测芯片空位7连接，起读取数据的作用，读取待测单颗芯片在发光时的数据，待测单颗芯片、待测芯片空位7、牵引路线5、读取点4、万用表形成回路。优选的，待测芯片空位7的位置与待测单颗芯片的位置对应。优选的，芯片空位6的位置与倒装单颗芯片的位置对应。本实施例中的基板能够根据测试倒装COB光源中不同位置的单颗芯片的结温，而改造不同电路走线结构，具体地，首先确定倒装COB光源中待测单颗芯片的位置，然后根据待测单颗芯片的位置选择对应的基板，最后将单颗芯片利用倒装技术放入芯片空位6，将待测单颗芯片利用倒装技术放入待测芯片空位7。基本工作原理：电源控制器给正电极21、负电极22通电流后，经过电路线3将电流传输给芯片空位6，形成电流回路，让单颗芯片能够正常的发光；在所有单颗微米级芯片发光达到稳定后，在读取点4处接上万用表，待测单颗芯片、待测芯片空位7、牵引路线5、读取点4及万用表形成一个回路，进而通过万用表读取在所有单颗微米级芯片发光稳定后，待测单颗芯片的电流和电压的数据，最后利用结温测试的正向电压法测试得到待测单颗芯片的结温。
倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，用于测试包括上述倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板的倒装COB光源，如图2所示，包括以下步骤：
S1：将倒装COB光源固定在散热器上，将热电偶分别粘贴在基板本体1、基板本体1附近的散热器、散热器的边缘上；
S2：将正电极21、负电极22与电源控制器连接，将读取点4与万用表连接；
正向电压法是指特定电流下LED的正向压降Vf与LED芯片的温度成线性关系，通过在微电流下测试到两个以上温度点的Vf值来拟合方程式，利用小电流快速切换法测试出结温，具体步骤如下：
S3：在第一固定温度下，通过电源控制器输出测试电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过万用表测量待测单颗芯片的电压，得到第一测量电压；如在固定温度50℃下，通过微电流一个小时左右，待测单颗芯片的电压达到稳定，利用万用表测量待测单颗芯片的电压；此处，微电流即为上述测试电流。优选的，S3步骤中，在第一固定温度TA下具体为将倒装COB光源置于温度为第一固定温度的恒温箱中至热平衡，用微电流(可以忽略其产生的热量对LED的影响，如If＝5、10、15mA)快速点测LED的电压VfA。
S4：在第二固定温度下，通过电源控制器输出测试电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过万用表测量待测单颗芯片的电压，得到第二测量电压；如切换固定温度为70℃，通过微电流一个小时左右，待测单颗芯片的电压达到稳定，利用万用表测量待测单颗芯片的电压；S4步骤中，在第二固定温度TB下具体为将倒装COB光源置于温度为第二固定温度的恒温箱中至热平衡，用微电流(可以忽略其产生的热量对LED的影响，如If＝5、10、15mA)快速点测LED的电压VfB。
S5：通过第一固定温度、第二固定温度、第一测量电压、第二测量电压计算电压温度系数；电压温度系数即为LED电压与温度的关系斜率。具体公式为：
其中，K为电压温度系数。
在一实施例中，优选的，在S4步骤和S5步骤之间还包括S8步骤，在第三固定温度下，通过电源控制器输出测试电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过万用表测量待测单颗芯片的电压，得到第四测量电压。如切换固定温度为90°C，通过微电流一个小时左右，待测单颗芯片的电压达到稳定，利用万用表测量待测单颗芯片的电压。S8步骤中，在第三固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为第三固定温度的恒温箱中至热平衡。优选的，第三固定温度大于第二固定温度，第二固定温度大于第一固定温度。根据特定电流下LED的正向压降Vf与LED芯片的温度成线性关系计算关系斜率，拟合方程式，具体地，S5步骤具体为通过第一固定温度、第二固定温度、第三固定温度、第一测量电压、第二测量电压、第四测量电压拟合方程式，计算电压温度系数。
S6：在环境温度下，通过电源控制器输出待测单颗芯片对应的额定电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过电源控制器切换输出测试电流，通过万用表测量待测单颗芯片的电压，得到第三测量电压；本实施例中，环境温度为常温25℃，具体地，在常温25℃下，通过额定电流一个小时左右，使待测单颗芯片产生自加热，电压达到稳定，运用小电流快速切换法，切换至上述微电流，利用万用表测得待测单颗芯片的电压Vf。
S7：通过第三测量电压和电压温度系数计算待测单颗芯片的结温。具体公式为：
其中，Tj为待测单颗芯片的结温。
本发明提供倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，包括基板本体1，基板本体1上设有基板电路，基板电路包括正电极21、负电极22、电路线3、牵引路线5、读取点4、芯片空位6、待测芯片空位7；倒装单颗芯片与芯片空位6连接，电源控制器与正电极21、负电极22连接，正电极21、负电极22分别通过电路线3与芯片空位6连接，形成电流回路；倒装待测单颗芯片与待测芯片空位7连接，万用表与读取点4连接，读取点4通过牵引路线5与待测芯片空位7连接，待测单颗芯片、待测芯片空位7、牵引路线5、读取点4、万用表形成回路。本发明涉及倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法。本发明通过倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板能够实现倒装COB光源发光面上各个位置的单颗芯片的结温测试，使测试的结温更接近结温的定义，结温值更加准确，减少了误差，使得COB光源的参数和性能的分析更加准确，解决了因芯片本身差异微小、芯片所在发光面上的位置不同和芯片发光分布不同对结温值测试产生误差的问题。
以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，用于测试的倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板，该基板的结构特征在于：包括基板本体，所述基板本体上设有基板电路，所述基板电路包括正电极、负电极、电路线、牵引路线、读取点、芯片空位、待测芯片空位；倒装单颗芯片与所述芯片空位连接，电源控制器与所述正电极、所述负电极连接，所述正电极、所述负电极分别通过所述电路线与所述芯片空位连接，形成电流回路；倒装待测单颗芯片与所述待测芯片空位连接，万用表与所述读取点连接，所述读取点通过所述牵引路线与所述待测芯片空位连接，所述待测单颗芯片、所述待测芯片空位、所述牵引路线、所述读取点、所述万用表形成回路；
所述待测芯片空位的位置与所述待测单颗芯片的位置对应；所述芯片空位的位置与所述倒装单颗芯片的位置对应；所述正电极、所述负电极分别位于所述基板本体的两个对角；若干所述芯片空位排列成空位阵列；
所述倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，用于测试所述的倒装COB光源中单颗芯片结温测试基板的倒装COB光源，具体地，首先确定所述倒装COB光源中所述待测单颗芯片的位置，然后根据所述待测单颗芯片的位置选择所述对应的基板，最后将所述单颗芯片利用倒装技术放入所述芯片空位，将所述待测单颗芯片利用倒装技术放入所述待测芯片空位；
所述方法包括以下步骤：
S1：将倒装COB光源固定在散热器上，将热电偶分别粘贴在基板本体、所述散热器、所述散热器的边缘上；
S2：将正电极、负电极与电源控制器连接，将读取点与万用表连接；
S3：在第一固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第一测量电压；
S4：在第二固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第二测量电压；
S5：通过所述第一固定温度、所述第二固定温度、所述第一测量电压、所述第二测量电压计算电压温度系数；
S6：在环境温度下，通过所述电源控制器输出所述待测单颗芯片对应的额定电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述电源控制器切换输出所述测试电流，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第三测量电压；
S7：通过所述第三测量电压和所述电压温度系数计算所述待测单颗芯片的结温。
2.如权利要求1所述的倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，其特征在于：在所述S4步骤和所述S5步骤之间还包括S8步骤，在第三固定温度下，通过所述电源控制器输出测试电流，当所述待测单颗芯片电压稳定时，通过所述万用表测量所述待测单颗芯片的电压，得到第四测量电压。
3.如权利要求2所述的倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，其特征在于：所述S5步骤具体为通过所述第一固定温度、所述第二固定温度、所述第三固定温度、所述第一测量电压、所述第二测量电压、所述第四测量电压拟合方程式，计算电压温度系数。
4.如权利要求2所述的倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，其特征在于：所述S3步骤中，所述在第一固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第一固定温度的恒温箱中至热平衡；
所述S4步骤中，所述在第二固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第二固定温度的恒温箱中至热平衡；
所述S8步骤中，所述在第三固定温度下具体为将倒装COB光源置于温度为所述第三固定温度的恒温箱中至热平衡。
5.如权利要求4所述的倒装COB光源中单颗芯片结温测试方法，其特征在于：所述第三固定温度大于所述第二固定温度，所述第二固定温度大于所述第一固定温度。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510000 Room 201, building A4, No. 11, Kaiyuan Avenue, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong Applicant after: Silicon energy photoelectric semiconductor (Guangzhou) Co.,Ltd. Address before: 510530 second floor, building A4, No. 11, Kaiyuan Avenue, Science City, Guangzhou high tech Industrial Development Zone, Guangzhou, Guangdong Province Applicant before: GUANGZHOU LEDTEEN OPTOELECTRONICS Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant |