CN112305408A - 一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法，发光芯片贴片检测系统包括：承载平台，用于承载已贴片的控制板，发光芯片通过引脚焊接在控制板上；高频感应加热装置，用于给引脚提供高频磁场，引脚感应高频磁场产生热量；成像装置，用于收集控制板上的热量分布图像信息；异常分析装置，用于接收并分析热量分布图像信息，找出贴合异常的发光芯片。本发明利用电磁感应原理和焦耳定律，利用贴片异常时，引脚产生的感应电流异常导致引脚温度异常的原理，贴片检测系统分析已贴片的控制面板的表面的温度变化，可以快速查找贴片不良的发光芯片。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域，具体涉及一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法。
背景技术
Micro-LED和目前的LCD、OLED显示器件相比，具有反应快、高色域、高PPI、低能耗等优势，是当前显示面板应用的主流趋势，但其技术难点多且技术复杂，特别是Micro-LED模组在制作过程中需要大量贴片发光芯片，对发光芯片贴片的精度和准确度有一定要求。当前，发光芯片贴片主要采用在显示模组触点对引脚加热融化后绑定发光芯片，但引脚容易发生虚焊、短路的现象，目前仅能通过推拉力测试侧面反馈测试虚焊情况，导致检测发光芯片贴片的成本较高、焊接程度较慢。
因此，现有Micro-LED模组存在检测发光芯片贴片成本较高，准确率较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法，用于缓解现有Micro-LED模组存在检测发光芯片贴片成本较高，准确率较低的问题。
为解决以上问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种发光芯片贴片检测系统，包括：
承载平台，用于承载已贴片的控制板，所述发光芯片设置有引脚，所述引脚通过金属膏焊接在所述控制板上；
高频感应加热装置，用于给引脚提供高频磁场，所述引脚感应所述高频磁场产生热量；
成像装置，用于收集所述控制板上的热量分布图像信息；
异常分析装置，用于接收并分析所述热量分布图像信息，找出贴合异常的发光芯片。
在一些实施例中，所述高频感应加热装置为涡流线圈，所述涡流线圈接通高频电流给所述引脚提供高频磁场。
在一些实施例中，所述感光装置为红外热像仪，用于对所述引脚拍摄图像和录制视频。
在一些实施例中，所述异常分析装置包括温度识别模块，所述温度识别模块根据所述热量分布图像信息，提取所述引脚的温度数据，并将所述引脚的温度数据进行对比，找出贴片异常的引脚，并在图像内进行标记。
在一些实施例中，所述异常分析装置包括安全保障模块，所述安全保障模块用于控制所述引脚的温度在安全温度范围内，当所述引脚温度超过所述安全温度范围，向所述高频感应加热装置发送停止工作信号。
在一些实施例中，所述发光芯片贴片检测系统还包括启动组件，用于识别所述控制板进入所述感光装置感光区域并启动所述高频感应加热装置。
在一些实施例中，所述发光芯片贴片检测系统还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述感光装置在水平方向和竖直方向移动。
本发明还一种发光芯片贴片检测方法，采用上述发光芯片贴片检测系统，包括：
将已贴片的控制板放置在承载平台上，发光芯片通过引脚焊接在所述控制板上；
启动组件检测所述控制板设置在感光区域后，启动高频感应加热装置和感光装置；
所述感光装置收集所述控制板上的引脚的热量分布图像信息，并传递给异常分析装置；
所述异常分析装置接收并分析所述热量分布图像，找出并标记贴片异常的引脚。
在一些实施例中，所述感光装置收集的热量分布图像信息为所述引脚在单位时间内的红外图像。
在一些实施例中，所述异常分析装置接受并分析所述热量分布图像，找出并标记贴片异常的引脚的步骤为：
启动温度识别模块，根据所述热量分布图像信息，提取所述引脚的温度分布数据；
选取一贴片正常的引脚的温度数据为目标温度，将所述引脚的温度与目标温度进行对比，获取温度差值，当所述温度差值在预设范围内，所述发光芯片贴片正常，当所述温度差值超出预设范围，对所述引脚的位置进行标记并报错。
本发明提供一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法，发光芯片贴片检测系统包括：承载平台，用于承载已贴片的控制板，发光芯片通过引脚焊接在控制板上；高频感应加热装置，用于给引脚提供高频磁场，引脚感应高频磁场产生热量；成像装置，用于收集控制板上的热量分布图像信息；异常分析装置，用于接收并分析热量分布图像信息，找出贴合异常的发光芯片。本发明利用电磁感应原理和焦耳定律，利用贴片异常时引脚产生的感应电流异常，从而导致引脚温度异常的原理，贴片检测系统通过记录分析已贴片的控制面板的表面的温度变化，可以快速查找贴片不良的发光芯片。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本发明实施例提供的发光芯片贴片检测系统的平面示意图
图2为本发明实施例提供的Micro-LED显示模组的剖面示意图。
图3为本发明实施例提供的发光芯片贴片检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
Micro-LED发展成未来显示技术的热点之一，和目前的LCD、OLED显示器件相比，具有反应快、高色域、高PPI、低能耗等优势；但其技术难点多且技术复杂，特别是其关键技术，巨量转移技术。巨量转移技术指发光芯片在制作完成后需要逐一转移到在Micro-LED上所需位置，需要转移的发光芯片的数量大且转移后的位置精度要求高，需耗费大量的资源。随着技术的发展，巨量转移技术发展至今已经出现了不少技术分支，如静电吸附、镭射激光烧触等。发光芯片通过引脚绑定在显示基板的驱动电路上，通过将引脚加热熔化贴片发光芯片，引脚冷却后，发光芯片绑定在驱动电路上。然而引脚易发生虚焊、短路，目前仅能通过推拉力测试侧面反馈测试虚焊情况。
如图1至图2所示，本发明提供一种贴片检测系统及其检测方法，利用电磁感应原理和焦耳定律，给引脚提供涡流，在引脚的金属内部，部分涡流将转化为焦耳热，该热量会在物体内部进行传播，并导致材料表面的温度变化。贴片异常会导致引脚的表面出现缺陷，使得引脚内部的涡流密度产生变化，继而表面容易产生温度变化，使得缺陷表面出现异常升温的现象，采用贴片检测系统记录分析引脚的温度变化情况，就可以找出贴片异常的引脚。
如图1所示，本发明提供一种贴片检测系统，包括承载平台110，用于承载处于发光芯片贴片状态的Micro-LED显示模组200，所述发光芯片400的引脚300通过金属膏焊接在所述Micro-LED显示模组的控制板上；高频感应加热装置120，用于给所述引脚400提供高频磁场，所述引脚400感应所述高频磁场产生热量；感光装置130，用于收集单个所述引脚400的图像信息；异常分析装置140，接收单个所述引脚400的图像信息，并将所述图像信息整合成所有所述发光芯片300的温度分布图像，找出贴片异常的发光芯片并标记。
在一些实施例中，所述高频感应加热装置120为涡流线圈，所述涡流线圈接通高频电流给所述引脚提供高频磁场，所述涡流线圈离所述承载平台的距离控制在5毫米-10毫米之间。
根据电磁感应原理，感应电动势的瞬时值为：
所述高频感应加热装置120提供强电流，电流频率越高，磁通变化率越大，相应的感应电势e也就越大。引脚300感应的涡流的方向，在每一瞬间和感应器中的电流方向相反，涡流I强度取决于感应电势及零件内涡流回路的电抗X，可表示为：
R为引脚电阻，所述引脚电阻与引脚体积成反比。根据焦耳定律Q＝0.24I2Rt，引脚产生的热量与电流有关，然而当引脚出现虚焊或短路时，局部涡流路径改变，导致引脚300的电抗X增大，从而使得引脚300产生的涡流增大，温度升高。
在一些实施例中，所述涡流线圈的个数至少为两个，所述涡流线圈均匀分布在承载平台110下方，所述引脚到每个涡流线圈的中心距离相等。
在一些实施例中，所述感光装置130为红外热像仪，用于对所述引脚拍摄图像和录制视频，所述感光装置130选取每一帧图像，将所有所述引脚300记录下来。
在一些实施例中，所述贴片检测系统还包括检测装置，用于识别所述Micro-LED显示模组进入所述感光装置进入感光区域并启动所述高频感应加热装置，所述检测装置保证了被检测对象进入感应加热区和红外热像仪检测区。
在一些实施例中，在一所述贴片检测系统还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述感光装置130在水平方向和竖直方向移动，所述驱动组件用于驱动所述感光装置130，保证感光装置130能够拍摄所述Micro-LED显示模组贴片的全部引脚300，所述感光装130距离所述发光芯片的距离控制在5毫米到10毫米之间。
在一些实施例中，所述异常分析装置140为计算机，所述异常分析装置140包括温度分析模块，所述温度分析模块根据感光装置130拍摄的图像信息，提取所述引脚300在单位时间内产生的温度数据，所述提取温度的方法包括灰度处理，中值滤波，阈值分割和边部锐化等，选取某处贴片完整的引脚300为对比温度，并将所述引脚300的温度数据进行对比，找出温度异常的引脚，并在图像内进行标记。
在一些实施例中，所述异常分析装置140还包括安全保障模块，所述安全保障模块设置有安全温度范围，当引脚加热温度超过安全范围时，异常分析装置140开启报警模式，并关闭高频感应加热装置130。
如图2所示，所述Micro-LED显示模组200包括：层叠设置的衬底210；设置在衬底一侧的遮光层220；设置在遮光层220另一侧的第一绝缘层230；设置在第一绝缘层230另一侧的第一金属层240；设在第一金属层240另一侧的栅极绝缘层250；设置在栅极绝缘层250另一侧的第二金属层260，第二金属层260图案化形成栅极和公共电极；设置在第二金属层260另一侧的第三绝缘层270，形成在第三绝缘层270另一侧的源漏极层280，设置在源漏极层280另一侧的背板电极290，所述背板电极290上形成有第一触点和第二触点。
所述发光芯片400包括P型电极410、发光功能层420、和N型电极430，所述P型电极的横截面积小于所述N性电极的横截面积；所述引脚300包括第一引脚310和第二引脚320，所述第一引脚310和所述P型电极410相连，所述第二引脚320和所述第二引脚310相连，所述第一引脚310通过第一触点与所述背板电极290相连，所述第二引脚320通过第二触点与公共电极相连。
在一些实施例中，所述引脚300的材料为锡、铟、铝中的一种，所述Micro-LED显示模组在贴片发光芯片时，先将引脚300放置在触点处，对引脚进行加热，引脚吸取热量融化后将发光芯片400置于引脚300上，引脚300冷却后，发光芯片400绑定在所述Micro-LED显示模组上。
在一些实施例中，所述引脚300本身有电阻，在电磁感应中产生涡流，当出现虚焊或者短路情况时，引脚300表面会产生缺陷，所述缺陷会阻挡涡流路径从而造成引脚300异常发热。
在一些实施例中，所述检测装置检测到异常贴片的发光芯片后，再进一步排除引脚300的焊接状态。
本发明提一种发光芯片贴片检测方法，采用上述的贴片检测系统，包括：
步骤S1：将已贴片的控制板放置在承载平台上，发光芯片通过引脚焊接在所述控制板上；
步骤S2：启动组件检测所述控制板设置在感光区域后，启动高频感应加热装置和感光装置；
步骤S3：所述感光装置收集所述控制板上的引脚的热量分布图像信息，并传递给异常分析装置；
步骤S4：所述异常分析装置接收并分析所述热量分布图像，找出并标记贴片异常的引脚。
在步骤S1中，Micro-LED显示模组组装完成后，在所述Micro-LED显示模组的控制板上放置引脚，将引脚端熔化后，贴片发光芯片，引脚冷却后发光芯片完成贴片。
在步骤S2中，启动装置确保所述Micro-LED显示模组在所述感光区域，高频感应加热装置对所述Micro-LED显示模组进行加热，所述高频加热装置对所述Micro-LED显示模组上所有的发光芯片提供的磁通量相同。
在步骤S3中，所述感光装置收集的图像为单个所述引脚在单位时间内的图像。所述感光装置为红外热像仪，对引脚拍摄图像和录制视频，感光装置选取每一帧图像，将所有引脚发热状态记录下来。
在步骤S4中，所述异常分析装置根据接收的图像信息分析，合成图像，并标记贴片异常的引脚的步骤为：
获得Micro-LED显示模组表面温度分布数据，将每一帧图像合成为一组图像，选取某一正常贴片的发光芯片温度数据为目标温度，将其余发光芯片温度与目标温度取差值；将得到差值与指定某一温度范围进行比较，当温差高于或低于该温度范围时，对所述引脚位置标记并报错。
本发明提供一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法，发光芯片贴片检测系统包括：承载平台，用于承载已贴片的控制板，发光芯片通过引脚焊接在控制板上；高频感应加热装置，用于给引脚提供高频磁场，引脚感应高频磁场产生热量；成像装置，用于收集控制板上的热量分布图像信息；异常分析装置，用于接收并分析热量分布图像信息，找出贴合异常的发光芯片。本发明利用电磁感应原理和焦耳定律，利用贴片异常时引脚产生的感应电流异常，从而导致引脚温度异常的原理，贴片检测系统通过记录分析已贴片的控制面板的表面的温度变化，可以快速查找贴片不良的发光芯片。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例所提供的一种发光芯片贴片检测系统及其检测方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；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的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种发光芯片贴片检测系统，其特征在于，包括：
承载平台，用于承载已贴片的控制板，所述发光芯片设置有引脚，所述发光芯片通过引脚焊接在所述控制板上；
高频感应加热装置，用于给引脚提供高频磁场，所述引脚感应所述高频磁场产生热量；
成像装置，用于收集所述控制板上的热量分布图像信息；
异常分析装置，用于接收并分析所述热量分布图像信息，找出贴合异常的发光芯片。
2.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述高频感应加热装置为涡流线圈，所述涡流线圈接通高频电流给所述引脚提供高频磁场。
3.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述感光装置为红外热像仪，用于对所述引脚拍摄图像和录制视频。
4.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述异常分析装置包括温度识别模块，所述温度识别模块根据所述热量分布图像信息，提取所述引脚的温度数据，并将所述引脚的温度数据进行对比，找出贴片异常的引脚，并在图像内进行标记。
5.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述异常分析装置包括安全保障模块，所述安全保障模块用于控制所述引脚的温度处于安全温度范围内，当所述引脚温度超过所述安全温度范围，向所述高频感应加热装置发送停止工作信号。
6.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述发光芯片贴片检测系统还包括启动组件，用于识别所述控制板进入所述感光装置感光区域并启动所述高频感应加热装置。
7.如权利要求1所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，所述发光芯片贴片检测系统还包括驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述感光装置在水平方向和竖直方向移动。
8.一种发光芯片贴片检测方法，采用如权利要求1至7任一项所述的发光芯片贴片检测系统，其特征在于，包括：
将已贴片的控制板放置在承载平台上，发光芯片通过引脚焊接在所述控制板上；
启动组件检测所述控制板设置在感光区域后，启动高频感应加热装置和感光装置；
所述感光装置收集所述控制板上的引脚的热量分布图像信息，并传递给异常分析装置；
所述异常分析装置接收并分析所述热量分布图像，找出并标记贴片异常的引脚。
9.如权利要求8所述的贴片检测方法，其特征在于，所述感光装置收集的热量分布图像信息为所述引脚在单位时间内的红外图像。
10.如权利要求8所述的贴片检测方法，其特征在于，所述异常分析装置接收并分析所述热量分布图像，找出并标记贴片异常的引脚的步骤为：
启动温度识别模块，根据所述热量分布图像信息，提取所述引脚的温度分布数据；
选取一贴片正常的引脚的温度数据为目标温度，将所述引脚的温度与目标温度进行对比，获取温度差值，当所述温度差值在预设范围内，所述发光芯片贴片正常，当所述温度差值超出预设范围，对所述引脚的位置进行标记并报错。
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