CN114264658A - Led芯片检测装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种LED芯片检测装置及设备，该装置包括沿一轴线的延伸方向依次布置的多个检测系统，每个检测系统均包括多个发光装置和摄像机，多个发光装置分设于一环形线上，且环形线的中心为轴线上的一点；各检测系统中发光装置所对应环形线的中心在轴线的位置不同；所有检测系统中的发光装置共同围成一光照腔；不同检测系统中的发光装置的出射光束光轴与轴线之间的角度不同，且每个发光装置的出射光束均射向光照腔；在LED芯片放置于光照腔且各发光装置工作时，各检测系统中的摄像机采集LED芯片图像。利用该装置对LED芯片进行检测时，不需转动LED芯片，即可使发光装置以不同的入射角度照射LED芯片，从而在不同角度对LED芯片进行检测。
Description
技术领域
本申请涉及半导体相关技术领域，尤其涉及一种LED芯片检测装置及设备。
背景技术
在LED芯片的制备过程中，其表面易出现颗粒、刮痕、脏污等缺陷，这些缺陷均会影响LED芯片的品质和良率，因此，需对LED芯片进行表面检测以保证LED芯片的品质与良率。LED芯片表面的传统检测方法为：固定多个检测设备，并将LED芯片固定在可旋转盘；旋转可旋转盘以使LED芯片处于不同位置，在LED芯片处于相应位置时，对应检测设备以相应入射角度照射至LED芯片。由于多个检测设备的位置不变，则在LED芯片处于不同位置时，多个检测设备以不同倾斜角度照射至LED芯片，根据多个检测设备在LED芯片的反射光来识别LED芯片的表面缺陷。在该传统检测方法中，LED芯片与可旋转盘所固定的表面在可旋转盘的旋转过程中容易出现刮伤、破片的风险，特别是对于厚度小于100μm的LED芯片来说，LED芯片破片的风险极大。
因此，如何提供一种适用于厚度小于100μm的LED芯片的LED芯片检测装置，以减小LED芯片出现刮伤、破片的风险，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种LED芯片检测装置，该装置适用于厚度小于100μm的LED芯片，且能够减小LED芯片出现刮伤、破片的风险。
另一目的还在于提供一种LED芯片检测设备，该设备包括上述的LED芯片检测装置。
第一方面，本申请实施例提供一种LED芯片检测装置，其包括：
多个检测系统，沿一轴线的延伸方向依次布置；每个检测系统均包括多个发光装置和摄像机，多个发光装置分设于一环形线上，且环形线的中心为轴线上的一点，环形线所处的平面垂直于轴线；
各检测系统中发光装置所对应环形线的中心在轴线的位置不同；所有检测系统中的发光装置共同围成一光照腔，该光照腔用于放置LED芯片；
不同检测系统中的发光装置的出射光束光轴与轴线之间的角度不同，且每个发光装置的出射光束均射向光照腔；在LED芯片放置于光照腔且各发光装置工作时，各检测系统中的摄像机采集LED芯片图像。
在一种可能的实施方案中，多个检测系统中至少包括有明场检测系统和暗场检测系统；
在明场检测系统中，其对应发光装置的出射光束光轴与轴线之间的角度介于10°～50°；对应摄像机的成像光路位于该对应发光装置出射光束的反射路径；
在暗场检测系统中，其对应发光装置的出射光束光轴与轴线之间的角度介于60°～80°；对应摄像机的成像光路远离该对应发光装置出射光束的反射路径。
在一种可能的实施方案中，明场检测系统中的发光装置为白光灯，白光灯的出射光束光轴与轴线之间的角度介于10°～25°；
或者，明场检测系统中的发光装置为波长介于500～590nm、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，LED灯的出射光束光轴与轴线之间的角度介于25°～50°。
在一种可能的实施方案中，暗场检测系统中的发光装置为波长介于500～590nm的LED灯、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，LED灯的出射光束光轴与轴线之间的角度介于70°～80°。
在一种可能的实施方案中，同一检测系统中的发光装置的出射光束光轴与轴线之间的角度均相同，或者部分相同。
在一种可能的实施方案中，光照腔靠近暗场检测系统的端部配置为开口。
在一种可能的实施方案中，多个检测系统中还包括有红外光检测系统；
在红外光检测系统中，其对应发光装置的波长介于840～1200nm，该发光装置位于光照腔靠近暗场检测系统的端部，且出射光束光轴与轴线之间的角度为90°；红外光检测系统用于检测LED芯片的表层内部。
在一种可能的实施方案中，LED芯片的厚度小于100μm。
在一种可能的实施方案中，多个检测系统中的发光装置同时照射LED芯片；
或者，多个检测系统中的发光装置按照预设时间间隔照射LED芯片。
第二方面，本申请实施例提供一种LED芯片检测设备，其包括上述的LED芯片检测装置、机械臂、与机械臂连接的驱动机构以及数据处理装置；机械臂上配置有用于放置LED芯片的承载台，该机械臂用于在驱动机构作用下带动承载台上的LED芯片移动至光照腔内；摄像机与数据处理装置通信连接。
与现有技术相比，本申请的有益效果至少如下：
1)利用该装置对LED芯片进行检测时，提前将LED芯片放置在所有检测系统中发光装置所构成的光照腔内，不需转动LED芯片，即可使不同检测系统中发光装置以不同的入射角度照射LED芯片，从而在不同角度对LED芯片进行检测，以识别不同类型缺陷。另外，可根据LED芯片的种类、尺寸以及检测需求调节对应检测系统中发光装置的位置以及出射光束光轴与轴线之间的角度，保证该装置适用于不同种类、尺寸以及检测需求的LED芯片。
2)该装置包括明场检测系统、暗场检测系统以及红外光检测系统，利用明场检测系统、暗场检测系统检测LED芯片的表面，利用红外光检测系统检测LED芯片的表层内部。通过该装置检测LED芯片时，能够同时实现LED芯片的表面检测以及表层内部检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种LED芯片检测装置的结构示意图；
图2为图1所示的LED芯片检测装置的俯视图；
图3为图1所示的LED芯片检测装置中一个检测系统的工作示意图；
图4为图1所示的LED芯片检测装置中一个检测系统的工作示意图；
图5为图1所示的LED芯片检测装置中一个检测系统的工作示意图；
图6为图1所示的LED芯片检测装置中一个检测系统的工作示意图。
图示说明：
10检测系统；11发光装置；12摄像机；110第一发光装置；120第一摄像机；210第二发光装置；220第二摄像机；310第三发光装置；320第三摄像机；410第四发光装置。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或营业，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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；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。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申请中的具体含义。此外，术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
现有LED芯片检测装置一般由多个检测设备以及可旋转盘组成，LED芯片固定在可旋转盘上，旋转可旋转盘以使LED芯片处于不同位置。根据LED芯片的检测需求，开启对应的检测设备，并驱使LED芯片移动至相应位置，对应的检测设备对LED芯片进行检测。在可旋转盘带动LED芯片转动过程中，LED芯片与可旋转盘所接触的表面易出现刮伤、破片的风险，特别是对于厚度小于100μm的LED芯片来说，LED芯片破片的风险极大。因此，本申请设计一种新型的LED芯片检测装置及设备，以解决上述问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种LED芯片检测装置。图1为该LED芯片检测装置的结构示意图，图2为图1的俯视图，线段O为文中提到的轴线，区域A为检测系统(本实施例中以第一检测系统为区域A)。该LED芯片检测装置包括沿一轴线O的延伸方向依次布置的多个检测系统10。每个检测系统10均包括多个发光装置11和摄像机12，多个发光装置11分设于一环形线上，且环形线的中心为轴线O上的一点，环形线所处的平面垂直于轴线O。
各检测系统10中发光装置11所对应环形线的中心在轴线O的位置不同。所有检测系统10中的发光装置11共同围成一光照腔，该光照腔用于放置LED芯片；不同检测系统10中的发光装置11的出射光束光轴与轴线O之间的角度不同，且每个发光装置11的出射光束均射向光照腔。在LED芯片放置于该光照腔且各发光装置11工作时，各检测系统10的摄像机12采集LED芯片图像。
较佳地，同一检测系统10中的发光装置11的出射光束光轴与轴线O之间的角度均相同，或者部分相同。
在本实施例中，LED芯片的厚度小于100μm。光照腔的形状与大小可以是任意的。较佳地，每个检测系统10中发光装置11所对应环形线均呈圆周状，光照腔呈半球形，且光照腔的直径介于150～450mm。或者，每个检测系统10中发光装置11所对应环形线均呈多边形状，光照腔呈棱锥状，且光照腔的边长介于150～450mm。
本申请的工作过程和工作原理如下：
将LED芯片放置于所有检测系统10中发光装置11所围成的光照腔内部，并对LED芯片进行检测。在LED芯片进行检测时，不需转动LED芯片，减小LED芯片表面易出现刮伤、破片的风险。根据LED芯片的种类、尺寸和检测需求调整各个检测系统10中发光装置11的位置以及出射光束光轴与轴线O之间的角度，以使各个检测系统10中的发光装置11以合适的入射角度照射LED芯片，各个检测系统10中发光装置11的入射角度不同，即该装置可从不同角度对LED芯片进行检测以识别不同类型缺陷。另外，该装置可适用于不同种类、尺寸以及检测需求的LED芯片，具有较大的适用范围。
LED芯片放置于上述光照腔内部时，LED芯片所处的平面垂直于轴线O。
在一种实施方式中，多个检测系统10中至少包括有明场检测系统和暗场检测系统，明场检测系统和暗场检测系统在轴线O的延伸方向上相邻设置，且均用于对LED芯片进行表面检测。明场检测系统中发光装置的出射光束光轴与轴线O之间的角度介于10°～50°，且明场检测系统中摄像机的成像光路位于该对应发光装置出射光束的反射路径。当利用该明场检测系统对LED芯片进行检测时，对应摄像机利用LED芯片的反射光线成像，若LED芯片表面存在缺陷时，由于LED芯片表面具有较大亮度，该缺陷以阴影的形式显示。
暗场检测系统中发光装置的出射光束光轴与轴线O之间的角度介于60°～80°，且暗场检测系统中摄像机的成像光路远离该对应发光装置出射光束的反射路径。当利用该暗场检测系统对LED芯片进行检测时，若在LED芯片表面存在缺陷，由于LED芯片表面除缺陷之外的光滑区域的反射光线无法进入到对应摄像机中，仅有缺陷的漫射光线可进入到对应摄像机中，因此，暗场检测系统适用于检测细小的物体，如划痕、小颗粒或凸起物，对应摄像机利用细小物体的漫射光线成像，且缺陷主要以暗点或暗纹显示。
在一种实施方式中，明场检测系统包括两个检测系统，分别为第一检测系统和第二检测系统。参见图3，第一检测系统包括第一发光装置110和第一摄像机120，第一摄像机120的成像光路位于第一发光装置110出射光束的反射路径。第一发光装置110为白光灯，白光灯的出射光束光轴与轴线O之间的角度介于10°～25°。参见图4，第二检测系统包括第二发光装置210和第二摄像机220，第二摄像机220的成像光路位于第二发光装置210出射光束的反射路径。第二发光装置210为波长介于500～590nm、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，LED灯的出射光束光轴与轴线O之间的角度介于25°～50°。
第一发光装置110和第二发光装置210的光通量需满足：第一发光装置110和第二发光装置210照射至LED芯片表面时，对应摄像机能够采集到该LED芯片的清晰图像。
作为可替换的实施方式，明场检测系统可根据LED芯片的检测需求调整。例如，明场检测系统仅包括第一检测系统；或者，明场检测系统仅包括第二检测系统。
需要说明的是，明场检测系统中所包含的第一发光装置110和第二发光装置210的种类仅是示例性的，凡是能够实现对该LED芯片表面进行明场检测的种类均落在本申请所保护的范围内。
在一种实施方式中，暗场检测系统为第三检测系统。参见图5，第三检测系统包括第三发光装置310和第三摄像机320，第三摄像机320的成像光路远离第三发光装置310出射光束的反射路径。第三发光装置310为波长介于500～590nm的LED灯、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，LED灯的出射光束光轴与轴线O之间的角度介于70°～80°。
第三发光装置310的光通量需满足：第三发光装置310照射至LED芯片表面时，第三摄像机310能够采集到该LED芯片中缺陷的清晰图像。
在一种实施方式中，多个检测系统10中还包括有第四检测系统，第四检测系统为红外光检测系统。参见图6，第四检测系统包括第四发光装置410，该第四发光装置410位于光照腔靠近暗场检测系统的端部，其波长介于840～1200nm，且出射光束光轴与轴线O之间的角度为90°。该第四检测系统对LED芯片进行检测时，利用第四发光装置410对LED芯片的散射作用以检测LED芯片的表层内部。
作为可替换的实施方式，所有检测系统10中发光装置11所共同构成的光照腔靠近暗场检测系统的端部配置为开口，即该装置并不包括第四检测系统。
在一种实施方式中，多个检测系统检10中的发光装置11按照预设时间间隔照射LED芯片，且在同一时间段内仅有一个检测系统10照射LED芯片。
作为可替换的实施方式，多个检测系统检10中的发光装置11按照预设时间间隔照射LED芯片，且在同一时间段内多个检测系统10照射LED芯片。
作为可替换的实施方式，多个检测系统10中的发光装置11同时照射LED芯片。
以该装置的一种工作过程为例进行说明：
利用第一检测系统和第二检测系统照射LED芯片，以对LED芯片进行明场检测，并获得LED芯片的图像。根据LED芯片的图像判断LED芯片的表面是否存在缺陷，若存在缺陷，利用第三检测系统照射LED芯片，以对LED芯片进行暗场检测，并获得LED芯片中缺陷的图像。利用第四检测系统照射LED芯片，第四发光装置410对LED芯片具有散射作用，根据其散射作用可以获得LED芯片表层内部的图像，以对LED芯片的表层内部进行检测。
根据本申请的一个方面，提供了一种LED芯片检测设备。该LED芯片检测设备包括上述实施例中的LED芯片检测装置、机械臂、与机械臂连接的驱动机构以及数据处理装置。机械臂上配置有用于放置LED芯片的承载台，机械臂用于在驱动机构作用下带动承载台上的LED芯片移动至光照腔内。LED芯片检测装置中的摄像机与数据处理装置通信连接。
利用该LED芯片检测设备对LED芯片进行检测时，LED芯片放置在机械臂中的承载台上，驱动机构驱使机械臂运动，并带动其承载台上的LED芯片运动至LED芯片检测装置中的光照腔内，各检测系统10中发光装置11照射LED芯片，对应摄像机12采集LED芯片图像，并将LED芯片图像传输给数据处理装置。其中，LED芯片放置于上述光照腔内部时，LED芯片所处的平面垂直于轴线O。
由以上的技术方案可知，本申请对LED芯片进行检测时，提前将LED芯片放置在所有检测系统10中发光装置11所构成的光照腔内，不需转动LED芯片，即可使不同检测系统10中发光装置11以不同的入射角度照射LED芯片，从而在不同角度对LED芯片进行检测，以识别不同类型缺陷。另外，可根据LED芯片的种类、尺寸以及检测需求调节对应检测系统10中发光装置11的位置以及出射光束光轴与轴线O之间的角度，保证该装置适用于不同种类、尺寸以及检测需求的LED芯片。
进一步地，该装置包括明场检测系统、暗场检测系统以及红外光检测系统，利用明场检测系统、暗场检测系统检测LED芯片的表面，利用红外光检测系统检测LED芯片的表层内部。通过该装置检测LED芯片时，能够同时实现LED芯片的表面检测以及表层内部检测。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种LED芯片检测装置，其特征在于，包括：
多个检测系统，沿一轴线的延伸方向依次布置；每个所述检测系统均包括多个发光装置和摄像机，多个所述发光装置分设于一环形线上，且所述环形线的中心为所述轴线上的一点，所述环形线所处的平面垂直于所述轴线；
各检测系统中发光装置所对应环形线的中心在所述轴线的位置不同；所有检测系统中的发光装置共同围成一光照腔，所述光照腔用于放置LED芯片；
不同检测系统中的发光装置的出射光束光轴与所述轴线之间的角度不同，且每个所述发光装置的出射光束均射向所述光照腔；在所述LED芯片放置于所述光照腔且各发光装置工作时，各检测系统中的摄像机采集LED芯片图像。
2.根据权利要求1所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述多个检测系统中至少包括有明场检测系统和暗场检测系统；
在所述明场检测系统中，其对应发光装置的出射光束光轴与所述轴线之间的角度介于10°～50°；对应摄像机的成像光路位于该对应发光装置出射光束的反射路径；
在所述暗场检测系统中，其对应发光装置的出射光束光轴与所述轴线之间的角度介于60°～80°；对应摄像机的成像光路远离该对应发光装置出射光束的反射路径。
3.根据权利要求2所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述明场检测系统中的发光装置为白光灯，所述白光灯的出射光束光轴与所述轴线之间的角度介于10°～25°；
或者，所述明场检测系统中的发光装置为波长介于500～590nm、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，所述LED灯的出射光束光轴与所述轴线之间的角度介于25°～50°。
4.根据权利要求2所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述暗场检测系统中的发光装置为波长介于500～590nm的LED灯、或波长介于490～500nm、或波长介于320～400nm的LED灯，所述LED灯的出射光束光轴与所述轴线之间的角度介于70°～80°。
5.根据权利要求1所述的LED芯片检测装置，其特征在于，同一检测系统中的发光装置的出射光束光轴与所述轴线之间的角度均相同，或者部分相同。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述光照腔靠近暗场检测系统的端部配置为开口。
7.根据权利要求2～5中任一项所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述多个检测系统中还包括有红外光检测系统；
在所述红外光检测系统中，其对应发光装置的波长介于840～1200nm，该发光装置位于所述光照腔靠近暗场检测系统的端部，且出射光束光轴与所述轴线之间的角度为90°；所述红外光检测系统用于检测所述LED芯片的表层内部。
8.根据权利要求1所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述LED芯片的厚度小于100μm。
9.根据权利要求1所述的LED芯片检测装置，其特征在于，所述多个检测系统中的发光装置同时照射所述LED芯片；
或者，所述多个检测系统中的发光装置按照预设时间间隔照射所述LED芯片。
10.一种LED芯片检测设备，其特征在于，包括如权利要求1～9中任一项所述LED芯片检测装置、机械臂、与所述机械臂连接的驱动机构以及数据处理装置；所述机械臂上配置有用于放置LED芯片的承载台，所述机械臂用于在驱动机构作用下带动所述承载台上的LED芯片移动至所述光照腔内；所述摄像机与所述数据处理装置通信连接。
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