CN208066795U - 一种led芯片检测设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种LED芯片检测设备，包括高能激发装置、图像采集装置以及结果输出装置；所述高能激发装置包括用于发射激励光束的激发源、用于放置待检测芯片的载物台以及框架，所述激发源设于所述载物台下方并朝向所述载物台，所述载物台上设有供所述激励光束通过的通道；所述图像采集装置包括用于获取图像的采集头。本实用新型的所述激励光束照射到待检测LED芯片后，所述LED芯片的量子阱吸收激励光束的能量而发光，若所述LED芯片存在缺陷，则缺陷处发弱光或者不发光，所述图像采集装置获取图像，然后反馈信号至所述结果输出装置进行检测和标记，可有效降低检测成本以及提高检测速度，实现准确且效率高的芯片质量检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子产品检测技术领域，尤其涉及一种LED芯片检测设备。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动，响应速度快、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，而LED芯片的封装是LED成品生产的一个重要的成本源，只有提高封装后的成品率，才能降低LED产品的生产成本，这样封装前的芯片检测就是LED批量生产的一项必要的工艺程序。
我国一些LED芯片制造企业的产品质量和可靠性不高，难以形成良性循环的规模效应。除了投资规模有限、设备落后等原因外，在工艺质量检测中，还存在着许多薄弱环节，如芯片缺陷的测定等，而且是比较普遍存在的问题。由于LED芯片尺寸较小，在芯片外延生长过程中出现的缺陷，无论在生产过程中还是在成品质量检测时，均无方便有效的检测方法及设备，使有缺陷的LED芯片流到封装厂、成品应用端，最终流向市场及终端用户，导致整个行业质量混乱，甚至司法纠纷。
现有LED芯片质量检测方法为，对芯片通电测试，检测其光电参数是否在管控范围内。由于受LED芯片检测设备限制，现有LED芯片存在圆片和方片之分。圆片为LED芯片未经过测试筛选，直接流向封装厂，成本较低，但芯片的缺陷也无法检测出来；方片为LED芯片出厂前经测试设备筛选并分类，成本较高，测试速度慢，测试过程中，探针对芯片电极有一定损伤,且还会因探针与芯片电极接触问题而导致测试不准。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供一种检测稳定且不会对LED芯片造成损伤的LED芯片检测设备。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种LED芯片检测设备，包括能够发射激励光束的高能激发装置、位于所述高能激发装置上方的图像采集装置以及与所述图像采集装置连接的结果输出装置；
所述高能激发装置包括用于发射激励光束的激发源、用于放置待检测芯片的载物台以及用于支撑所述载物台的框架，所述激发源设于所述载物台下方并朝向所述载物台，所述载物台上设有供所述激励光束通过的通道；
所述图像采集装置包括用于获取图像的采集头，所述采集头朝向所述载物台设置。
作为优选方案，所述激发源为激励光束的波段小于等于440nm的短波长能量源。
作为优选方案，所述激发源为激励光束的波段在270nm-400nm范围内的短波长能量源。
作为优选方案，所述高能激发装置还包括用于调节所述激励光束的激发源调节器，所述激发源调节器与所述激发源相连接。
作为优选方案，所述图像采集装置包括光学放大装置，所述光学放大装置与所述采集头相连接。
作为优选方案，所述光学放大装置的放大倍率为20-100倍。
作为优选方案，采集头包括至少一个CCD相机，所述CCD相机与所述光学放大装置相连接。
作为优选方案，所述结果输出装置包括至少一台控制电脑，所述控制电脑与所述图像采集装置的相连接。
本实用新型所提供的LED芯片检测设备，与现有技术相比，其有益效果是：本实用新型的所述高能激发装置发射激励光束照射到放置于所述载物台上的待检测LED芯片后，所述LED芯片的量子阱吸收激励光束的能量而发光，若所述LED芯片存在缺陷，则缺陷处发弱光或者不发光，使得外延片或者工艺流程导致所述LED芯片亮度较低、不亮、发光不均匀等芯片缺陷均可以经由所述图像采集装置记录图像，然后反馈信号至所述结果输出装置进行检测和标记，可有效降低检测成本以及提高检测速度；由于该检测过程为无损检测，可替代目前对所述LED芯片可能造成损害的测试检测，实现准确且效率高的芯片质量检测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
图1为本实用新型实施例的LED芯片检测设备结构示意图。
图中：1.激发源；2.载物台；3.框架；4.激发源调节器；5.图像采集装置；6.结果输出装置；7.采集头；8.光学放大装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型优选的实施例提供了一种LED芯片检测设备，包括能够发射激励光束的高能激发装置、位于所述高能激发装置上方的图像采集装置5以及与所述图像采集装置5连接的结果输出装置6；所述高能激发装置包括用于发射激励光束的激发源1、用于放置待检测芯片的载物台2以及用于支撑所述载物台2的框架3，所述激发源1设于所述载物台2下方并朝向所述载物台2，所述载物台2上设有供所述激励光束通过的通道；所述图像采集装置5包括用于获取图像的采集头7，所述采集头7朝向所述载物台2设置。
基于上述技术特征的LED芯片检测设备，通过所述高能激发装置发射激励光束照射到放置于所述载物台2上的待检测LED芯片后，所述LED芯片的量子阱吸收激励光束的能量而发光，若所述LED芯片存在缺陷，则缺陷处发弱光或者不发光，使得因外延片或者工艺流程导致所述LED芯片亮度较低、不亮、发光不均匀等芯片缺陷均可以经由所述图像采集装置5记录图像，然后反馈信号至所述结果输出装置6进行检测和标记，可有效降低检测成本以及提高检测速度；由于该检测过程为无损检测，可替代目前对所述LED芯片可能造成损害的测试检测，实现准确且效率高的芯片质量检测。
本实施例中所述的量子阱为中间很薄的一层半导体膜，外侧是两个隔离层的结构，使用所述激发源1发射的激励光束射向所述量子阱，使得中间的半导体层里产生电子和带正电的空穴，通常情况下，电子会与空穴结合，放出光子，实现所述LED芯片的自发光；可以理解的是，设于所述载物台2上供所述激励光束通过的通道可以是容纳所述激励光束通过的镂空位或者所述载物台2由透明材料制成。
进一步的，所述激发源1为激励光束的波段小于等于440nm的短波长能量源，使得所述激励光束为高能量源，可保证所述LED芯片对所述激发源1发出的激励光束进行吸收并充分发光，实现所述LED芯片的发光检测。
进一步的，所述激发源1为激励光束的波段在270nm-400nm范围内的短波长能量源，使得所述LED芯片的发光强度保持在一定范围内，进行对比检测时，可更好地识别出具有缺陷的芯片。
所述高能激发装置还包括用于调节所述激励光束的激发源调节器4，所述激发源调节器4与所述激发源1相连接，所述激发源调节器4可用于对所述激发源1的激励光束波段范围进行调节，使得所述LED芯片检测设备可对不同的LED芯片进行检测，适用范围更加广。
所述图像采集装置5包括光学放大装置8，所述光学放大装置8与所述采集头7相连接，所述光学放大装置8可对所述LED芯片的发光情况进行放大，可方便快捷地检测出不良芯片及定位芯片缺陷位置，并筛选出这些芯片。
进一步的，所述光学放大装置8包括与所述采集头7相连的目镜，所述光学放大装置8采用光学放大方式辅助所述图像采集装置5进行检测，具有制作成本低、减少像素损失、维护方便等优点，可以理解的是，所述放大装置还可以采用的是电子放大装置。
为了保持设备成本以及使用效果的平衡，所述光学放大装置8的放大倍率优先为20-100倍。
所述采集头7包括至少一个能感应光线，并将图像转变成数字信号CCD相机，所述CCD相机与所述光学放大装置8相连接，所述CCD相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击的特性。
所述结果输出装置6包括至少一台控制电脑，所述控制电脑与所述图像采集装置5相连接，所述控制电脑用于接收所述图像采集装置5的发光图像并对其进行判断标记，从而检测出有缺陷的不合格芯片，并且输出显示最终的检测结果。
基于上述所述LED芯片检测设备的检测方法，其步骤包括：
步骤一、所述高能激发装置发射激励光束并使所述激励光束照射于待检测芯片上，所述待检测芯片的量子阱吸收激励光束而形成自发光；
步骤二、利用图像采集装置5获取所述待检测芯片的发光图像并将所述发光图像传输至结果输出装置6；
步骤三、通过结果输出装置6进行图像识别，所述图像识别包括将所述发光图像与储存于所述结果输出装置6中的参照图像的亮度、发光均匀度进行比较判断，对判断为不合格芯片的发光图像进行标记，所述参照图像为合格芯片的发光图像；
步骤四、所述结果输出装置显示带有标记的图像识别结果。
进一步的，为了对所述发光图像进行更加准确的定位标记，在所述步骤二中，所述图像采集装置5通过光学放大装置8获取所述待检测芯片的经放大处理的发光图像，图像被放大后，便于所述图像采集装置5进行判断标记。
进一步的，在所述步骤三中，判断所述待检测芯片为不合格芯片的具体过程为：当所述发光图像与储存于所述结果输出装置6中的参照图像的亮度或者发光均匀度的相差值大于或者等于预设的额定差值时，判断所述发光图像所对应的待检测芯片为不合格芯片，实现对具有亮度较低、不亮或者发光不均匀等缺陷的芯片的检测。
进一步的，所述步骤四中还包括筛选步骤，所述筛选步骤包括自动模式与人工模式；
在所述自动模式下，启动机械手进入执行状态，根据所述步骤三中标记的发光图像的位置，驱动所述机械手定位至对应的不合格芯片并对所述不合格芯片进行移除，直至剩余发光正常的所述LED芯片，节省人工成本，实现对所述LED芯片检测后的自动化筛选，该自动模式适用于大批量LED芯片的检测筛选；
在所述人工模式下，关闭所述高能激发装置，避免发光的LED芯片对人眼造成刺激，根据所述步骤三中标记的发光图像的位置，将对应的不合格芯片进行人工移除，直至剩余发光正常的所述LED芯片，实现对所述LED芯片检测后的筛选，适用于小批量的LED芯片检测筛选。
本实用新型实施例中所述的LED芯片检测设备以及检测方法可应用于LED芯片出货前的异常检验、LED芯片来料检验、LED芯片失效点分析、LED芯片缺陷分析、生产过程的不良挑选。在上述领域采用该设备，可有效降低成本，提升生产、检测及分析速度，提高封装良品率，同时避免接触芯片，且为无损检测，可有效改善当前行业通电测试LED芯片后对电极造成破坏的弊病。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种LED芯片检测设备，其特征在于，包括能够发射激励光束的高能激发装置、位于所述高能激发装置上方的图像采集装置以及与所述图像采集装置连接的结果输出装置；
所述高能激发装置包括用于发射激励光束的激发源、用于放置待检测芯片的载物台以及用于支撑所述载物台的框架，所述激发源设于所述载物台下方并朝向所述载物台，所述载物台上设有供所述激励光束通过的通道；
所述图像采集装置包括用于获取图像的采集头，所述采集头朝向所述载物台设置。
2.根据权利要求1所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述激发源为激励光束的波段小于等于440nm的短波长能量源。
3.根据权利要求2所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述激发源为激励光束的波段在270nm-400nm范围内的短波长能量源。
4.根据权利要求1所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述高能激发装置还包括用于调节所述激励光束的激发源调节器，所述激发源调节器与所述激发源相连接。
5.根据权利要求1所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述图像采集装置包括光学放大装置，所述光学放大装置与所述采集头相连接。
6.根据权利要求5所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述光学放大装置的放大倍率为20-100倍。
7.根据权利要求5所述的LED芯片检测设备，其特征在于，采集头包括至少一个CCD相机，所述CCD相机与所述光学放大装置相连接。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的LED芯片检测设备，其特征在于，所述结果输出装置包括至少一台控制电脑，所述控制电脑与所述图像采集装置相连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN108246657A (zh) * | 2018-01-29 | 2018-07-06 | 木林森股份有限公司 | 一种led芯片检测设备及检测方法 |
| CN109701893A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-05-03 | 广州南颐贸易有限公司 | 一种即食燕窝智能加工系统 |
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