CN104483617A - 一种倒装led芯片在线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倒装LED芯片在线测试装置，该装置包括：工作台模块、运输传输组件、收光测试组件、探针测试平台以及精密对准***，其中，在工作中，运输传输组件可以运输待测试倒装LED芯片到合适的工作区域，使待测试倒装LED芯片对准收光测试组件的收光口处，调整位姿之后，启动探针测试平台，使探针与待测试的芯片接触通电，使芯片发亮，从而收光测试组件可以对其进行检测。按照本发明的机械结构，能够成功地解决倒装LED芯片电机和发光面不同侧的问题，并且采用了精密图像运动控制技术，实现了倒装LED芯片的高速精密测试，加快了芯片的检测效率。

Description

一种倒装LED芯片在线检测装置

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芯片的全自动在线检测装置。

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。

现有LED芯片检测设备多针对正装LED芯片，而随着倒装LED芯片的大规模应用，且常用的正装LED芯片的检测设备亦不能简单照搬过来使用，因此，开发新的倒装LED芯片的检测测试设备和方法也随之显得极为重要，例如现有技术中的专利文献CN103149524A公开了一种倒装LED芯片的测试机及其测试方法，但是该种测试机和测试方法具有如下的技术缺陷：(1)没有考虑到如何更好地实现各组成部件的快速配合；(2)没有考虑到如何提高收光测试的效率和测试精度如何提高。随着LED行业的快速发展和倒装LED芯片生产技术的提高，必须研发更好地针对倒装LED芯片的快速在线检测设备。

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芯片在线检测装置，由此解决倒装LED芯片的智能、快速且精确的测试问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种一种倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，该装置包括：工作台模块、收光测试组件、运输传输组件、探针测试平台、精密对准***，其中工作台模块包括载物台，其上设置有用于装载多个待测试芯片的盘片，所述工作台模块设置于运输传输组件之上，在其带动运输作用下实现所述工作台模块上待测试芯片的定位；

收光测试组件设置于所述工作台模块之下，其包括积分球组件、光学测试组件；所述积分球组件包括积分球模块、积分球夹具以及积分球升降装置；其中所述积分球模块包括积分球，所述积分球升降装置在所述待测试倒装LED芯片完成定位后，将所述积分球推动至所述待测芯片的发光平面并顶紧贴近所述盘片；所述光学测试组件用于接收并分析积分球收集的待测试的光信号并对其进行分析；

探针测试平台设置于所述工作台模块之上，其包括探针座、探针座升降装置以及探针，其中探针座升降装置用于带动所述探针座升降以完成所述探针与所述待测试芯片的接触和脱离，从而实现通电点亮所述待测试倒装LED芯片，实现测试。

进一步地，所述积分球的积分口处设置有板片，其上设置为平面，由此完成使所述积分球顶紧贴近所述盘片，所述板片的透光率在92％以上且硬度在莫氏硬度6以上。

进一步地，所述板片的材料为石英玻璃、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁中的一种。

进一步地，所述积分球模块底部还设置有积分球90°转接头。

进一步地，该在线检测装置还包括精密对准***，其包括两个摄像头，一个位于扫描区用于扫描所述待测芯片的位姿，一个位于检测区用于实现所述探针测试平台的所述探针的对准。

进一步地，所述工作台模块上还包括有旋转轴电机，其传动皮带缠绕所述载物台，用于控制其旋转运动，从而调整所述待测芯片的位姿。

进一步地，所述扫描的位姿信息包括从所述扫描区到所述测试区的每块所述待测试的倒装LED芯片对应的运输传输组件和所述旋转轴电机的运动坐标。

进一步地，所述运输传输组件包括X轴模块和Y轴模块，从而实现X/Y两个轴向的运动，其中X轴模块包括X轴导轨、X轴基座以及驱动所述X轴基座沿所述X轴导轨往复运动的驱动装置；其中Y轴模块包括Y轴导轨、Y轴基座以及驱动所述Y轴基座沿所述Y轴导轨往复运动的驱动装置。

进一步地，所述在线检测装置设置于一底座上，其上设置有一个支架，所述运输传输组件设置于所述底座上且位于所述支架下，所述探针测试平台设置于所述支架上。

进一步地，包括所述积分球升降装置包括气缸固定板以及推进气缸，所述气缸固定板固定于底座上，所述推进气缸的主体嵌入在所述底座内。

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)本发明的装置的组成更加复杂与精密，对在线测试的智能化和提高测试精度和测试效率有极大的帮助；

(2)本发明创新地把特定材料的板片装到积分球的收光口处，不仅使机械结构更紧凑，而且更利于积分球收光并防止灰尘进入积分球。

总之，本发明具有设计巧妙、定位精度高、整机稳定性好等突出特点。

附图说明

图1是按照本发明实现的倒装LED芯片检测装置的整体示意图；

图2是按照本发明实现的倒装LED芯片检测装置的盘片工作台和运输传输***的细节示意图；

图3是按照本发明实现的倒装LED芯片检测装置的俯视图。

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*** 6-石英玻璃 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

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。

本实施例中倒装LED芯片测试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***5；

其中工作台模块1包括载物台11、旋转轴电机12；

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装置的开口设置有石英玻璃6；

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***5包括两个视觉***，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***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***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***配合完成，因为扫描***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***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：

将石英玻璃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。

当然此石英玻璃6可以为多种材料，其它材料例如K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁也可，只要满足透光率在92％以上且硬度在莫氏硬度6以上的材料来作为板片即可。

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。

另外，针对本发明的倒装LED芯片在线检测装置的使用方法如下：

(1)运输传输组件3将载物台11的上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；

(3)探针测试平台4控制探针43向下运动并对准倒装LED芯片的两极；

(4)探针座41给探针43通电并点亮倒装LED芯片，积分球2111收光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，整个倒装LED芯片测试装置在运输传输组件的带动盘片111运动到下一个待测试的点，从而循环完成步骤(1)-(4)，从而完成盘片上所有倒装LED芯片的测试。

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芯片在线检测装置，其特征在于，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***(5)，

其中工作台模块(1)包括载物台(11)，其上设置有用于装载多个待测试芯片的盘片(111)，所述工作台模块(1)设置于运输传输组件(3)之上，在其带动运输作用下实现所述工作台模块(1)上待测试芯片的定位；

收光测试组件(2)设置于所述工作台模块(1)之下，其包括积分球组件(21)、光学测试组件(22)；所述积分球组件(21)包括积分球模块(211)、积分球夹具(212)以及积分球升降装置(213)；其中所述积分球模块(211)包括积分球(2111)，所述积分球升降装置(213)在所述待测试倒装LED芯片完成定位后，将所述积分球(2111)推动至所述待测芯片的发光平面并顶紧贴近所述盘片(111)；所述光学测试组件(22)用于接收并分析积分球收集的待测试的光信号并对其进行分析；

探针测试平台(4)设置于所述工作台模块(1)之上，其包括探针座(41)、探针座升降装置(42)以及探针(43)，其中探针座升降装置(42)用于带动所述探针座(41)升降以完成所述探针(43)与所述待测试芯片的接触和脱离，从而实现通电点亮所述待测试倒装LED芯片，实现测试。

2.如权利要求1所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述积分球(2111)的积分口处设置有板片，其上设置为平面，由此完成使所述积分球(2111)顶紧贴近所述盘片(111)，所述板片的透光率在92％以上且硬度在莫氏硬度6以上。

3.如权利要求2所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述板片的材料为石英玻璃(6)、K9玻璃、熔石英、宝石、氟化钙或氟化镁中的一种。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述积分球模块(211)底部还设置有积分球90°转接头(2112)。

5.如权利要求4所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，该在线检测装置还包括精密对准***(5)，其包括两个摄像头，一个位于扫描区(6)用于扫描所述待测芯片的位姿，一个位于检测区(5)用于实现所述探针测试平台(4)的所述探针(43)的对准。

6.如权利要求5所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述工作台模块(1)上还包括有旋转轴电机(33)，其传动皮带缠绕所述载物台(2)，用于控制其旋转运动，从而调整所述待测芯片的位姿。

7.如权利要求6所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述扫描的位姿信息包括从所述扫描区(6)到所述测试区(5)的每块所述待测试的倒装LED芯片对应的运输传输组件(3)和所述旋转轴电机(33)的运动坐标。

8.如权利要求7所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述运输传输组件(3)包括X轴模块(31)和Y轴模块(32)，从而实现X/Y两个轴向的运动，其中X轴模块(31)包括X轴导轨(312)、X轴基座(311)以及驱动所述X轴基座(311)沿所述X轴导轨(312)往复运动的驱动装置(313)；其中Y轴模块(32)包括Y轴导轨(322)、Y轴基座(321)以及驱动所述Y轴基座(321)沿所述Y轴导轨(322)往复运动的驱动装置(323)。

9.如权利要求8所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，所述在线检测装置设置于一底座(9)上，其上设置有一个支架(10)，所述运输传输组件(3)设置于所述底座(9)上且位于所述支架(10)下，所述探针测试平台(4)设置于所述支架(10)上。

10.如权利要求9所述的倒装LED芯片在线检测装置，其特征在于，包括所述积分球升降装置(213)包括气缸固定板(2131)以及推进气缸(2132)，所述气缸固定板(2131)固定于底座(9)上，所述推进气缸(2132)的主体嵌入在所述底座(9)内。