CN115229670A - 一种用于led失效检测的研磨件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于LED失效检测的研磨件，包括主体；主体具有在竖直方向上相正对设置的研磨面和观察面；在研磨面上设置有若干个凸起，凸起为棱锥结构或三棱柱结构；在凸起为棱锥结构时，每一个凸起的底面位于上方，每一个凸起的尖端朝向下方且每一个凸起的尖端上设置有研磨粒，每一个凸起的侧面为倾斜面；在凸起为三棱柱结构时，每一个凸起的其中一个侧面位于上方，每一个凸起的其余侧面为倾斜面，每一个凸起的其中一条棱朝向下方且每一条位于最下方的棱上设置有研磨粒；每一个倾斜面至观察面之间至少存在一条沿竖向布置的透光通道，透光通道中充满折射介质。该研磨件可供外部的设备在研磨件使用时对研磨面下的LED芯片表面进行实时观察，具有良好的实用性。

Description

一种用于LED失效检测的研磨件

技术领域

本发明涉及到检测设备领域，具体涉及到一种用于LED失效检测的研磨件。

背景技术

LED芯片的失效与多方面因素有关，在具体实施中，有部分因素需要对LED芯片的表皮(封装材料)进行研磨后再进行观察。具体实施中，一般采用的手段为，先对LED芯片进行研磨，然后再用如显微镜、放大镜等设备进行观察。

首先，研磨和观察是非同步的，其中存在着设备切换的动作，其中涉及到了设备切换的时间，耗时较长。

其次，研磨和观察是非同步的，由于研磨是逐渐递进的，在此过程中LED芯片的表面变化情况是不可知的，不利于对LED芯片的失效分析。

发明内容

本发明提供了一种用于LED失效检测的研磨件，在研磨件的研磨面上设置微观结构的凸起，利用凸起的尖端设置研磨粒，侧面利用透光通道进行光线的导入和输出，从而可供外部的设备在研磨件使用时对研磨面下的LED芯片表面进行实时观察。

相应的，本发明提供了一种用于LED失效检测的研磨件，包括主体；

所述主体具有在竖直方向上相正对设置的研磨面和观察面；

在所述研磨面上设置有若干个凸起，所述凸起为棱锥结构或三棱柱结构；

在所述凸起为棱锥结构时，每一个凸起的底面位于上方，每一个凸起的尖端朝向下方且每一个凸起的尖端上设置有研磨粒，每一个凸起的侧面为倾斜面；

在所述凸起为三棱柱结构时，每一个凸起的其中一个侧面位于上方，每一个凸起的其余侧面为倾斜面，每一个凸起的其中一条棱朝向下方且每一条位于最下方的棱上设置有研磨粒；

每一个倾斜面至所述观察面之间至少存在一条沿竖向布置的透光通道，所述透光通道中充满折射介质。

可选的实施方式，所述透光通道包括进光通道，所述进光通道的周壁为反光层。

可选的实施方式，所述透光通道包括出光通道，所述出光通道的周壁为吸光层。

可选的实施方式，所有凸起的倾斜面的倾斜率相同。

可选的实施方式，还包括反射挡板，所述反射挡板设置在所述主体上方；

所述反射挡板朝向所述主体一侧的表面为反射面，所述反射面上设置有若干个子反射面，每一个所述子反射面与对应的一条所述透光通道相正对；

所述反射挡板上设置有若干个通孔，每一个所述通孔与对应的一条所述透光通道相正对。

可选的实施方式，所述子反射面与水平面之间的夹角角度为45度。

可选的实施方式，所有所述子反射面的朝向相同。

可选的实施方式，在所述凸起为三棱柱结构时，所述研磨件的形状为圆盘结构，每一个所述凸起位于最下方的棱指向所述研磨件的轴线。。

可选的实施方式，在所述凸起为三棱柱结构时，所有所述凸起位于最下方的棱相互平行。

综上，本发明提供了一种用于LED失效检测的研磨件，利用透光通道供LED芯片的反射光线透出，从而使外部设备能够对LED芯片的表面进行观察，在研磨件作业过程中实时获取LED芯片的表面影像，更为准确的了解LED芯片的结构；针对研磨件所需的功能，对研磨件研磨面的微结构进行再设计，保证了研磨件的研磨功能，且保证了光线能够从研磨件中透出；由于透光通道的非连续设置特性，将透光通道的位置与LED芯片的表面位置相关联，保证了图像重构的可行性；进一步的，利用折射材料填充透光通道，使透光通道的观察位置更靠近研磨粒一侧，保证了观察的实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例的研磨件的第一局部放大结构示意图；

图2为本发明实施例的研磨件的第二局部放大结构示意图。

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例的研磨件的第一局部放大结构示意图。

本发明提供了一种用于LED失效检测的研磨件，该研磨件的设计目的为供外部的设备在研磨件使用时对研磨面下的LED芯片表面进行实时观察，相较于现有如金相砂纸等研磨件，制作成本相对较高，使用寿命相对较短，主要应用于高精密的LED芯片失效检测。

图1示出了本发明实施例的用于LED失效检测的研磨件剖面结构示意图。具体的，本发明实施例提供了一种用于LED失效检测的研磨件。

具体的，研磨件的主要用途是用于对LED芯片进行研磨，其基本功能与现有技术下的金相砂纸是相同的，在本发明实施例中，为了解决LED芯片研磨时无法实时观测的不足，通过对研磨件结构的改进，可供外界在研磨件工作时对研磨件下的LED芯片进行观察。

具体的，所述研磨件包括主体，为了便于描述，后续有关方位的描述均以图1中主体的姿态为参考进行描述。

具体的，所述主体具有在竖直方向上相正对设置的研磨面和观察面2，其中，研磨面位于下方，观察面2位于上方，具体的，研磨面是指参与到对LED芯片研磨的作用面，观察面2则是指与研磨面相正对的一个表面。

具体的，在本发明实施例中，在所述研磨面上设置有若干个凸起。

关于凸起的结构有两种实施方式，所述凸起为棱锥结构或三棱柱结构。

其中，在所述凸起为棱锥结构时，每一个凸起的底面位于上方，每一个凸起的尖端朝向下方且每一个凸起的尖端上设置有研磨粒4，每一个凸起的侧面为倾斜面5。

具体的，在几何学上，棱锥又称角锥，是三维多面体的一种，由多边形各个顶点向它所在的平面外一点依次连直线段而构成。多边形称为棱锥的底面。随着底面形状不同，棱锥的称呼也不相同，依底面多边形而定，例如底面是正方形的棱锥称为方锥，底面为三角形的棱锥称为三棱锥，底面为五边形的棱锥称为五棱锥等等。在本发明实施例中，凸起为棱锥结构时，其底面位于上方(即主体一侧)，即棱锥的顶角位置朝向下方，每一个侧面相较于水平面均为倾斜面5。在凸起的顶角上设置有研磨粒4，具体的，研磨粒4可以嵌入设置在所述凸起的顶角上。需要说明的是，在研磨粒4设置在凸起的顶角后，凸起的顶角会产生变形，不再是规则的棱锥结构。

具体的，在所述凸起为三棱柱结构时，每一个凸起的其中一个侧面位于上方，每一个凸起的其余侧面为倾斜面5，每一个凸起的其中一条棱朝向下方且每一条位于最下方的棱上设置有研磨粒4。

具体的，在几何学中，三棱柱是一种柱体，底面为三角形，侧面为四边形。在本发明实施例中，在所述凸起为三棱柱结构时，每一个凸起的其中一个侧面位于上方(朝向主体的一侧)，每一个凸起的其余侧面相对于水平面倾斜，相应的，由于三棱柱结构的特性，凸起的其中一条棱会朝向下方(位于凸起的最下端)，在所述凸起的位于最下方的棱上设置有研磨粒4。相似的，在棱上设置了研磨粒4后，凸起的形状不再是规则的棱柱结构。

具体的，凸起的两种实施方式的设计思路为，研磨件需要用于研磨的部件(研磨粒4)，研磨粒4对LED芯片的研磨主要依赖于研磨件的运动，研磨件的运动使多个高速运动的研磨粒4与LED芯片表面接触并产生切割；研磨件对LED芯片的切割实质为在多个研磨粒4的作用下，高频次的对LED芯片的表面材料进行微切割(少量的切割)。

因此，研磨件的研磨效果主要受单位时间内与LED芯片产生切割接触的研磨粒4数量有关，相应的，单位时间内与LED芯片产生切割接触的研磨粒4数量与研磨粒4在研磨件上的设置密度以及研磨件在研磨作业时的工作速度有关。因此，在理论上，通过增加研磨件在研磨作业时的工作速度，可以弥补研磨粒4在研磨件上的设置密度较小的不足。

基于该理论，由于LED芯片的研磨检测的研磨并非以生产为目的的加工手段，而是一种为了精确感知LED芯片的剖面状态的为了实现观察目的的处理手法，因此，在实际检测中并不需要追求研磨的高效性以及耗材的耐用性，相应的，在本发明实施例中，对研磨面的微结构提出的新的设计要求，以此为基础，对于研磨粒4的设置位置，也并非采用如现有的研磨件一样的随机设置方式，而是针对性的设置在凸起的特定位置上，凸起的其余位置则是具有另外的用途。

具体的，凸起为棱锥结构或三棱柱结构时，其均具有倾斜面5，倾斜面5的基本特征为其为一个平面，且其相对于水平面具有倾角。具体的，每一个倾斜面5至所述观察面2之间至少存在一条沿竖向布置的透光通道1，所述透光通道1中充满折射介质。具体的，透光通道1是指观察面2和倾斜面5之间的一条可供光通过的直线通道，其中充满了折射介质。

透光通道1的基本作用为，供LED芯片表面的反射光线经过所述透光通道1传递至观察面2外并供外部进行观察。

实际实施中，为了保证观察的完整性，透光通道1的设置密度较大，如果透光通道1采用中空结构，则主体的整体强度较差，不能满足研磨件的研磨切割需求，因此，在本发明实施例中，透光通道1中充满了折射介质。

具体的，在本发明实施例中，折射介质的其中一个作用为加强主体的整体强度，保证其研磨实施的可行性；另一个作用为，参照图1所示结构，在倾斜面5上，由于折射介质的存在，能通过透光通道1的光线并非是透光通道1正对位置的光线，而是靠近研磨粒4附近区域的光线，即通过透光通道1能观察到区域更为靠近研磨粒4的区域，研磨粒4是参与实际研磨切削的，观察区域越靠近研磨粒4的位置，相应的，能够越准确的不抓到LED芯片被研磨切削区域的影像，更有利于对LED芯片的结构进行观察。

具体实施中，研磨件在工作时，研磨面朝向下方，研磨件在水平方向上运动，研磨面上的研磨粒4对LED芯片表面进行研磨切削，在研磨件的运动过程中，LED芯片表面的图像(光线)会经过透光通道1透出至观察面2一侧，从而使得在管擦面一侧的方向上能够观察到LED芯片的表面图像。

具体的，当研磨件在工作时，由于研磨件是几乎贴合在LED芯片的上方，相应的，在LED芯片的顶面上会缺乏照明光线，导致LED芯片的顶面上的反射光线不足，反射光线的强度不足以让发射光线在经过透光通道1后给外界进行观察，因此，可选的实施方式，所述透光通道1包括进光通道，所述进光通道的周壁为反光层。具体的，至少部分透光通道1为进光通道，照明光线可以通过进光通道从观察面2一侧到达研磨面一侧上，从而对研磨中的LED芯片进行照明。

进一步的，由于只有特定角度的光线才能够从研磨面一侧通过透光通道1到达观察面2一侧，如果将LED芯片的顶面视为镜面，则只有从特定角度照射LED芯片才能够使LED芯片反射的光线能够通过透光通道1到达观察面2一侧上；由于光在传递过程中存在着较为复杂的反射情况，为了保证反射光线能够通过透光通道1到达观察面2一侧上，在本发明实施例中，在倾斜面5上，除了透光通道1对应的区域需要保持透光且保持为平面，倾斜面5的其余位置上可设置漫反射结构；具体的，漫反射结构主要通过微观结构为不规则结构的凸起实现。在研磨件作业时，光线通过进光通道照射到LED芯片的表面上后进行反射，发射的部分光线照射到漫反射结构，由漫反射结构再次反射会LED芯片的表面上，在该过程中，光线由定向光变化为多方向光，从而使LED芯片再次反射的光线有较大概率能够从特定角度进入到透光通道1并经过透光通道1到达观察面2一侧上。具体的，进光通道由于对入射光线的方向性和指向性没有特定需求，因此，在进光通道的周壁可设置反光层，光线在进入到进光通道后，通过反光层的不断反射，能够保证大部分光线能够从倾斜面5上导出，保证对LED芯片表面的照射强度。

相对应的，所述透光通道1包括出光通道，所述出光通道的周壁为吸光层。具体的，由于出光通道的作用除了起到了光传导通道的作用外，还起到了定位的作用。其中，定位的作用是指，每一条出光通道只允许特定位置上通过特定角度反射的光线进入并从观察面2中导出，从观察面2上导出的光线所对应的LED芯片上的位置是已确定的，因此，为了起到有效的筛选作用，出光通道只允许与出光通道轴线平行的光线通过，为了避免其他光线的干扰，出光通道的周壁上设置有吸光层，吸光层的作用是吸收与出光通道轴线不平行的光线，保证非对应位置上的光线不能够通过出光通道，避免干扰观察面2上的观察。

进一步的，为了提高观察的规律性，可选的实施方式，所有凸起的倾斜面5的倾斜率相同，相对应的，透光通道1从观察面2所导出的光线与LED芯片的位置对应关系计算更为规律，利用该部分光线重构LED芯片的表面图像更为简单。

具体的，在透光通道1存在时，一般需要外部照明通过透光通道1往LED芯片和研磨片之间导入光线，然后芯片表面的反射光线再经过透光通道1导出供观察面2一侧进行观察。

图2为本发明实施例的研磨件的第二局部放大结构示意图。

具体的，由于光速极快，而光线在本发明实施例的实施中的传播距离较短，因此，很难做到同时在观察面2上方通过切换的方式切换光源和光接收机，也由于位置干涉的关系，很难同时在观察面2上方同时设置光源和光接收机。因此，本发明实施在实施中，一般需要同时保证光源的提供以及同步保证光接收机工作，为了实现该工作方式，可选的实施方式，本发明实施例的反射件还包括反射挡板6，所述反射挡板6设置在所述主体上方；所述反射挡板6朝向所述主体一侧的表面为反射面3，所述反射面3上设置有若干个子反射面7，每一个所述子反射面7与对应的一条所述透光通道1相正对；所述反射挡板6上设置有若干个通孔8，每一个所述通孔8与对应的一条所述透光通道1相正对。

具体的，根据前述说明，透光通道1在实际使用中，可划分为进光通道和出光通道两种类型的透光通道1，具体的，反射挡板6设置在主体的上方，透光通道1中从观察面2透出的光线方向始终是竖直向上的，反射挡板6的基本作用为，将透光通道1从观察面2一侧透出的光线反射至非竖直的方向上，而主体上方的空间则供光源的安装。从位置干涉性考虑，光源是不能安装在反射挡板6和主体之间的，不然会阻挡透光通道1中的光线的出射，相应的，光源仅能安装在反射挡板6的上方，相应的，由于进光通道和出光通道具有位置差异性，相对的，可在反射挡板6与进光通道对应的位置上开设有通孔8供光源发出的光线通过。

而反射挡板6与出光通道对应的位置上则设置有子反射面7，子反射面7针对对应的一条出光通道，将光线反射到对应的位置上(非竖直上方)，具体的，由于出光通道和进光通道的错位，通孔8和子反射面7也会发生错位，二者之间不会产生位置干涉，具体运行中，位于反射挡板6上方的光源发出的光线通过通孔8进入到主体的进光通道中，LED芯片表面的反射光线通过对应的出光通道后从观察面2一侧导出，并通过与出光通道相对应的子反射面7反射到非竖直方向的光接收机上，光接收机和光源的设置位置不会产生干涉，这保证了本发明实施例在实践中的可行性。

进一步的，可选的实施方式，所述子反射面7与水平面之间的夹角角度为45度。相对应的，光接收机可设置在反射挡板6的水平一侧上。

可选的实施方式，所有所述子反射面7的朝向相同，即所有子反射面7均朝向反射挡板6的同一侧上。需要说明的是，具体实施中，由于本发明实施例的出光通道的设置数量一般较多，若在同一个水平高度将所有的光线均从同一方向进行反射，一方面会出现部分子反射面7对其余光线进行阻挡的情况，另一方面会导致光接收机无法对接收到的光线进行准确的位置定位。

因此，实际上，当子反射面7的朝向相同时，需要对子反射面7的高度进行设计。具体的，为了描述准确，根据光接收机与反射挡板6之间的相对位置关系确定描述方向。

具体的，以反射挡板6的位置为原点，以发射挡板指向光接收机的方向作为第一方向正向(x轴正向)，过x轴并以平行于所述主体的观察面2的平面作为xy平面，y轴垂直于所述x轴，z轴垂直于xy平面，以此为基础构建空间坐标系。

具体的，每一个透光通道1具有固定的x坐标和y坐标，透光通道1的x坐标和y坐标与对应的子反射面7是相同的，子反射面7的z坐标的确定方式为：

在具有同一x坐标的若干个子反射面7中，x坐标越小，z坐标越小；而在y方向上，由于子反射面7反射的光线并不会沿y向传播，因此，y方向上子反射面7的排列并不会相互干涉影响。实际实施中，所有子反射面7的排布呈一倾斜状态，相应的，每一路反射的光线均具有一条独立的通道，光接收机能够根据光线的位置得知光线对应的透光通道1，进而知道光线对应的LED芯片的表面位置，光接收机通过对所有光线的接收，利用上位机对光线进行重新的排布重构，从而形成完整清晰的图案(并非是零散的光路)；具体的，对于同一时间得到的所有光线形成的图像中的影像区域是离散的；但由于研磨件是运动的，通过图像的叠加，可以形成LED芯片表面的完整图像。

可选的实施方式，在所述凸起为三棱柱结构时，所述研磨件的形状为圆盘结构，每一个所述凸起位于最下方的棱指向所述研磨件的轴线。具体的，针对凸起为三棱柱结构的实施情况下，由于研磨粒4仅设置在位于最下方的棱上，为了保证研磨的覆盖区域足够大(足以覆盖LED芯片的顶面)，研磨件上的凸起的分布与研磨件的运动方向是相关联的。具体的，研磨件的形状为圆盘结构，研磨件在工作时的运动为旋转运动时，每一个所述凸起位于最下方的棱指向所述研磨件的轴线，研磨粒4沿对应的棱排布成一直线，对于研磨件而言，研磨粒4排布为若干道放射线的结构。在研磨件做旋转运动时，多条棱上的研磨粒4依次对LED芯片进行研磨。

另外的，针对研磨件做平动振荡运动的实施情况，可选的实施方式，在所述凸起为三棱柱结构时，所有所述凸起位于最下方的棱相互平行。

综上，本发明实施例提供了一种用于LED失效检测的研磨件，利用透光通道1供LED芯片的反射光线透出，从而使外部设备能够对LED芯片的表面进行观察，在研磨件作业过程中实时获取LED芯片的表面影像，更为准确的了解LED芯片的结构；针对研磨件所需的功能，对研磨件研磨面的微结构进行再设计，保证了研磨件的研磨功能，且保证了光线能够从研磨件中透出；由于透光通道1的非连续设置特性，将透光通道1的位置与LED芯片的表面位置相关联，保证了图像重构的可行性；进一步的，利用折射材料填充透光通道1，使透光通道1的观察位置更靠近研磨粒4一侧，保证了观察的实时性。

以上对本发明实施例所提供的一种研磨件进行了详细介绍，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方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，包括主体；

所述主体具有在竖直方向上相正对设置的研磨面和观察面；

在所述研磨面上设置有若干个凸起，所述凸起为棱锥结构或三棱柱结构；

在所述凸起为棱锥结构时，每一个凸起的底面位于上方，每一个凸起的尖端朝向下方且每一个凸起的尖端上设置有研磨粒，每一个凸起的侧面为倾斜面；

在所述凸起为三棱柱结构时，每一个凸起的其中一个侧面位于上方，每一个凸起的其余侧面为倾斜面，每一个凸起的其中一条棱朝向下方且每一条位于最下方的棱上设置有研磨粒；

每一个倾斜面至所述观察面之间至少存在一条沿竖向布置的透光通道，所述透光通道中充满折射介质。

2.如权利要求1所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，所述透光通道包括进光通道，所述进光通道的周壁为反光层。

3.如权利要求2所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，所述透光通道包括出光通道，所述出光通道的周壁为吸光层。

4.如权利要求1所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，所有凸起的倾斜面的倾斜率相同。

5.如权利要求1所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，还包括反射挡板，所述反射挡板设置在所述主体上方；

所述反射挡板朝向所述主体一侧的表面为反射面，所述反射面上设置有若干个子反射面，每一个所述子反射面与对应的一条所述透光通道相正对；

所述反射挡板上设置有若干个通孔，每一个所述通孔与对应的一条所述透光通道相正对。

6.如权利要求5所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，所述子反射面与水平面之间的夹角角度为45度。

7.如权利要求5所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，所有所述子反射面的朝向相同。

8.如权利要求1所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，在所述凸起为三棱柱结构时，所述研磨件的形状为圆盘结构，每一个所述凸起位于最下方的棱指向所述研磨件的轴线。

9.如权利要求8所述的用于LED失效检测的研磨件，其特征在于，在所述凸起为三棱柱结构时，所有所述凸起位于最下方的棱相互平行。

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