CN207007714U - 荧光材膜片的检测装置 - Google Patents

Abstract

一种荧光材膜片的检测装置，包含有：一样品载台、一光检测模组及一分析组件；该样品载台具有一载物部能够容置一荧光材膜片；该光检测模组包含有一光源及一光谱仪，该光源及该光谱仪安装在该样品载台的相对两侧，该光检测模组与该样品载台能产生相对移动；该分析组件与该光谱仪连接，该分析组件设一滤光模组，用于消除环境误差并将一原始光谱转换为一修正光谱，并与分析组件内的一标准光谱比对，以分析该荧光材膜片的特性，不仅可快速检测，并可提升检测的准确性。

Description

荧光材膜片的检测装置

技术领域

本实用新型有关一种荧光材膜片的检测装置，特别是一种具有高检测效率、高便利性以及高准确性的荧光材膜片的检测装置。

背景技术

发光二极管(LED, Light-emitting diode)与传统光源比较，发光二极管具有体积小、省电、发光效率佳、寿命长、操作反应速度快、且无热辐射与水银等有毒物质的污染等优点，因此近几年来，发光二极管的应用面已极为广泛。在制作发光二极管光源时，一般将发光二极管晶粒与荧光粉混合封装在一起以形成封装元件，用以发出特定颜色的光线。然后量测封装元件的光谱、CIE坐标等光学资料，以确定封装元件是否符合产品的要求。若不符合要求，则必须调整荧光粉的比例然后重新制作封装元件，然后重复量测的过程。

白光LED的应用自中国台湾90年以来逐年增长，至中国台湾95年以后大放异彩，截至目前为止，其在显示器背光的应用已几乎达100%使用率，一般照明使用也已经超越65%，其他如车灯，商用照明等等也已经有充分的技术进行渗透取代。所以，国内外大厂无不积极参与产品的升级与创新研发，因此，各项资源的投入无不以提高产品技术门坎，避免削价竞争为主要方向。

有鉴于此，国内LED封装应用厂正着眼于相关新型高性能LED封装技术，其中芯片级封装(CSP, Chip Scale Package)就是其中的一个重要方向；目前市面上的芯片级封装主要有以下三大主流封装结构。

a. 采用硅胶荧光粉压制而成，光效高，但是顶部和四周的色温一致性控制较差。

b. 采用周围二氧化钛保护再覆荧光膜，光的一致性和指向性佳。

c. 采用荧光膜全覆盖，再加透明硅胶固定成型，光效高。

在前述芯片级封装以荧光膜片的最为受关注，无论是在背光或车灯的应用，使用荧光膜片的LED都有其光学与成本上的优势；然而，因为这类产品属于新制程封装，各个材料供货商均尚未完成检验手法的开发，这也使得封装厂在研发应用与品质控管上的困难，所以一套适合这类荧光膜片的检验***就成了这个产业目前亟待解决的技术瓶颈。

目前业界针对芯片级封装的检测手段，仅是透过粗浅地改良既有的封装量测设备规格来使用，因此造成低准确度，低良率的量测结果。而国外如日本虽有开发类似的专用设备，但同样存在低准确度的问题。其量测不准确的原因在于：实际封装与量测的差异性主要来自于荧光膜片以动态多点量测时的光学环境所造成；通常量测时，样品与激发光源之间存在双方可移动的间隙，这一定会有不可预测的光逸散（漏光）产生，这样的光学环境会使得直接侦测的光谱蓝光过量或荧光膜片放光不足，而无法真实的反应出使用荧光膜片封装完成LED的正确光谱。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题即在提供一种荧光材膜片的检测装置，其具有高检测效率、高便利性以及高准确性的优点；消除环境所造成的误差，藉由储存装置以及处理单元比对资料能得到趋近标准值的数据，藉以快速判断荧光材膜片为良品或不良品。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

提供一种荧光材膜片的检测装置，包含有：一样品载台、一光检测模组及一分析组件；该样品载台由一透明材料所构成的平台结构，该样品载台具有一载物部；该光检测模组包含有一光源、一光谱仪以及一积分球，该光源及该积分球分别安装在该样品载台的相对两侧，该积分球具有一光入口及一光出口，该光源对应该光入口而设置，该光谱仪对应该光出口而设置；该分析组件与该光谱仪连接，该分析组件包含有一储存单元、一滤光模组以及一处理单元，该处理单元与该储存单元及该滤光模组讯号连接。

在某些实施方式中，该滤光模组设有一计算单元。

在某些实施方式中，该计算单元选自下列各数学模式单元所组成的群组中至少其中之一：常数型数学模式单元、线性型数学模式单元、抛物线型数学模式单元、指数型数学模式单元、指数成长型数学模式单元及对数型数学模式单元。

在某些实施方式中，该样品载台进一步与一移动组件连结。

在某些实施方式中，该光源与该积分球进一步与一移动组件连结。

在某些实施方式中，该样品载台与该光源之间设有一光学聚光元件。

在某些实施方式中，该样品载台与该积分球之间更包含有一滤光元件。

在某些实施方式中，该光源可配置一第一光纤组件。

在某些实施方式中，该积分球可配置一第二光纤组件。

在某些实施方式中，该第一光纤组件及该第二光纤组件分别配置于该样品载台相对的两侧。

本实用新型所产生的技术效果：本实用新型透过该样品载台与该光检测模组产生的相对移动下，取得一荧光材膜片的多点原始光谱，藉由该分析组件内的该储存单元、该滤光模组以及该处理单元进行转换以产生一修正光谱并与一标准光谱比对，因而可快速检测出该荧光材膜片为良品或不良品，并判断出该片荧光材膜片的特性，换言的即是透过本实用新型所提供的检测设备能更精确的检验出荧光材膜片的良率。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施方式***图。

图2为本实用新型的较佳实施方式***图。

图3为本实用新型的第二实施方式***图。

图4为本实用新型的第三实施方式***图。

图5为分析组件的结构示意图。

图号说明：

样品载台1

载物部11

光检测模组2

光源21

第一光纤组件211

光谱仪22

积分球23

光入口231

光出口232

第二光纤组件233

分析组件3

储存单元31

滤光模组32

计算单元321

处理单元33

移动组件4

光学聚光元件5

滤光元件6

横向X

光束L。

具体实施方式

请同时参阅图1、2及图5其本实用新型荧光材膜片的检测装置的第一实施方式，该荧光材膜片的检测装置其主要包含有：一样品载台1、一光检测模组2及一分析组件3所构成。

该样品载台1由一透明材料所构成的平台结构，该样品载台1具有一载物部11能够用于容置一荧光材膜片(图未绘出)，在前述的透明材料选用例如石英、玻璃或PC(Polycarbonate)、PMMA(Polymethylmethacrylate)等塑料材料制造出的结构，该样品载台1的外型以及该载物部11的形状可依该荧光材膜片的尺寸、形状制造。

该光检测模组2主要包含有一光源21、一光谱仪22以及一积分球(IntegratingSphere)23所组成，该光源21及该积分球23分别安装在该样品载台1的相对两侧，且该光检测模组2与该样品载台1能够产生至少一横向X及一纵向(图未示出)相对移动，该横向与该纵向互相垂直；该积分球23具有一光入口231及一光出口232，该光源21对应该光入口231而设置，该光谱仪22对应该光出口232而设置。本实用新型较佳的实施方式如图2所示，该样品载台1可与一移动组件4连结，透过该移动组件4能够驱动该样品载台1能够相对于该光检测模组2的该光源21及该积分球23移动而产生该横向X及该纵向的位移，图中仅示出该横向X为表示；或者，该光检测模组2在该光源21及该光谱仪22分别安装有该移动组件4，以驱动该光检测模组2的该光源21及该积分球23能够相对于该样品载台1移动而产生该横向X及该纵向的位移。在前述的该移动组件4至少设有一驱动件(图未绘出)，该驱动件为步进马达、伺服马达或手动操控件。

该样品载台1与该光源21之间更可设有一光学聚光元件5，前述的该光源21可以选用发光二极管、雷射，或该光源21为经过单光器的该光源21，藉由该光学聚光元件5将该光源21所放射的一光束L聚焦于该荧光材膜片，该光束L通过该荧光材膜片后由该光入口231进入该积分球23，在该积分球23内漫反射后，由该光出口232射出以进入该光谱仪22。在前述的实施方式中，该样品载台1与该光学聚光元件5连结该移动组件4，或该光学聚光元件5藉由该样品载台1连结该移动组件4，该移动组件4使得该样品载台1及该光学聚光元件5能够同步地相对于该光检测模组2的该光源21及该积分球23移动而产生该横向X的位移。

该分析组件3与该光谱仪22连接，该分析组件3能够取得如前所述的该光束L通过该荧光材膜片后且由该光出口232射出以进入该光谱仪22所产生的一原始光谱；该分析组件3包含有一储存单元31、一滤光模组32以及一处理单元33，该处理单元33与该储存单元31及该滤光模组32讯号连接；该储存单元31主要储存该荧光材膜片的标准光谱；该滤光模组32包含能够消除误差的方式的一计算单元321，将取得的该原始光谱带入该滤光模组32并以该计算单元321进行计算以消除环境误差，并且于前述的计算后产生一修正光谱，该处理单元33将前述该修正光谱重新计算转换为相关的光学数据并与该储存单元31中的该标准光谱进行比对，因而可快速检测出该荧光材膜片为良品或不良品，以及分析该荧光材膜片的特性。

请参阅图1、2及图5，于实际运作时，首先将该荧光材膜片放入该样品载台1的该载物部11上，该光源21产生该光束L投射于该荧光材膜片，再进入该积分球23后由该光谱仪22取得该荧光材膜片的该原始光谱；接着透过该移动组件4带动该样品载台1进行该横向X及该纵向的二维位移，在此状态下，该光检测模组2与该样品载台1产生相对移动，以连续式逐点使该光谱仪22取得该荧光材膜片的不同位置的该原始光谱，于后续提供给该分析组件3进行比对分析。为了克服前述习用量测结构有不可预期的光散逸(漏光)或者环境蓝光影响分析，因此，该分析组件3的该滤光模组32主要是将自该光谱仪22所取得的该原始光谱以该计算单元321进行计算以消除环境误差，修正为适当的激发(一般为蓝光)与放光比例，以产生贴近实际封装应用的该修正光谱；而在大多数的情况下为减少蓝光附近的波长(350nm~550nm)的强度，以产生贴近实际封装应用的该修正光谱，接着藉由处理单元33将该修正光谱计算出相关光学数据并与该储存单元31中的该标准光谱进行比对，可以得到荧光材膜片的特性是否合乎标准值。其中，该滤光模组32所转换的该修正光谱可经由处理单元33演算出下列数据：CIE坐标、亮度、量子效率、色温、演色性等等，这可提升检测的准确性，亦可达到高检测效率及高便利性的功效。

在上述的该滤光模组32中，较佳的实施方式如下：该滤光模组32取得该原始光谱后藉由该滤光模组32内的该计算单元321转换为该修正光谱，该计算单元321含有一数学代数方程式进行运作以将该原始光谱转换为该修正光谱，其中该原始光谱、该数学代数方程式及该修正光谱的关系可以下列数学是表示：R(λ)= I(λ) x M(λ)，λ代表波长；R(λ)代表该修正光谱，R(λ)表示该修正光谱在波长λ时的强度(Intensity)；I(λ) 代表该原始光谱，I(λ)表示该原始光谱在波长λ时的强度(Intensity)；M(λ)为该数学代数方程式，M(λ)表示在波长λ时经该数学代数方程式计算后的强度(Intensity)值。

在上述的该滤光模组32内的该计算单元321的该数学代数方程式选自下列各数学模式单元所组成的群组中至少其中之一：常数型数学模式单元、线性型数学模式单元、抛物线型数学模式单元、指数型数学模式单元、指数成长型数学模式单元及对数型数学模式单元。

常数型数学模式单元，该数学代数方程式为M(X)= C；

线性型数学模式单元，该数学代数方程式为M(X)=AX+B；

抛物线型数学模式单元，该数学代数方程式为M(X)=AX²+BX+C；

指数型数学模式单元，该数学代数方程式为Ｍ(X)=A+Be^X；

该数学代数方程式为Ｍ(X)=(A/(B+e^-X))C时，用于指数成长型数学模式单元；

对数型数学模式单元，该数学代数方程式为M(X)=A+BlnX；

上述中，Ｘ是波长λ的函数，A及B为非零的系数，C为常数。

其中，该数学代数方程式以指数成长型为最佳的数学模式，其中：Ｍ(X)=(A/(B+e^-X))^C，A=1，B=1，C>0，X=(λ-a)/b; a介于100至500之间并包含端值; b介于0.1至60之间并包含端值。

请一并参阅图3，其本实用新型第二实施方式，其主要具有第一实施方式所有的技术特征外，该样品载台1与该积分球23之间更包含有一滤光元件6，例如一滤光片，该滤光元件6主要能够消除环境中的蓝光，该滤光元件6主要为可选择不同波长透光率的半透光材料，一般选用蓝光通过率(以455nm为例)大约为20%至80%的材料制作，而以大约为30%至65%为最佳的选用范围。

请再一并参阅图4，其本实用新型第三实施方式，本实用新型中所有光行进路径皆可连结光纤组件做为辅助件，有利于机构整***置配置设计。例如该光源21可配置一第一光纤组件211，该第一光纤组件211能够将该光源21所放射的该光束引导聚焦于该荧光材膜片；该积分球23可配置一第二光纤组件233，该第二光纤组件233能够将通过该荧光材膜片的该光束引导进入该光入口231；该第一光纤组件211及该第二光纤组件233分别配置于该样品载台1相对的两侧。

Claims (10)

1.一种荧光材膜片的检测装置，其特征在于，包含有：

一样品载台(1)，由一透明材料所构成的平台结构，该样品载台(1)具有一载物部(11)；

一光检测模组(2)，包含有一光源(21)、一光谱仪(22)以及一积分球(23)，该光源(21)及该积分球(23)分别安装在该样品载台(1)的相对两侧，该积分球(23)具有一光入口(231)及一光出口(232)，该光源(21)对应该光入口(231)而设置，该光谱仪(22)对应该光出口(232)而设置；

一分析组件(3)，与该光谱仪(22)连接，该分析组件(3)包含有一储存单元(31)、一滤光模组(32)以及一处理单元(33)，该处理单元(33)与该储存单元(31)及该滤光模组(32)讯号连接。

2.如权利要求1所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该滤光模组(32)设有一计算单元(321)。

3.如权利要求2所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该计算单元(321)选自下列各数学模式单元所组成的群组中至少其中之一：常数型数学模式单元、线性型数学模式单元、抛物线型数学模式单元、指数型数学模式单元、指数成长型数学模式单元及对数型数学模式单元。

4.如权利要求3所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该样品载台(1)与一移动组件(4)连结。

5.如权利要求3所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该光源(21)与该积分球(23)与一移动组件(4)连结。

6.如权利要求4或5所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该样品载台(1)与该光源(21)之间设有一光学聚光元件(5)。

7.如权利要求6所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该样品载台(1)与该积分球(23)之间包含有一滤光元件(6)。

8.如权利要求7所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该光源(21)配置一第一光纤组件(211)。

9.如权利要求8所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该积分球(23)配置一第二光纤组件(233)。

10.如权利要求9所述的荧光材膜片的检测装置，其特征在于，该第一光纤组件(211)及该第二光纤组件(233)分别配置于该样品载台(1)相对的两侧。