一種倒裝led芯片在線檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種倒裝LED芯片在線測試裝置，該裝置包括：工作臺模塊、運輸傳輸組件、收光測試組件、探針測試平臺以及精密對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中，在工作中，運輸傳輸組件可以運輸待測試倒裝LED芯片到合適的工作區(qū)域，使待測試倒裝LED芯片對準(zhǔn)收光測試組件的收光口處，調(diào)整位姿之后，啟動探針測試平臺，使探針與待測試的芯片接觸通電，使芯片發(fā)亮，從而收光測試組件可以對其進(jìn)行檢測。按照本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)，能夠成功地解決倒裝LED芯片電機和發(fā)光面不同側(cè)的問題，并且采用了精密圖像運動控制技術(shù)，實現(xiàn)了倒裝LED芯片的高速精密測試，加快了芯片的檢測效率。
【專利說明】一種倒裝LED芯片在線檢測裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于倒裝LED芯片檢測領(lǐng)域，更具體地，涉及一種面向倒裝LED芯片的全自動在線檢測裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]倒裝LED芯片較之傳統(tǒng)正裝LED芯片，光效和生產(chǎn)成本均有不同程度的改善，倒裝LED芯片的重要性也愈發(fā)突出，同時也對其對應(yīng)的檢測技術(shù)與設(shè)備提出了新的要求，倒裝LED芯片在線檢測設(shè)備用于完成倒裝LED芯片光電參數(shù)的檢測并按參數(shù)分類生成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文檔，配合LED分選設(shè)備實現(xiàn)對倒裝LED芯片的分類，提升產(chǎn)品附加值。
[0003]現(xiàn)有LED芯片檢測設(shè)備多針對正裝LED芯片，而隨著倒裝LED芯片的大規(guī)模應(yīng)用，且常用的正裝LED芯片的檢測設(shè)備亦不能簡單照搬過來使用，因此，開發(fā)新的倒裝LED芯片的檢測測試設(shè)備和方法也隨之顯得極為重要，例如現(xiàn)有技術(shù)中的專利文獻(xiàn)CN103149524A公開了一種倒裝LED芯片的測試機及其測試方法，但是該種測試機和測試方法具有如下的技術(shù)缺陷:(I)沒有考慮到如何更好地實現(xiàn)各組成部件的快速配合；(2)沒有考慮到如何提高收光測試的效率和測試精度如何提高。隨著LED行業(yè)的快速發(fā)展和倒裝LED芯片生產(chǎn)技術(shù)的提高，必須研發(fā)更好地針對倒裝LED芯片的快速在線檢測設(shè)備。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種倒裝LED芯片在線檢測裝置，由此解決倒裝LED芯片的智能、快速且精確的測試問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種一種倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，該裝置包括:工作臺模塊、收光測試組件、運輸傳輸組件、探針測試平臺、精密對準(zhǔn)系統(tǒng)，其中工作臺模塊包括載物臺，其上設(shè)置有用于裝載多個待測試芯片的盤片，所述工作臺模塊設(shè)置于運輸傳輸組件之上，在其帶動運輸作用下實現(xiàn)所述工作臺模塊上待測試芯片的定位；
[0006]收光測試組件設(shè)置于所述工作臺模塊之下，其包括積分球組件、光學(xué)測試組件；所述積分球組件包括積分球模塊、積分球夾具以及積分球升降裝置；其中所述積分球模塊包括積分球，所述積分球升降裝置在所述待測試倒裝LED芯片完成定位后，將所述積分球推動至所述待測芯片的發(fā)光平面并頂緊貼近所述盤片；所述光學(xué)測試組件用于接收并分析積分球收集的待測試的光信號并對其進(jìn)行分析；
[0007]探針測試平臺設(shè)置于所述工作臺模塊之上，其包括探針座、探針座升降裝置以及探針，其中探針座升降裝置用于帶動所述探針座升降以完成所述探針與所述待測試芯片的接觸和脫離，從而實現(xiàn)通電點亮所述待測試倒裝LED芯片，實現(xiàn)測試。
[0008]進(jìn)一步地，所述積分球的積分口處設(shè)置有板片，其上設(shè)置為平面，由此完成使所述積分球頂緊貼近所述盤片，所述板片的透光率在92 %以上且硬度在莫氏硬度6以上。
[0009]進(jìn)一步地，所述板片的材料為石英玻璃、K9玻璃、熔石英、寶石、氟化鈣或氟化鎂中的一種。
[0010]進(jìn)一步地，所述積分球模塊底部還設(shè)置有積分球90°轉(zhuǎn)接頭。
[0011]進(jìn)一步地，該在線檢測裝置還包括精密對準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括兩個攝像頭，一個位于掃描區(qū)用于掃描所述待測芯片的位姿，一個位于檢測區(qū)用于實現(xiàn)所述探針測試平臺的所述探針的對準(zhǔn)。
[0012]進(jìn)一步地，所述工作臺模塊上還包括有旋轉(zhuǎn)軸電機，其傳動皮帶纏繞所述載物臺，用于控制其旋轉(zhuǎn)運動，從而調(diào)整所述待測芯片的位姿。
[0013]進(jìn)一步地，所述掃描的位姿信息包括從所述掃描區(qū)到所述測試區(qū)的每塊所述待測試的倒裝LED芯片對應(yīng)的運輸傳輸組件和所述旋轉(zhuǎn)軸電機的運動坐標(biāo)。
[0014]進(jìn)一步地，所述運輸傳輸組件包括X軸模塊和Y軸模塊，從而實現(xiàn)X/Y兩個軸向的運動，其中X軸模塊包括X軸導(dǎo)軌、X軸基座以及驅(qū)動所述X軸基座沿所述X軸導(dǎo)軌往復(fù)運動的驅(qū)動裝置；其中Y軸模塊包括Y軸導(dǎo)軌、Y軸基座以及驅(qū)動所述Y軸基座沿所述Y軸導(dǎo)軌往復(fù)運動的驅(qū)動裝置。
[0015]進(jìn)一步地，所述在線檢測裝置設(shè)置于一底座上，其上設(shè)置有一個支架，所述運輸傳輸組件設(shè)置于所述底座上且位于所述支架下，所述探針測試平臺設(shè)置于所述支架上。
[0016]進(jìn)一步地，包括所述積分球升降裝置包括氣缸固定板以及推進(jìn)氣缸，所述氣缸固定板固定于底座上，所述推進(jìn)氣缸的主體嵌入在所述底座內(nèi)。
[0017]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0018](I)本發(fā)明的裝置的組成更加復(fù)雜與精密，對在線測試的智能化和提高測試精度和測試效率有極大的幫助；
[0019](2)本發(fā)明創(chuàng)新地把特定材料的板片裝到積分球的收光口處，不僅使機械結(jié)構(gòu)更緊湊，而且更利于積分球收光并防止灰塵進(jìn)入積分球。
[0020]總之，本發(fā)明具有設(shè)計巧妙、定位精度高、整機穩(wěn)定性好等突出特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是按照本發(fā)明實現(xiàn)的倒裝LED芯片檢測裝置的整體示意圖；
[0022]圖2是按照本發(fā)明實現(xiàn)的倒裝LED芯片檢測裝置的盤片工作臺和運輸傳輸系統(tǒng)的細(xì)節(jié)示意圖；
[0023]圖3是按照本發(fā)明實現(xiàn)的倒裝LED芯片檢測裝置的俯視圖。
[0024]在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0025]1-工作臺模塊2-收光測試組件3-運輸傳輸組件4-探針測試平臺5-精密對準(zhǔn)系統(tǒng)6-石英玻璃7-掃描區(qū)8-檢測區(qū)9-底座10-支架11-載物臺111-盤片12-旋轉(zhuǎn)軸電機21-積分球組件211-積分球模塊212-積分球夾具213-積分球升降裝置2131-氣缸固定板2132-推進(jìn)氣缸2111-積分球2112-積分球90°轉(zhuǎn)接頭22-光學(xué)測試組件221-亮度探頭222-光纖223-遮光片31-X軸模塊32-Y軸模塊311-X軸基座312-X軸導(dǎo)軌313-X軸驅(qū)動裝置321-Y軸基座322-Y軸導(dǎo)軌323-Y軸驅(qū)動裝置41-探針座42-探針座升降裝置43-探針

【具體實施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0027]本實施例中倒裝LED芯片測試裝置包括工作臺模塊1、收光測試組件2、運輸傳輸組件3、探針測試平臺4、精密對準(zhǔn)系統(tǒng)5 ;
[0028]其中工作臺模塊I包括載物臺11、旋轉(zhuǎn)軸電機12 ；
[0029]其中收光測試組件2包括積分球組件21和光學(xué)測試組件22，其中積分球模塊21包括積分球模塊211、積分球夾具212、積分球升降裝置213 ;
[0030]其中積分球模塊211包括積分球2111、積分球90°轉(zhuǎn)接頭2112 ;
[0031]光學(xué)測試組件22包括亮度探頭221、光纖222以及后續(xù)的光學(xué)參數(shù)分析裝置；積分球升降裝置213包括氣缸固定板2131、推進(jìn)氣缸2132 ;積分球2111裝置的開口設(shè)置有石英玻璃6 ;
[0032]運輸傳輸組件3包括X軸模塊31、Y軸模塊32 ;其中X軸模塊31包括X軸基座311、X軸導(dǎo)軌312，以及驅(qū)動所述X軸基座311沿X軸導(dǎo)軌312往復(fù)運動的X軸驅(qū)動裝置313，該X軸驅(qū)動裝置可為電機等；Y軸模塊32包括Y軸基座321、Y軸導(dǎo)軌322，以及驅(qū)動所述Y軸基座321沿Y軸導(dǎo)軌322往復(fù)運動的Y軸驅(qū)動裝置323，該Y軸驅(qū)動裝置可為電機等;
[0033]其中探針測試平臺4包括探針座41、探針座升降裝置42、探針43 ;探針座升降裝置42可控制探針座41上下移動，從而控制探針43與待測試倒裝LED芯片的引腳接觸和脫離，而探針座41可給探針43通電，從而實現(xiàn)LED芯片的通電點亮狀態(tài)下的光學(xué)參數(shù)測試。
[0034]精密對準(zhǔn)系統(tǒng)5包括兩個視覺系統(tǒng)，一個位于掃描區(qū)7、一個位于檢測區(qū)8 ;
[0035]進(jìn)一步地，本實施方式中所涉及的倒裝LED芯片在線檢測裝置的設(shè)置情況如下:
[0036]本發(fā)明的倒裝LED芯片LED在線檢測裝置設(shè)置于一底座9上，底座上設(shè)置一支架10 ;運輸傳輸組件3用于裝載待測試的LED倒裝LED芯片，其設(shè)置于支架10的下方，收光測試組件2設(shè)置于底座9上，探針測試平臺4設(shè)置于支架10上，即是通過運輸傳輸組件3的運動將載物臺運輸?shù)綑z測區(qū)8，設(shè)置于支架10上的探針測試平臺4控制探針43與待測試的LED倒裝LED芯片的引腳接觸，通電點亮LED發(fā)光芯片，設(shè)置于底座9上的收光測試組件3上升對準(zhǔn)待測試倒裝LED芯片的發(fā)光側(cè)，進(jìn)而對其光學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測。
[0037]其中載物臺11設(shè)置于X軸基座311上，可在X軸驅(qū)動裝置的作用下隨著X軸基座311在X方向上往復(fù)運動，其中載物臺上設(shè)置有盤片111，其用來裝載待測試的倒裝LED芯片，其中旋轉(zhuǎn)軸電機12的帶動皮帶纏繞于盤片111上，從而可以實現(xiàn)盤片的旋轉(zhuǎn)運動，達(dá)到調(diào)整待測試LED倒裝LED芯片的位姿的目的，其中盤片111上裝載有若干個待測試的倒裝LED芯片；
[0038]本發(fā)明中，在線檢測整體裝置的工作原理如下:
[0039]首先由傳輸運輸組件3的X軸模塊31、Υ軸模塊32將載物臺11移動至掃描區(qū)7的視覺系統(tǒng)的下方，通過旋轉(zhuǎn)軸電機12來調(diào)整盤片的姿態(tài)，進(jìn)行視覺設(shè)定，該視覺設(shè)定主要涉及圖像處理相關(guān)的設(shè)定，目的是找到待測試芯片在檢測區(qū)視覺系統(tǒng)正下方的電機坐標(biāo)，視覺設(shè)定后可開始進(jìn)行掃描動作，其中掃描動作需要得到盤片上各芯片的位置和姿態(tài)，掃描的完成主要由傳輸運輸組件3的X軸模塊31、Y軸模塊32以及掃描區(qū)的視覺系統(tǒng)配合完成，因為掃描系統(tǒng)需要得到盤片111上放置的各芯片的位置和姿態(tài)。
[0040]掃描完成后的盤片111通過傳輸運輸組件3運輸至檢測區(qū)8的視覺系統(tǒng)的下方，完成后探針測試平臺4的探針座升降裝置42升降，待探針座41中的探針43的針尖觸碰到芯片，調(diào)整收光測試組件2中的積分球升降裝置213，使積分球2111頂緊盤片111，并進(jìn)行試檢，試檢通過之后即可開始進(jìn)行光學(xué)參數(shù)的檢測，完成在線檢測后探針43上升，運輸傳輸組件3的X軸模塊31、Y軸模塊32和旋轉(zhuǎn)軸電機12配合調(diào)整盤片111，使探針座41上的探針43對準(zhǔn)下一個待測試的LED倒裝LED芯片，進(jìn)行下一個芯片的檢測，如此反復(fù)。
[0041]其中本發(fā)明的收光測試組件2的具體設(shè)置情況如下:
[0042]將石英玻璃6設(shè)置在積分球2111的收光口處，不僅使機械結(jié)構(gòu)更加緊湊，而且更有利于積分球2111收光并防止灰塵進(jìn)入積分球2111。產(chǎn)生足夠的力，作為一個支撐面，來對待測試芯片提供足夠向上的支撐力，以解決待測試芯片的姿態(tài)在測試引腳下壓接觸時的不穩(wěn)定性的問題。
[0043]當(dāng)然此石英玻璃6可以為多種材料，其它材料例如Κ9玻璃、熔石英、寶石、氟化鈣或氟化鎂也可，只要滿足透光率在92%以上且硬度在莫氏硬度6以上的材料來作為板片即可。
[0044]積分球升降裝置213包括氣缸固定板2131以及推進(jìn)氣缸2132，氣缸固定板2131固定于底座9上，推進(jìn)氣缸2132主體嵌于底座9內(nèi)部，其中收光測試組件2的積分球夾具212為支架形式，其設(shè)置于推進(jìn)氣缸2132的滑塊上，積分球2111的一側(cè)通過光纖222連接到后續(xù)的光學(xué)參數(shù)分析裝置，積分球2111的另外一側(cè)設(shè)置有亮度探頭221，積分球2111的出光口設(shè)置有遮光片223，其中積分球2111的出光口的下部還設(shè)置有積分球90°轉(zhuǎn)接頭2112，其作用是將垂直的收光轉(zhuǎn)化為水平方向的收光通過光纖222轉(zhuǎn)出，由此可以解決積分球2111在上升和下降的過程中對收光的光纖產(chǎn)生彎折，由此帶來的測試收光的損耗。
[0045]另外，針對本發(fā)明的倒裝LED芯片在線檢測裝置的使用方法如下:
[0046](I)運輸傳輸組件3將載物臺11的上的待測試芯片移動至積分球2111的收光口的上方；
[0047](2)積分球升降裝置213向上運動并使積分球上升并頂緊盤片111，使該積分球2111的收光口對準(zhǔn)待測試的倒裝LED芯片；
[0048](3)探針測試平臺4控制探針43向下運動并對準(zhǔn)倒裝LED芯片的兩極；
[0049](4)探針座41給探針43通電并點亮倒裝LED芯片，積分球2111收光送予后續(xù)的光學(xué)參數(shù)分析裝置完成測試。
[0050]完成上述的測試步驟之后，整個倒裝LED芯片測試裝置在運輸傳輸組件的帶動盤片111運動到下一個待測試的點，從而循環(huán)完成步驟(1)-(4)，從而完成盤片上所有倒裝LED芯片的測試。
[0051]本發(fā)明通過巧妙的機械設(shè)計將收光組件積分球、亮度傳感器、光纖等置于倒裝LED芯片發(fā)光平面下方，成功解決倒裝LED芯片檢測問題，并可應(yīng)用于倒粧芯片的在線測試，具有較高的市場競爭力。
[0052]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，該裝置包括:工作臺模塊(I)、收光測試組件(2)、運輸傳輸組件(3)、探針測試平臺(4)、精密對準(zhǔn)系統(tǒng)(5)， 其中工作臺模塊(I)包括載物臺(11)，其上設(shè)置有用于裝載多個待測試芯片的盤片(111)，所述工作臺模塊(I)設(shè)置于運輸傳輸組件(3)之上，在其帶動運輸作用下實現(xiàn)所述工作臺模塊(I)上待測試芯片的定位； 收光測試組件(2)設(shè)置于所述工作臺模塊(I)之下，其包括積分球組件(21)、光學(xué)測試組件(22);所述積分球組件(21)包括積分球模塊(211)、積分球夾具(212)以及積分球升降裝置(213);其中所述積分球模塊(211)包括積分球(2111)，所述積分球升降裝置(213)在所述待測試倒裝LED芯片完成定位后，將所述積分球(2111)推動至所述待測芯片的發(fā)光平面并頂緊貼近所述盤片(111);所述光學(xué)測試組件(22)用于接收并分析積分球收集的待測試的光信號并對其進(jìn)行分析； 探針測試平臺(4)設(shè)置于所述工作臺模塊(I)之上，其包括探針座(41)、探針座升降裝置(42)以及探針(43)，其中探針座升降裝置(42)用于帶動所述探針座(41)升降以完成所述探針(43)與所述待測試芯片的接觸和脫離，從而實現(xiàn)通電點亮所述待測試倒裝LED芯片，實現(xiàn)測試。
2.如權(quán)利要求1所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述積分球(2111)的積分口處設(shè)置有板片，其上設(shè)置為平面，由此完成使所述積分球(2111)頂緊貼近所述盤片(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.如權(quán)利要求2所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述板片的材料為石英玻璃(6)、K9玻璃、熔石英、寶石、氟化鈣或氟化鎂中的一種。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述積分球模塊(211)底部還設(shè)置有積分球90°轉(zhuǎn)接頭(2112)。
5.如權(quán)利要求4所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，該在線檢測裝置還包括精密對準(zhǔn)系統(tǒng)(5)，其包括兩個攝像頭，一個位于掃描區(qū)(6)用于掃描所述待測芯片的位姿，一個位于檢測區(qū)(5)用于實現(xiàn)所述探針測試平臺(4)的所述探針(43)的對準(zhǔn)。
6.如權(quán)利要求5所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述工作臺模塊(I)上還包括有旋轉(zhuǎn)軸電機(33)，其傳動皮帶纏繞所述載物臺(2)，用于控制其旋轉(zhuǎn)運動，從而調(diào)整所述待測芯片的位姿。
7.如權(quán)利要求6所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述掃描的位姿信息包括從所述掃描區(qū)(6)到所述測試區(qū)(5)的每塊所述待測試的倒裝LED芯片對應(yīng)的運輸傳輸組件(3)和所述旋轉(zhuǎn)軸電機(33)的運動坐標(biāo)。
8.如權(quán)利要求7所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述運輸傳輸組件(3)包括X軸模塊(31)和Y軸模塊(32)，從而實現(xiàn)X/Y兩個軸向的運動，其中X軸模塊(31)包括X軸導(dǎo)軌(312)、X軸基座(311)以及驅(qū)動所述X軸基座(311)沿所述X軸導(dǎo)軌(312)往復(fù)運動的驅(qū)動裝置(313);其中Y軸模塊(32)包括Y軸導(dǎo)軌(322)、Y軸基座(321)以及驅(qū)動所述Y軸基座(321)沿所述Y軸導(dǎo)軌(322)往復(fù)運動的驅(qū)動裝置(323)。
9.如權(quán)利要求8所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，所述在線檢測裝置設(shè)置于一底座(9)上，其上設(shè)置有一個支架(10)，所述運輸傳輸組件(3)設(shè)置于所述底座(9)上且位于所述支架(10)下，所述探針測試平臺(4)設(shè)置于所述支架(10)上。
10.如權(quán)利要求9所述的倒裝LED芯片在線檢測裝置，其特征在于，包括所述積分球升降裝置(213)包括氣缸固定板(2131)以及推進(jìn)氣缸(2132)，所述氣缸固定板(2131)固定于底座(9)上，所述推進(jìn)氣缸(2132)的主體嵌入在所述底座(9)內(nèi)。
【文檔編號】G01R31/26GK104483617SQ201410851945
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月31日
【發(fā)明者】李斌, 宋憲振, 尹旭升, 陳騰飛, 湯瑞, 庫衛(wèi)東, 林康華, 賀松平 申請人:華中科技大學(xué), 廣東志成華科光電設(shè)備有限公司