一种倒装LED芯片收光测试机的制作方法

本实用新型涉及倒装LED芯片性能测试设备技术领域，特别涉及一种倒装LED芯片收光测试机。

背景技术：

随着LED技术的快速发展，LED路灯、LED闪光灯、LED强光手电筒、LED汽车大灯等产品开始进入普通人的生活，但由于传统正装 LED芯片受限于较小的功率、电流分布不够均匀和散热性能较差的原因，各大LED芯片企业将研发方向转向可以承受较高功率且散热能力较好的倒装LED芯片。

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，因此倒装LED芯片在LED技术应用中的重要性也愈发突出。在倒装LED芯片制造过程中，收光测试是判断芯片质量好坏的关键步骤。由于倒装LED芯片的结构与传统正装LED芯片具有较大区别，因此不能使用传统正装LED芯片的收光测试装置来对倒装LED芯片进行收光测试，需要开发出效率更高、成本更低的专门用于倒装LED芯片的收光测试装置。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种倒装LED芯片收光测试机，上料系统可同时放置多个待测倒装LED芯片，运输传输系统和精确对准系统相互配合，将测试系统逐个的对准待测倒装LED芯片，对准之后，上料系统将待测倒装LED芯片提升并贴靠在测试系统上，使得测试系统底部的一对测试探针接触待测倒装LED芯片的正负引脚并施加相应的测试电压，使待测倒装LED芯片发光，光线经收光口被积分球收集，通过光谱仪计算可得到待测倒装LED芯片的光学参数，测试探针可测得待测倒装LED芯片的电学参数，从而完成对待测倒装LED芯片的收光测试，可批量进行测试，测试效率高，成本低。

(二)技术方案

一种倒装LED芯片收光测试机，包括测试机本体，所述测试机本体包括控制系统、水平度调节系统、送料系统、运输传输系统、精确对准系统和测试系统，所述控制系统包括控制台，所述控制台内设有控制模块和图像处理模块，所述控制台的背面设有电源线，所述控制台的底部连接所述水平度调节系统，所述水平度调节系统包括上底座、下底座和调节螺杆，所述上底座的顶部与所述控制台的底部相连接，所述上底座的底部内侧设有内螺纹，所述调节螺杆的一端与所述下底座的顶部固定相连，所述调节螺杆的另一端与所述上底座的所述内螺纹相螺接，所述控制台的顶部前侧居中的设有送料系统，所述送料系统包括提升气缸、送料台和芯片载板，所述提升气缸的底座固定于所述控制台的顶部，所述提升气缸的活塞杆的端部居中的连接所述送料台的底部，所述送料台的顶部周向均匀的设有四根固定杆，所述芯片载板位于所述送料台的上方，所述芯片载板的顶部均匀的设有若干放置槽，所述放置槽的宽度与待测芯片的宽度相对应，所述芯片载板的顶部周向均匀的设有四个固定孔，所述固定孔的位置与所述固定杆相对应，所述芯片载板与所述送料台通过所述固定孔与所述固定杆相连接，所述运输传输系统包括X轴平台和Y轴平台，所述X轴平台位于所述控制台的顶部后侧，所述X轴平台包括X轴导轨和X轴滑动块，所述X轴导轨的底部与所述控制台的顶部相连接，所述X轴导轨内嵌有所述X轴滑动块，所述X轴滑动块可沿着所述X轴导轨滑动，所述X轴平台通过支撑板与所述Y轴平台相连接，所述Y轴平台包括 Y轴导轨和Y轴滑动块，所述支撑板的一端与所述X轴滑动块的顶部相连接，所述支撑板的另一端与所述Y轴导轨相连接，所述Y轴导轨为朝下设置，所述Y轴导轨内嵌有所述Y轴滑动块，所述Y轴滑动块可沿着所述Y轴导轨滑动，所述精确对准系统包括摄像头、第一位置传感器和第二位置传感器，所述摄像头朝下的设于所述Y轴滑动块的底部前侧，所述第一位置传感器位于所述X轴滑动块内，所述第二位置传感器位于所述Y轴滑动块内，所述Y轴滑动块的底部居中的设有测试系统，所述测试系统包括测试箱、积分球和一对测试探针，所述测试箱为中空结构，所述测试箱包括箱体，所述箱体的顶部与所述Y 轴滑动块相连接，所述箱体的底部居中的设有通光孔，所述箱体的内侧壁上设有向外凸起的连接块，所述积分球通过所述连接块与所述箱体的内侧壁相连接，所述积分球的收光口正对着所述通光孔，所述通光孔的孔径不小于所述收光口的口径，一对所述测试探针居中对称的设于所述箱体的底部两侧，一对所述测试探针的间距与所述放置槽的宽度相对应，所述摄像头、所述第一位置传感器和所述第二位置传感器连接所述控制模块的输入端，所述控制模块的输出端分别连接所述图像处理模块、所述X轴滑动块、所述Y轴滑动块、所述提升气缸、所述积分球和所述测试探针，所述电源线连接外部电源，所述外部电源为所述测试机本体提供工作电压。

进一步的，所述X轴滑动块和所述Y轴滑动块均为电子滑块。

进一步的，所述第一位置传感器和所述第二位置传感器均选用光电位置传感器。

进一步的，所述摄像头选用3D深度摄像头。

进一步的，所述控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128。

(三)有益效果

本实用新型提供了一种倒装LED芯片收光测试机，将待测倒装 LED芯片正面朝下的放入芯片载板的放置槽内，使得待测倒装LED芯片的正负引脚朝上，芯片载板上设置多个放置槽，可批量对待测倒装 LED芯片进行收光测试，提高了测试效率，同时芯片载板与送料台通过固定孔与固定杆的方式固定相连，可非常方便的对芯片载板进行快速拆装，省时省力，从而根据测试需要更换不同规格型号倒装LED芯片的芯片载板，满足了不同规格型号倒装LED芯片的收光测试需求，运输传输系统和精确对准系统相互配合，将测试系统逐个的对准待测倒装LED芯片，摄像头实时采集待测倒装LED芯片的位置信息，经图像处理模块处理之后送入控制模块进行分析，第一位置传感器实时采集X轴滑动块的位置信息，第二位置传感器实时采集Y轴滑动块的位置信息，控制模块结合摄像头的采集信息及第一位置传感器和第二位置传感器的反馈信号，控制X轴滑动块和Y轴滑动块相应的朝待测倒装LED芯片的方向滑动，使测试系统位于待测倒装LED芯片的正上方，此时提升气缸的活塞杆将送料台升起，使芯片载板贴近测试系统，测试系统底部的一对测试探针分别与待测倒装LED芯片的正负引脚相接触并施加相应的测试电压，使待测倒装LED芯片发光，发出的光线经通光孔被收光口进行收集，光线在积分球内部经过漫反射并通过光谱仪计算得到待测LED倒装芯片的光学参数，测试探针可测得待测倒装LED芯片的电学参数，从而完成对待测倒装LED芯片的收光测试，自动化及智能化程度高，水平度调节系统可针对某些地基不平整的特殊测试环境，以保证测试的准确性和有效性，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，测试精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，降低了测试成本，可广泛用于倒装LED芯片性能测试的其它场合。

附图说明

图1为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的结构示意图。

图2为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的水平度调节系统内部结构示意图。

图3为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的送料台及芯片载板的结构示意图。

图4为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的X轴平台横截面结构示意图。

图5为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的测试系统结构示意图。

图6为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的测试系统内部结构示意图。

图7为本实用新型所涉及的一种倒装LED芯片收光测试机的系统工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所涉及的实施例做进一步详细说明。

结合图1～图7，一种倒装LED芯片收光测试机，包括测试机本体，测试机本体包括控制系统、水平度调节系统、送料系统、运输传输系统、精确对准系统和测试系统，控制系统包括控制台1，控制台 1内设有控制模块和图像处理模块，控制台1的背面设有电源线，控制台1的底部连接水平度调节系统，水平度调节系统包括上底座2、下底座3和调节螺杆4，上底座2的顶部与控制台1的底部相连接，上底座2的底部内侧设有内螺纹5，调节螺杆4的一端与下底座3的顶部固定相连，调节螺杆4的另一端与上底座2的内螺纹5相螺接，控制台1的顶部前侧居中的设有送料系统，送料系统包括提升气缸6、送料台8和芯片载板10，提升气缸6的底座固定于控制台1的顶部，提升气缸6的活塞杆7的端部居中的连接送料台8的底部，送料台8 的顶部周向均匀的设有四根固定杆9，芯片载板10位于送料台8的上方，芯片载板10的顶部均匀的设有若干放置槽11，放置槽11的宽度与待测芯片的宽度相对应，芯片载板10的顶部周向均匀的设有四个固定孔12，固定孔12的位置与固定杆9相对应，芯片载板10 与送料台8通过固定孔12与固定杆9相连接，运输传输系统包括X 轴平台和Y轴平台，X轴平台位于控制台1的顶部后侧，X轴平台包括X轴导轨13和X轴滑动块14，X轴导轨13的底部与控制台1的顶部相连接，X轴导轨13内嵌有X轴滑动块14，X轴滑动块14可沿着 X轴导轨13滑动，X轴平台通过支撑板15与Y轴平台相连接，Y轴平台包括Y轴导轨16和Y轴滑动块17，支撑板15的一端与X轴滑动块14的顶部相连接，支撑板15的另一端与Y轴导轨16相连接，Y 轴导轨16为朝下设置，Y轴导轨16内嵌有Y轴滑动块17，Y轴滑动块17可沿着Y轴导轨16滑动，精确对准系统包括摄像头19、第一位置传感器和第二位置传感器，摄像头19朝下的设于Y轴滑动块17 的底部前侧，第一位置传感器位于X轴滑动块14内，第二位置传感器位于Y轴滑动块17内，Y轴滑动块17的底部居中的设有测试系统，测试系统包括测试箱18、积分球22和一对测试探针24，测试箱18 为中空结构，测试箱18包括箱体，箱体的顶部与Y轴滑动块17相连接，箱体的底部居中的设有通光孔20，箱体的内侧壁上设有向外凸起的连接块21，积分球22通过连接块21与箱体的内侧壁相连接，积分球22的收光口23正对着通光孔20，通光孔20的孔径不小于收光口23的口径，一对测试探针24居中对称的设于箱体的底部两侧，一对测试探针24的间距与放置槽11的宽度相对应，摄像头19、第一位置传感器和第二位置传感器连接控制模块的输入端，控制模块的输出端分别连接图像处理模块、X轴滑动块14、Y轴滑动块17、提升气缸6、积分球22和测试探针24，电源线连接外部电源，外部电源为测试机本体提供工作电压。

将待测倒装LED芯片正面朝下的放入芯片载板10的放置槽11 内，使待测倒装LED芯片的正负引脚朝上。芯片载板10上同时均匀的设置多个放置槽11，可批量对待测倒装LED芯片进行收光测试，提高了测试效率，降低了测试成本。

芯片载板10与送料台8通过固定孔12与固定杆9固定相连，固定孔12与固定杆9的安装连接方式，可非常方便的对芯片载板10进行快速拆装，省时省力，从而根据测试需要更换不同规格型号倒装 LED芯片的芯片载板，满足了不同规格型号倒装LED芯片的收光测试需求。

精确对准系统的摄像头19朝下的位于Y轴滑动块17的底部，用于实时采集放置槽11的位置信息，并送入图像处理模块进行处理。摄像头19选用3D深度摄像头，可全面准确的采集各个放置槽11的具体位置图像，提升了对准的精确度。第一位置传感器用于实时采集 X轴滑动块14的位置信息，第二位置传感器用于实时采集Y轴滑动块17的位置信息。第一位置传感器和第二位置传感器均选用光电位置传感器，是一种基于横向光电效应的光电位置敏感探测器，具有灵敏度高、分辨率高、响应速度快和电路配置简单等特点。控制模块结合摄像头19采集的位置图像、第一位置传感器反馈的X轴滑动块14 的位置信息以及第二位置传感器反馈的Y轴滑动块17的位置信息，并进行响应，分别控制X轴滑动块14和Y轴滑动块17分别朝着待测倒装LED芯片的放置槽11方向滑动，X轴滑动块14和Y轴滑动块均为电子滑块。X轴滑动块14和Y轴滑动块17配合滑动，最终使测试系统位于送料系统的正上方。考虑到控制程序的尽量简化，由于芯片载板10上的多个放置槽11均匀的设置，因此一旦Y轴滑动块17精确定位其中一个放置槽11之后，即可保持不动状态，仅由X轴滑动块14定位下一个待测倒装LED芯片的放置槽11，就可以实现逐个的对放置槽11进行准确定位，提高了测试效率，降低了系统功耗。

当测试系统对准其中一个放置槽11之后，送料系统的提升气缸 6工作，提升气缸6驱动活塞杆7将送料台8升起，使得芯片载板10 贴近测试系统。由于放置槽11的宽度与待测倒装LED芯片的宽度相同，而测试箱18底部两侧的一对测试探针24之间的间距又与放置槽 11的宽度相同，即当芯片载板10贴着测试系统时，一对测试探针24 刚好与待测倒装LED芯片的正负引脚相接触。此时控制模块在测试探针24处施加相应的测试电压，使待测倒装LED芯片发光，发出的光线经通光孔20进入测试箱18内。通光孔20的孔径不小于积分球22 的收光口23的口径，使得光线能充分的由通光孔20进入收光口23，保证了测试的准确性和测试效率。收光口23对发出的光线进行收集，光线在积分球22内部经过漫反射并通过光谱仪计算得到待测LED倒装芯片的光学参数。同时，测试探针24可测得待测倒装LED芯片的电学参数，从而完成对待测倒装LED芯片的收光测试，自动化及智能化程度高。完成其中一个放置槽11内的待测倒装LED芯片的收光测试之后，提升气缸6复位，在测试系统对准下一个放置槽11提升气缸6再将送料台8升起。

控制模块分别对摄像头19、第一位置传感器和第二位置传感器的输入信号进行处理，输出控制信号分别控制图像处理模块、X轴滑动块14、Y轴滑动块17、提升气缸6、积分球22和测试探针24进行工作。为了简化电路，降低成本，提高系统后期的可扩展性，控制模块选用16位单片机MC95S12DJ128，其内置128KB的Flash、8KB的 RAM和2KB的EEPROM，具有5V输入和驱动能力，CPU工作频率可达到50MHz。29路独立的数字I/O接口，20路带中断和唤醒功能的数字I/O接口，2个8通道的10位A/D转换器，具有8通道的输入捕捉/输出比较，还具有8个可编程PWM通道。具有2个串行异步通信接口SCI，2个同步串行外设接口SPI，I2C总线和CAN功能模块等，满足设计要求。

有可能会遇到地基不平整的特殊测试环境，会影响测试的准确性和有效性，此时可通过调节控制台1底部的水平度调节系统，通过调整调节螺杆4旋进上底座2内螺纹5的长度，使控制台1保持水平状态，从而保证了测试的准确性和有效性。

本实用新型提供了一种倒装LED芯片收光测试机，将待测倒装 LED芯片正面朝下的放入芯片载板的放置槽内，使得待测倒装LED芯片的正负引脚朝上，芯片载板上设置多个放置槽，可批量对待测倒装 LED芯片进行收光测试，提高了测试效率，同时芯片载板与送料台通过固定孔与固定杆的方式固定相连，可非常方便的对芯片载板进行快速拆装，省时省力，从而根据测试需要更换不同规格型号倒装LED芯片的芯片载板，满足了不同规格型号倒装LED芯片的收光测试需求，运输传输系统和精确对准系统相互配合，将测试系统逐个的对准待测倒装LED芯片，摄像头实时采集待测倒装LED芯片的位置信息，经图像处理模块处理之后送入控制模块进行分析，第一位置传感器实时采集X轴滑动块的位置信息，第二位置传感器实时采集Y轴滑动块的位置信息，控制模块结合摄像头的采集信息及第一位置传感器和第二位置传感器的反馈信号，控制X轴滑动块和Y轴滑动块相应的朝待测倒装LED芯片的方向滑动，使测试系统位于待测倒装LED芯片的正上方，此时提升气缸的活塞杆将送料台升起，使芯片载板贴近测试系统，测试系统底部的一对测试探针分别与待测倒装LED芯片的正负引脚相接触并施加相应的测试电压，使待测倒装LED芯片发光，发出的光线经通光孔被收光口进行收集，光线在积分球内部经过漫反射并通过光谱仪计算得到待测LED倒装芯片的光学参数，测试探针可测得待测倒装LED芯片的电学参数，从而完成对待测倒装LED芯片的收光测试，自动化及智能化程度高，水平度调节系统可针对某些地基不平整的特殊测试环境，以保证测试的准确性和有效性，其结构简单，设计巧妙，系统功耗低，测试精度高，响应速度快，稳定性和可靠性好，具有良好的实用性和可扩展性，降低了测试成本，可广泛用于倒装LED芯片性能测试的其它场合。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。