專利名稱：一種led芯片外觀目檢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED芯片外觀目檢方法。
背景技術(shù)：
一、LED芯片外觀目檢的必要性
由于LED芯片經(jīng)由外延片至單顆芯片的制程中需經(jīng)數(shù)百道工序(歷經(jīng)藥水的浸蝕、高溫、高壓處理、切割、研磨、點(diǎn)測(cè)….等)，且需經(jīng)數(shù)道人工的翻轉(zhuǎn)(使電極面朝膠膜或背面朝膠膜)，故不能確保完成后的所有芯片都屬于良品，一旦LED芯片外觀(電極區(qū)及發(fā)光區(qū))受損面積(如刮傷、污染、切割不良…等)過(guò)大將嚴(yán)重影響LED的發(fā)光效率及壽命，甚至造成封裝后斷路現(xiàn)象。LED芯片經(jīng)外延生產(chǎn)(片)再切割成大約7mil_50mil的顆粒芯片，以直徑為2英吋的外延片切割成每顆7mil的芯片計(jì)算，每顆面積約等于0. 01778cm平方，需以顯微鏡放大 20-40倍始能清礎(chǔ)辨識(shí)其外觀是否受損。因?yàn)長(zhǎng)ED芯片制程的復(fù)雜多變，造成外觀判斷的困難度，更無(wú)法完全以機(jī)器設(shè)備取代，故需以百分百人工利用肉眼(經(jīng)顯微鏡)辨識(shí)加上智能的判斷后，以吸除系統(tǒng)將外觀不良品吸除。二、高功率LED芯片外觀目檢的困難
一般小功率的LED芯片尺寸面積大約為49 mil2—240 mil2，通常以5mA-20mA電流通電,最大功率約0. 064W ；高功率芯片面積大約為900mil2—2500mil2，通常以150mA或330mA 電流通電，功率約為0. 5W或1W。為了增加LED芯片的發(fā)光區(qū)域，通電電極面積一般均控制在7mil2_19. 5mil2，當(dāng)芯片面積過(guò)大時(shí)，為了導(dǎo)引電流的平面流向以達(dá)最大發(fā)光效率，需增加電極線的布置，且面積越大其電極線需布置越多，才能讓LED芯片發(fā)揮最大的發(fā)光效果。電極及電極線大部份以黃金及鉬金合成，一般電極線寬度約為0. 8mil-l. anil 間，在40倍的顯微鏡下辨識(shí)其是否斷裂仍相當(dāng)吃力，故如電極線很多的高功率芯片以人工肉眼作辨識(shí)，不但錯(cuò)誤率高且耗費(fèi)工時(shí)。三、錯(cuò)誤的辨識(shí)將造成極大的損失
LED高功率芯片主要應(yīng)用在照明，其質(zhì)量的要求極高，1瓦的芯片每顆市價(jià)約為1-1.5 元人民幣，封裝后每顆Lamp的市價(jià)約為1美元，故如因?yàn)槿斯づ袛噱e(cuò)誤，至“誤挑”將造成直接良率(金錢)的損失，“漏挑”將造成下游(客戶)的損失，進(jìn)而影響公司聲譽(yù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LED芯片外觀目檢方法，以解決人工肉眼對(duì)于LED高功率芯片電極線是否斷裂的困難辨識(shí)問(wèn)題，提高辨識(shí)效率，增加辨識(shí)的正確性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是 一種LED芯片外觀目檢方法，操作步驟如下第一步，將粘附在膠膜上的LED芯片(數(shù)量約數(shù)千顆)，放置在一組或多組CXD鏡頭下方，調(diào)整鏡頭焦距及側(cè)光源后，鏡頭即對(duì)全部LED芯片進(jìn)行一次取像；
如為多組CCD鏡頭取得的圖像，則系統(tǒng)自動(dòng)將其整合成單一圖像，使之如同單一 CCD鏡頭取得的圖像一般；
第二步，系統(tǒng)進(jìn)行色彩分析、色彩補(bǔ)償、邏輯判斷
系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片的邊界范圍及背景區(qū)域，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出產(chǎn)品及背景；
系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片之邊界內(nèi)的黃金及非黃金區(qū)塊，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出電極線的延伸及范圍；
系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)黃金電極線模塊的樣式對(duì)每顆邊界內(nèi)的電極線進(jìn)行比對(duì)，并依斷裂的嚴(yán)重程度標(biāo)示⑴或⑵； 第三步，辨識(shí)結(jié)果打印
系統(tǒng)依據(jù)辨識(shí)結(jié)果繪出所有芯片邊界(黑框)，如電極線正常則黑框內(nèi)無(wú)任何標(biāo)示，如電極線異常則依斷裂程度在該黑框內(nèi)標(biāo)示(1)或O)。采用上述方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益功效是
現(xiàn)有技術(shù)，小功率LED芯片大部份沒(méi)有電極線，部份面積較大者(如10X20、10X23、 IOXM規(guī)格)的背光用細(xì)長(zhǎng)片也只有一條電極線，其人工目檢PPH(pcs/h)大約25K-35K，纖細(xì)的電極線在40倍顯微鏡下需仔細(xì)辨識(shí)才能判斷有否斷裂，故單一條電極線對(duì)辨識(shí)效率的影響大約25-35%左右。高功率LED芯片因發(fā)光效率要求，以45 X 45 mil的1瓦芯片為例，大約會(huì)有8_12 條電極線的配置，其PPH將低至I，且還不能保證百分百的正確辨識(shí)，未來(lái)的照明需求將需要龐大數(shù)量的LED高功率芯片，如此便需要龐大的人力，預(yù)期將造成人力的嚴(yán)重短缺。本發(fā)明以單組或復(fù)合多組C⑶相機(jī)單獨(dú)或同時(shí)對(duì)7cm X 7cm范圍內(nèi)LED高功率芯片進(jìn)行一次性取像，再對(duì)取像中的圖素進(jìn)行色彩分析、色彩補(bǔ)償、邏輯判斷，以分別出產(chǎn)品及背景區(qū)域，再對(duì)產(chǎn)品區(qū)域的所有LED高功率芯片進(jìn)行各別判定，以確認(rèn)電極線是否斷裂， 預(yù)估以人工配合設(shè)備的處理能力，其PPH大約90K，其效率約為單獨(dú)人工處理速度的50倍。


圖1是LED芯片電極線標(biāo)準(zhǔn)模板圖； 圖2是有斷線的LED芯片電極圖3是PN電極線相交的LED芯片電極圖。
具體實(shí)施例方式一、電極線辨識(shí)過(guò)程及原理
1. 1以單組或復(fù)合多組CXD相機(jī)(一般為1、4、9或16組)對(duì)粘附在膠膜上的LED高功率芯片(一般芯片分布面積不會(huì)大于7cm X 7cm)進(jìn)行一次(單組CXD相機(jī)產(chǎn)生1張，4組CXD 相機(jī)產(chǎn)生4張影像會(huì)重迭的圖像….以此類推)取像。1. 1. 1如為單組C⑶相機(jī)取得之圖像，則直接進(jìn)行下一階段之色彩分析、色彩補(bǔ)償處理。
1. 1. 2如為4組CXD相機(jī)取得之4張重迭圖像，則需對(duì)此4張圖像進(jìn)行拼圖，使如同單組相機(jī)取得之單張圖像一樣的效果。1. 1. 3如為9組或16組CXD相機(jī)取得之圖像則與4組CXD相機(jī)相同之方式處理。1. 2先將采集到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行色彩分析、色彩補(bǔ)償處理，以區(qū)分芯片邊界范圍及膠膜背景區(qū)塊。1. 2. 1色彩分析將取得之圖像數(shù)據(jù)(圖素dot)進(jìn)行解析，其數(shù)據(jù)由至深(黑色) 至淺(白色)分別以100—0標(biāo)示，按經(jīng)驗(yàn)值測(cè)算出100-21為產(chǎn)品圖像，0-20為背景圖像。1.2. 2色彩補(bǔ)償處理
1.2.2.1將0-20的圖像皆以0 (白色)填充，將鄰近0-20之100-21的圖素以5個(gè)dot 之100 (黑色)填充而形成接近正方形的封閉式黑框，被5個(gè)dot黑框所包覆之圖素則保留原來(lái)之圖素值。1.2.2.2將保留原來(lái)圖素值的金黃區(qū)域的數(shù)據(jù)以50表示，其余部分以0(白色) 表示，以區(qū)分在黑框內(nèi)產(chǎn)品的電極線及非電極線區(qū)塊。1.3數(shù)據(jù)比對(duì)及邏輯判斷
1. 3. 1辨識(shí)前需先將單顆LED芯片的標(biāo)準(zhǔn)模板圖像信息預(yù)存入系統(tǒng)中，并記錄標(biāo)準(zhǔn)芯片的電極(P極和N極)的基點(diǎn)位置、樣式、范圍及延伸電極線的方向、長(zhǎng)度、區(qū)段。如
圖 1，共產(chǎn)生 P 極(P-P ；P-I ；P-21 ；21-22......· 27- 等)10 個(gè)區(qū)段，N 極(N-N ；N-3 ；N-41 ；
41-42... · 45-46 等)8 個(gè)區(qū)段。1. 3. 2辨識(shí)原理模擬發(fā)射飛彈的原理，以P、N基點(diǎn)為發(fā)射臺(tái)，以黃金部分(如圖 1的線段區(qū)段運(yùn)行方向)為標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)軌道，由實(shí)物與標(biāo)準(zhǔn)模塊進(jìn)行一對(duì)一的區(qū)段比對(duì)根據(jù)實(shí)物中軌道所延伸到的區(qū)段來(lái)判斷P或N極延伸的電極線(1)是否產(chǎn)生中斷，(2)產(chǎn)生中斷的區(qū)段位置，(3) P和N的軌道是否相交(軌道相交將會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象)？
1.3. 3將已完成色彩分析、色彩補(bǔ)償?shù)乃蠰ED芯片的數(shù)據(jù)由P、N基點(diǎn)開(kāi)始與標(biāo)準(zhǔn)模塊就運(yùn)行軌跡比對(duì)，比對(duì)時(shí)如某區(qū)段出現(xiàn)(白色0)而不是(金色50)，就可判斷已經(jīng)斷裂或缺損(如圖2的P極22-23段已出現(xiàn)斷裂)；如P、N線段區(qū)各自出現(xiàn)多出的分叉(如圖3 的P極的27- 段，與N極的45-46段多出分叉)，即可斷定為相交。1. 3. 4根據(jù)黃金中斷、缺損、中斷或缺損位置、缺損面積以判定該LED芯片是否符合標(biāo)準(zhǔn)或符合標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)？
二、本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)備
2.1影像擷取設(shè)備
本設(shè)備如為一組取像設(shè)備，則包含一個(gè)CXD (或CMOS)、一個(gè)攝相鏡頭、一組側(cè)光源、一組背光源，CXD (或CMOS)與攝相鏡頭連結(jié)以取得LED芯片影像，側(cè)光源及背光源提供產(chǎn)品攝相時(shí)的光源。注本設(shè)備如為四組(或9組、16組)取像設(shè)備，則需四個(gè)(或9個(gè)、16個(gè))(XD(或 CMOS)及四個(gè)(或9個(gè)、16個(gè))攝相鏡頭。2. 2影像處理及邏輯判斷設(shè)備
本設(shè)備包含一臺(tái)PC、一臺(tái)TFT IXD顯示屏及安裝于PC內(nèi)的Windows系統(tǒng)及相關(guān)操作軟件。2. 3打印設(shè)備任何可將圖像分析結(jié)果打印出的激光或噴墨打印機(jī)。三、本發(fā)明的操作步驟
3. 1將粘附在膠膜上的LED芯片(數(shù)量約數(shù)千顆)，放置在一組或多組CXD鏡頭下方， 調(diào)整鏡頭焦距及側(cè)光源后，鏡頭即對(duì)全部LED芯片進(jìn)行一次取像。3. 2如為多組CXD鏡頭取得的圖像，則系統(tǒng)自動(dòng)將其整合成單一圖像，使之如同單一 C⑶鏡頭取得的圖像一般。3. 3系統(tǒng)進(jìn)行色彩分析、色彩補(bǔ)償、邏輯判斷
3. 3. 1系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片的邊界范圍及背景區(qū)域，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出產(chǎn)品及背景。3. 3. 2系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片之邊界內(nèi)的黃金及非黃金區(qū)塊，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出電極線的延伸及范圍。3. 3. 3系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)黃金電極線模塊(如圖1所示)的樣式對(duì)每顆邊界內(nèi)的電極線 (如圖2和圖3所示)進(jìn)行比對(duì)，并依斷裂的嚴(yán)重程度標(biāo)示⑴或(2)。3. 4辨識(shí)結(jié)果打印
系統(tǒng)依據(jù)辨識(shí)結(jié)果繪出所有芯片邊界(黑框)，如電極線正常則黑框內(nèi)無(wú)任何標(biāo)示，如電極線異常則依斷裂程度在該黑框內(nèi)標(biāo)示(1)或O)。
權(quán)利要求
1. 一種LED芯片外觀目檢方法，其特征在于操作步驟如下第一步，將粘附在膠膜上的LED芯片，放置在一組或多組CXD鏡頭下方，調(diào)整鏡頭焦距及側(cè)光源后，鏡頭即對(duì)全部LED芯片進(jìn)行一次取像；如為多組CCD鏡頭取得的圖像，則系統(tǒng)自動(dòng)將其整合成單一圖像，使之如同單一 CCD鏡頭取得的圖像一般；第二步，系統(tǒng)進(jìn)行色彩分析、色彩補(bǔ)償、邏輯判斷系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片的邊界范圍及背景區(qū)域，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出產(chǎn)品及背景；系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片之邊界內(nèi)的黃金及非黃金區(qū)塊，并以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出電極線的延伸及范圍；系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)黃金電極線模塊的樣式對(duì)每顆邊界內(nèi)的電極線進(jìn)行比對(duì)，并依斷裂的嚴(yán)重程度標(biāo)示⑴或⑵； 第三步，辨識(shí)結(jié)果打印系統(tǒng)依據(jù)辨識(shí)結(jié)果繪出所有芯片邊界，如電極線正常則邊界內(nèi)無(wú)任何標(biāo)示，如電極線異常則依斷裂程度在該邊界內(nèi)標(biāo)示(1)或(2)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種LED芯片外觀目檢方法。將LED芯片放置在CCD鏡頭下方，對(duì)全部LED芯片進(jìn)行一次取像；系統(tǒng)依據(jù)圖像的數(shù)字值判斷每顆芯片的邊界范圍及背景區(qū)域，以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出產(chǎn)品及背景；并判斷每顆芯片之邊界內(nèi)的黃金及非黃金區(qū)塊，以色彩補(bǔ)償方式明顯區(qū)分出電極線的延伸及范圍；系統(tǒng)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)黃金電極線模塊的樣式對(duì)每顆邊界內(nèi)的電極線進(jìn)行比對(duì)，依斷裂的嚴(yán)重程度標(biāo)示(1)或(2)；系統(tǒng)依據(jù)辨識(shí)結(jié)果繪出所有芯片邊界，如電極線正常則邊界內(nèi)無(wú)任何標(biāo)示，如電極線異常則依斷裂程度在該邊界內(nèi)標(biāo)示(1)或(2)。此方法解決了人工肉眼對(duì)于LED高功率芯片電極線是否斷裂的困難辨識(shí)問(wèn)題，提高辨識(shí)效率，增加辨識(shí)的正確性。
文檔編號(hào)G01N21/95GK102279195SQ201110098160
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者吳順泰 申請(qǐng)人:首雷光電科技(廈門)有限公司