LED封裝缺陷檢測(cè)方法研究

LED芯片封裝缺陷檢測(cè)方法是通過(guò)檢測(cè)LED支架回路光電流間接實(shí)現(xiàn)的。 在具有不同磁芯結(jié)構(gòu)的線圈的兩端，由支架環(huán)的光電流激發(fā)的磁場(chǎng)是不同的感生電動(dòng)勢(shì)大小; 對(duì)于具有不同磁芯結(jié)構(gòu)的線圈，檢測(cè)信號(hào)的信噪比差異很大。 具體性能如下：
一：對(duì)于焊接質(zhì)量合格的LED，實(shí)驗(yàn)檢測(cè)值與理論計(jì)算值一致。 圖5（a）顯示了使用帶狀卷鐵芯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 在封裝過(guò)程中，焊接合格的LED時(shí)，信號(hào)檢測(cè)端產(chǎn)生的光激發(fā)信號(hào)被放大，濾波，峰值檢測(cè)，幅值約為60mV。 選擇12mil黃色LED芯片計(jì)算理論值，切屑面積A = 0.3mm×0.3mm，取β= 0.5。 當(dāng)半導(dǎo)體材料在單位時(shí)間內(nèi)吸收的每單位
面積的平均光強(qiáng)度（以光子數(shù)為單位）為5.45×1021 ／m2s時(shí)時(shí)，可以根據(jù)公式（1）計(jì)算光生電流為 約42μA。 根據(jù)Biot-Savart定理，疊加定理和法拉第電磁感應(yīng)定律，12mil黃色LED芯片in信號(hào)檢測(cè)端感生電動(dòng)勢(shì)的幅度約為63mV，消除了實(shí)驗(yàn)誤差和計(jì)算誤差。 理論值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好。

二：對(duì)于環(huán)形鐵心線圈，實(shí)驗(yàn)值小于理論值。 根據(jù)公式（8），對(duì)于帶狀結(jié)構(gòu)的磁芯線圈，假設(shè)磁芯的有效磁路長(zhǎng)度le ＝ 100lg，這時(shí)有效磁導(dǎo)率μe≈100。 如果將磁芯改變?yōu)榄h(huán)形，則此時(shí)非閉合氣隙長(zhǎng)度lg≈0，此時(shí)有效磁導(dǎo)率μe≈μr=2300。 根據(jù)理論計(jì)算，具有合格焊接質(zhì)量的1200萬(wàn)黃光LED在信號(hào)檢測(cè)端感生電動(dòng)勢(shì)時(shí)的振幅約為1.4V。 從圖5（b）可以看出，實(shí)驗(yàn)信號(hào)值約為220mV，實(shí)驗(yàn)值遠(yuǎn)小于理論值。 以上計(jì)算是在理想條件下進(jìn)行的。 在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，環(huán)形鐵芯線圈是通過(guò)將U形磁芯和條形磁芯重疊而形成的。 重疊氣隙lg仍然存在，因此磁路不存在。它可能已完全閉合。 根據(jù)公式（8），氣隙對(duì)有效磁導(dǎo)率有很大的影響，因此有效磁導(dǎo)率仍小于相對(duì)磁導(dǎo)率。 因此，實(shí)驗(yàn)值遠(yuǎn)小于理論值。
三：不同的磁芯結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)LED封裝缺陷的檢測(cè)，但是檢測(cè)信號(hào)的信噪比卻大不相同。 從圖5可以看出，雖然實(shí)驗(yàn)中的磁芯線圈具有不同的結(jié)構(gòu)，但焊接質(zhì)量合格的LED的光激發(fā)檢測(cè)信號(hào)明顯大于非金屬的LED的光激發(fā)檢測(cè)信號(hào)。 在封裝過(guò)程中會(huì)在芯片電極表面上形成一層薄膜。 通過(guò)比較兩者之間的檢測(cè)信號(hào)幅度的大小，可以在封裝過(guò)程中拾取芯片電極表面帶有非金屬膜的LED。 對(duì)于圖5（a），實(shí)驗(yàn)中使用的線圈磁芯具有帶狀結(jié)構(gòu)，并且氣隙lg，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的增強(qiáng)因子為有效磁導(dǎo)率μe。 同時(shí)，檢測(cè)信號(hào)容易受到外部干擾，因此檢測(cè)信號(hào)的幅度相對(duì)較高。 較大的檢測(cè)噪聲使得兩個(gè)芯片的光激勵(lì)信號(hào)的信噪比較小，這給后端信號(hào)處理帶來(lái)了困難，并影響了封裝缺陷檢測(cè)的準(zhǔn)確性。 線圈中的磁芯重疊成一個(gè)環(huán)路，形成一個(gè)閉合的磁路，磁感應(yīng)強(qiáng)度B得到有效增強(qiáng)，磁損耗較小，并且來(lái)自空間電磁場(chǎng)的干擾相對(duì)較小，因此信號(hào)對(duì) 大大提高了檢測(cè)信號(hào)的噪聲比。四：不同的磁芯結(jié)構(gòu)會(huì)影響諧振電路的工作頻率。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，LC諧振回路的電容C相等，環(huán)形磁芯的有效磁導(dǎo)率大于帶狀磁芯的有效磁導(dǎo)率，因此環(huán)形磁芯線圈的電感L大于環(huán)形磁芯的電感L。 帶狀芯線圈，因此其諧振電路諧振頻率較小； 從圖5可以看出，由條形芯線圈形成的諧振電路的諧振頻率約為9.75kHz，而由環(huán)形芯線圈形成的諧振電路的諧振頻率約為7.33kHz。
五：可以獲得理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。 該方法對(duì)LED支架回路電流具有很高的檢測(cè)精度。 通過(guò)檢測(cè)由支架回路電流激發(fā)的磁場(chǎng)，在線圈的兩端感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)的大小，并進(jìn)行焊接。比較合格的LED的檢測(cè)信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)在封裝過(guò)程中存在封裝缺陷的LED的檢測(cè)。 包裝過(guò)程。

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