专利名称：一种led芯片外观目检方法
技术领域：
本发明涉及一种LED芯片外观目检方法。
背景技术：
一、LED芯片外观目检的必要性
由于LED芯片经由外延片至单颗芯片的制程中需经数百道工序(历经药水的浸蚀、高温、高压处理、切割、研磨、点测….等)，且需经数道人工的翻转(使电极面朝胶膜或背面朝胶膜)，故不能确保完成后的所有芯片都属于良品，一旦LED芯片外观(电极区及发光区)受损面积(如刮伤、污染、切割不良…等)过大将严重影响LED的发光效率及寿命，甚至造成封装后断路现象。LED芯片经外延生产(片)再切割成大约7mil_50mil的颗粒芯片，以直径为2英吋的外延片切割成每颗7mil的芯片计算，每颗面积约等于0. 01778cm平方，需以显微镜放大 20-40倍始能清础辨识其外观是否受损。因为LED芯片制程的复杂多变，造成外观判断的困难度，更无法完全以机器设备取代，故需以百分百人工利用肉眼(经显微镜)辨识加上智能的判断后，以吸除系统将外观不良品吸除。二、高功率LED芯片外观目检的困难
一般小功率的LED芯片尺寸面积大约为49 mil2—240 mil2，通常以5mA-20mA电流通电,最大功率约0. 064W ；高功率芯片面积大约为900mil2—2500mil2，通常以150mA或330mA 电流通电，功率约为0. 5W或1W。为了增加LED芯片的发光区域，通电电极面积一般均控制在7mil2_19. 5mil2，当芯片面积过大时，为了导引电流的平面流向以达最大发光效率，需增加电极线的布置，且面积越大其电极线需布置越多，才能让LED芯片发挥最大的发光效果。电极及电极线大部份以黄金及钼金合成，一般电极线宽度约为0. 8mil-l. anil 间，在40倍的显微镜下辨识其是否断裂仍相当吃力，故如电极线很多的高功率芯片以人工肉眼作辨识，不但错误率高且耗费工时。三、错误的辨识将造成极大的损失
LED高功率芯片主要应用在照明，其质量的要求极高，1瓦的芯片每颗市价约为1-1.5 元人民币，封装后每颗Lamp的市价约为1美元，故如因为人工判断错误，至“误挑”将造成直接良率(金钱)的损失，“漏挑”将造成下游(客户)的损失，进而影响公司声誉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种LED芯片外观目检方法，以解决人工肉眼对于LED高功率芯片电极线是否断裂的困难辨识问题，提高辨识效率，增加辨识的正确性。为了实现上述目的，本发明的解决方案是 一种LED芯片外观目检方法，操作步骤如下第一步，将粘附在胶膜上的LED芯片(数量约数千颗)，放置在一组或多组CXD镜头下方，调整镜头焦距及侧光源后，镜头即对全部LED芯片进行一次取像；
如为多组CCD镜头取得的图像，则系统自动将其整合成单一图像，使之如同单一 CCD镜头取得的图像一般；
第二步，系统进行色彩分析、色彩补偿、逻辑判断
系统依据图像的数字值判断每颗芯片的边界范围及背景区域，并以色彩补偿方式明显区分出产品及背景；
系统依据图像的数字值判断每颗芯片之边界内的黄金及非黄金区块，并以色彩补偿方式明显区分出电极线的延伸及范围；
系统依据标准黄金电极线模块的样式对每颗边界内的电极线进行比对，并依断裂的严重程度标示⑴或⑵； 第三步，辨识结果打印
系统依据辨识结果绘出所有芯片边界(黑框)，如电极线正常则黑框内无任何标示，如电极线异常则依断裂程度在该黑框内标示(1)或O)。采用上述方案后，本发明与现有技术相比的有益功效是
现有技术，小功率LED芯片大部份没有电极线，部份面积较大者(如10X20、10X23、 IOXM规格)的背光用细长片也只有一条电极线，其人工目检PPH(pcs/h)大约25K-35K，纤细的电极线在40倍显微镜下需仔细辨识才能判断有否断裂，故单一条电极线对辨识效率的影响大约25-35%左右。高功率LED芯片因发光效率要求，以45 X 45 mil的1瓦芯片为例，大约会有8_12 条电极线的配置，其PPH将低至I，且还不能保证百分百的正确辨识，未来的照明需求将需要庞大数量的LED高功率芯片，如此便需要庞大的人力，预期将造成人力的严重短缺。本发明以单组或复合多组C⑶相机单独或同时对7cm X 7cm范围内LED高功率芯片进行一次性取像，再对取像中的图素进行色彩分析、色彩补偿、逻辑判断，以分别出产品及背景区域，再对产品区域的所有LED高功率芯片进行各别判定，以确认电极线是否断裂， 预估以人工配合设备的处理能力，其PPH大约90K，其效率约为单独人工处理速度的50倍。
图1是LED芯片电极线标准模板图； 图2是有断线的LED芯片电极图3是PN电极线相交的LED芯片电极图。
具体实施例方式一、电极线辨识过程及原理
1. 1以单组或复合多组CXD相机(一般为1、4、9或16组)对粘附在胶膜上的LED高功率芯片(一般芯片分布面积不会大于7cm X 7cm)进行一次(单组CXD相机产生1张，4组CXD 相机产生4张影像会重迭的图像….以此类推)取像。1. 1. 1如为单组C⑶相机取得之图像，则直接进行下一阶段之色彩分析、色彩补偿处理。
1. 1. 2如为4组CXD相机取得之4张重迭图像，则需对此4张图像进行拼图，使如同单组相机取得之单张图像一样的效果。1. 1. 3如为9组或16组CXD相机取得之图像则与4组CXD相机相同之方式处理。1. 2先将采集到的图像数据进行色彩分析、色彩补偿处理，以区分芯片边界范围及胶膜背景区块。1. 2. 1色彩分析将取得之图像数据(图素dot)进行解析，其数据由至深(黑色) 至浅(白色)分别以100—0标示，按经验值测算出100-21为产品图像，0-20为背景图像。1.2. 2色彩补偿处理
1.2.2.1将0-20的图像皆以0 (白色)填充，将邻近0-20之100-21的图素以5个dot 之100 (黑色)填充而形成接近正方形的封闭式黑框，被5个dot黑框所包覆之图素则保留原来之图素值。1.2.2.2将保留原来图素值的金黄区域的数据以50表示，其余部分以0(白色) 表示，以区分在黑框内产品的电极线及非电极线区块。1.3数据比对及逻辑判断
1. 3. 1辨识前需先将单颗LED芯片的标准模板图像信息预存入系统中，并记录标准芯片的电极(P极和N极)的基点位置、样式、范围及延伸电极线的方向、长度、区段。如
图 1，共产生 P 极(P-P ；P-I ；P-21 ；21-22......· 27- 等)10 个区段，N 极(N-N ；N-3 ；N-41 ；
41-42... · 45-46 等)8 个区段。1. 3. 2辨识原理模拟发射飞弹的原理，以P、N基点为发射台，以黄金部分(如图 1的线段区段运行方向)为标准运动轨道，由实物与标准模块进行一对一的区段比对根据实物中轨道所延伸到的区段来判断P或N极延伸的电极线(1)是否产生中断，(2)产生中断的区段位置，(3) P和N的轨道是否相交(轨道相交将会发生短路现象)？
1.3. 3将已完成色彩分析、色彩补偿的所有LED芯片的数据由P、N基点开始与标准模块就运行轨迹比对，比对时如某区段出现(白色0)而不是(金色50)，就可判断已经断裂或缺损(如图2的P极22-23段已出现断裂)；如P、N线段区各自出现多出的分叉(如图3 的P极的27- 段，与N极的45-46段多出分叉)，即可断定为相交。1. 3. 4根据黄金中断、缺损、中断或缺损位置、缺损面积以判定该LED芯片是否符合标准或符合标准的等级？
二、本发明系统设备
2.1影像撷取设备
本设备如为一组取像设备，则包含一个CXD (或CMOS)、一个摄相镜头、一组侧光源、一组背光源，CXD (或CMOS)与摄相镜头连结以取得LED芯片影像，侧光源及背光源提供产品摄相时的光源。注本设备如为四组(或9组、16组)取像设备，则需四个(或9个、16个)(XD(或 CMOS)及四个(或9个、16个)摄相镜头。2. 2影像处理及逻辑判断设备
本设备包含一台PC、一台TFT IXD显示屏及安装于PC内的Windows系统及相关操作软件。2. 3打印设备任何可将图像分析结果打印出的激光或喷墨打印机。三、本发明的操作步骤
3. 1将粘附在胶膜上的LED芯片(数量约数千颗)，放置在一组或多组CXD镜头下方， 调整镜头焦距及侧光源后，镜头即对全部LED芯片进行一次取像。3. 2如为多组CXD镜头取得的图像，则系统自动将其整合成单一图像，使之如同单一 C⑶镜头取得的图像一般。3. 3系统进行色彩分析、色彩补偿、逻辑判断
3. 3. 1系统依据图像的数字值判断每颗芯片的边界范围及背景区域，并以色彩补偿方式明显区分出产品及背景。3. 3. 2系统依据图像的数字值判断每颗芯片之边界内的黄金及非黄金区块，并以色彩补偿方式明显区分出电极线的延伸及范围。3. 3. 3系统依据标准黄金电极线模块(如图1所示)的样式对每颗边界内的电极线 (如图2和图3所示)进行比对，并依断裂的严重程度标示⑴或(2)。3. 4辨识结果打印
系统依据辨识结果绘出所有芯片边界(黑框)，如电极线正常则黑框内无任何标示，如电极线异常则依断裂程度在该黑框内标示(1)或O)。
权利要求
1. 一种LED芯片外观目检方法，其特征在于操作步骤如下第一步，将粘附在胶膜上的LED芯片，放置在一组或多组CXD镜头下方，调整镜头焦距及侧光源后，镜头即对全部LED芯片进行一次取像；如为多组CCD镜头取得的图像，则系统自动将其整合成单一图像，使之如同单一 CCD镜头取得的图像一般；第二步，系统进行色彩分析、色彩补偿、逻辑判断系统依据图像的数字值判断每颗芯片的边界范围及背景区域，并以色彩补偿方式明显区分出产品及背景；系统依据图像的数字值判断每颗芯片之边界内的黄金及非黄金区块，并以色彩补偿方式明显区分出电极线的延伸及范围；系统依据标准黄金电极线模块的样式对每颗边界内的电极线进行比对，并依断裂的严重程度标示⑴或⑵； 第三步，辨识结果打印系统依据辨识结果绘出所有芯片边界，如电极线正常则边界内无任何标示，如电极线异常则依断裂程度在该边界内标示(1)或(2)。
全文摘要
本发明公开一种LED芯片外观目检方法。将LED芯片放置在CCD镜头下方，对全部LED芯片进行一次取像；系统依据图像的数字值判断每颗芯片的边界范围及背景区域，以色彩补偿方式明显区分出产品及背景；并判断每颗芯片之边界内的黄金及非黄金区块，以色彩补偿方式明显区分出电极线的延伸及范围；系统依据标准黄金电极线模块的样式对每颗边界内的电极线进行比对，依断裂的严重程度标示(1)或(2)；系统依据辨识结果绘出所有芯片边界，如电极线正常则边界内无任何标示，如电极线异常则依断裂程度在该边界内标示(1)或(2)。此方法解决了人工肉眼对于LED高功率芯片电极线是否断裂的困难辨识问题，提高辨识效率，增加辨识的正确性。
文档编号G01N21/95GK102279195SQ201110098160
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月18日 优先权日2011年4月18日
发明者吴顺泰 申请人:首雷光电科技(厦门)有限公司