LED 芯片封裝缺陷檢測(cè)方法研究
?、趯?duì)于環(huán)形結(jié)構(gòu)磁芯線圈,實(shí)驗(yàn)值較理論值小。根據(jù)式(8),對(duì)于條形結(jié)構(gòu)磁芯線圈,假設(shè)磁芯有效磁路長(zhǎng)度le=100lg,此時(shí)有效磁導(dǎo)率μe≈100。若磁芯改為環(huán)形,則非閉合氣隙長(zhǎng)度lg≈0,此時(shí)有效磁導(dǎo)率μe≈μr=2300,由理論計(jì)算可知,12mil黃色焊接質(zhì)量合格LED在信號(hào)檢測(cè)端感生電動(dòng)勢(shì)幅值約為1.4V;由圖5(b)知,實(shí)驗(yàn)得到信號(hào)值約為220mV,實(shí)驗(yàn)值遠(yuǎn)小于理論值。上述計(jì)算是在理想情況下進(jìn)行的,在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,環(huán)形磁芯線圈是由U 形磁芯和條形磁芯搭接而成的,搭接處氣隙lg仍然存在,因而磁路不可能完全閉合,由式(8)知,氣隙對(duì)有效磁導(dǎo)率影響很大,所以有效磁導(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。
?、鄄煌判窘Y(jié)構(gòu)均可實(shí)現(xiàn)LED封裝缺陷的檢測(cè),但檢測(cè)信號(hào)的信噪比差異較大。由圖5可以看出,雖然實(shí)驗(yàn)中磁芯線圈采用不同結(jié)構(gòu),對(duì)于焊接質(zhì)量合格的LED,其光激勵(lì)檢測(cè)信號(hào)均明顯大于封裝過(guò)程中芯片電極表面存在非金屬膜的LED光激勵(lì)檢測(cè)信號(hào),通過(guò)比較兩者檢測(cè)信號(hào)幅值的大小,可將封裝過(guò)程中芯片電極表面存在非金屬膜的LED撿出。對(duì)圖5(a),實(shí)驗(yàn)使用的線圈中磁芯為條形結(jié)構(gòu),存在氣隙lg,磁感應(yīng)強(qiáng)度B增強(qiáng)倍數(shù)為有效磁導(dǎo)率μe,同時(shí)檢測(cè)信號(hào)易受外界干擾,因而檢測(cè)信號(hào)幅值較小且存在較大的檢測(cè)噪聲,使得兩種芯片光激勵(lì)信號(hào)信噪比都較小,給后端信號(hào)處理帶來(lái)難度,影響封裝缺陷檢測(cè)的精確度。將線圈中磁芯搭接成環(huán)形后構(gòu)成閉合磁回路,磁感應(yīng)強(qiáng)度B得到有效增強(qiáng),磁損耗較小,受到空間電磁場(chǎng)的干擾相對(duì)也較小,所以檢測(cè)信號(hào)信噪比得到顯著改善。
?、懿煌判窘Y(jié)構(gòu)影響諧振回路的工作頻率。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)率大于條形磁芯的有效磁導(dǎo)率,因而環(huán)形磁芯線圈的電感L大于條形磁芯線圈的電感,所以其諧振回路的諧振頻率較?。粡膱D5可以看出,條形磁芯線圈構(gòu)成的諧振回路的諧振頻率約為9.75kHz,而環(huán)形磁芯線圈構(gòu)成的諧振回路的諧振頻率約為7.33kHz。
⑤理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得,該方法對(duì)LED支架回路電流具有較高的檢測(cè)精度,通過(guò)檢測(cè)支架回路電流激起的磁場(chǎng)在線圈兩端感生出電動(dòng)勢(shì)的大小,并與焊接質(zhì)量合格的LED的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)對(duì)封裝過(guò)程中存在封裝缺陷的LED進(jìn)行檢測(cè)。
3結(jié)論
針對(duì)引腳式LED芯片封裝過(guò)程中存在的封裝缺陷問(wèn)題,基于p-n結(jié)的光生伏特效應(yīng),利用電子隧穿效應(yīng)分析了一種封裝缺陷對(duì)LED性能的影響。理論分析表明,當(dāng)LED芯片電極表面存在非金屬膜層時(shí),流過(guò)LED支架回路的光電流小于光生電流,隨著膜層厚度的增加,回路光電流逐漸減小,其檢測(cè)信號(hào)減小。通過(guò)非接觸法檢測(cè)待測(cè)LED光激勵(lì)信號(hào)并與焊接合格的LED光激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行比較,實(shí)現(xiàn)對(duì)引腳式封裝LED芯片在壓焊工序中/后的功能狀態(tài)及封裝缺陷的檢測(cè)。分析了影響檢測(cè)精度的因素。用焊接合格與芯片電極表面存在非金屬膜的12mil黃LED樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,該方法可以檢測(cè)LED支架回路微安量級(jí)光生電流信號(hào),并具有較高的信噪比,檢測(cè)結(jié)果能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接質(zhì)量合格與芯片失效或存在封裝缺陷的LED的區(qū)分,達(dá)到對(duì)LED芯片在壓焊工序中/后的功能狀態(tài)及封裝缺陷檢測(cè)的目的,從而降低LED生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、避免使用存在缺陷的LED造成重大損失。
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評(píng)論