LED芯片是LED產(chǎn)業(yè)的最核心器件,芯片溫度過高會嚴(yán)重影響LED產(chǎn)品質(zhì)量;但芯片及芯片內(nèi)部的溫度分布一直是檢測難點,其主要的問題在于內(nèi)部器件過小,特別是微米級別的金線(10微米左右),無法用傳統(tǒng)的熱電偶/熱電阻檢測;使用紅外熱像儀以及特殊配件可以對LED芯片內(nèi)部進行檢測,芯片內(nèi)部的金線和正負(fù)電極溫度分布狀況可以為研發(fā)人員提供布線設(shè)計依據(jù),以及為芯片研發(fā)散熱系統(tǒng)也需要確認(rèn)芯片各部位的發(fā)熱情況,提高LED芯片質(zhì)量。
但熱像儀檢測微米級別的LED金線和正負(fù)電極也是有一定難度的,常用配置的紅外熱像儀最小只能檢測到0.2mm的目標(biāo),所以需要有特殊的配件進行檢測。
一、紅外熱像儀使用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和廣角鏡頭檢測的效果
目標(biāo)為3mmLED芯片,下面的熱像圖均為同一型號熱像儀(Ti50)加裝不同鏡頭拍攝:
標(biāo)準(zhǔn)鏡頭在150mm處拍攝(150mm為Ti50熱像儀的最小聚焦距離)
換裝廣角鏡頭在10mm處拍攝
注:
1、最小聚焦距離:最小聚焦距離是紅外鏡頭的重要參數(shù),一般來說,距離越近,在相同條件下拍攝的清晰度就越好;但大部分的鏡頭時無法貼近檢測的,與目標(biāo)能離得多近就是最小聚焦距離。
2、目前大部分熱像儀有紅外和可見光雙重拍攝模式,但因LED芯片尺寸小,熱像儀需要在最近的極限距離處拍攝,已遠(yuǎn)低于可見光最小聚焦距離,故可見光一般無法在熱圖中顯示,或可見光與紅外熱圖位置差異較大。
從熱像圖的效果來看,標(biāo)準(zhǔn)鏡頭和廣角鏡頭均只能看到LED芯片表面的大致溫度分布,而完全無法清楚地看到金線和正負(fù)電極等細(xì)節(jié)部分的溫度分布,所以這兩種配置并不能符合測試的要求。
二、使用微距鏡頭對LED芯片進行檢測
熱像儀換裝13.5μm微距鏡頭在20mm處拍攝3mm藍(lán)光LED芯片現(xiàn)場圖
LED芯片紅外熱圖,可以見到寬度為10μm金線和正負(fù)電極
利用軟件,在熱像圖的芯片范圍設(shè)置一條直線(下圖左),在下圖右中可以看到這條線按照位置變化的溫度變化曲線(橫軸為像素坐標(biāo)軸,縱軸為溫度軸),在線上攻擊250個像素,芯片尺寸為3mm,則在芯片上每個像素的尺寸為3mm/250=12μm,也就是說,熱像儀可以分辨出直徑為12微米的部件的細(xì)微溫差。
三、使用換裝微距鏡頭的熱像儀檢測LED芯片的注意事項
1、微距鏡頭調(diào)焦較困難,特別對于小目標(biāo),若調(diào)節(jié)鏡頭旋轉(zhuǎn)力度過大,清晰的目標(biāo)將一閃而過,故正確的調(diào)焦方法是:
A將微距鏡頭旋出至最大,也就是將鏡頭旋得最長,這時可以檢測到最小的目標(biāo)(如下圖);
B將熱像儀持穩(wěn),估算鏡頭至芯片20mm左右,目標(biāo)在鏡片中心位置,熱像儀前后緩慢移動;
C若芯片太小,建議在與芯片同一平面上放置一個較大的熱物體,對該物體對焦準(zhǔn)確后鏡頭再移至芯片;
D也可以將熱像儀固定,微距鏡頭選出最長,緩慢移動芯片直至對焦準(zhǔn)確,該方法需要注意芯片的通電通道在移動中松脫,移動芯片一定要慢。
2、在現(xiàn)場檢測時,建議采用下列裝置進行輔助對焦:
A有位置微調(diào)功能的導(dǎo)軌??墒篃嵯駜x進行準(zhǔn)確、穩(wěn)定的微量移動。
B可安裝在導(dǎo)軌上的可調(diào)云臺(帶標(biāo)準(zhǔn)照相機固定螺栓)。熱像儀安裝在云臺上可進行角度的穩(wěn)定移動和固定。
說明:右側(cè)樣圖僅供參考,現(xiàn)場如何配置調(diào)焦裝具需根據(jù)現(xiàn)場實際工況條件決定。
3、換裝微距鏡頭會帶來溫度檢測的誤差,用建議使用黑體爐或溫度穩(wěn)定的熱源檢測溫度后,通過對比溫度修改發(fā)射率或透過率(Smartview軟件中)來修正鏡頭誤差。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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