一种LED芯片虚焊空洞快速检测方法和系统与流程

一种led芯片虚焊空洞快速检测方法和系统
技术领域
1.本发明涉及led检测技术领域，更具体地说，涉及一种led芯片虚焊空洞快速检测方法和系统。


背景技术：

2.虚焊是常见的一种线路故障，虚焊通常由两种情况产生，一种是在生产过程中的，因生产工艺不当产生空洞引起的，时通时不通的不稳定状态；另外一种是电器经过长期使用，一些发热较严重的零件，其焊脚处的焊点极容易出现老化剥离现象所引起的，为了减少因为第一种情况导致的虚焊，通常都会在电路焊接完毕后对空洞进行检测。
3.现有对空洞的测试大多都是通过x光进行检测的，将电路板放在x光下照射成像，找到虚焊假焊空洞点，然后在操作台的显示屏上显示x光成像，通过人工观察屏幕寻找空洞，且大多都是采用手持相机记性检测。
4.现有的装置虽然可以找到空洞，但是人工观察速度较慢，导致只能抽样检测，不太直观，且x光对人体有伤害，容易对工作人员的身体产生影响。
5.因此，针对上述技术问题，有必要提供一种led芯片虚焊空洞快速检测方法和系统。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种led芯片虚焊空洞快速检测方法和系统，以解决上述的问题。
7.为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：
8.一种led芯片虚焊空洞快速检测方法，包括以下步骤：
9.s1、通过在虚焊空洞测试机中利用恒流电源给led通电点亮，且保持一定时间；
10.s2、再利用红外热像仪给led芯片拍摄红外热图；
11.s3、将红外热图进行裁剪和二值法阈值处理，去掉与芯片无关的区域；
12.s4、将红外热图根据芯片数量进行网格化分区；
13.s5、最后计算每个网格内的芯片发光面的温度参数，将这些参数与设定的阈值区间对比，在阈值范围内的芯片判定为合格，其它的判定为不合格。
14.作为本发明的进一步改进，所述步骤s1中虚焊空洞测试机包括操作台、z轴探针上顶机构和红外相机数据收集机构，所述操作台侧端固定连接有机箱，所述机箱内固定安装有机台，所述机台上端分别固定安装有xy移动平台机构、z轴探针上顶机构、红外相机数据收集机构和自动上料退料机构，所述xy移动平台机构包括x轴模组，所述x轴模组固定安装于机台上端，所述x轴模组上端固定安装有y轴模组，所述y轴模组上侧固定安装有弹簧刚卡片，所述弹簧刚卡片内固定连接有led灯板，所述z轴探针上顶机构固定安装于机台上端，且z轴探针上顶机构位于xy移动平台机构下方，所述红外相机数据收集机构固定连接于机台上端，且红外相机数据收集机构位于弹簧刚卡片上方。
15.作为本发明的进一步改进，所述xy移动平台机构还包括模组连接板，所述模组连接板固定安装于x轴模组与y轴模组之间，所述y轴模组上端固定安装有转接板，所述转接板上端固定连接有一对灯板固定梁，且弹簧刚卡片固定连接于一对灯板固定梁上端。
16.作为本发明的进一步改进，所述xy移动平台机构还包括第一坦克链，所述第一坦克链固定安装于x轴模组外端，所述y轴模组外端固定安装有第二坦克链。
17.作为本发明的进一步改进，所述z轴探针上顶机构包括xy小滑台，所述xy小滑台固定安装于机台上端，所述xy小滑台上端固定连接有滑台安装板，所述滑台安装板上端固定连接有支撑板，所述支撑板侧端固定安装有伺服电机，且伺服电机输出端与支撑板转动连接，所述伺服电机贯穿支撑板，所述支撑板输出端固定连接有偏心轮，所述偏心轮侧端固定安装有随动杆，所述随动杆外端固定安装有直线滑轨，且直线滑轨与支撑板固定连接，所述直线滑轨上端固定连接有安装块上端固定连接有探针定板，所述探针定板上端固定安装有铍铜探针组，所述支撑板侧端固定安装有感应器。
18.作为本发明的进一步改进，所述红外相机数据收集机构包括型材支撑架，所述型材支撑架固定连接于机台上端，所述型材支撑架侧端固定安装有丝杠固定板，所述丝杠固定板远离型材支撑架一端分别固定连接有丝杠支撑板和丝杠固定座，所述丝杠支撑板位于丝杠固定座下方，所述丝杠支撑板与丝杠固定座中间转动连接有滚珠丝杠，所述丝杠固定座上端固定连接有手轮，且手轮贯穿丝杠固定座与滚珠丝杠固定连接，所述丝杠固定板远离型材支撑架一端固定连接有转接块，且转接块位于丝杠支撑板和丝杠固定座之间，所述滚珠丝杠贯穿转接块与之相对应，所述转接块远离丝杠固定板一端固定连接有红外相机。
19.作为本发明的进一步改进，所述红外相机数据收集机构还包括一对导向轴，一对所述导向轴固定连接于丝杠支撑板与丝杠固定座之间，且一对导向轴分别位于滚珠丝杠两侧，所述导向轴贯穿转接块并与之相对应。
20.作为本发明的进一步改进，所述自动上料退料机构包括上料模组，所述上料模组固定安装于机台侧端，所述上料模组侧端滑动连接有滑台，所述滑台远离上料模组一端固定连接有多个料盒固定板，所述料盒固定板上端固定连接有led灯珠料盒。
21.作为本发明的进一步改进，所述自动上料退料机构还包括推料机构，所述推料机构固定安装于上料模组远离滑台一端，所述推料机构内安装有气缸，且气缸输出端与led灯珠料盒相连接。
22.一种led芯片虚焊空洞快速检测系统，包括虚焊空洞测试机。
23.相比于现有技术，本发明的优点在于：
24.本方案通过在y轴模组上安装弹簧刚卡片，在弹簧刚卡片内安装led灯板，通过led灯板发光，然后红外相机数据收集机构接收光，即可对空洞进行检测，较为直观，且监测速度较快，准确性较高，使用红外相机数据收集机构接收光的方式也不会对人体产生辐射危险，较为安全，同时图像处理简单快捷，大大提高了led芯片虚焊空洞的检测效率。
附图说明
25.图1为本发明的快速检测方法流程示意图；
26.图2为本发明的虚焊空洞测试机的主视结构示意图；
27.图3为本发明的虚焊空洞测试机结构示意图；
28.图4为本发明的虚焊空洞测试机中xy移动平台机构的装配立体结构示意图；
29.图5为本发明的虚焊空洞测试机中自动上料退料机构的装配立体结构示意图；
30.图6为本发明的虚焊空洞测试机中红外相机数据收集机构的装配立体结构示意图；
31.图7为本发明的虚焊空洞测试机中z轴探针上顶机构的装配立体结构示意图。
32.图中标号说明：
33.1、操作台；2、机台；3、机箱；4、xy移动平台机构；401、x轴模组；402、y轴模组；403、模组连接板；404、转接板；405、灯板固定梁；406、弹簧刚卡片；408、第一坦克链；409、第二坦克链；5、z轴探针上顶机构；501、xy小滑台；502、滑台安装板；503、支撑板；504、伺服电机；505、随动杆；506、直线滑轨；507、安装块；508、探针定板；509、偏心轮；6、红外相机数据收集机构；601、型材支撑架；602、丝杠固定板；603、丝杠支撑板；604、丝杠固定座；605、滚珠丝杠；606、手轮；607、导向轴；608、转接块；609、红外相机；7、自动上料退料机构；701、上料模组；702、料盒固定板；703、led灯珠料盒。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1：
36.请参阅图1-7，一种led芯片虚焊空洞快速检测方法，包括以下步骤：
37.s1、通过在虚焊空洞测试机中利用恒流电源给led通电点亮，且保持一定时间；
38.s2、再利用红外热像仪给led芯片拍摄红外热图；
39.s3、将红外热图进行裁剪和二值法阈值处理，去掉与芯片无关的区域；
40.s4、将红外热图根据芯片数量进行网格化分区；
41.s5、最后计算每个网格内的芯片发光面的温度参数，将这些参数与设定的阈值区间对比，在阈值范围内的芯片判定为合格，其它的判定为不合格。
42.步骤s1中虚焊空洞测试机包括操作台1、z轴探针上顶机构5和红外相机数据收集机构6，操作台1侧端固定连接有机箱3，机箱3内固定安装有机台2，机台2上端分别固定安装有xy移动平台机构4、z轴探针上顶机构5、红外相机数据收集机构6和自动上料退料机构7，xy移动平台机构4包括x轴模组401，x轴模组401固定安装于机台2上端，x轴模组401上端固定安装有y轴模组402，y轴模组402上侧固定安装有弹簧刚卡片406，弹簧刚卡片406内固定连接有led灯板，z轴探针上顶机构5固定安装于机台2上端，且z轴探针上顶机构5位于xy移动平台机构4下方，红外相机数据收集机构6固定连接于机台2上端，且红外相机数据收集机构6位于弹簧刚卡片406上方。
43.xy移动平台机构4还包括模组连接板403，模组连接板403固定安装于x轴模组401与y轴模组402之间，y轴模组402上端固定安装有转接板404，转接板404上端固定连接有一对灯板固定梁405，且弹簧刚卡片406固定连接于一对灯板固定梁405上端。
44.xy移动平台机构4还包括第一坦克链408，第一坦克链408固定安装于x轴模组401
外端，y轴模组402外端固定安装有第二坦克链409，可以在转接板404上安装下料退料组件，下料退料组件包括电动推杆，通过电动推杆带动转接板404在推动x轴模组401和y轴模组402上移动。
45.自动上料退料机构7包括上料模组701，上料模组701固定安装于机台2侧端，上料模组701侧端滑动连接有滑台，滑台远离上料模组701一端固定连接有多个料盒固定板702，料盒固定板702上端固定连接有led灯珠料盒703，自动上料退料机构7还包括推料机构，推料机构固定安装于上料模组701远离滑台一端，推料机构内安装有气缸，且气缸输出端与led灯珠料盒703相连接，通过移动移动模组到指定高度，推料机构可以推动led灯板到xy移动平台机构4上，从而可以对电路板进行检测。
46.红外相机数据收集机构6包括型材支撑架601，型材支撑架601固定连接于机台2上端，型材支撑架601侧端固定安装有丝杠固定板602，丝杠固定板602远离型材支撑架601一端分别固定连接有丝杠支撑板603和丝杠固定座604，丝杠支撑板603位于丝杠固定座604下方，丝杠支撑板603与丝杠固定座604中间转动连接有滚珠丝杠605，丝杠固定座604上端固定连接有手轮606，且手轮606贯穿丝杠固定座604与滚珠丝杠605固定连接，丝杠固定板602远离型材支撑架601一端固定连接有转接块608，且转接块608位于丝杠支撑板603和丝杠固定座604之间，滚珠丝杠605贯穿转接块608与之相对应，转接块608远离丝杠固定板602一端固定连接有红外相机609，红外相机数据收集机构6还包括一对导向轴607，一对导向轴607固定连接于丝杠支撑板603与丝杠固定座604之间，且一对导向轴607分别位于滚珠丝杠605两侧，导向轴607贯穿转接块608并与之相对应，z轴方向与z轴探针上顶机构5同心，以便测试能得到准确数据，机台还内置有协调各机构工作的控制系统、用于测试供电的恒流恒压电源系统、用于数据分析处理的数据处理系统。
47.z轴探针上顶机构5包括xy小滑台501，xy小滑台501固定安装于机台2上端，xy小滑台501上端固定连接有滑台安装板502，滑台安装板502上端固定连接有支撑板503，支撑板503侧端固定安装有伺服电机504，且伺服电机504输出端与支撑板503转动连接，伺服电机504贯穿支撑板503，支撑板503输出端固定连接有偏心轮509，偏心轮509侧端固定安装有随动杆505，随动杆505外端固定安装有直线滑轨506，且直线滑轨506与支撑板503固定连接，直线滑轨506上端固定连接有安装块507上端固定连接有探针定板508，探针定板508上端固定安装有铍铜探针组，支撑板503侧端固定安装有感应器，用于点亮led灯板上的灯珠以便测试到准确地参数。
48.一种led芯片虚焊空洞快速检测系统，包括虚焊空洞测试机，使用时，请参阅图1-7，手动将led灯板放入led灯珠料盒703，将装满灯板的led灯珠料盒703堆放在自动上料退料机构7上的料盒固定板702上，启动机台2，上料模组701上升到对应led灯珠料盒703第一层的高度，xy移动平台机构4将用于安装灯珠的测试卡板移动到接料位后，推料气杠启动，将led灯板材料推入到测试卡板内夹紧固定，xy移动平台机构4将测试卡板移动到z轴探针上顶机构5上方，对led灯板上的每一颗灯珠进行点亮测试，通过顶部的红外相机数据收集机构6对每颗灯进行判断是否有空洞和虚焊的情况，整板灯珠测试完毕后，使用标记笔对不良品进行打标笔标记，最后移动到接料位，将材料推出到料盒，然后重复以上步骤，进行下一层的led灯板测试。
49.led芯片虚焊空洞快速检测方法具体步骤如下：
50.第1步、将装满已固晶的待测led支架装入料盒，并将其放入上料料架；
51.第2步、测试槽移动到接料位准备接收待测支架；
52.第3步、通过气缸或电机，将一片待测led支架推入测试槽，并夹紧led支架；
53.第4步、测试槽分别移动到支架的3个mark点mark点，可以选择四个角上任意三个led位置，进行拍照，获取mark点的位置；
54.第5步、由于整片led支架内led产品分布是均匀的或者是有规律的，所以可以根据3个mark点位置，自动计算出，整片led支架上所有led的位置和角度；
55.第6步、确定一颗合格的led作为样板，根据上一步获取到的位置，将对应led移动到红外热像仪下方；
56.第7步、利用电机或气缸将探针压到led的电极上；
57.第8步、控制恒流或恒压电源给led通电，点亮加热，且保持固定时间；
58.第9步、利用红外热像仪给led芯片拍摄红外热图；
59.第10步、将拍摄到的红外热图进行滤波降噪处理；
60.第11步、将经过降噪处理的红外热图进行blob分析，可以自动找出每个芯片的区域，进行网格化分区，获取到每一个芯片区域内的温度数据，自动计算一个合适的参数范围，作为后续判断是否合格的依据；
61.第12步、将确定合格的led样板退出机台，开始正式测试，重复第3-第10步，上一片新的待测试led材料，并保存到配置文件中，计算每一个芯片区域内的温度参数，包括最高温、最低温、平均温、温度均方差、高温区域面积等参数，将这些参数与设定的阈值区间对比，在阈值范围内的芯片判定为合格，其它的判定为不合格；
62.第13步、如果单颗led内，有多个芯片，则将多个芯片区域之间的平均温度进行对比，如果芯片之间的平均温度差在设定阈值范围内，则判定为合格，其他的判定为不合格；
63.第14步、如果单颗led内的芯片为多通道，则第13步只会对比相同通道内芯片之间的平均温度；然后循环第13步，将所有通道的温度数据判定完成。只有所有通道都合格，整个产品才被判定为合格，只要有一个通道不合格，则整个led都判定为不合格；
64.第15步、记录当前测试led的合格状态；
65.第16步、循环第6至第15步，完成整片支架内所有led的测试判定；
66.第17步、如果整片led之间上的所有led均为良品，则直接跳过本步，进入下一个步骤，如果有不良品，则将每一个记录为不合格的产品，逐个移动到标志位，利用标志笔或激光、刻刀等，将不合格产品标记出来；
67.第18步、将整片进行过判定且标志过的产品，退回到料盒中；
68.第19步、将上料盒移动下一层位置，继续上料测试。
69.由以上技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：
70.本方案通过在y轴模组上安装弹簧刚卡片，在弹簧刚卡片内安装led灯板，通过led灯板发光，然后红外相机数据收集机构接收光，即可对空洞进行检测，较为直观，且监测速度较快，准确性较高，使用红外相机数据收集机构接收光的方式也不会对人体产生辐射危险，较为安全，同时图像处理简单快捷，大大提高了led芯片虚焊空洞的检测效率。
71.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
72.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种led芯片虚焊空洞快速检测方法，其特征在于：包括以下步骤：s1、通过在虚焊空洞测试机中利用恒流电源给led通电点亮，且保持一定时间；s2、再利用红外热像仪给led芯片拍摄红外热图；s3、将红外热图进行裁剪和二值法阈值处理，去掉与芯片无关的区域；s4、将红外热图根据芯片数量进行网格化分区；s5、最后计算每个网格内的芯片发光面的温度参数，将这些参数与设定的阈值区间对比，在阈值范围内的芯片判定为合格，其它的判定为不合格。2.根据权利要求1所述的一种led芯片虚焊空洞快速检测方法，其特征在于：所述步骤s1中虚焊空洞测试机包括：操作台(1)，所述操作台(1)侧端固定连接有机箱(3)，所述机箱(3)内固定安装有机台(2)，所述机台(2)上端分别固定安装有xy移动平台机构(4)、z轴探针上顶机构(5)、红外相机数据收集机构(6)和自动上料退料机构(7)；所述xy移动平台机构(4)包括x轴模组(401)，所述x轴模组(401)固定安装于机台(2)上端，所述x轴模组(401)上端固定安装有y轴模组(402)，所述y轴模组(402)上侧固定安装有弹簧刚卡片(406)，所述弹簧刚卡片(406)内固定连接有led灯板；z轴探针上顶机构(5)，所述z轴探针上顶机构(5)固定安装于机台(2)上端，且z轴探针上顶机构(5)位于xy移动平台机构(4)下方；红外相机数据收集机构(6)，所述红外相机数据收集机构(6)固定连接于机台(2)上端，且红外相机数据收集机构(6)位于弹簧刚卡片(406)上方。3.根据权利要求2所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述xy移动平台机构(4)还包括模组连接板(403)，所述模组连接板(403)固定安装于x轴模组(401)与y轴模组(402)之间，所述y轴模组(402)上端固定安装有转接板(404)，所述转接板(404)上端固定连接有一对灯板固定梁(405)，且弹簧刚卡片(406)固定连接于一对灯板固定梁(405)上端。4.根据权利要求2所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述xy移动平台机构(4)还包括第一坦克链(408)，所述第一坦克链(408)固定安装于x轴模组(401)外端，所述y轴模组(402)外端固定安装有第二坦克链(409)。5.根据权利要求1所述的一种led芯片虚焊空洞快速检测方法和系统，其特征在于：所述z轴探针上顶机构(5)包括xy小滑台(501)，所述xy小滑台(501)固定安装于机台(2)上端，所述xy小滑台(501)上端固定连接有滑台安装板(502)，所述滑台安装板(502)上端固定连接有支撑板(503)，所述支撑板(503)侧端固定安装有伺服电机(504)，且伺服电机(504)输出端与支撑板(503)转动连接，所述伺服电机(504)贯穿支撑板(503)，所述支撑板(503)输出端固定连接有偏心轮(509)，所述偏心轮(509)侧端固定安装有随动杆(505)，所述随动杆(505)外端固定安装有直线滑轨(506)，且直线滑轨(506)与支撑板(503)固定连接，所述直线滑轨(506)上端固定连接有安装块(507)上端固定连接有探针定板(508)，所述探针定板(508)上端固定安装有铍铜探针组，所述支撑板(503)侧端固定安装有感应器。6.根据权利要求2所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述红外相机数据收集机构(6)包括型材支撑架(601)，所述型材支撑架(601)固定连接于机台(2)上端，所述型材支撑架(601)侧端固定安装有丝杠固定板(602)，所述丝杠固定板(602)远离型材支撑架(601)一端分别固定连接有丝杠支撑板(603)和丝杠固定座(604)，所述丝杠支撑板(603)位于丝杠
固定座(604)下方，所述丝杠支撑板(603)与丝杠固定座(604)中间转动连接有滚珠丝杠(605)，所述丝杠固定座(604)上端固定连接有手轮(606)，且手轮(606)贯穿丝杠固定座(604)与滚珠丝杠(605)固定连接，所述丝杠固定板(602)远离型材支撑架(601)一端固定连接有转接块(608)，且转接块(608)位于丝杠支撑板(603)和丝杠固定座(604)之间，所述滚珠丝杠(605)贯穿转接块(608)与之相对应，所述转接块(608)远离丝杠固定板(602)一端固定连接有红外相机(609)。7.根据权利要求6所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述红外相机数据收集机构(6)还包括一对导向轴(607)，一对所述导向轴(607)固定连接于丝杠支撑板(603)与丝杠固定座(604)之间，且一对导向轴(607)分别位于滚珠丝杠(605)两侧，所述导向轴(607)贯穿转接块(608)并与之相对应。8.根据权利要求2所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述自动上料退料机构(7)包括上料模组(701)，所述上料模组(701)固定安装于机台(2)侧端，所述上料模组(701)侧端滑动连接有滑台，所述滑台远离上料模组(701)一端固定连接有多个料盒固定板(702)，所述料盒固定板(702)上端固定连接有led灯珠料盒(703)。9.根据权利要求8所述的虚焊空洞测试机，其特征在于：所述自动上料退料机构(7)还包括推料机构，所述推料机构固定安装于上料模组(701)远离滑台一端，所述推料机构内安装有气缸，且气缸输出端与led灯珠料盒(703)相连接。10.一种led芯片虚焊空洞快速检测系统，其特征在于：包括如权利要求2-9任意一项所述的虚焊空洞测试机。

技术总结
本发明公开了一种LED芯片虚焊空洞快速检测方法和系统，包括操作台、Z轴探针上顶机构和红外相机数据收集机构，操作台侧端固定连接有机箱，机箱内固定安装有机台，机台上端分别固定安装有XY移动平台机构、Z轴探针上顶机构、红外相机数据收集机构和自动上料退料机构，XY移动平台机构包括X轴模组，本发明通过在Y轴模组上安装弹簧刚卡片，在弹簧刚卡片内安装LED灯板，通过LED灯板发光，然后红外相机数据收集机构接收光，即可对空洞进行检测，较为直观，且监测速度较快，准确性较高，使用红外相机数据收集机构接收光的方式也不会对人体产生辐射危险，较为安全，同时图像处理简单快捷，大大提高了LED芯片虚焊空洞的检测效率。了LED芯片虚焊空洞的检测效率。了LED芯片虚焊空洞的检测效率。


技术研发人员：廖湘涛 林开钊 李兵
受保护的技术使用者：东莞市中谱光电设备有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/10/15