LED 實(shí)時(shí)在線老化測(cè)試系統(tǒng)

LED 驅(qū)動(dòng)電流、電壓、溫度、光衰、能量分布和視角參數(shù)測(cè)量

LED 老化質(zhì)量控制及其特性參數(shù)測(cè)量

系統(tǒng)簡介

LED‐BI系統(tǒng)是芬蘭Nanofoot公司專門為大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)等對(duì)LED進(jìn)行老化和壽命測(cè)試而提供的研究級(jí)加速壽命測(cè)試系統(tǒng)，用以提高LED的質(zhì)量和制造工藝。

該系統(tǒng)工作于波長范圍為200nm‐1700nm，可對(duì)LED Package、LED wafer片和LED Chip進(jìn)行老化試驗(yàn)并實(shí)時(shí)在線測(cè)量其電學(xué)（驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)電壓）、光學(xué)（光功率、光譜、光色度、光視角、近/遠(yuǎn)場角等）和物理（溫度、濕度）等參數(shù)。系統(tǒng)通過特殊的LED裝載夾具、電流驅(qū)動(dòng)探針和共享復(fù)用積分球方式，可同時(shí)對(duì)50個(gè)LED測(cè)試單元實(shí)施電流驅(qū)動(dòng)和功率測(cè)量，并保證各驅(qū)動(dòng)電流相互獨(dú)立且互不影響，且提供電流過載保護(hù)機(jī)制。測(cè)試過程中系統(tǒng)通過溫度探測(cè)器可對(duì)LED溫度精準(zhǔn)控制，采用水冷、TEC制冷片和風(fēng)冷等多種制冷方式為LED提供良好的散熱機(jī)制。

所采用LED‐TEST‐AUTO控制軟件，可對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)電流，電壓、溫度，輸出光功率進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測(cè)量/控制，并繪制LED輸出光功率和LIV曲線，提供LED光譜及色度圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用CVS、PDF和SQL數(shù)據(jù)庫等多種形式存儲(chǔ)與輸出。

性能和功能特點(diǎn)

工作波長范圍：200nm‐1700nm

龍門式LED電流探針驅(qū)動(dòng)和夾具（適用于LED package/wafer/chip）

50 LED實(shí)時(shí)在線測(cè)量 LED近/遠(yuǎn)場測(cè)量

單個(gè)LED測(cè)試功率可達(dá)5W 高精度溫度控制+/‐ 0.1 K / cm

十萬小時(shí)不間斷測(cè)試 電流驅(qū)動(dòng)模式（脈沖/連續(xù)）

真空吸力嘴安放LED 失效產(chǎn)品標(biāo)記

軟件友好界面 Beckhoffs EtherCAT I/O接口，用于數(shù)據(jù)傳輸和儀器控制

系統(tǒng)架構(gòu)

龍門式電流探針機(jī)械手

LED裝載托盤與夾具

LED電流源驅(qū)動(dòng)模塊

LED電流驅(qū)動(dòng)探針視覺系統(tǒng)

積分球功率測(cè)量及其微電機(jī)控制系統(tǒng)

LEDD‐BI‐SYSTEM控制軟件

LED Burnn-In systtem系統(tǒng)架構(gòu)圖

系統(tǒng)模擬效果

圖 2. A區(qū)域：4塊LED 轉(zhuǎn)載模塊， B區(qū)域：兩測(cè)試模塊， C區(qū)域：LED標(biāo)識(shí)工具，D區(qū)域：視覺定位模塊.

系統(tǒng)原理簡介：

LED‐BI‐System內(nèi)含一套龍門式電流探針機(jī)械手、二套高精度黑白攝像系統(tǒng)、四塊LED夾具和基板、VIS‐NIR分光光度計(jì)、175mm積分球（可選）、真空夾盤溫度控制器、FF/NF Scanner和一套LED‐BI ‐ est軟件，系統(tǒng)采用Beckhoffs EtherCAT I/O協(xié)議用于和微機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和儀器控制。

待檢LED（package、chip、wafer）首先通過Pick‐up tool通過真空引力嘴置放于LED夾具中。系統(tǒng)通過LED‐BI–Test軟件控制LED驅(qū)動(dòng)電流大小和工作溫度，采用龍門式機(jī)械手精密移動(dòng)LED電流驅(qū)動(dòng)探針，并通過高精度黑白攝像系統(tǒng)對(duì)LED探針驅(qū)動(dòng)空間位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

系統(tǒng)積分球通過電位移臺(tái)可測(cè)試夾具中任一LED， 并檢測(cè)其光通量、光強(qiáng)、和光功率等值，其尾部連接分光光度計(jì)輸出，用于檢測(cè)LED的光譜特性。系統(tǒng)配備的FF/NF Scanner可對(duì)LED輸出光的近/遠(yuǎn)場角進(jìn)行測(cè)量，以檢測(cè)其輸出的光功率分布和發(fā)射角度范圍。

系統(tǒng)所有測(cè)試結(jié)果均可通過LED‐BI–Test軟件輸出，軟件可檢測(cè)出各單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電流/電壓值、溫度和光功率值。并繪制輸出LED 光功率、LIV特性曲線和色度分析CIE1931色度坐標(biāo)圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將采用CVS、PDF和SQL數(shù)據(jù)庫等多種形式存儲(chǔ)與輸出。

龍門式電流探針機(jī)械手

通過電流探針機(jī)械手精準(zhǔn)控制電流探針位置并對(duì)LED驅(qū)動(dòng)，所采用探針為四點(diǎn)式探針以避免因接觸點(diǎn)瞬間電阻變化所產(chǎn)生的誤差。

LED托盤與夾具

模塊參數(shù)

視覺定位控制系統(tǒng)

LED Burn-In system 包含兩套CCD 視覺系統(tǒng)，用于LED 注入電流探針位置的精確控制。其通過兩微攝像機(jī)調(diào)整探針空間方位，并將電流探針準(zhǔn)確移至LED 驅(qū)動(dòng)電極處點(diǎn)亮LED 。

視覺系統(tǒng)參數(shù)

電流驅(qū)動(dòng)模塊

可選脈沖式（average injected power is low and pulse is so short that emitter does not have time to heat during the pulse.）或連續(xù)式電流驅(qū)動(dòng)模式，每種模式可提供五種電流大小的驅(qū)動(dòng)

電流驅(qū)動(dòng)

光能量測(cè)量模塊

系統(tǒng)采用5.3英寸積分球配備一大面積光敏二級(jí)管，通過微電機(jī)位移系統(tǒng)可將LED出射光全部照至積分球類，通過積分球及其配套軟件計(jì)算光通量、光強(qiáng)度、光功率等值。此外，其還可提供尾部光纖接頭輸出，用以LED光譜測(cè)量。

模塊參數(shù)

LED光譜測(cè)量模塊

由積分球尾部提供光纖輸出接頭，將其外接至分光光度計(jì)可進(jìn)行LED光譜實(shí)時(shí)在線分析。

模塊參數(shù)

LED 近/遠(yuǎn)場測(cè)量模塊

LED遠(yuǎn)場角測(cè)量

LED‐BI‐system采用Si、InGaAs 、RGB‐detectors探測(cè)器配備360°旋轉(zhuǎn)盤，用以測(cè)量任意LED出射方向的遠(yuǎn)場角，并描繪出LED色度角度的3D圖，所測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)參照CIE1931色度標(biāo)準(zhǔn)。此模塊可用于LED數(shù)值孔徑NA值的分析。

模塊參數(shù)

LED近場測(cè)量

通過LED的近場測(cè)分析LED光強(qiáng)的能量分布及其視角值。

模塊參數(shù)

（真空點(diǎn)亮夾盤與溫度控制模塊）

LED‐BI‐systemt 配備了一個(gè)或通過真空夾盤溫度控制器來精確控制LED的工作溫度，溫度控制范圍可根據(jù)客戶需求進(jìn)行定制（‐30°C~150°C）。

模塊參數(shù)

LED‐BI‐SYSTEM 控制管理軟件

LED‐BI‐SYSTEM系統(tǒng)軟件可顯示出所有測(cè)試結(jié)果，軟件可檢測(cè)出各單個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電流/電壓值、溫度和光功率值。并繪制輸出LED 光功率、LIV特性曲線和色度分析CIE1931色度坐標(biāo)圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果將采用CVS、PDF和SQL數(shù)據(jù)庫等多種形式存儲(chǔ)與輸出。此外軟件通過腳本生成器提供離線瀏覽功能，對(duì)測(cè)試進(jìn)行監(jiān)控。

軟件控制界面