【正文】 度177。這個(gè)工作臺只是在機(jī)器調(diào)整的時(shí)候會(huì)有微小的調(diào)整，一旦設(shè)備調(diào)整到最佳狀態(tài)，這個(gè)工作臺就不會(huì)再有動(dòng)作，因此，它不是頻繁移動(dòng)的部件，所以在考慮經(jīng)濟(jì)性后采用第三種方案絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)。方案二、外購XY平移臺方案：現(xiàn)在有很多商家提供組裝好的二維運(yùn)動(dòng)平臺，例如日本的THK公司等。Z方向的運(yùn)動(dòng)是給芯片盤提供向上的運(yùn)動(dòng)，以使芯片電極和固定的探針接觸導(dǎo)通電路。主要是用來承載芯片并通過精確定位實(shí)現(xiàn)對芯片光電參數(shù)的檢測。上部結(jié)構(gòu)：包括掃描鏡頭的固定結(jié)構(gòu)、調(diào)探針鏡頭的固定結(jié)構(gòu)、光纖探頭和亮度探頭的固定。其包括骨架，由方鋼管焊接組成，骨架是機(jī)架的主體結(jié)構(gòu)，其作用主要作為整部機(jī)器的支撐；下層安裝板，是地面和機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一個(gè)分離；中層安裝板，主要作為高精度XY平臺的安裝；上層安裝板，主要作為上部結(jié)構(gòu)和探針臺的安裝板；電氣安裝板，安裝電氣設(shè)備；工控機(jī)固定板，安裝工控機(jī)光源等；氣動(dòng)設(shè)備固定板，固定氣壓表等。3 DHLP320型LED檢測機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)DHLP320型LED檢測機(jī)是本次設(shè)計(jì)LED檢測設(shè)備具體的型號。機(jī)械部分：檢測機(jī)上主要完成是設(shè)計(jì)高速高精確二維移動(dòng)平臺，高精確轉(zhuǎn)臺，高精確升降平臺，探針裝置，機(jī)體結(jié)構(gòu)等工作；在分揀機(jī)上主要完成是加工兩套高精確二維平移平臺，高精確轉(zhuǎn)臺，擺臂分揀裝置，頂針裝置等工作。LED芯片的檢測需要探針和電極精確的定位，在視覺圖像檢測的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對LED芯片的精確定位，從而保證探針和LED芯片電極的緊密接觸，完成檢測要求。檢測的具體要求：LED檢測是通過對LED芯片通電致發(fā)光，對LED芯片的光電參數(shù)進(jìn)行檢測，獲得芯片等級劃分所需的信息。芯片盤上全部芯片檢測完后輸出完整的檢測圖像和分級數(shù)據(jù)，為芯片的分揀做準(zhǔn)備。2 LED芯片檢測原理和設(shè)備方案的選擇 LED芯片檢測的原理在LED芯片的實(shí)際應(yīng)用中，對其光電的一致性要求很高，尤其是用于陣列顯示的場合，必須保證各個(gè)象素的配色正確，而且還要保證各像素顏色的一致性，才能保證最終色彩還原。檢測機(jī)上主要完成是設(shè)計(jì)高速高精確二維移動(dòng)平臺，高精確旋轉(zhuǎn)臺，高精確升降平臺，探針裝置，機(jī)體結(jié)構(gòu)等工作。該儀器能夠快速測量LED單管的波長，并根據(jù)波長進(jìn)行篩選分類。目前國外經(jīng)過分揀的LED每只利潤增加1分人民幣，國內(nèi)年生產(chǎn)LED管200億只，如果有一半LED經(jīng)過分揀，增加利潤近一億元。佐竹與1996年就發(fā)明了一種多色的分揀機(jī)光學(xué)檢測儀，包括至少兩種不同光譜范圍的LED材料檢測，并可以通過檢測信號并放大后予以選擇，可以算是早期的LED分揀檢測設(shè)備。國家科技部也將“國家半導(dǎo)體照明工程”列入“十一五”科技發(fā)展計(jì)劃。規(guī)模較大，實(shí)力力較強(qiáng)的LED芯片生產(chǎn)企業(yè)主要有：廈門三安、西安中為、香港曾明利、杭州士蘭明芯、湖南華磊等。美國2000年國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃到2010年55%的白熾燈和熒光燈被白光LED取代每年節(jié)約350億美元電費(fèi)，形成500億美元的大產(chǎn)業(yè)。通過近幾年的發(fā)展，我國LED檢測設(shè)備的國產(chǎn)化已有了很大的提高，部分設(shè)備的技術(shù)甚至達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。在我國，在2003年6月17日，國家科技部聯(lián)合信息產(chǎn)業(yè)部、教育部等部門以及北京、上海等地區(qū)聯(lián)合成立了國家半導(dǎo)體照明工程協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，正式啟動(dòng)“國家半導(dǎo)體照明工程”。LED的優(yōu)勢是不言而喻的，在當(dāng)前全球能源緊張的情況下，發(fā)展LED是節(jié)能的一個(gè)很有效的途徑。 國內(nèi)外研究概況日本是LED產(chǎn)業(yè)的大國和起源國，其LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早且擁有較多的相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)。隨著國家照明工程的起步，國內(nèi)LED芯片設(shè)備的巨大需求再次引起了國外LED設(shè)備生產(chǎn)商的積極響應(yīng)，他們?nèi)找嬷匾曋袊鴩鴥?nèi)這個(gè)巨大的市場。而對于研發(fā)和生產(chǎn)成本相對較高的藍(lán)色LED芯片，特別是高亮藍(lán)色LED，更是有很大必要對其實(shí)施檢測和分揀，LED芯片檢測和分揀是LED芯片生產(chǎn)流程中不可缺少的部分。正是由于LED的這些優(yōu)點(diǎn)，所以越來越受到人們的重視。一般有下列兩種混合方式：（1）三波長光, 即藍(lán)色光、綠色光與紅色光混合；（2）二波長光, 即黃色光與藍(lán)色光混合。早在1964年就研發(fā)出紅光LED，之后出現(xiàn)黃光LED。關(guān)鍵字：LED；芯片檢測；高速微動(dòng)平臺Highspeed LED Test Equipment DesignAbstractAs more and more wide application of LED, the user of products for the LED light color performance is ever increasing, LED chip detection and sorting LED chip manufacturing has bee an indispensable part of line, in addition, our LED chip industry in recent years prompted the LED chip sorting device testing demand is also growing. LED chip testing equipment in the machine is an important part, and our LED chip testing and sorting of the main dependent on foreign equipment, which restricts the development of LED chip industry. LED is the LED chip testing equipment for testing optical parameters, to provide data for the sorting. Through the study of similar equipment at home and abroad, to analyze the process principle and the overall demand, proposed design, based on the DHLP320 LED detector mechanical structure design, including the XY motion platform, rotary table, Z to the table, the upper structure, probe station design, the main part of the key platform for highspeed highprecision XY motion design, analysis and parison of selected screw rail agencies to achieve the XY twodimensional movement, according to the requirement of the screw nut, rail, motor, etc. are calculated and selection. Drawing with Auto CAD drawings of the ponents, the use of Pro / E threedimensional modeling of the whole assembly, the resulting threedimensional solid model of intuitive, realistic show the detailed structure of the main ponents and shape, easy to intervene so as to effectively save product design time and improve the efficiency of design, has some practical value. Development of highspeed LED testing equipment, for breaking the monopoly product, reduce the cost of the application of domestic equipment, and enhance the petitiveness of enterprises to break through capacity bottlenecks, have very important significance.Key words：LED；Chip Testing；Highspeed Microplatform1 緒論 LED的發(fā)展現(xiàn)狀和市場前景20世紀(jì)50年代末， Monsanto及Hewlett Packard公司研制出首只GaAsP紅色發(fā)光二極管，稱之為LED(Light Emitting Diodes)。LED檢測設(shè)備是對LED芯片光電參數(shù)進(jìn)行檢測，為分揀提供數(shù)據(jù)。華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）高速LED檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名： 宋憲振 學(xué)號： 070302021119 學(xué) 部 （系）： 機(jī)械與電氣工程學(xué)部 專 業(yè) 年 級： 07機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化2班 指 導(dǎo) 教 師： 李文慧 職稱或?qū)W位： 碩士 2011 年 5 月 15日I華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目 錄摘 要 I關(guān)鍵字 IAbstract IIKey words II1 緒論 1 LED的發(fā)展現(xiàn)狀和市場前景 1 國內(nèi)外研究概況 2 本文主要研究內(nèi)容 42 LED芯片檢測原理和設(shè)備方案的選擇 6 LED芯片檢測的原理 6 LED檢測設(shè)備的功能需求 6 LED檢測設(shè)備的組成 7 檢測設(shè)備工作過程 73 DHLP320型LED檢測機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 XY運(yùn)動(dòng)平臺的設(shè)計(jì) 8 方案論證 10 絲杠螺母的設(shè)計(jì)和選型 10 導(dǎo)軌設(shè)計(jì)與選型 17 電機(jī)計(jì)算與選型 21 XY平移臺的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 XY移動(dòng)平臺絲杠導(dǎo)軌安裝板的設(shè)計(jì) 27 馬達(dá)托架的設(shè)計(jì) 29 導(dǎo)軌夾具 31 旋轉(zhuǎn)工作臺的設(shè)計(jì) 33 Z向工作臺的設(shè)計(jì) 34 上部平臺設(shè)計(jì) 35 探針臺結(jié)構(gòu) 364 DHLP320型LED檢測設(shè)備的Pro/E建模 385 設(shè)計(jì)總結(jié) 40參考文獻(xiàn) 41致 謝 4343高速LED檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要 LED的應(yīng)用越來越廣，用戶對于LED產(chǎn)品的光色性能的要求不斷提高，LED芯片的檢測與分揀已成為LED芯片制造生產(chǎn)線中不可缺少的環(huán)節(jié)。本文通過研究國內(nèi)外同類設(shè)備，分析其工藝原理和總體需求，提出設(shè)計(jì)方案，對DHLP320型LED檢測機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對XY運(yùn)動(dòng)平臺、旋轉(zhuǎn)工作臺、Z向工作臺、上部結(jié)構(gòu)、探針臺的設(shè)計(jì)，主要對關(guān)鍵部位高速高精度XY運(yùn)動(dòng)平臺的設(shè)計(jì)，分析比較選用絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)XY二維運(yùn)動(dòng)，根據(jù)使用要求對絲桿螺母、導(dǎo)軌、電機(jī)等進(jìn)行計(jì)算與選型。LED是一種半導(dǎo)體材料制成的固體光源，物理層面上類似于PN結(jié)二極管。直到1994年，藍(lán)色、綠色LED才研制成功。目前已商品化的產(chǎn)品很多是二波長藍(lán)色光單晶片加上黃色熒光粉, 三波長光以無機(jī)紫外光單晶片加B、G、R三色熒光粉。LED低壓閃光燈電路省電、高效、簡單、成本低、占PCB板面積非常小，特別適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等手持設(shè)備，因此將贏得整個(gè)手持設(shè)備和手持影像產(chǎn)品市場的青睞以及大屏幕彩色顯示、路燈、多媒體顯像、醫(yī)療設(shè)備、交通信號燈、打印機(jī)、汽車前照燈等方面，因此各國也加強(qiáng)了相關(guān)的研究工作。隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)芯片產(chǎn)能目前呈爆發(fā)式增長，檢測和分揀的速度是整個(gè)生產(chǎn)流程的瓶頸，而高速LED檢測設(shè)備和分揀設(shè)備基本完全依賴進(jìn)口。但是，在這里面也存在著一個(gè)隱憂，國外芯片設(shè)備的價(jià)格昂貴，相對制約了國內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展，也消耗了國家寶貴的外匯資金，同樣減小了國內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)商的發(fā)展空間。日本、東芝、夏普、索尼、日亞昭和等企業(yè)最早進(jìn)入LED研究領(lǐng)域，至今上游芯片及白光、藍(lán)光LED制造技術(shù)專利仍然大多為日本掌握。世界多個(gè)國家和地區(qū)都提出了自己的LED推廣工程計(jì)劃，見下表11。各地政府也紛紛出臺了相應(yīng)的扶持政策和措施。我國半導(dǎo)體照明LED技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測設(shè)備的發(fā)展，將有力推動(dòng)LED應(yīng)用產(chǎn)品的技術(shù)提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。韓國2004年固態(tài)照明計(jì)劃2004～2008年國家投入1億美元，企業(yè)只提供30%的配套資金，預(yù)期2008年達(dá)到80lm/W歐洲2000年彩虹計(jì)劃通過歐州共體的補(bǔ)助金推廣LED的應(yīng)用通過應(yīng)用半導(dǎo)體照明實(shí)現(xiàn)節(jié)能、高效、不使用有害環(huán)境的材料、來模擬自然光的目標(biāo)中國臺灣2001年次世紀(jì)照明光源開發(fā)計(jì)劃以白光LED取代100%的熒光燈和25%的白熾燈每年節(jié)省110億kw?h，相當(dāng)于一座核電站的發(fā)電量中國大陸2003年國家半導(dǎo)體照明工程2006～2020年，投資50～100億元發(fā)展半導(dǎo)體照明， LED達(dá)到150～200lm/W，15元/klm。在技術(shù)上，我國LED產(chǎn)業(yè)主要在紅黃光、藍(lán)光、紫外光方面有研究成果，2001年4月南昌大學(xué)成功研制出紫外發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管光輸出功率大于等于500μW。在LED 上游外延片生產(chǎn)上，日本、美國、歐盟仍擁有巨大的技術(shù)優(yōu)勢，而中國臺灣則已經(jīng)成為全球重要的LED 生產(chǎn)基地。當(dāng)前市面上主流的LED芯片檢測分揀設(shè)備廠商主要有日本OPTO System公司、香港ASM公司及臺灣長洛精儀公司。在國內(nèi)高校，華中科技大學(xué)、浙江大學(xué)等一些國家重點(diǎn)院校，利用學(xué)科優(yōu)勢，積極開展針對LED產(chǎn)業(yè)的研究工作。但是，這種LED單管的分揀沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，分揀速度不高，不能夠適應(yīng)LED產(chǎn)業(yè)化的要求。研究其原