【正文】 半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)，全面進(jìn)入通入照明市場(chǎng)占有30～50%的市場(chǎng)份額，實(shí)現(xiàn)節(jié)電30%以上，年照明節(jié)電1000億kw?h以上我國(guó)大陸LED芯片研究起步較晚，國(guó)內(nèi)的主要研究機(jī)構(gòu)有廈門(mén)大學(xué)物理系、中科院長(zhǎng)春物理所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第13 所以及華中科技大學(xué)等幾個(gè)高校、研究所開(kāi)展研究工作。韓國(guó)2004年固態(tài)照明計(jì)劃2004～2008年國(guó)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(guò)歐州共體的補(bǔ)助金推廣LED的應(yīng)用通過(guò)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(lái)模擬自然光的目標(biāo)中國(guó)臺(tái)灣2001年次世紀(jì)照明光源開(kāi)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(guó)大陸2003年國(guó)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。表11 世界各國(guó)的半導(dǎo)體照明計(jì)劃國(guó)家時(shí)間項(xiàng)目名稱(chēng)項(xiàng)目預(yù)期目標(biāo)預(yù)計(jì)效益日本1998年21世紀(jì)光計(jì)劃到2006年50%的傳統(tǒng)照明被白光LED取代可減少1～2座核電廠的發(fā)電量，每年節(jié)省10億噸L以上的原油消耗。我國(guó)半導(dǎo)體照明LED技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)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。隨著LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的需求大幅度提升。各地政府也紛紛出臺(tái)了相應(yīng)的扶持政策和措施。有鑒于此，各國(guó)都針對(duì)自己的LED產(chǎn)業(yè)提出了相應(yīng)的振興計(jì)劃和扶持政策，以期望在這一新興領(lǐng)域占據(jù)一席之地。世界多個(gè)國(guó)家和地區(qū)都提出了自己的LED推廣工程計(jì)劃，見(jiàn)下表11。LED產(chǎn)業(yè)被認(rèn)為即將引發(fā)第三次照明革命，并能解決環(huán)境污染和全球性的能源短缺問(wèn)題。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(zhuān)利仍然大多為日本掌握。中國(guó)的LED產(chǎn)業(yè)需要包括設(shè)備制造企業(yè)、LED生產(chǎn)企業(yè)以及國(guó)家等多方面的努力，才可以迅速地成長(zhǎng)起來(lái)，并在國(guó)際大環(huán)境中占有自己的一席之地。但是，在這里面也存在著一個(gè)隱憂(yōu)，國(guó)外芯片設(shè)備的價(jià)格昂貴，相對(duì)制約了國(guó)內(nèi)企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展，也消耗了國(guó)家寶貴的外匯資金，同樣減小了國(guó)內(nèi)設(shè)備生產(chǎn)商的發(fā)展空間。由此可以看出，對(duì)LED芯片的高速檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)是非常必要的，所以高速LED檢測(cè)機(jī)是不缺少市場(chǎng)的。隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)能目前呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，檢測(cè)和分揀的速度是整個(gè)生產(chǎn)流程的瓶頸，而高速LED檢測(cè)設(shè)備和分揀設(shè)備基本完全依賴(lài)進(jìn)口。而LED行業(yè)又有它的特殊性，由于生產(chǎn)過(guò)程的原因，每個(gè)LED芯片都是獨(dú)一無(wú)二的，在光電特性上都有稍許不同，這就要求所有LED芯片都要進(jìn)行測(cè)試并根據(jù)其光電特性進(jìn)行分揀，LED檢測(cè)設(shè)備的作用就在于此。LED低壓閃光燈電路省電、高效、簡(jiǎn)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(chǎng)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(hào)燈、打印機(jī)、汽車(chē)前照燈等方面，因此各國(guó)也加強(qiáng)了相關(guān)的研究工作。LED燈箱對(duì)白熾燈來(lái)說(shuō)有很多優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：壽命長(zhǎng)、抗振性好；單色性好，色彩鮮艷豐富；高效率、低能耗；響應(yīng)時(shí)間短；綠色照明光源；體積小、重量輕；平面發(fā)光，方向性強(qiáng)；單個(gè)LED 的光通量小等。目前已商品化的產(chǎn)品很多是二波長(zhǎng)藍(lán)色光單晶片加上黃色熒光粉, 三波長(zhǎng)光以無(wú)機(jī)紫外光單晶片加B、G、R三色熒光粉。白光LED是LED家族中最后一個(gè)問(wèn)世的，白光是復(fù)合光，以人類(lèi)眼睛所能見(jiàn)的白光形式至少需要兩種以上的光混合。直到1994年，藍(lán)色、綠色LED才研制成功。它具有亮度高、重量輕、電流小、電壓低、體積小、發(fā)光響應(yīng)速度快和節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，容易與晶體管和集成電路配套使用，因而在光通信光源調(diào)制、照明和指示燈、等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。LED是一種半導(dǎo)體材料制成的固體光源，物理層面上類(lèi)似于PN結(jié)二極管。開(kāi)發(fā)高速LED檢測(cè)設(shè)備，對(duì)于打破產(chǎn)品壟斷，降低國(guó)內(nèi)設(shè)備應(yīng)用的成本，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，突破產(chǎn)能瓶頸，有非常重要的意義。本文通過(guò)研究國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備，分析其工藝原理和總體需求，提出設(shè)計(jì)方案，對(duì)DHLP320型LED檢測(cè)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括對(duì)XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)、Z向工作臺(tái)、上部結(jié)構(gòu)、探針臺(tái)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)關(guān)鍵部位高速高精度XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(duì)絲桿螺母、導(dǎo)軌、電機(jī)等進(jìn)行計(jì)算與選型。LED檢測(cè)機(jī)是成套設(shè)備中的重要組成部分，而我國(guó)LED芯片的檢測(cè)和分揀主要依賴(lài)國(guó)外設(shè)備，制約著我國(guó)LED芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。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(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué) 生 姓 名： 宋憲振 學(xué)號(hào)： 070302021119 學(xué) 部 （系）： 機(jī)械與電氣工程學(xué)部 專(zhuān) 業(yè) 年 級(jí)： 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(chēng)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(chǎng)前景 1 國(guó)內(nèi)外研究概況 2 本文主要研究?jī)?nèi)容 42 LED芯片檢測(cè)原理和設(shè)備方案的選擇 6 LED芯片檢測(cè)的原理 6 LED檢測(cè)設(shè)備的功能需求 6 LED檢測(cè)設(shè)備的組成 7 檢測(cè)設(shè)備工作過(guò)程 73 DHLP320型LED檢測(cè)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 XY運(yùn)動(dòng)平臺(tái)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(tái)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 XY移動(dòng)平臺(tái)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(tái)的設(shè)計(jì) 33 Z向工作臺(tái)的設(shè)計(jì) 34 上部平臺(tái)設(shè)計(jì) 35 探針臺(tái)結(jié)構(gòu) 364 DHLP320型LED檢測(cè)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(cè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要 LED的應(yīng)用越來(lái)越廣，用戶(hù)對(duì)于LED產(chǎn)品的光色性能的要求不斷提高，LED芯片的檢測(cè)與分揀已成為L(zhǎng)ED芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。此外，近年來(lái)我國(guó)LED芯片行業(yè)的發(fā)展促使LED檢測(cè)分揀設(shè)備的需求量也越來(lái)越大。LED檢測(cè)設(shè)備是對(duì)LED芯片光電參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，為分揀提供數(shù)據(jù)。用Auto CAD繪制各零部件工程圖，采用Pro/E進(jìn)行整機(jī)三維建模裝配，所得到的三維實(shí)體模型直觀、逼真的顯現(xiàn)主要零部件的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和形狀，便于進(jìn)行干涉檢查，有效節(jié)約了產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率，具有一定的實(shí)用價(jià)值。關(guān)鍵字：LED；芯片檢測(cè)；高速微動(dòng)平臺(tái)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(chǎng)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(chēng)之為L(zhǎng)ED(Light Emitting Diodes)。當(dāng)陽(yáng)極與陰級(jí)間通正向電壓時(shí)，電子和空穴向截面運(yùn)動(dòng)，復(fù)合后釋放出能量，發(fā)出可見(jiàn)光或紅外光是近幾年來(lái)迅速崛起的光電器件。早在1964年就研發(fā)出紅光LED，之后出現(xiàn)黃光LED。1996年由日本Nichia即日亞公司成功開(kāi)發(fā)出白光LED。一般有下列兩種混合方式：（1）三波長(zhǎng)光, 即藍(lán)色光、綠色光與紅色光混合；（2）二波長(zhǎng)光, 即黃色光與藍(lán)色光混合。由此可見(jiàn)，要想讓LED真正應(yīng)用在日常生活中，藍(lán)色光LED芯片是不可缺少的。正是由于LED的這些優(yōu)點(diǎn)，所以越來(lái)越受到人們的重視。LED產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展非常迅猛，市場(chǎng)潛力非常大，但是它的發(fā)展離不開(kāi)LED裝備業(yè)的發(fā)展作為支撐。而對(duì)于研發(fā)和生產(chǎn)成本相對(duì)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(duì)其實(shí)施檢測(cè)和分揀，LED芯片檢測(cè)和分揀是LED芯片生產(chǎn)流程中不可缺少的部分。因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速LED檢測(cè)設(shè)備和分揀設(shè)備，對(duì)于打破產(chǎn)品壟斷，降低國(guó)內(nèi)設(shè)備應(yīng)用的成本，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，突破產(chǎn)能瓶頸，都有非常重要的意義。隨著國(guó)家照明工程的起步，國(guó)內(nèi)LED芯片設(shè)備的巨大需求再次引起了國(guó)外LED設(shè)備生產(chǎn)商的積極響應(yīng)，他們?nèi)找嬷匾曋袊?guó)國(guó)內(nèi)這個(gè)巨大的市場(chǎng)。同時(shí)， LED行業(yè)屬于高精尖技術(shù)行業(yè)，與LED芯片相關(guān)的設(shè)備都有很高的性能要求和加工要求，這也阻礙了國(guó)內(nèi)LED芯片設(shè)備的研發(fā)。 國(guó)內(nèi)外研究概況日本是LED產(chǎn)業(yè)的大國(guó)和起源國(guó)，其LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展較早且擁有較多的相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)。對(duì)于歐洲來(lái)說(shuō)，雖沒(méi)有較多資料顯示其研究情況，但像Osram，Philips等大公司也投入到LED產(chǎn)業(yè)研究中，美國(guó)的LED研究也較早起步，主要有HP，CREE，GE等公司，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)也有如光寶、晶元光電和億光等公司緊隨這些國(guó)際大公司之后。LED的優(yōu)勢(shì)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。僅LED景觀燈一項(xiàng)就可以在我國(guó)帶來(lái)30005000億人民幣的產(chǎn)值。在我國(guó)，在2003年6月17日，國(guó)家科技部聯(lián)合信息產(chǎn)業(yè)部、教育部等部門(mén)以及北京、上海等地區(qū)聯(lián)合成立了國(guó)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(guó)家半導(dǎo)體照明工程”。如東莞市決定，采用國(guó)產(chǎn)LED測(cè)試和分