led非接触自动检测系统控制与信号处理

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1、重庆大学硕士学位论文1绪论1．1研究意义和目的1．1．1研究意义随着1962年第一只发光二极管(英文名称：lightemittingdiode，简称：LED)的诞生，一种节能、环保、寿命长、体积小、响应快的新型照明灯具就走进了人们的生活而广泛应用于照明及显示领域，尤其是大功率LED芯片制造技术的不断发展，使得LED进入普通照明领域成为可能IlH8】。LED在节能方面有着非常显著的特点，用LED代替传统照明光源，将可以节约40％．70％的能源，中国绿色照明工程促进项目办公室做过一个专项调查，我国照明用电每年在3000亿度以上，如果使用LED取代全部白炽灯或部分取代荧光灯，那么

2、每年将节省1／3的照明用电，约1000亿度，该电量相当于一个总投资超过2000亿元的三峡工程全年的发电量，这对能源十分紧张的我国来说具有十分重要的战略意义。美国能源部预测，到2010年美国一半的白炽灯如果由LED取代，仅节约的电费就达到350亿美元。而根据加州大学。圣巴巴拉分校估计，截止2025年，LED照明的普及可使得美国节省电费1150亿美元19】_【ll】。在使用寿命方面，LED采用固体封装，结构牢固，寿命可达数万小时，是荧光灯寿命的10倍，是白炽灯寿命的100倍。而且，使用LED取代荧光灯可以避免荧光灯管破裂而溢出汞所造成的二次污染。表1．1【l2】比较了多种常见光

3、源的性能，由该表可以看出，LED在实际光效和使用寿命上同时占有很大的优势。尤其是随着LED芯片结构同新月异的发展【131，LED的出光效率大大提高，这对于LED的广泛应用有着更重要的意义和影响。表1．1光源的性能比较Table1．1Characteristicscomparisonofdifferentlightsource重庆大学硕七学位论文1绪论普通照明市场才是LED光源的最大市场，也是LED光源的目标市场，作为21世纪最引入注目的高新技术领域之一的LED产业已经受到了各个国家的重视1141。日本早在1998年就开始实施“21世纪照明计划”，美国在2000年开始推进“国

4、家半导体照明计划”，欧盟也于同年启动“彩虹计划”，目的都是要推动LED照明能够代替白炽灯、荧光灯，尽早进入普通照明领域。我国也在2003年由科技部牵头，正式启动“国家半导体照明工程”，提出了“以产业化为目标，以应用促发展，培育有国际竞争力的中国半导体照明新兴产业”的战略，期望能够在竞争激烈的全球半导体照明市场占有一席之地。随着各国对LED产业的重视，全球LED的应用市场将从2004年的125亿美元提高到2008年的500亿美元。2004年我国LED总产量突破240亿只，2005年达到262．1亿只，预计，2010年总产值将达600亿只，市场潜力巨大，导致LED企业间的竞争也

5、将越来越激烈。LED生产成本过高已经成为取代现有光源的瓶颈，为了突破该瓶颈，生产低成本、高可靠性的LED已经成为该产业发展的必经之路。因此，对LED生产的各个环节进行可靠性检测显得十分的必要。LED封装过程中由于焊线质量和芯片质量引起的次品率比较高，但目前对LED的检测主要集中在前端晶片和衬底以及后端成品的检测，因此，提出利用光生伏特效应来在线检测封装过程中的LED芯片对于降低生产成本、提高LED成品率有着十分重要的意义。LED芯片封装在线检测技术解决了现有芯片检测技术在实用性、有效性方面的不足，能够完成对封装过程中LED芯片的非接触检测，具有广阔的市场应用前景。1．1．2

6、研究目的第一、通过对LED自动检测系统控制单元的构建，实现对LED非接触自动检测系统的控制完成对一排LED芯片逐个检测的功能。第二、针对LED检测系统检测信号的特征，研究提高检测系统可靠性的信号处理方法，以达到对多种颜色、多种尺寸的LED的功能状态及焊线质量进行准确判断的目的。1．2研究背景及现状LED价格居高不下已经成为制约其成为照明光源的主要因素之一【l5】．【撙】。生产质量可靠的LED对降低LED生产成本、推动LED更广泛的应用有着非常重要的意义。LED产业链中，上游是LED衬底晶片生产，中游为LED芯片设计及制造的产业化生产，下游为LED封装与测试。目f{i『对LE

7、D的检测对象主要是前端的晶片、外延片，中端的LED芯片，以及后端成品的检测。对晶片、外延片主要针对其电阻率、污损度、厚度、结构等的检测，检测方法也比较成熟。四探针法【201[211是该检测阶段最为传统的方法，它是将探针直接接2重庆大学硕+学位论文1绪论触待检测晶片的两极，通过探针给待测样品注入电流并获得样品的电压电流关系以测量半导体样品的电阻率。范德堡法也是一种接触式检测方法，文献22中介绍了利用该方法在低温条件下检测电磁参数(如电导率、霍尔迁移率)，它可以用来测量比四点探针法更小的区域。无线探针板123J法具有无