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1、华中科技大学文华学院毕业设计（论文）文华学院毕业设计（论文）高速LED检测设备的结构设计学 生 姓 名： 宋宪振 学号： 070302021119 学 部 （系）： 机械与电气工程学部 专 业 年 级： 07机械设计制造及其自动化2班 指 导 教 师： 李文慧 职称或学位： 硕士 2011 年 5 月 15日I华中科技大学文华学院毕业设计（论文）目 录摘 要I关键字IAbstractIIKey wordsII1绪论11.1LED的发展现状和市场前景11.2国内外研究概况21.3本文主要研究内容42LED芯片检测原理和设备方案的选择62.1LED芯片检测的原理62.2LED检测设备的功能需求62
2、.3LED检测设备的组成72.4检测设备工作过程73DH-LP320型LED检测机的机械结构设计83.1XY运动平台的设计83.1.1方案论证103.1.2丝杠螺母的设计和选型103.1.3导轨设计与选型173.1.4电机计算与选型213.1.5XY平移台的整体结构设计253.1.6XY移动平台丝杠导轨安装板的设计273.1.7马达托架的设计293.1.8导轨夹具313.2旋转工作台的设计333.3Z向工作台的设计343.4上部平台设计353.5探针台结构364DH-LP320型LED检测设备的Pro/E建模385设计总结40参考文献41致 谢43II高速LED检测设备的结构设计摘 要 LED
3、的应用越来越广，用户对于LED产品的光色性能的要求不断提高，LED芯片的检测与分拣已成为LED芯片制造生产线中不可缺少的环节。此外，近年来我国LED芯片行业的发展促使LED检测分拣设备的需求量也越来越大。LED检测机是成套设备中的重要组成部分，而我国LED芯片的检测和分拣主要依赖国外设备，制约着我国LED芯片产业的发展。LED检测设备是对LED芯片光电参数进行检测，为分拣提供数据。本文通过研究国内外同类设备，分析其工艺原理和总体需求，提出设计方案，对DH-LP320型LED检测机的机械结构进行设计，包括对XY运动平台、旋转工作台、Z向工作台、上部结构、探针台的设计，主要对关键部位高速高精度XY
4、运动平台的设计，分析比较选用丝杠导轨机构实现XY二维运动，根据使用要求对丝杆螺母、导轨、电机等进行计算与选型。用Auto CAD绘制各零部件工程图，采用Pro/E进行整机三维建模装配，所得到的三维实体模型直观、逼真的显现主要零部件的详细结构和形状，便于进行干涉检查，有效节约了产品设计时间，提高了设计效率，具有一定的实用价值。开发高速LED检测设备，对于打破产品垄断，降低国内设备应用的成本，增强企业竞争力，突破产能瓶颈，有非常重要的意义。关键字：LED；芯片检测；高速微动平台High-speed LED Test Equipment DesignAbstractAs more and more
5、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 become an indispensable part of line, in addition, our LED chip industry in recent years prompted the LED chip sorting device testing demand
6、 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 da
7、ta 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 DH-LP320 LED detector mechanical structure design, including the XY motion platform, rotary table, Z to the table, the upper structure
8、, probe station design, the main part of the key platform for high-speed high-precision XY motion design, analysis and comparison of selected screw rail agencies to achieve the XY two-dimensional movement, according to the requirement of the screw nut, rail, motor, etc. are calculated and selection.
9、 Drawing with Auto CAD drawings of the components, the use of Pro / E three-dimensional modeling of the whole assembly, the resulting three-dimensional solid model of intuitive, realistic show the detailed structure of the main components and shape, easy to intervene so as to effectively save produc
10、t design time and improve the efficiency of design, has some practical value. Development of high-speed LED testing equipment, for breaking the monopoly product, reduce the cost of the application of domestic equipment, and enhance the competitiveness of enterprises to break through capacity bottlen
11、ecks, have very important significance.Key words：LED；Chip Testing；High-speed Micro-platform1 绪论1.1 LED的发展现状和市场前景20世纪50年代末， Monsanto及Hewlett Packard公司研制出首只GaAsP红色发光二极管，称之为LED(Light Emitting Diodes)。LED是一种半导体材料制成的固体光源，物理层面上类似于P-N结二极管。当阳极与阴级间通正向电压时，电子和空穴向截面运动，复合后释放出能量，发出可见光或红外光是近几年来迅速崛起的光电器件。它具有亮度高、重量轻
12、、电流小、电压低、体积小、发光响应速度快和节能等优点，容易与晶体管和集成电路配套使用，因而在光通信光源调制、照明和指示灯、等领域有广泛应用。早在1964年就研发出红光LED，之后出现黄光LED。直到1994年，蓝色、绿色LED才研制成功。1996年由日本Nichia即日亚公司成功开发出白光LED。白光LED是LED家族中最后一个问世的，白光是复合光，以人类眼睛所能见的白光形式至少需要两种以上的光混合。一般有下列两种混合方式：（1）三波长光, 即蓝色光、绿色光与红色光混合；（2）二波长光, 即黄色光与蓝色光混合。目前已商品化的产品很多是二波长蓝色光单晶片加上黄色荧光粉, 三波长光以无机紫外光单晶
13、片加B、G、R三色荧光粉。由此可见，要想让LED真正应用在日常生活中，蓝色光LED芯片是不可缺少的。LED灯箱对白炽灯来说有很多优点，主要体现在：1、寿命长、抗振性好；2、单色性好，色彩鲜艳丰富；3、高效率、低能耗；4、响应时间短；5、绿色照明光源；6、体积小、重量轻；7、平面发光，方向性强；8、单个LED 的光通量小等。正是由于LED的这些优点，所以越来越受到人们的重视。LED低压闪光灯电路省电、高效、简单、成本低、占PCB板面积非常小，特别适用于手机、数码相机等手持设备，因此将赢得整个手持设备和手持影像产品市场的青睐以及大屏幕彩色显示、路灯、多媒体显像、医疗设备、交通信号灯、打印机、汽车前
14、照灯等方面，因此各国也加强了相关的研究工作。LED产业规模发展非常迅猛，市场潜力非常大，但是它的发展离不开LED装备业的发展作为支撑。而LED行业又有它的特殊性，由于生产过程的原因，每个LED芯片都是独一无二的，在光电特性上都有稍许不同，这就要求所有LED芯片都要进行测试并根据其光电特性进行分拣，LED检测设备的作用就在于此。而对于研发和生产成本相对较高的蓝色LED芯片，特别是高亮蓝色LED，更是有很大必要对其实施检测和分拣，LED芯片检测和分拣是LED芯片生产流程中不可缺少的部分。随着LED照明产业的发展，国内芯片产能目前呈爆发式增长，检测和分拣的速度是整个生产流程的瓶颈，而高速LED检测设
15、备和分拣设备基本完全依赖进口。因此，开发具有自主知识产权的高速LED检测设备和分拣设备，对于打破产品垄断，降低国内设备应用的成本，增强企业竞争力，突破产能瓶颈，都有非常重要的意义。由此可以看出，对LED芯片的高速检测设备进行设计是非常必要的，所以高速LED检测机是不缺少市场的。随着国家照明工程的起步，国内LED芯片设备的巨大需求再次引起了国外LED设备生产商的积极响应，他们日益重视中国国内这个巨大的市场。但是，在这里面也存在着一个隐忧，国外芯片设备的价格昂贵，相对制约了国内企业的产业化、规模化发展，也消耗了国家宝贵的外汇资金，同样减小了国内设备生产商的发展空间。同时， LED行业属于高精尖技术行业，与LED芯片相关的设备都有很高的性能要求和加工要求，这也阻碍了国内LED芯片设备的研发。中国的LED产业需要包括设备制造企业、LED生产企业以及国家等多方面的努力，才可以迅速地成长起来，并在国际大环境中占有自己的一席之地。1.2 国内外研究概况日本是LED产业的大国和起源国，其LED产业发展较早且拥有较多的相关知识产权。日本、东芝、夏普、索尼、日亚昭和等企业最早进入LED研究领域，至今上游芯片及白光、蓝光LED制造技术专利仍然大多为日
