基于LED封装热特性的COB封装控制方法与流程

本发明涉及led封装，尤其涉及一种基于led封装热特性的cob封装控制方法。

背景技术：

1、cob（chip-on-board）封装是一种集成电路封装技术，cob封装能够将发光二极管（light-emitting diode，简称led）芯片直接封装在印刷电路板上，能够实现更高的集成度和更小的封装尺寸，从而适用于各种led照明和显示应用领域。

2、现有的cob封装方法通常采用基于模板的封装方法，即通过预先设计的封装图纸计算出各项封装坐标参数，并利用贴片封装机器人根据设计好的封装坐标参数进行封装，然而，基于模板的封装方法需要进行精确的分析计算以及严格的基板定位，从而增加了封装时间，且cob封装中led芯片的集成度较高，可能导致封装后的散热性能较差、损坏率较高，进而可能导致进行led封装时的效率较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于led封装热特性的cob封装控制方法，其主要目的在于解决进行led封装时的效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于led封装热特性的cob封装控制方法，包括：

3、获取针对芯片基板实时拍摄的芯片基板图像，对所述芯片基板图像进行灰度光照补偿以及多级窗口除噪，得到除噪基板图像；

4、对所述除噪基板图像进行类间阈值分割以及电极标注操作，得到标注基板图像；

5、根据所述标注基板图像控制封装机对所述芯片基板进行led贴覆以及金线键合操作，得到键合芯片基板；

6、获取针对所述键合芯片基板实时拍摄的键合基板图像，根据所述键合基板图像对所述键合芯片基板进行led基板建模以及光热仿真，得到光热封装参数；

7、根据所述光热封装参数控制所述封装机对所述键合芯片基板进行封装固化，得到封装芯片基板。

8、可选地，所述对所述芯片基板图像进行灰度光照补偿以及多级窗口除噪，得到除噪基板图像，包括：

9、对所述芯片基板图像进行色彩空间转化，得到基板色相分量、基板饱和度分量以及基板明度分量；

10、利用如下的高斯明度均衡算法对所述基板明度分量进行光照补偿，得到补偿明度分量：其中，是指所述芯片基板图像上坐标为的像素点的补偿明度分量，其中，为像素横坐标，为像素纵坐标，为对数函数符号， 是指所述芯片基板图像上坐标为的像素点的基板明度分量，是所述芯片基板图像上坐标为的像素点的基板明度分量对应的光照分量，为预设的归一化因子，为指数函数符号，为预设的尺度常数；

11、对所述基板色相分量、所述补偿明度分量以及所述基板保护度分量进行加权色彩融合，得到补偿基板图像；

12、对所述补偿基板图像进行图像灰度化操作，得到灰度基板图像；

13、对所述灰度基板图像进行多级窗口除噪，得到除噪基板图像。

14、可选地，所述对所述灰度基板图像进行多级窗口除噪，得到除噪基板图像，包括：

15、对所述灰度基板图像进行多级高斯下采样以及尺度插值，得到采样特征图像集；

16、对所述采样特征图像集进行特征差值计算，得到差值特征图像集；

17、利用如下的窗口除噪算法对所述差值特征图像集中的各个差值特征图像进行多级除噪，得到滤波特征图像集：其中，为所述滤波特征图像集中第个滤波特征图像中坐标为的像素点的灰度值，为像素横坐标，为像素纵坐标，是所述差值特征图像对应的滤波窗口，为所述差值特征图像集中第个差值特征图像中坐标为的像素点的灰度值，为距离函数，为绝对值符号，为所述差值特征图像集中第个差值特征图像中坐标为的像素点的灰度值，为所述差值特征图像集中第个差值特征图像中坐标为的像素点对应的归一化权重系数；

18、对所述滤波特征图像集进行上采样操作，得到滤波基板图像集；

19、对所述滤波基板图像集中的各个滤波基板图像进行像素加权平均操作，得到除噪基板图像。

20、可选地，所述对所述除噪基板图像进行类间阈值分割以及电极标注操作，得到标注基板图像，包括：

21、对所述除噪基板图像进行灰度统计以及直方图归一化操作，得到灰度级概率集；

22、根据所述灰度级概率集对所述除噪基板图像进行类间阈值分割，得到分割基板图像组；

23、对所述分割基板图像组进行图像特征提取操作，得到分割基板特征组；

24、对所述分割基板特征组进行决策树电极识别，得到电极极性组；

25、根据所述电极极性组对所述除噪基板图像进行极性标注，得到标注基板图像。

26、可选地，所述根据所述灰度级概率集对所述除噪基板图像进行类间阈值分割，得到分割基板图像组，包括：

27、逐个选取所述灰度级概率集中的灰度级概率作为目标灰度级概率，将所述目标灰度级概率对应的灰度级作为目标灰度级；

28、利用如下的类间灰度差值算法根据所述灰度级概率集计算出所述目标灰度级对应的类间灰度差值：其中，是指所述目标灰度级对应的类间灰度差值，是指所述目标灰度级，是灰度级索引，是所述灰度级概率集中灰度级为时对应的灰度级概率，是所述灰度级概率集对应最大灰度级；

29、将所述灰度级概率组中所有目标灰度级概率对应的类间灰度差值汇集成类间灰度差值集，并对所述灰度差值集进行极大值筛选，得到最大灰度差值；

30、将所述最大灰度差值对应的目标灰度级作为分割灰度级，并根据所述分割灰度级对所述除噪基板图像进行灰度阈值分割，得到分割基板图像组。

31、可选地，所述根据所述标注基板图像控制封装机对所述芯片基板进行led贴覆以及金线键合操作，得到键合芯片基板，包括：

32、对所述标注基板图像进行尺度缩放以及世界坐标转化，得到标准基板图像；

33、对所述标注基板图像进行标注坐标提取，得到基板电极坐标；

34、根据所述基板电极坐标控制封装机对所述芯片基板进行导电胶涂覆，得到涂覆芯片基板；

35、获取针对预设的led芯片实时拍摄的芯片图像;

36、根据所述芯片图像控制所述封装机对所述涂覆芯片基板进行led贴覆以及金线键合操作，得到键合芯片基板。

37、可选地，所述根据所述芯片图像控制所述封装机对所述涂覆芯片基板进行led贴覆以及金线键合操作，得到键合芯片基板，包括：

38、对所述芯片图像进行灰度光照补偿以及多级窗口除噪，得到除噪芯片图像；

39、对所述除噪芯片图像进行类间阈值分割以及电极标注操作，得到标注芯片图像；

40、对所述标注芯片图像进行尺度缩放、世界坐标转化以及标注坐标提取，得到芯片电极坐标；

41、获取所述涂覆芯片基板对应的基板电极坐标，并根据所述基板电极坐标对所述基板电极坐标进行贴覆路径规划，得到芯片贴覆路径；

42、根据所述芯片贴覆路径控制所述封装机对所述涂覆芯片基板进行led贴覆，得到贴覆芯片基板；

43、根据所述基板电极坐标控制所述封装机对所述贴覆芯片基板进行金线键合，得到键合芯片基板。

44、详细地，所述根据所述键合基板图像对所述键合芯片基板进行led基板建模以及光热仿真，得到光热封装参数，包括：

45、对所述键合基板图像进行尺度缩放以及世界坐标转化，得到建模基板图像；

46、对所述建模基板图像进行芯片分割以及芯片特征提取操作，得到芯片参数组；

47、对所述建模基板图像进行尺寸坐标提取操作，得到基板参数组；

48、对所述键合芯片基板进行材料属性提取，得到基板组件参数组；

49、根据所述基板参数组、所述基板组件参数组以及所述芯片参数组对所述建模基板图像进行三维重构，得到键合基板模型；

50、对所述键合基板模型进行光热仿真，得到光热封装参数。

51、详细地，所述对所述键合基板模型进行光热仿真，得到光热封装参数，包括：

52、对所述键合基板模型进行封装特征提取，得到封装参数区间；

53、利用区间随机数算法生成所述封装参数区间对应的初始封装参数；

54、根据所述初始封装参数对所述键合基板模型进行封装仿真，得到封装基板模型；

55、对所述封装基板模型进行网格划分以及荷载散热建模，得到初始散热参数；

56、对所述封装基板模型进行光源设定以及光线追迹，得到初始光线参数；

57、将所述初始散热参数和所述初始光线参数汇集成初始光热参数，并根据所述初始光热参数对所述初始封装参数进行蚁群迭代，得到光热封装参数。

58、详细地，所述根据所述光热封装参数控制所述封装机对所述键合芯片基板进行封装固化，得到封装芯片基板，包括：

59、控制所述封装机对所述键合芯片基板进行树脂涂覆，得到初级固化基板；

60、控制所述封装机对所述初级固化基板进行紫外固化操作，得到次级固化基板；

61、获取所述次级固化基板对应的实时封装参数，判断所述实时封装参数是否等于所述光热封装参数；

62、若否，则返回所述控制所述封装机对所述键合芯片基板进行树脂涂覆的步骤；

63、若是，则将所述次级固化基板作为所述封装芯片基板。

64、本发明实施例通过对所述芯片基板图像进行灰度光照补偿以及多级窗口除噪，能够实现对芯片基板的清晰化以及细节除噪操作，提高后续电极标注的准确性，通过对所述除噪基板图像进行类间阈值分割以及电极标注，能够利用机器视觉的方法对除噪基板中的电极区域进行识别与电极极性标注，减少了人工标注的环节，提升了led封装的自动化程度以及效率，通过进行led贴覆以及金线键合操作，能够将led芯片按照电极对应的关系贴覆以及焊接在芯片基板上，从而确保了led芯片能够正常工作。

65、通过进行led基板建模以及光热仿真，能够测算出达到最佳光热性能时led基板对应的封装参数，从而提高led的封装效率，通过对所述键合芯片基板进行封装固化，得到封装芯片基板，能够确保封装树脂可以充分固化，并保持 led 芯片与芯片基板之间的粘合强度，提高封装的稳定性。因此本发明提出的基于led封装热特性的cob封装控制方法，可以解决进行led封装时的效率较低的问题。