Spektralkamera mit Flying-Head-Technik
LED-Prüftechnik im industriellen Einsatz
Von Backlight-Panels über Automotive-Leuchten bis hin zu µ-LEDs: Der T100L von Spea zeigt, wie sich moderne LED-Systeme schnell und präzise testen lassen – ohne teure und aufwändige Adapter mit Lichtwellenleitern und optischen Sensoren.
Die Entwicklung von LED-Technologien verläuft dynamisch: Von einfachen Statusanzeigen hin zu dichten Arrays mit Tausenden von Lichtquellen. Dabei steigen die Anforderungen an die Prüftechnik. Einfache elektrische Tests, die nur Vorwärtsspannung und Funktion prüfen, reichen nicht mehr aus. Anwender müssen heute Farbkoordinaten, spektrale Eigenschaften, Homogenität und Lichtstärke in hoher Präzision erfassen.
Konventionelle Systeme stoßen hier an Grenzen. Spot-basierte Messverfahren können einzelne Chips innerhalb von Multi-Die-LEDs nicht trennen. Zudem kommt es zu Interferenzen zwischen benachbarten LEDs, was zu fehlerhaften Ergebnissen führt. Auch die Messung von Parametern wie dem Color Rendering Index (CRI) bleibt oft unvollständig. Hinzu kommen steigende Adapter-Kosten bei wachsender LED-Zahl.
Der Ansatz des Spea T100L
Der T100L ist ein automatisches Testsystem, das speziell für die LED-Prüfung von Boards, Panels und Modulen entwickelt wurde. Kern ist die Spektralkamera mit Flying-Head-Technologie: Eine oder mehrere bewegliche Spektralkameras tasten die Oberfläche des Prüflings ab. Eine Kamera erfasst einen Bereich von 120 mm. Es können mehrere Achsen und Kameras verwendet werden. Entsprechend vergrößert sich der Erfassungsbereich. Die maximale Ausbaustufe des T100L sind vier Achsen mit acht Kameras (Top und Bottom). Dabei werden LEDs unterschiedlicher Helligkeit und Farbe gleichzeitig erfasst. Die Testgeschwindigkeit hängt nur von der Verfahrgeschwindigkeit der Kamera ab. Sie tastet die Baugruppe mit einer Geschwindigkeit von 200 mm pro Sekunde ab und prüft die LEDs. Die Bildverarbeitung läuft während der Kamerabewegung im Hintergrund in Echtzeit – unabhängig von der Anzahl der zu prüfenden LEDs. Dabei werden sämtliche relevanten Parameter für jede einzelne LED erfasst und ausgewertet.
Die Messtechnik basiert auf Mikro-Spot-Analysen mit einer Auflösung von 130 × 130 µm. 448 spektrale Bänder von 400 bis 1000 nm decken sowohl sichtbares als auch nahes Infrarotlicht ab. So lassen sich Spektralverteilungen, Farbkoordinaten, Wellenlängen und Homogenität präzise bestimmen.
Applikationsbeispiele aus der Praxis
- Display-Backlight-Panels in der Automobilindustrie
Ein Display-Backlight-Panel mit 816 LEDs zeigt den Nutzen des T100L deutlich. Die LEDs besitzen ein Batwing-Abstrahlprofil mit 360°-Emission und hohem Farbraum. Herkömmliche Messmethoden würden hier an Lichtüberschneidungen und langen Testzeiten scheitern.
Der T100L testet dieses Panel in nur sechs Sekunden. Zum Einsatz kommen ein Flying Head mit Doppelkamera und einer 240-mm-Scanbreite. Neben Farbtemperatur, XY-Koordinaten und Peak-Wellenlängen werden auch CRI, Homogenität, In-Circuit-Tests und LED-Binning durchgeführt. Das Ergebnis: Eine vollständige Charakterisierung ohne aufwändige Adapter und mit klar reproduzierbaren Ergebnissen.
- Heck- und Bremslichter mit CAN- und LIN-Schnittstellen
Bei Heck- und Bremsleuchten mit 134 LEDs – verteilt auf Vorder- und Rückseite – stellt sich die Herausforderung durch unterschiedliche LED-Modelle: Super Red und Amber in Automotive-Qualität mit hoher Intensität. Der T100L testet beide Seiten parallel mit zwei Flying Heads und jeweils doppelt ausgelegten Kameras.
Die Prüfdauer beträgt zwölf Sekunden. Neben den Funktionstests über CAN- und LIN-Protokolle werden Lumen, RGB-Werte, HSL, Farbkoordinaten, dominante Wellenlängen und Homogenität gemessen. Diese Flexibilität ist entscheidend für den Automotive-Bereich, wo verschiedene LED-Varianten in einem Modul kombiniert werden.
- µ-LED-Panels mit über 3700 Bauteilen
Besonders anspruchsvoll ist die Prüfung von µ-LED-Panels. Ein Beispiel mit 3720 LEDs in 5 × 10 mils großen µ-Packages (138 × 244 µm) verdeutlicht dies. Die hohe Packungsdichte und der geringe Abstand von 750 µm zwischen den Bauteilen führen zu Lichtüberschneidungen.
Der T100L löst dieses Problem mit Mikro-Spot-Analysen und spektraler Trennung. Trotz der Vielzahl an LEDs beträgt die Testzeit nur 13 Sekunden. Damit eignet sich das System auch für Prototypen und neue Display-Technologien, bei denen Geschwindigkeit und Genauigkeit entscheidend sind.
Mehr als ein Universaltester
Die Praxisbeispiele zeigen, dass der T100L mehr ist als ein universelles LED-Testsystem. Seine Stärke liegt in der Kombination aus schneller Flying-Head-Technologie, mikro-optischer Präzision durch Spektralkameras und flexibler Protokollunterstützung. Ob Automotive-Backlight, µ-LED-Panel oder Tail Light – das System liefert reproduzierbare Ergebnisse, die den steigenden Anforderungen moderner LED-Technologien gerecht werden.
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