JP2011061202A - 発光素子用試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子のバーンイン試験を行うための効率的な発光素子用検知モジュールを提供する。
【解決手段】 発光素子用検知モジュール２００’は回路基板２１０を備える。回路基板２１０は、光センサを保持するように構成された少なくとも１つの保持領域２１１と、回路基板２１０のフロントエンドにある出力インターフェースに光センサを電気的に接続するように構成された少なくとも１つの回路とを有する。モジュール２００’はさらに、回路基板２１０上に配置され、２１１保持領域を露出させる少なくとも１つの開口２３１を有する基板２３０、及び、開口２３１上に配置され、発光素子からの放射光を、開口２３１を通して保持領域２１１に集めるように構成された光学素子２４０を有する。
【選択図】 図７

Description

本発明は発光素子用試験装置に関し、さらに詳しくは、試験装置内の高温環境に影響を与えずに取外し可能な態様で試験オーブン内に少なくとも１つの光センサを装填するように構成された、取外し可能な検知モジュールのための構造をもつ試験装置に関する。

発光ダイオード(ＬＥＤ)は技術上周知である。ＬＥＤの試験には所定の波長スペクトルにおいてＬＥＤ素子により放射される光の強度の測定が含まれる。ＬＥＤ素子の正確な対照試験を保証するため、素子により放射される光は正確で再現可能な態様で、例えば所定の距離または角度で、集められ、適切な光学系を用いて光検出器に送られなければならない。

必要な信頼性データは通常長時間にわたって集められて大量になるから、これらの素子はダイシングされ、個々のパッケージに封入されて、試験装置において高温条件下で試験される。次のレベルの品質保証は、顧客への出荷前にバーンイン試験によって全ての初期故障が除去されていることの保証である。ウエハ上に形成されたＬＥＤはダイに切り分けられる。それぞれのダイは次いで、ダイのボンディングパッドをパッケージのピンにボンディングワイアで接続することによって発光パッケージに組み立てられる。ダイがパッケージに組み立てられると、パッケージは発光素子の品質及び信頼性を保証するためにバーンイン試験にかけられる。出荷前に初期故障を排除するために試験装置において高温の下に保持される選別試験である、バーンイン試験を行うことは絶対に必要である。

特許文献１は、光検出器、レンズセット及びスプリッタを有する高速光検知装置を開示している。光検出器は光度を検出するために用いられ、レンズセットは光ビームを色アナライザに集束させるために用いられ、スプリッタは試験されるべき発光素子に位置合せされ、発光素子によって発生される光ビームを光検出器とレンズセットに同時に分けるために用いられる。

米国特許出願公開第２００８/０２９７７７１号明細書

本発明の課題は、発光素子のバーンイン試験を行うための効率的な手段を提供することである。

本発明の一態様は、試験装置内の高温環境に影響を与えずに取外し可能な態様で試験オーブン内に少なくとも１つの光センサを装填するように構成された、取外し可能な検知モジュールのための構造をもつ試験装置を提供する。

本発明のこの態様にしたがう発光素子用検知モジュールは回路基板を備え、回路基板は、光センサを保持するように構成された少なくとも１つの保持領域、回路基板のフロントエンドにある出力インターフェースに光センサを電気的に接続するように構成された少なくとも１つの回路、回路基板上に配置され、保持領域を露出させる少なくとも１つの開口を有する基板、及び、開口上に配置され、発光素子からの放射光を、開口を通して保持領域に集めるように構成された光学素子を有する。

本発明の別の態様にしたがう発光素子用試験装置はオーブンを備え、オーブンは、少なくとも１つの前面開口をもつ前壁、取外し可能な態様で前面開口を通してオーブン内に少なくとも１つの発光素子を装填するように構成されたキャリアモジュール、及び、取外し可能な態様で前面開口を通してオーブン内に少なくとも１つの光センサを装填するように構成された検知モジュールを有する。本発明の一実施形態において、検知モジュールは回路基板を有し、回路基板は、光センサを保持するように構成された少なくとも１つの保持領域、回路基板のフロントエンドにある出力インターフェースに光センサを電気的に接続するように構成された少なくとも１つの回路、回路基板上に配置され、保持領域を露出させる少なくとも１つの開口を有する基板、及び、開口上に配置され、発光素子からの放射光を、開口を通して保持領域に集めるように構成された光学素子を有する。

前壁の前面開口を通す取外しを可能にする検知モジュールのための構造により、本発明の試験装置では、作業者による試験装置内の高温環境に影響を与えない試験オーブン内への光センサの装填を可能になる。さらに、検知モジュールの取外し可能な構造により、作業者が高温及び／高湿にある試験環境内に高価な光センサを置き続ける必要がなくなり、よって長時間のストレス試験でオーブン内の高温及び／または高湿の下にあることによる光センサの劣化が防止される。これは光センサへの損傷の防止に役立ち、光センサの損傷が光試験データの確度に影響を与えることは明らかである。

上記は、以下の本発明の詳細な説明がさらに深く理解され得るように、本発明の特徴及び技術的利点をかなり概括的に略述している。本発明のさらなる特徴及び利点は以下で説明され、本発明の特許請求項の主題をなすであろう。開示される創案及び特定の実施形態が改変あるいは本発明の同じ目的を遂行するための他の構造またはプロセスの設計のための基礎として容易に利用され得ることは当業者に理解されるはずである。そのような等価な構成が添付される特許請求の範囲に述べられるような本発明の精神及び範囲を逸脱しないことも当業者には認められるはずである。

本発明の目的及び特徴は以下の説明により、添付図面を参照して、示される。

本発明の一実施形態にしたがう発光素子用試験装置の斜視図 本発明の一実施形態にしたがう発光素子用試験装置の一部の斜視図 本発明の一実施形態にしたがうキャリアモジュールの斜視図 本発明の一実施形態にしたがう検知モジュールの斜視図 本発明の一実施形態にしたがう検知モジュールの斜視図 本発明の一実施形態にしたがう検知モジュールの概略図 本発明の一実施形態にしたがう検知モジュールの分解斜視図

図１及び図２は本発明の一実施形態にしたがう発光素子１２３用試験装置１０を示す。

図１を参照すれば、試験装置１０はオーブン１１を備え、オーブン１１は、少なくとも１つの前面開口１５を有する前壁１３，取外し可能な態様で前面開口１５を通してオーブン１１内に(図３に示される)発光素子１２３を装填するように構成されたキャリアモジュール１００，及び、取外し可能な態様で前面開口１５を通してオーブン１１内に(図６に示される)光センサ２１３のような少なくとも１つの光センサを装填するように構成された検知モジュール２００を有する。本発明の一実施形態において、光センサ２１３は光検出器またはスペクトルアナライザとすることができる。

図２を参照すれば、本発明の一実施形態において、前壁１３は複数の前面開口１５Ａを有し、前面開口１５Ａのそれぞれは試験装置１０の内部試験環境を周囲環境から隔離するための自閉式扉１７を有する。したがって、試験装置１０では、前壁１３の前面開口１５Ａを通してキャリアモジュール１００及び検知モジュール２００をオーブン１１に挿入し、オーブン１１から取り外すことが可能になる。言い換えれば、本発明の試験装置１０では試験装置１０内の高温環境に影響を与えずに作業者が光センサ２１３及び発光素子１２３を装填することが可能になる。

図３は本発明の一実施形態にしたがうキャリアモジュール１００を示す。本発明の一実施形態において、キャリアモジュール１００は、フレーム１１０，フレーム１１０の一方の側面上に配置され、複数の穴１２１を穴１２１の内部に配置された試験下にある発光素子１２３とともに有する回路基板１２０，及び電気コネクタ１３１をもつ前面プレート１３０を有する。本開示の一実施形態において、電気コネクタ１３１は、試験プロセス中に発光素子１２３に印加される電流のようなパラメータの設定を含む試験プロセスの制御を行う、(図面には示されていない)テスターに電気的に接続される。

図４から図６は本発明の一実施形態にしたがう検知モジュール２００を示す。本発明の一実施形態において、検知モジュール２００は回路基板２１０を有し、回路基板２１０は、光センサ２１３を保持するように構成された少なくとも１つの保持領域２１１，回路基板２１０のフロントエンドにある出力インターフェース２１７に光センサ２１３を電気的に接続するように構成された少なくとも１つの回路２１５，及び、回路基板２１０上に配置され、保持領域２１１を露出させる少なくとも１つの開口２３１を有する基板２３０を有する。本発明の一実施形態において、検知モジュール２００は、回路基板２１０上に配置され、光センサ２１３に電気的に接続されたコントローラ２１９をさらに有し、コントローラ２１９は光センサ２１３の動作を制御するように構成される。本発明の一実施形態において、保持領域２１１はアレイ態様で配置された複数の光センサ２１１を保持するように構成される。

本発明の一実施形態において、検知モジュール２００は、回路基板２１０の前端に配置された前面プレート２５０及び回路基板２１０の前端に、すなわち前面プレート２５０上に、配されたハンドル部材２５１をさらに有する。本発明の一実施形態において、前面プレート２５０は、回路基板２１０上の出力インターフェース２１７を介して回路２１５に電気的に接続された電気コネクタ２５３を有する。本発明の一実施形態において、前面プレート２５０は回路２１５に電気的に接続された少なくとも１つのインジケータ２５５をさらに有し、インジケータ２５５は光センサ２１３の動作状態を表示するように構成される。

試験下の発光素子１２３の試験プロセス中、検知モジュール２００は、キャリアモジュール１００上の発光素子１２３が検知モジュール２００上のそれぞれの光センサ２１３と対面するように前面開口１５を通してオーブン１１に挿入され、試験下の発光素子１２３が所定の仕様を満たすか否かを判定するためのさらなる解析のために光センサ２１３の検知データを蓄積する、(図面には示されていない)テスターに電気コネクタ２５３が電気的に接続される。検知工程が完了すると、検知モジュール２００は、検知工程が実施されていない間も試験環境内に残されるのではなく、前面開口１５からオーブン１１の外に取り出されることが好ましい。

図７は本発明の一実施形態にしたがう検知モジュール２００'を示す。本発明の一実施形態において、検知モジュール２００'は、図４に示される検知モジュール２００とは異なり、開口２３１上に配置され、発光素子１２３からの放射光を、開口２３１を通して保持領域２１１の光センサ２１３に集めるように構成された、光学レンズ(例えば集光レンズ)のような、光素子２４０をさらに有する。本発明の一実施形態において、検知モジュール２００'はさらに、光学素子２４０と保持領域２１１の間に集光器のような光チューブ２４１を有する。光チューブ２４１は、実質的に光学レンズ２４０の焦点にある第１の端面及び保持領域２１１上にある第２の端面を有する。

光センサ、すなわち光検出器またはスペクトルアナライザは試験下の発光素子よりかなり高価であり、発光素子の光試験には試験プロセス中の発光素子放射パワーの連続モニタリングは必要ではない。したがって、高価な光センサを高温及び／または高湿の試験環境内に入れておく必要はなく、むしろ、光センサの損傷を避けるため、試験下の発光素子のように長時間にわたって光センサが試験環境にさらされることはない。

特に、検知モジュールの取外し可能な構造により、作業者が高温及び／高湿にある試験環境内に高価な光センサを置き続ける必要がなくなり、よって長時間のストレス試験でオーブン内の高温及び／または高湿の下にあることによる光センサの劣化が防止される。これは光センサへの損傷の防止に役立ち、光センサの損傷が光試験データの確度に影響を与えることは明らかである。さらに、検知モジュールについての前壁の前面開口を通す取り外しを可能にする取外し可能な構造により、本開示の試験装置では、作業者が試験装置内の高温環境に影響を与えずに試験オーブン内に光センサを一時的に装填することが可能になる。

本発明及びその利点を詳細に説明したが、添付される特許請求の範囲で定められるような本発明の精神及び範囲を逸脱することなく本発明に様々な変更、置換及び改変がなされ得ることは当然である。例えば、上で論じたプロセスの多くは異なる方法で実施することができ、別のプロセスによって置き換えることができ、あるいは異なる方法での実施と別のプロセスによる置換を組み合わせることができる。

さらに、本出願の範囲は、本明細書に説明される、プロセス、機械装置、製造、物質の組成、手段、方法及び工程の特定の実施形態に限定されるとされていない。当業者には本発明の開示から容易に明らかであろうように、本明細書に説明される対応する実施形態と実質的に同じ機能を果たすかまたは実質的に同じ結果を達成する、既存のまたは後に開発される、プロセス、機械装置、製造、物質の組成、手段、方法または工程が、本発明にしたがって利用され得る。したがって、添付される特許請求項はそのようなプロセス、機械装置、製造、物質の組成、手段、方法または工程を本発明の範囲内に包含するとされる。

１０ 試験装置
１１ オーブン
１３ 前壁
１５，１５Ａ 前面開口
１７ 自閉式扉
１００ キャリアモジュール
１１０ フレーム
１２０，２１０ 回路基板
１２１ 穴
１２３ 発光素子
１３０，２５０ 前面プレート
１３１，２５３ 電気コネクタ
２００，２００' 検知モジュール
２１１ 保持領域
２１３ 光センサ
２１５ 回路
２１７ 出力インターフェース
２１９ コントローラ
２３０ 基板
２３１ 開口
２４０ 光学素子
２４１ 光チューブ
２５１ ハンドル部材
２５５ インジケータ

Claims (22)

1. 発光素子用検知モジュールにおいて、
   光センサを保持するように構成された少なくとも１つの保持領域を有する回路基板であって、前記回路基板のフロントエンドにある出力インターフェースに前記光センサを電気的に接続するように構成された少なくとも１つの回路を有する、回路基板、
   前記回路基板上に配置され、前記保持領域を露出させる少なくとも１つの開口を有する、基板、及び
   前記開口上に配置され、発光素子からの光を、前記開口を通して前記保持領域に集めるように構成された光学素子、
   を備えることを特徴とする発光素子用検知モジュール。
2. 前記回路基板が、複数の光センサを保持するように構成された複数の保持領域及び前記光センサを前記出力インターフェースに電気的に接続するように構成された複数の回路を有することを特徴とする請求項１に記載の発光素子用検知モジュール。
3. 前記回路基板上に配置され、前記光センサに電気的に接続されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが前記光センサの動作を制御するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の発光素子用検知モジュール。
4. 前記保持領域が、アレイ態様で配置された複数の光センサを保持するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の発光素子用検知モジュール。
5. 前記回路基板の前端に配置されたハンドル部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光素子用検知モジュール。
6. 前記回路基板の前端に配置された前面プレートをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の発光素子用検知モジュール。
7. 前記前面プレートが、前記回路に電気的に接続された電気ソケットを有することを特徴とする請求項６に記載の発光素子用検知モジュール。
8. 前記前面プレートが、前記回路に電気的に接続された少なくとも１つのインジケータを有し、前記インジケータが前記光センサの動作状態を表示するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の発光素子用検知モジュール。
9. 前記光学素子が光学レンズを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子用検知モジュール。
10. 前記光学素子が、実質的に前記光学レンズの焦点にある第１の端面及び前記保持領域上にある第２の端面をもつ光チューブをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の発光素子用検知モジュール。
11. 発光素子用試験装置において、
    少なくとも１つの前面開口をもつ前壁を有するオーブン、
    取外し可能な態様で前記前面開口を通して前記オーブン内に少なくとも１つの発光素子を装填するように構成されたキャリアモジュール、及び
    取外し可能な態様で前記前面開口を通して前記オーブン内に少なくとも１つの光センサを装填するように構成された検知モジュール、
    を備え、前記検知モジュールが、
    前記光センサを保持するように構成された少なくとも１つの保持領域を有する回路基板であって、前記回路基板のフロントエンドにある出力インターフェースに前記光センサを電気的に接続するように少なくとも１つの回路が構成された、回路基板、
    前記回路基板上に配置され、前記保持領域を露出させる少なくとも１つの開口を有する、基板、及び
    前記開口上に配置され、発光素子からの放射光を、前記開口を通して前記保持領域に集めるように構成された光学素子、
    を備えることを特徴とする発光素子用試験装置。
12. 前記回路基板が、複数の光センサを保持するように構成された複数の保持領域及び前記光センサを前記出力インターフェースに電気的に接続するように構成された複数の回路を有することを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。
13. 前記検知モジュールが、前記回路基板上に配置され、前記光センサに電気的に接続されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが前記光センサの動作を制御するように構成されることを特徴とする請求項１２に記載の発光素子用試験装置。
14. 前記保持領域がアレイ態様で配置された複数の光センサを保持するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の発光素子用試験装置。
15. 前記検知モジュールが、前記回路基板の前端に配置されたハンドル部材をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。
16. 前記検知モジュールが、前記回路基板の前端に配置された前面プレートをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。
17. 前記前面プレートが、前記回路に電気的に接続された電気ソケットを有することを特徴とする請求項１６に記載の発光素子用試験装置。
18. 前記前面プレートが、前記回路に電気的に接続された少なくとも１つのインジケータを有し、前記インジケータが前記光センサの動作状態を表示するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の発光素子用試験装置。
19. 前記光学素子が光学レンズを含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。
20. 前記光学素子が、実質的に前記光学レンズの焦点にある第１の端面及び前記保持領域上にある第２の端面をもつ光チューブをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の発光素子用試験装置。
21. 前記オーブンが、前記前面開口のための自閉式扉を有することを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。
22. 前記オーブンが複数の前面開口を有することを特徴とする請求項１１に記載の発光素子用試験装置。

Images