KR20110029083A - 발광 소자용 시험 장치 - Google Patents

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KR20110029083A
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Abstract

발광 소자용 센싱 모듈은 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역 및 광 센서를 회로 기판의 전단부에서 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 적어도 하나의 회로를 포함하는 회로 기판과, 회로 기판 상에 배치되고 상기 보유 영역을 노출시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 기판과, 구멍에 배치되고 발광 소자로부터 구멍을 통해 보유 영역으로 향하는 방출 광을 수집하도록 구성된 광학 소자를 포함한다.

Description

발광 소자용 시험 장치{TESTING APPARATUS FOR LIGHT-EMITTING DEVICES}
본 발명은 발광 소자용 시험 장치, 보다 구체적으로는 시험 장치 내의 고온 환경에 영향을 미치지 않으면서 적어도 하나의 광 센서를 시험 오븐 내에 착탈 가능한 방식으로 로딩하도록 구성된 착탈 가능한 센싱 모듈을 위한 구성을 갖는 시험 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 당업계에 널리 알려져 있다. LED의 시험은 예정된 파장 스펙트럼에서 LED 소자에 의해 방출된 광도의 측정을 수반한다. LED 소자의 정확한 비교 시험을 보장하기 위하여, 소자에 의해 방출된 광은 정밀하고 재생 가능한 방식으로, 예컨대 예정된 거리 또는 각도로 수집되어 적절한 광학을 이용하는 광 검출기로 전송된다.
일반적으로 오랜 시간에 걸쳐 수집되는 필요한 신뢰성 데이터의 높은 용적으로 인해, 이들 소자는 다이싱되고 개별 패키지로 패키징되어 시험 장치 내의 고온 조건에 시험된다. 다음 수준의 품질 보증은 고객에게 출하되기 전에 모든 초기 고장이 번인(burn-in) 시험을 통해 제거되는 것을 보장하는 것이다. 웨이퍼 상에 형성된 LED는 다이를 분리시키도록 절단된다. 이어서, 각 다이는 다이의 접착 패드를 패키지의 핀과 결합하는 본드 와이어에 의해 발광 패키지에 조립된다. 일단 다이가 패키지에 조립되면, 발광 소자의 품질 및 신뢰성을 보장하도록 번인 시험을 받는다. 번인 시험의 수행은 절대적으로 필수적인데, 번인 시험은 출하 전에 초기 고장을 제거하기 위하여 시험 장치의 고온 상태에서 유지되는 선별 시험이다.
미국 특허 출원 제2008/0297771호는 광 검출기, 렌즈 세트 및 스플리터를 포함하는 고속 광 센싱 소자를 개시하고 있다. 광 검출기는 광도를 검출하는 데에 사용되고, 렌즈 세트는 광선을 칼라 분석기를 향해 집중시키는 데에 사용되며, 스플리터는 시험될 조명 소자에 정렬되어 조명 소자에 의해 발생된 광선을 광 검출기와 렌즈 세트로 동시에 분리하는 데 사용된다.
본 발명의 일 양태는 시험 장치 내의 고온 환경에 영향을 미치지 않으면서 적어도 하나의 광 센서를 시험 오븐 내에 착탈 가능한 방식으로 로딩하도록 구성된 착탈 가능한 센싱 모듈을 위한 구성을 갖는 시험 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 발광 소자용 센싱 모듈은 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역 및 광 센서를 회로 기판의 전단부에서 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 적어도 하나의 회로를 포함하는 회로 기판과, 회로 기판 상에 배치되고 보유 영역을 노출시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 기판과, 구멍에 배치되고 발광 소자로부터 구멍을 통해 보유 영역으로 향하는 방출 광을 수집하도록 구성된 광학 소자를 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 따른 발광 소자용 시험 장치는 적어도 하나의 전방 개구가 있는 전방벽을 포함하는 오븐과, 적어도 하나의 발광 소자를 전방 개구를 통해 착탈 가능한 방식으로 오븐 내에 로딩하도록 구성되는 캐리어 모듈과, 적어도 하나의 광 센서를 전방 개구를 통해 착탈 가능한 방식으로 오븐 내에 로딩하도록 구성되는 센싱 모듈을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센싱 모듈은, 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역을 포함하는 회로 기판으로서, 적어도 하나의 회로가 광 센서를 회로 기판의 전단부에서 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성되는 회로 기판과, 회로 기판 상에 배치되고 보유 영역을 노출시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 기판과, 구멍에 배치되고 발광 소자로부터 구멍을 통해 보유 영역으로 향하는 방출 광을 수집하도록 구성된 광학 소자를 포함한다.
전방벽의 전방 개구를 통한 착탈을 허용하는 센싱 모듈의 구성으로 인해, 본 발명의 시험 장치는 시험 장치 내의 고온 환경에 영향을 미치지 않으면서 작업자가 광 센서를 시험 오븐 내로 로딩할 수 있도록 한다. 또한, 센싱 모듈의 착탈 가능한 구성은 작업자가 고가의 광 센서를 고온 및/또는 고습의 시험 환경에 연속적으로 배치하지 않게 하여 광 센서가 오랜 응력 시간에 걸쳐 고온 및/또는 고습 하에서 열화되는 것을 방지한다. 이는 광 센서에 대한 손상을 방지하는 데 일조하는데, 광 센서에 대한 손상은 광학 시험 데이터의 정밀도에 명백하게 영향을 미친다.
전술한 내용은 후술하는 본 발명의 상세한 설명을 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징 및 기술적 장점을 다소 광범위하게 개설하였다. 본 발명의 추가 특징 및 장점은 이하에서 설명하며, 본 발명의 특허청구범위의 요지를 구성한다. 당업자라면 개시된 개념 및 특정한 실시예가 다른 구조 또는 본 발명의 동일한 목적을 수행하는 공정을 수정 또는 구성하기 위한 기초로서 쉽게 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 당업자라면 그러한 등가의 구성이 첨부한 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 목적 및 장점들은 하기의 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 분명해질 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자용 시험 장치를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 모듈을 도시한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈을 도시한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(123)용 시험 장치(10)를 도시한다. 도 1을 참조하면, 시험 장치(10)는 적어도 하나의 전방 개구(15)가 있는 전방벽(13)을 포함하는 오븐(11)과, 발광 소자(123; 도 3에 도시)를 착탈 가능한 방식으로 전방 개구(15)를 통해 오븐(11) 내에 로딩하도록 구성된 캐리어 모듈(100)과, 적어도 하나의 광 센서, 예컨대 광 센서(213; 도 6에 도시)를 착탈 가능한 방식으로 전방 개구(15)를 통해 오븐(11) 내에 로딩하도록 구성된 센싱 모듈(200)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 광 센서(213)는 광 검출기 또는 스펙트럼 분석기일 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 전방벽(13)은 시험 장치(10)의 내부 시험 환경을 주위 환경으로부터 격리하도록 자체 폐쇄 도어(17)를 각각 갖는 복수 개의 전방 개구(15A)를 구비한다. 따라서 시험 장치(10)는 캐리어 모듈(100)과 센싱 모듈(200)이 전방벽(13)의 전방 개구(15A)를 통해 오븐(11) 내로 삽입되고 오븐으로부터 착탈되게 한다. 즉 본 발명의 시험 장치(10)는 시험 장치(10) 내의 고온 환경에 영향을 미치지 않으면서 작업자가 광 센서(213)와 발광 소자(123)를 시험 오븐(11) 내에 로딩할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어 모듈(100)을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서, 캐리어 모듈(100)은 프레임(110)과, 프레임(110)의 일면 상에 배치되고 시험 대상 발광 소자(123)가 홀(121) 내측에 배치되어 있는 복수 개의 홀(121)을 갖는 회로 기판(120)과, 전기 커넥터(131)가 있는 전방 플레이트(130)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 전기 커넥터(131)는 시험 프로세스 중에 발광 소자(123)에 인가된 전류 등의 파라미터를 세팅하는 것을 비롯한 시험 프로세스를 제어하는 테스터(도시 생략)에 전기적으로 접속된다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈(200)을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센싱 모듈(200)은 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역(211)을 포함하는 회로 기판(210)과, 광 센서(213)를 회로 기판(210)의 전단부에서 출력 인터페이스(217)에 전기적으로 접속하도록 구성된 적어도 하나의 회로(215)와, 회로 기판(210) 상에 배치되며 보유 영역(211)을 노출시키는 적어도 하나의 구멍(231)이 있는 기판(230)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센싱 모듈(200)은 회로 기판(210) 상에 배치되고 광 센서(213)에 전기적으로 접속되는 컨트롤러(219)를 더 포함하고, 컨트롤러(219)는 광 센서(213)의 작동을 제어하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 보유 영역(211)은 어레이 방식으로 배치된 복수 개의 광 센서(211)을 보유하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서, 센싱 모듈(200)은 회로 기판(210)의 전단부에 배치된 전방 플레이트(250)와, 회로 기판(250)의 전단부에, 즉 전방 플레이트(250) 상에 배치된 파지 부재(251)를 더 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 전방 플레이트(250)는 회로 기판(210) 상의 출력 인터페이스(217)를 통해 회로(215)에 전기적으로 접속되는 전기 커넥터(253)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 전방 플레이트(250)는 회로(215)에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 인디케이터(255)를 더 포함하고, 인디케이터(255)는 광 센서(213)의 작동 상태를 표시하도록 구성된다.
시험 대상 발광 소자(123)의 시험 프로세스 중에, 센싱 모듈(200)이 전방 개구(15)를 통해 오븐(11) 내로 삽입되어 캐리어 모듈(100) 상의 발광 소자(123)는 센싱 모듈(200) 상의 각각의 광 센서(213)와 대면하고, 전기 커넥터(253)는 테스터(도시 생략)에 전기적으로 접속되는데, 테스터는 추가의 분석을 위해 광 센서(213)의 센싱 데이터를 축적하여 시험 대상 발광 소자(123)가 예정된 사양을 따르는지의 여부를 결정한다. 센싱이 일단 완료되면, 센싱 모듈(200)은 센싱이 수행되지 않는 동안에 시험 환경 내에 유지되기 보다는 전방 개구(15)로부터 오븐(11) 밖으로 착탈되는 것이 바람직하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈(200')을 도시한다. 본 발명의 일 실시예에서, 도 4에 도시된 센싱 모듈(200)과 달리, 센싱 모듈(200')은 구멍(231) 상에 배치되고 구멍(231)을 통해 발광 소자(123)로부터 보유 영역(211)의 광 센서(213)로 방출하는 광을 수집하도록 구성되는 광학 렌즈(예컨대, 콘덴서) 등의 광학 소자(240)를 더 포함한다. 본 발명의 일 실시예에서, 센싱 모듈(200')은 광학 소자(240)와 보유 영역(211) 사이에 광 인티그레이터(light integrator) 등의 광 튜브(241)를 더 포함한다. 바람직하게는, 광 튜브(241)는 광학 렌즈(240)의 거의 초점에 제1 단부를 갖고 보유 영역(211) 상에 제2 단부를 갖는다.
광 센서, 즉 광 검출기 또는 스펙트럼 분석기는 시험 대상 발광 소자보다 상대적으로 더 고가이고, 발광 소자의 광학 시험은 시험 프로세스 중에 발광 소자의 발광력(emitting power)을 연속으로 모니터링하는 것을 필요로 하지 않는다. 따라서, 고온 및/또는 고습의 시험 환경에 고가의 광 센서를 배치할 필요가 없고, 대신에, 광 센서는 광 센서에 대한 손상을 피하도록 시험 대상 발광 소자로서 장기간 동안 시험 환경에 노출되지 않는다.
구체적으로, 센싱 모듈의 착탈 가능한 구성은 작업자가 고가의 광 센서를 고온 및/또는 고습의 시험 환경에 연속으로 배치하지 않도록 하여, 광 센서가 오랜 응력 시간에 걸쳐 오븐 내의 고온 및/또는 고습 하에서 열화되는 것을 방지한다. 이는 광 센서에 대한 손상을 방지하는 데 일조하는데, 광 센서의 손상은 광학 시험 데이터의 정밀도에 명백하게 영향을 미친다. 또한, 전방벽의 전방 개구를 통한 착탈을 허용하는 센싱 모듈을 위한 착탈 가능한 구성으로 인해, 본 발명의 시험 장치는 시험 장치 내의 고온 환경에 영향을 미치지 않으면서 작업자가 광 센서를 시험 오븐 내에 일시적으로 로딩할 수 있도록 한다.
본 발명과 그 장점들을 상세히 설명했지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변화, 대체 및 변경이 이루어질 수 있음을 이해하여야 한다. 예를 들면, 전술한 많은 공정은 다른 방법으로 수행되고 다른 공정 또는 그들의 조합으로 대체될 수 있다.
또한, 본 출원의 범위는 명세서에서 설명한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정한 실시예로 제한되는 것으로 의도된 것이 아니다. 당업자라면 본 발명의 개시로부터 본 발명에 따라 사용될 수 있는 본 명세서에서 설명한 대응하는 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 달성하는, 현재 존재하거나 나중에 개발될 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 쉽게 인지할 것이다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 그 범위 내에서 그러한 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계를 포함하도록 의도된 것이다.
10: 시험 장치 11: 오븐
13: 전방벽 15: 전방 개구
17: 자체 폐쇄 도어 100: 캐리어 모듈
123: 발광 소자 200: 센싱 모듈
210: 회로 기판 211: 보유 영역
213: 광 센서 215: 회로
217: 출력 인터페이스 219: 컨트롤러
230: 기판 231: 구멍
250: 전방 플레이트 251: 파지 부재
253: 전기 커넥터

Claims (22)

  1. 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역 및 상기 광 센서를 회로 기판의 전단부에서 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 적어도 하나의 회로를 포함하는 회로 기판과,
    상기 회로 기판 상에 배치되고 상기 보유 영역을 노출시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 기판과,
    상기 구멍에 배치되고 발광 소자로부터 구멍을 통해 상기 보유 영역으로 향하는 광을 수집하도록 구성된 광학 소자를 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판은 복수 개의 광 센서를 보유하도록 구성된 복수 개의 보유 영역과, 상기 광 센서들을 상기 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 복수 개의 회로를 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 회로 기판 상에 배치되고 상기 광 센서들에 전기적으로 접속되는 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 광 센서들의 작동을 제어하도록 구성되는 발광 소자용 센싱 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 보유 영역은 어레이 방식으로 배치된 복수 개의 광 센서를 보유하도록 구성되는 발광 소자용 센싱 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판의 전단부에 배치되는 파지 부재를 더 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  6. 제1항에 있어서, 상기 회로 기판의 전단부에 배치되는 전방 플레이트를 더 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  7. 제6항에 있어서, 상기 전방 플레이트는 상기 회로에 전기적으로 접속되는 전기 소켓을 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  8. 제6항에 있어서, 상기 전방 플레이트는 상기 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 인디케이터를 포함하고, 상기 인디케이터는 상기 광 센서의 작동 상태를 표시하도록 구성되는 발광 소자용 센싱 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 광학 렌즈를 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광학 소자는 제1 단부가 실질적으로 상기 광학 렌즈의 초점에 있고 제2 단부가 상기 보유 영역에 있는 광 튜브를 더 포함하는 발광 소자용 센싱 모듈.
  11. 적어도 하나의 전방 개구가 있는 전방벽을 포함하는 오븐과,
    적어도 하나의 발광 소자를 상기 전방 개구를 통해 착탈 가능한 방식으로 상기 오븐 내에 로딩하도록 구성된 캐리어 모듈과,
    적어도 하나의 광 센서를 상기 전방 개구를 통해 착탈 가능한 방식으로 상기 오븐 내에 로딩하도록 구성된 센싱 모듈을 포함하고, 상기 센싱 모듈은,
    상기 광 센서를 보유하도록 구성된 적어도 하나의 보유 영역을 포함하는 회로 기판으로서 적어도 하나의 회로가 상기 광 센서를 상기 회로 기판의 전단부에서 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 회로 기판과,
    상기 회로 기판 상에 배치되고 상기 보유 영역을 노출시키는 적어도 하나의 구멍을 갖는 기판과,
    상기 구멍에 배치되고 발광 소자로부터 구멍을 통해 상기 보유 영역으로 향하는 방출 광을 수집하도록 구성된 광학 소자를 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 회로 기판은 복수 개의 광 센서를 보유하도록 구성된 복수 개의 보유 영역과, 상기 광 센서들을 출력 인터페이스에 전기적으로 접속시키도록 구성된 복수 개의 회로를 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 센싱 모듈은 상기 회로 기판 상에 배치되고 상기 광 센서들에 전기적으로 접속되는 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 광 센서들의 작동을 제어하도록 구성되는 발광 소자용 시험 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보유 영역은 어레이 방식으로 배치된 복수 개의 광 센서를 보유하도록 구성되는 발광 소자용 시험 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 센싱 모듈은 상기 회로 기판의 전단부에 배치되는 파지 부재를 더 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 센싱 모듈은 상기 회로 기판의 전단부에 배치되는 전방 플레이트를 더 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 전방 플레이트는 상기 회로에 전기적으로 접속되는 전기 소켓을 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 전방 플레이트는 상기 회로에 전기적으로 접속되는 적어도 하나의 인디케이터를 포함하고, 상기 인디케이터는 상기 광 센서의 작동 상태를 표시하도록 구성되는 발광 소자용 시험 장치.
  19. 제11항에 있어서, 상기 광학 소자는 광학 렌즈를 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광학 소자는 제1 단부가 실질적으로 상기 광학 렌즈의 초점에 있고 제2 단부가 상기 보유 영역에 있는 광 튜브를 더 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  21. 제11항에 있어서, 상기 오븐은 상기 전방 개구를 위한 자체 폐쇄 도어를 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
  22. 제11항에 있어서, 상기 오븐은 복수 개의 전방 개구를 포함하는 발광 소자용 시험 장치.
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