TWI445929B - A light emission measuring device, a light emission measuring method, a control program, and a readable recording medium - Google Patents

A light emission measuring device, a light emission measuring method, a control program, and a readable recording medium Download PDF

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TWI445929B
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Description

發光測定裝置及發光測定方法、控制程式、可讀記錄媒體
本發明係關於檢查發光二極體(以下稱為LED)等之光學元件之發光之發光測定裝置及發光測定方法、用於使電腦執行該發光測定方法之控制程式、儲存該控制程式之可讀記錄媒體。
近年來，基於地球環境保護之觀點，作為小型、長壽命、不含有害物質等節能用照明零件，在逐漸認識到LED之必要性中，對低價LED之要求亦非常高。
先前之LED測定係使LED與受光感測器(光電二極體)以1對1對峙(對向)配置，藉由各受光感測器將光轉換成電量，從而測定LED之發光量。其原因為在使複數個LED同時發光之情形中，若各受光感測器以受光面單位將光信號轉換成電信號，則在各受光感測器側，不可能對複數個LED之同時發光區別出各個LED之發光量。
由此，若對複數個LED設置相同數量之受光感測器，並使其1對1對峙(對向)，則可同時測定複數個LED。然而，如此會使裝置價格增加，或裝置尺寸變大，或因受光感測器之感度不均一導致測定精度有問題，目前並不採取如此之形態，而以1個受光感測器進行單獨測定。
圖10係用於說明先前之發光測定裝置之要部構成例之模式圖。
在圖10中，於晶圓101上，將設置有作為發光元件之LED之複數個半導體晶片102配設成矩陣狀。先前之發光測定裝置100可由探針銷104對探針銷接點即銲墊103施加電源電壓，使LED發光，從而對各個半導體晶片102進行檢查。該LED之發光量可藉由PD方式或利用積分球之軸上測定機105測定，並檢查該測定之發光量是否不良。如此，就每1個半導體晶片102依序測定器LED之發光量。
如此，在先前之發光測定裝置100中，由於係就每個半導體晶片102依序測定其LED之發光量，故有測定全部晶片之LED之發光量需花費大量時間之問題。為解決該問題，提案有同時測定複數個LED之發光量從而縮短測定時間之專利文獻1。
在專利文獻1中，為同時測定複數個LED之發光量，於各個LED測定電路中併入產生ID信號之電路，從而產生對LED之發光信號合成作為指示哪個LED之識別信號之ID信號的信號。該合成信號係在受光感測器側將發光信號轉換成電量之際，藉由區別ID信號與發光信號之專用軟體，一面判斷何者之LED之信號、一面進行發光量之測定之方法。
圖11係顯示專利文獻1所揭示之先前之LED同時測定裝置之要部構成例的方塊圖。再者，在圖11中，為便於說明而顯示同時測定2個LED之情形，但亦可藉由追加相同電路而同時測定對應其數量之複數個LED。
如圖11所示，先前之LED同時測定裝置200可二分為：從使LED201、202發光之信號源至LED201、202之發光偏壓施加部分A(圖11之中央虛線之上部)，與光量檢測測定部分B(圖11之中央虛線之下部)。
首先，從發光偏壓施加部分A之動作開始說明。
ACB係AC基礎信號產生器，產生一定振幅及一定頻率(頻率fb)之正弦波AC基礎信號。該信號之一部分被給予至偏壓調變器BM201b，此處，藉由識別信號產生器ID201a之識別信號(頻率f1)，接收振幅調變、頻率調變或相位調變等之調變，成為AC偏壓信號(圖12中為振幅調變例)。
同樣地，AC基礎信號之一部分亦被給予至偏壓調變器BM202b，此處，藉由識別信號產生器ID202a之識別信號(頻率f2)接收相同之調變，成為AC偏壓信號。由於該等之識別信號產生器ID201a之識別信號(頻率f1)與識別信號產生器ID202a之識別信號(頻率f2)為不同之頻率，故各AC偏壓信號之波形亦隨之不同。
來自偏壓調變器BM201b、BM202b之輸出分別被給予至以類比加算器為代表之偏壓信號合成器BC201c、BC202c，此處，以一定之比率重疊於DC偏壓基準位準產生器DCB之直流偏壓電壓。該比率重要的是如後所述以如實地表現出在受光側AC由偏壓信號引起之發光成份的方式予以設定，且最佳之比率為0.1≦AC偏壓≦DC偏壓≦0.9之範圍。
將偏壓信號合成器BC201c、BC202c之輸出信號之波形之一例顯示於圖12。
該信號係藉由具有D/A轉換器之功能之偏壓位準調整部BL201d、BL202d，調整成特定之偏壓位準。若預先對偏壓位準調整部BL201d、BL202d輸入LED之各測定條件作為程式，則可設定相應之偏壓位準。
若將該信號給予至施加電流輸出部IP201e、IP202e作為驅動指令信號，則與該驅動指令信號成比例之電流會被分別施加給被測定LED即LED201、LED202作為偏壓電流。如圖12之波形所示，由於該偏壓電流之波形係以一定比率將藉由識別信號予以調變振幅之AC偏壓電流重疊於DC偏壓電流之基準位準上者，故LED201、LED202之發光輸出亦成為相應之固有之發光輸出。
其次，就圖11之光量檢測測定部分B之動作進行說明。
PD為光電二極體及光電管等之受光感測器，藉由1個受光感測器PD使LED201、LED202之發光量之和之光量同時受光。因此完全無需遮蔽LED201與LED202間之光。又，即使有LED201與LED202之發光輸出以外之原本為阻礙測定之外部入射光，亦可如後所述加以排除。
受光感測器PD會產生與入射光總量大致成比例之電流變化，並藉由稱為I/V轉換放大器等之電流電壓轉換器IVC，轉換成電壓之變化。
若分析該輸出成份，具有如下之成份(a)及(b)：
(a)共同包含於各LED之發光且相當於DC偏壓成份之總和的電壓(以下稱為DC受光電壓)。
(b)重疊於DC受光電壓且相當於AC偏壓信號成份之總和的電壓(以下，稱為AC受光電壓，包含AC基礎信號之頻率成份fb)。
將以上包含上述成份(a)及(b)之輸出電壓輸入至高通濾波器HPF，首先消除上述成份(a)之DC受光電壓。
由於即使消除DC受光電壓(a)，亦與(b)之AC受光電壓成比例地含有各LED之光量資訊，故對測定不會產生障礙。
來自高通濾波器之HPF之輸出係輸入至具有乘算功能之相位檢測器PSD203。同時，由AC基礎信號產生器ACB對該相位檢測器PSD203施加AC基礎信號(頻率fb)，且將兩信號相乘。如此，若將AC偏壓信號之頻率設為fb，將識別信號頻率設為f1、f2，則高通濾波器HPF之交流輸出之頻率成份包含上側波帶成份fb+f1、fb+f2、及下側波帶成份fb-f1、fb-f2。其中，僅將與AC偏壓信號相位、時序時序一致者稱為fb成份。因此，來自相位檢測器PSD203之輸出中表現出下述頻率成份之電壓。
使該相位檢測器PSD203之輸出通過遮斷頻率被設定為充分低於fb之低通濾波器LPF204，藉此消除高通成份，而於低通濾波器LPF204之輸出中僅表現出如下之(1)與(2)之電壓：
(1)僅在與AC基礎信號之相位完全同相之信號存在之情形，於高通濾波器HPF之輸出中表現出之零Hz之電壓，即在直流中，其電壓位準與上述(b)之AC受光電壓中之AC基礎信號成份之位準成比例。
(2)在f1、f2下，振幅與識別信號之振幅成比例之電壓。
又，若將低通濾波器LPF204置換成通帶頻率為零Hz《通帶頻率為fb《等之帶通濾波器，則僅上述(2)之電壓成份會通過。該信號為識別信號之總和之信號。
將如此獲得之僅有上述(1)及(2)之成份之信號或僅包含(2)之電壓成份之信號，供給至與相位檢測器PSD203具有大致相同之乘算功能之相位檢測器PSD201f、PSD202f。
另一方面，由發光偏壓施加部分A之各識別信號產生器ID201a、ID202a，將與對應於各系統之識別信號同成份之信號供給至相位檢測器PSD201f、PSD202f。
若將來自相位檢測器PSD201f、PSD202f之信號給予至使遮斷頻率低於識別信號頻率f1、f2之低通濾波器LPF201g、LPF202g，則高通成份被消除，即，可獲得由識別信號引起之發光所產生之直流電壓ED201h、ED202h。將該直流電壓ED201h、ED202h輸入至2通道以上且附掃描器之A/D轉換器ADC，並將其進行分時選擇從而獲得測定值。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻]日本特開2004-31460號公報
在上述先前之發光測定裝置100中，由於不可能識別複數個LED發光並測定發光量，故無法同時測定複數個LED發光。即便是在設置2個受光二極體PD，並同時測定2個LED之情形，但為以各受光二極體PD將光量分別轉換成電量，系統自身亦需要2台，且雖能夠同時測定LED發光，但有系統價格加倍之問題。
在上述先前之發光測定裝置200中，相較於上述先前之發光測定裝置100，雖可縮短各個發光量之測定時間整體，但每增加1個測定之LED數，亦必須增加用於識別測定LED之ID電路，從而使測定機之價格隨之增加。該情形，由於在軟體/硬體雙方面均需要確認ID信號是否正確輸出等之用於確認識別ID電路沒有問題之確認機構，故導致裝置價格進一步增加。再者，由於在識別ID電路產生問題之情形時並非更換零件，而是更換測量基板，故導致裝置停止時間增加。又，在發光量信號與識別ID信號之合成時序有偏差之情形時，無法正確地擷取識別信號。於該識別ID信號中出現雜訊等之情形時，無法擷取作為正確之識別ID信號。
無論如何，在上述先前之發光測定裝置100、200中，係使LED與受光二極體PD以1對1對峙配置，並藉由光電二極體PD，將LED之發光量轉換成電量而測定LED之發光量，但具有無法測定LED之發光量是否達到基準值，且完全無法檢查LED發光之指向性或有灰塵附著之不良等之問題。
本發明係解決上述先前之問題者，其目的在於提供一種不僅可測定1個光學元件之發光量，且不使用如先前之識別ID電路即可容易且正確地測定並檢查複數個光學元件之發光量，且亦可容易且正確地測定檢查光學元件發光之指向性或灰塵附著不良之發光測定裝置及發光測定方法、用於使電腦執行該發光測定方法之控制程式、儲存該控制程式之可讀記錄媒體。
本發明之發光測定裝置係檢測光學元件之發光者，且包含配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件，及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制該光學元件之發光狀態之控制部，藉此達成上述目的。
又，較佳的是本發明之發光測定裝置之控制部包含從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構，及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構。
再者，較佳的是本發明之發光測定裝置之位址指定機構於上述光學元件之發光狀態之檢查中要使用哪些像素之像素位址之指定輸入，係由外部所為或預先選擇設定該像素位址。
再者，較佳的是本發明之發光測定裝置之位址指定機構係指定通過上述光學元件之發光中心及其附近之一方向或複數方向的複數像素位址，或/及指定該光學元件之發光中心之一像素位址，或包含該光學元件之發光中心及其附近之塊區域之複數像素位址。
再者，較佳的是本發明之發光測定裝置之發光狀態檢查機構包含光量判斷機構，該光量判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當該攝像信號之值低於該基準值之情形時判斷為光量不良，而當該攝像信號之值為該基準值以上之情形時判斷為光量良好。
再者，較佳的是本發明之發光測定裝置之發光狀態檢查機構包含指向性判斷機構，該指向性判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷該發光元件之發光之指向性良好與否。
再者，較佳的是在本發明之發光測定裝置中，包含不良登錄機構，該不良登錄機構係在由上述光量判斷機構及/或上述指向性判斷機構判斷之判斷結果為不良之情形時，將該判斷內容登錄至該晶片編號。
再者，較佳的是在本發明之發光測定裝置中，於鄰接之2個上述發光元件間配設有光混合防止用之隔板。
再者，較佳的是在本發明之發光測定裝置中，於鄰接之4個上述發光元件間配設有光混合防止用之俯視十字狀之隔板。
再者，較佳的是在本發明之發光測定裝置中，包含使1個以上之上述發光元件同時發光之發光驅動機構。
本發明之發光測定裝方法係檢查光學元件之發光者，且包含由控制機構使用來自配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之受光部的攝像元件之攝像信號，檢查控制該光學元件之發光狀態之檢查控制步驟，藉此達成上述目的。
又，較佳的是本發明之發光測定方法之檢查控制步驟包含：由位址指定機構從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定步驟；及由發光狀態檢查機構基於來自該位址指定步驟中指定之1個或複數個受光部之攝像信號，檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查步驟。
再者，較佳的是本發明之發光測定方法之發光狀態檢查步驟包含：光量判斷步驟，其係由光量判斷機構比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當該攝像信號之值低於該基準值之情形時判斷為光量不良，而當該攝像信號之值為該基準值以上之情形時判斷為光量良好；及指向性判斷步驟，其係由指向性機構比較來自由位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷該發光元件之發光之指向性良好與否。
本發明之控制程式係記述用於使電腦執行本發明之上述發光測定方法之各步驟之處理程序者，藉此達成上述目的。
本發明之可讀記錄媒體係儲存有本發明之上述控制程式之電腦可讀取之可讀記錄媒體，藉此達成上述目的。
以下，藉由上述構成，說明本發明之作用。
本發明包含配設有接收光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件，及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制光學元件之發光狀態之控制部。該控制部包含從拍攝光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構，及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構。
藉此，由於使用具有複數個受光部之受光感測器，將發光元件(例如LED)之發光狀態作為1張圖像進行測定，故即使提取其中心附近之1受光部(1像素)之資料，亦可測定發光之亮度(或明暗)，且若提取X方向或Y方向之一行資料，亦可測定發光之分佈。
又，於2個發光元件(例如LED)之間置入板狀之隔離構件，可抑制來自2個發光元件之發光之干涉，從而可同時捕捉來自2個發光元件之發光作為圖像。若為4個發光元件，則只要置入十字狀之隔離構件，就可同時捕捉來自4個發光元件之各發光作為圖像。
因此，由於使用來自配設有接收來自光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件之攝像信號，以像素層級提取信號而檢查控制光學元件之發光狀態，故不僅可測定1個光學元件之發光量，且無需使用如先前般之識別ID電路即可容易且正確地測定並檢查複數個光學元件之發光量，且亦可容易且正確地測定並檢查光學元件發光之指向性或灰塵附著不良。
據上所述，根據本發明，由於使用來自配設有接收來自光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件之攝像信號，在像素層級提取信號，從而檢查控制光學元件之發光狀態，故不僅可測定1個光學元件之發光量，且無需使用如先前般之識別ID電路，即可容易且正確地測定並檢查複數個光學元件之發光量，且亦可容易且正確地測定並檢查光學元件發光之指向性或灰塵附著不良。
以下，一面參照圖式，一面詳細地說明本發明之發光測定裝置及發光測定方法之實施形態1。再者，從圖式製作上之觀點來看，各圖之構成構件各自之厚度或長度等並不限定於圖式之構成。
(實施形態1)
圖1係顯示本發明之實施形態1之發光測定裝置之要部構成例的方塊圖。
在圖1中，本實施形態1之發光測定裝置1包含：在使作為後述之半導體晶片12之發光元件之LED發光之情形時，成矩陣狀設置將來自被攝物體之入射光光電轉換並拍攝之複數個受光部之攝像元件2；從來自攝像元件2之攝像信號中除去雜訊後進行A/D轉換之A/D轉換部3；以進行整體之控制且進行發光測定控制之CPU(中央運算處理裝置)構成之控制部4；經由用於對CPU進行輸入指令之鍵盤、滑鼠、觸控面板及筆型輸入裝置乃至通訊網路(例如網際網路或網內網路)而接收輸入之輸入裝置等之操作部5；於顯示畫面上顯示初始畫面、選擇畫面、CPU之控制結果畫面及操作輸入畫面等之顯示部6；作為記憶有控制程式及其資料等之電腦可讀取之可讀記錄媒體之ROM7；及作為於啟動時讀取控制程式及其資料等、且於每當利用CPU控制時讀取、記憶資料之工作記憶體而發揮作用的記憶部之RAM8。
攝像元件2係以將作為後述之半導體晶片12之發光元件之LED的發光狀態拍攝為圖像之CCD型影像感測器或CMOS型影像感測器而構成，且作為複數個受光部可例如以200×400像素左右構成，但可多於或少於該像素數。
控制部4係使用來自配設有接收來自LED之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件2之攝像信號，檢查控制LED之發光狀態。控制部4包含：位址指定機構41，其根據操作部所為之檢查發光狀態時使用哪些像素之像素位址之選擇指定輸入、或根據檢查模式自動選擇設定，而指定通過LED發光附近之X方向或Y方向之一行之複數個像素位址，或指定特定區域之1個或複數個像素之位址；光量判斷機構42，其以1個或複數個像素將LED之發光拍攝成圖像，求得該1像素之值或平均值，並將其與基準值進行比較；指向性判斷機構43，其判斷作為發光元件之LED之指向性；及NG晶片登錄機構44，其在以光量判斷機構42及/或指向性判斷機構43所判斷之判斷結果為NG時，作為將其判斷內容及NG晶片編號登錄至RAM8之不良登錄機構。藉由該等之光量判斷機構42及指向性判斷機構43，構成基於來自以位址指定機構41指定之1個或複數個受光部之攝像信號檢查LED之發光狀態的發光狀態檢查機構。
位址指定機構41係藉由根據外部選擇指定輸入或檢查模式之特定之內部選擇設定，在特定範圍之像素區域、例如200×400像素中，於行列方向(縱橫方向)選擇設定例如X(橫方向編號，以左側之第1列最上方為基準，例如1~200)為50~100、Y(縱方向編號，1~400)為例如50~100之像素區域。該情形中，於位址指定機構41中設置有從進行光學測定之攝像元件2提取1像素以上之個別信號之機構，且根據依序輸入之例如200×400像素資料，僅將經位址指定之像素區域之發光狀態之像素資料，於行列方向(縱橫方向)上計數至位址指定機構41之位址指定資訊，並一致擷取其計算值。若就LED之指向性進行說明，則有峰值為1個之LED之發光剖面為圓形或橢圓形之指向性者，或峰值為2個之LED之發光剖面為心形之指向性者等。若指定X方向或Y方向之一行之複數像素位址，則可測定LED之發光剖面(圓形或心形等)之指向性形狀(峰值與其周邊值)。即使LED之發光剖面為圓形或橢圓形，當LED中央附著有灰塵時，會使發光剖面狀似心形等，故仍將其視為不良(NG)。無論如何，藉由指定X方向或Y方向之一行之複數個像素位址，即使對於光學元件發光之指向性形狀或灰塵附著不良，仍可容易且正確地檢查良好與否。
在位址指定機構41中，可如圖7之X1、Y1、D1般任意地設定進行光學測定之攝像元件2之受光區域。又，亦可如圖7之X1、Y1、D1中之至少2者般，將進行光學測定之攝像元件2之受光區域設定成複數區域。再者，在判斷為不良(NG)之情形時，亦可將其不良部分之受光資料依每1像素逐一詳細地進行位址指定，並擷取該經位址指定之資料而驗證不良部分。
光量判斷機構42係取經設定受光區域之特定像素區域之各像素(X、Y)之和，且根據總和光量或其平均光量或峰值光量是否滿足特定之基準值來判斷LED光量良好與否。
指向性判斷機構43係取經設定受光區域之特定像素區域之各像素(X、Y)之和，判斷指向性是否為例如圓形或心形，而將雖為圓形但狀似心形、或峰值位置與中央位置偏移之情形等判斷為含有灰塵或污物附著等之指向性不良(NG)。
NG晶片登錄機構44在以光量判斷機構42及/或指向性判斷機構43所判斷之判斷結果為NG時，將該判斷內容(光量NG或/及指向性NG、乃至於指向性NG之種類)及NG晶片編號登錄至RAM8。
作為可讀記錄媒體之ROM7除硬碟以外，亦可以可攜式之光碟、磁光碟、磁碟及IC記憶體等構成。於ROM7中記憶有該控制程式及其資料等，但該控制程式及其資料亦可從其他之可讀記錄媒體或經由無線、有線或網際網路等下載至ROM7。
圖2係顯示圖1之發光測定裝置1測定切斷前之各晶片之光學元件發光的情況之模式圖。圖3係對圖2之2個半導體晶片12分別施加電源電壓而使LED發光之情形之俯視圖。
在圖2及圖3中，在晶圓11上，於行列方向上成矩陣狀配設有設置有發光二極體(LED)之複數個半導體晶片12。可對複數個半導體晶片12(此處為2個)之各個，從探針銷14對探針銷接點即銲墊13施加電源電壓，使LED發光。如此，控制部4中具有由探針銷14施加特定之電源電壓、使1個以上之LED20或任意之LED20同時或個別發光之發光驅動機構。此時，探針銷14必須接觸於銲墊13，且控制部4必須以左上側之半導體晶片12為基點，識別在測定哪個位置之半導體晶片12。藉此，可藉由發光測定裝置1檢查LED之發光量或指向性之良否判斷。如此，使隔板(在圖2及圖3中未圖示，於圖6作為隔板19圖示)介置於每隔特定數(此處為2個)之半導體晶片12(晶片A與晶片B)間，依序測定檢查該LED之發光量及發光狀態。
該情形，發光測定裝置1係搭載可接收複數個LED之發光之尺寸之攝像元件2，並可提取對攝像區域指定任意位址之受光區域之攝像信號的測定裝置。
對LED之發光，以像素位址(X、Y)指定攝像元件2之攝像區域，並提取作為電性信號，藉此即使要使複數個(此處為2個)LED對1個攝像元件2發光，亦可選擇所需之像素資訊。再者，於攝像元件2中設置隔板(圖6之隔板19)，藉此可具有不受來自橫向之光之影響之構造。為在像素層級精細地提取複數信號，需瞭解關於指向性之發光量分佈，從而能夠檢查指向性不良及灰塵附著不良。
圖4(a)及圖4(b)係顯示擴大晶片切斷後之各晶片間隔，使光學元件發光之情況之模式圖。
在圖4(a)及圖4(b)中，在貼附有以切割框即環15固定之粘著板16的狀態下，藉由切割線或切割刀片，將上述之晶圓11之複數個半導體晶片12切斷成各個半導體晶片12後，將粘著板16展開(拉伸)，於各個半導體晶片12之間隔開一定之間隙，然後固定各個半導體晶片12。該情形下，由於在各個半導體晶片12之間隔開一定之間隙，故容易使隔板(未圖示)介置於各半導體晶片12間，從而更容易進行檢查。
在該狀態下，可對複數個半導體晶片12(此處為2個)之各個，由探針銷14對探針銷接點即銲墊13施加電源電壓，使LED發光。可藉由發光測定裝置1檢查該LED之發光量或指向性之良否判斷。如此，使隔板(未圖示)介置於每隔特定數(此處為2個)之半導體晶片12間，依序檢查其LED。
圖5(a)及圖5(b)係顯示將晶片切斷後之各晶片封裝化，使光學元件發光之情況之模式圖。
在圖5(a)及圖5(b)中，可在切斷並切片成各個半導體晶片12後，於半導體晶片12上安裝觸銷17，對將其封裝而成之封裝品18從觸銷17施加電源電壓，使LED發光。可藉由發光測定裝置1檢查該LED之發光量或指向性之良否判斷。如此，使隔板(未圖示)介置於每隔特定數(此處為2個)之封裝品18間，依序檢查該LED。
圖6及圖7係圖1之發光測定裝置1測定對圖3之2個半導體晶片分別施加電源電壓之LED之發光的畫面圖，圖6係顯示每個半導體晶片之光量判斷區域之畫面圖，而圖7係顯示各像素之位址選擇區域之畫面圖。
如圖6所示，作為每個半導體晶片(每個LED)之光量判斷區域，例如晶片A為1像素之光量判斷區域A1，晶片B為1像素之光量判斷區域B1，但亦可為複數個像素區域，光量判斷區域為預先設定，但並不受限於此，亦可任意地設定。
如圖7所示，作為各像素之位址選擇區域，例如晶片A為X方向及Y方向之各一行之位址選擇區域X1及Y1，而晶片B為像素區塊之位址選擇區域D1，但亦可為位址選擇區域X1及Y1、D1中之至少任意一者，且不受限於此，除此之外可任意地設定位址選擇區域。
圖8(a)係選擇一行之位址選擇區域X1，其剖面呈特定之指向性分佈。即，作為圓形之指向性之基準曲線，LED中央較亮而其周邊部較暗。該情形下，以2個部位之亮度e1(中央部)與亮度e2(端部)較特定基準值亮為基準。
圖8(b)係選擇一行之位址選擇區域X1，其剖面呈從特定之指向性分佈(圖8(a))走樣之分佈。即，整體之發光量(亮度)雖充足，但LED正中央之亮度下降。這是因為除了LED正中央附著有遮光之灰塵或污物以外，並有損傷之虞，又亦有光之指向性不良之虞，是為指向性中央不良(NG)。該情形下，LED中央部之亮度e1與其周邊部(端部)之亮度e2之差分會逆轉或低於特定值，且其中央部之亮度e1遠低於特定基準值之下限，從而可判斷為指向性中央不良(NG)。
圖8(c)係選擇一行之位址選擇區域X1，其剖面呈從特定之指向性分佈(圖8(a))走樣之分佈。即，整體之發光量雖充足，但LED正中央之亮度大幅高於特定值，而周邊之亮度較特定值低落。這是因為除了LED周邊部附著有遮光之灰塵或污物以外，並有損傷之虞，又，亦有光之指向性不良之虞，是為指向性周邊不良(NG)。該情形下，LED中央部之亮度e1與其周邊部(端部)之亮度e2之差分高於特定基準值，且其周邊部(端部)之亮度e2低於特定基準值，從而可判斷為指向性周邊不良(NG)。
圖8(d)係選擇一行之位址選擇區域X1，其剖面呈特定之指向性分佈。即，整體之發光量雖充足，但僅LED周邊一方之亮度與中央部之亮度相同程度地亮，而LED周邊之另一方之亮度暗。這是因為除了LED周邊一側部附著有遮光之灰塵或污物以外，並有損傷之情形，是為包含封裝不良之一方周邊不良(NG)。該情形下，LED中央部之亮度e1與其周邊部之亮度e2之差分低於特定值，且其周邊部之亮度e2大幅高於特定值，從而可判斷為一方周邊不良(NG)。
由該等之圖8(b)~圖8(d)判斷為不良(NG)之情形時，可選擇一行之位址選擇區域Y1，詳細地檢查其剖面是否呈特定之指向性分佈。如此，可進行複數部位之位址選擇指定。總而言之，可進一步選擇指定判斷為不良(NG)之部分之周邊及其剖面之位址，更詳細地測定指向性分佈，而將LED發光之特徵與不良之特徵差別化。
圖8(e)係選擇區塊之位址選擇區域D1，其剖面呈特定之指向性分佈(心形分佈)。即，作為心形之指向性之基準曲線，其LED中央稍暗，而其周邊有2個部位較亮。該情形下，以3個部位之亮度e11、e21、e12較特定值亮為基準。
檢查作為光學元件之LED20之發光之本實施形態1之發光測定方法係基於ROM7內之控制程式及其資料，由檢查控制機構使用來自配設有接收來自LED20之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件2之攝像信號，使電腦(CPU)執行檢查控制LED20之發光狀態之檢查控制步驟。該檢查控制步驟包含：位址指定步驟，該步驟係由位址指定機構41從拍攝LED20之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址；及發光狀態檢查步驟，該步驟係由發光狀態檢查機構基於來自位址指定步驟中指定之1個或複數個受光部之攝像信號，檢查LED20之發光狀態。再者，該發光狀態檢查步驟包含：光量判斷步驟，該步驟係由光量判斷機構42比較來自由上述位址指定機構41指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當攝像信號之值低於基準值之情形時判斷為光量不良，而當攝像信號之值為基準值以上之情形時判斷為光量良好；及指向性判斷步驟，該步驟係由指向性判斷機構43比較來自由位址指定機構41指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷LED20之發光之指向性良好與否。如此，發光狀態檢查機構由光量判斷機構42及指向性判斷機構43而構成。
據上所述，根據本實施形態，本發明包含：位址指定機構41，其從拍攝LED20之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址；光量判斷機構42，其比較來自由位址指定機構41指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當攝像信號之值低於基準值之情形時判斷為光量不良，而當攝像信號之值為基準值以上之情形時判斷為光量良好；及指向性判斷機構43，其比較來自由位址指定機構41指定之1個或複數個之受光部之攝像信號之值與基準值，判斷LED20之發光之指向性良好與否；且，使用來自配設有接收來自LED20之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件2之攝像信號，在像素層級提取信號而檢查控制LED20之發光狀態。因此，可得知相對於指向性之發光分佈，且可排除指向性不良之晶片。又，無需同測數之電路之增減，亦無需軟體/硬體面之改造。再者，亦無需對圖像攝像元件之軟體/硬體之特別之確認機構，以與先前之受光感測器相同之日常檢查即可詳細地判斷機構有無問題。
最後，在以光量判斷機構42及/或指向性判斷機構43判斷之判斷結果為NG時，藉由NG晶片登錄機構44，將其判斷內容(光量NG或/及指向性NG，乃至於指向性NG之種類)及NG晶片編號登錄至RAM8。即，在對應於晶圓11之位置之對應於稱為映射位址之晶片編號之位址位置，儲存判斷內容(光量NG或/及指向性NG之NG種類)。作為NG之種類，例如光量判斷機構42判斷為光量沒有問題，但在指向性判斷機構43判斷為有問題之情形為等級B。又，例如光量判斷機構42判斷為光量有問題，而指向性判斷機構43判斷為沒有問題之情形為等級C。再者，例如光量判斷機構42判斷為光量沒有問題，且指向性判斷機構43亦判斷為沒有問題之情形為等級A。亦可進一步將不良詳細地進行區別。例如，關於利用光量判斷機構42判斷之光量，可預先設置2個臨限值，將光量不良區分成2階段。
再者，在上述實施形態1中，若如圖6及圖7所示，於2個發光元件(例如LED)之間(晶片A、B之間)置入板狀之隔板19，可抑制來自2個發光元件(例如LED)之光之混合，同時捕捉來自2個發光元件之發光作為圖像，而檢查發光量及指向性良好與否，但並不受限於此，亦可捕捉來自1個發光元件(例如LED)之發光作為圖像，檢查發光量及指向性良好與否，又，若為4個發光元件，只要置入十字狀之隔板，則亦可同時捕捉來自4個發光元件之各發光作為圖像，而檢查發光量及指向性良好與否。再者，亦可使用具有複數個隔板19之發光測定裝置，同時捕捉來自複數個發光元件之各發光作為圖像，而檢查發光量及指向性良好與否，從而可快速且容易地進行檢查。於圖9顯示該情形之發光測定裝置之具體例。
圖9係顯示使用複數個具有複數個隔板之圖1之發光測定裝置之具體例的情形之要部縱剖面圖。
如圖9所示，可並列複數個發光測定裝置1A(4×4測定用)，每隔1個於縱方向及橫方向矩陣狀配置之複數個LED20設置1個隔板19。每隔1個複數個LED20而使LED20發光，對其進行檢測並檢查良好與否。若使複數個發光測定裝置1A(4×4)相對於在縱方向及橫方向上成矩陣狀配置之複數個LED20於縱方向或橫方向之任一方向上滑動，則可就全部之LED20進行圖像化測定，而檢查光量及指向性良好與否。又，亦可由1個發光測定裝置1A對每1區塊逐一測定複數個LED20之8×8中之4×4。再者，藉由使用複數個發光測定裝置1B(1×4測定用)依序於縱方向錯開進行測定，亦可對配置有複數個LED20之區域之一列使用該隔板19。L表示來自LED20之發光。不使隔板19之底面所對向之LED20發光。於縱方向(圖9之深度方向)及橫方向(圖9之左右方向)每隔1個發光。
再者，在上述實施形態1中，雖未特別說明，但其中係從成為晶圓11之基點之晶片依序每1個或每2個檢查發光量及指向性良好與否，至於當前探測檢查的是哪個晶片之LED，除了由設置於控制部4之位址指定機構41指定像素位址以外，亦可為識別當前所數到之晶片之LED為自晶圓11之基點起第幾個，而在對應於晶圓11之位置之對應於稱為映射位址之晶片編號之位址位置中登錄判斷NG內容。又，在使複數個晶片同時發光而檢查其發光量及指向性良好與否之情形時，亦可與上述相同，辨識當前所數到之晶片之LED為自晶圓11之基點起第幾個。
再者，在上述實施形態1中，雖未特別說明，但其中具有使1個以上之電子零件(半導體晶片)之發光元件(例如LED)同時發光之功能。又，具有對於1個以上之電子零件(半導體晶片)之發光元件(例如LED)，使任意之零件發光之功能。再者，可使1個以上之電子零件(半導體晶片)之發光元件同時發光，而辨識各個電子零件之發光量。再者，進行光學測定之攝像元件2可任意提取1像素以上之個別信號。藉此，於LED20上附著有灰塵之情形等中，可藉由每1像素任意地提取個別信號驗證信號層級，而可詳細地獲得於LED20上附著有灰塵之位置。
再者，在上述實施形態1中，雖未特別說明，但其中包含配設有接收來自LED20之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件2，與使用來自該攝像元件2之攝像信號而檢查控制光學元件之發光狀態之控制部4。藉由該構成可達成本發明之目的：不僅可測定1個光學元件之發光量，且無需使用如先前般之識別ID電路，即可容易且正確地測定並檢查複數個光學元件之發光量，且亦可容易且正確地測定並檢查光學元件發光之指向性或灰塵附著不良。
再者，在上述實施形態1中，雖已說明藉由光量判斷機構42及指向性判斷機構43，構成基於來自由位址執行機構41指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查LED之發光狀態之發光狀態檢查機構之情形，但並不受限於此，應容易明瞭發光狀態檢查機構亦可僅由光量判斷機構42及指向性判斷機構43中任一者而構成。該情形下，作為不良登錄機構之NG晶片登錄機構44在由光量判斷機構42及指向性判斷機構43中之至少任意一者所判斷之判斷結果為不良的情形時，將其判斷內容登錄至其晶片編號。
如上所述，已使用本發明之較佳之實施形態1示例本發明，但本發明並非由該實施形態1所限定解釋。吾人當明瞭本發明應僅根據申請專利範圍解釋其範圍。相關業者當明瞭可根據本發明之具體之較佳之實施形態1之記載，基於本發明之記載及技術常識而實施等價之範圍。吾人當明瞭在本說明書中引用之專利、專利申請案及文獻其內容自身與具體記載於本說明書者相同，且其內容作為對本說明書之參考而援用之。
[產業上的可利用性]
本發明在檢查發光二極體(以下稱為LED)等之光學元件之發光之發光測定裝置及發光測定方法、用於使電腦執行該發光測定方法之控制程式，儲存該控制程式之可讀記錄媒體之領域中，由於係使用來自配設有接收來自光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部的攝像元件之攝像信號，在像素層級提取信號檢查控制光學元件之發光狀態，故不僅可測定1個光學元件之發光量，且無需使用如先前般之識別ID電路，即可容易且正確地測定並檢查複數個光學元件之發光量，且亦可容易且正確地測定並檢查光學元件發光之指向性或灰塵附著不良。
1．．．發光測定裝置
1A．．．發光測定裝置
1B．．．發光測定裝置
2．．．攝像元件
3．．．A/D轉換部
4．．．控制部
5．．．操作部
6．．．顯示部
7．．．ROM
8．．．RAM
11．．．晶圓
12．．．半導體晶片
13．．．銲墊
14．．．探針銷
15．．．環
16．．．粘著板
17．．．觸銷
18．．．封裝品
19．．．隔板
20．．．LED
41．．．位址指定機構
42．．．光量判斷機構
43．．．指向性判斷機構
44．．．NG晶片登錄機構
A．．．晶片
B．．．晶片
D1．．．位址選擇區域
L．．．發光
X．．．像素位址
X1．．．位址選擇區域
Y．．．像素位址
Y1．．．位址選擇區域
圖1係顯示本發明之實施形態1之發光測定裝置之要部構成例的方塊圖。
圖2係顯示圖1之發光測定裝置測定晶片切斷前之各晶片之光學元件發光的情況之模式圖。
圖3係對圖2之2個半導體晶片分別施加電源電壓，使LED發光之情形之俯視圖。
圖4(a)及(b)係顯示擴大晶片切斷後之各晶片間隔，使光學元件發光之情況之模式圖。
圖5(a)及(b)係顯示將晶片切斷後之各晶片封裝化，使光學元件發光之情況之模式圖。
圖6係圖1之發光測定裝置測定對圖3之2個半導體晶片分別施加有電源電壓之LED之發光的屏幕圖，且係顯示每個半導體晶片之光量判斷區域之屏幕圖。
圖7係圖1之發光測定裝置測定對圖3之2個半導體晶片分別施加有電源電壓之LED之發光的屏幕圖，且係顯示每像素之位址選擇區域之屏幕圖。
圖8(a)~(e)係顯示選擇圖7之位址選擇區域時之LED之發光狀態的指向性分佈圖。
圖9係顯示使用複數個具有複數個隔板之圖1之發光測定裝置之具體例的情形之要部縱剖面圖。
圖10係用於說明先前之發光測定裝置之要部構成例之模式圖。
圖11係顯示專利文獻1所示之先前之發光測定裝置之要部構成例的方塊圖。
圖12係用於說明在圖11之先前之發光測定裝置中所使用之AC偏壓信號的波形圖。
1．．．發光測定裝置
2．．．攝像元件
3．．．A/D轉換部
4．．．控制部
5．．．操作部
6．．．顯示部
7．．．ROM
8．．．RAM
41．．．位址指定機構
42．．．光量判斷機構
43．．．指向性判斷機構
44．．．NG晶片登錄機構

Claims (17)

  1. 一種發光測定裝置，其係檢測光學元件之發光者，且包含配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件、及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制該光學元件之發光狀態之控制部；其中該控制部包含從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構、及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構；該控制部進一步包含比較來自以上述位址指定機構所指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值而判斷上述光學元件之發光狀態之良好與否之判斷機構；且由該判斷機構所判斷之判斷結果為不良之情形時，變更上述位址指定機構指定位址之受光部，上述判斷機構比較來自變更後之受光部之攝像信號之值與基準值而進行上述發光元件之發光狀態之良好與否之進一步的判斷。
  2. 一種發光測定裝置，其係檢測光學元件之發光者，且包含配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件、及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制該光學元件之發光狀態之控制部；其中該控制部包含從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數 個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構、及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構；且該發光狀態檢查機構包含光量判斷機構，該光量判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當該攝像信號之值低於該基準值之情形時判斷為光量不良，而當該攝像信號之值為該基準值以上之情形時判斷為光量良好。
  3. 如請求項2之發光測定裝置，其包含不良登錄機構，該不良登錄機構係在由上述光量判斷機構判斷之判斷結果為不良之情形時，將該判斷內容登錄至該晶片編號。
  4. 一種發光測定裝置，其係檢測光學元件之發光者，且包含配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件、及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制該光學元件之發光狀態之控制部；其中該控制部包含從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構、及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構；且該發光狀態檢查機構包含指向性判斷機構，該指向性判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷該發光元 件之發光之指向性良好與否。
  5. 如請求項4之發光測定裝置，其包含不良登錄機構，該不良登錄機構係在由上述指向性判斷機構判斷之判斷結果為不良之情形時，將該判斷內容登錄至該晶片編號。
  6. 一種發光測定裝置，其係檢測光學元件之發光者，且包含配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之複數個受光部之攝像元件、及使用來自該攝像元件之攝像信號而檢查控制該光學元件之發光狀態之控制部；其中該控制部包含從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定機構、及基於來自由該位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號而檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查機構；且該發光狀態檢查機構包含：光量判斷機構，該光量判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當該攝像信號之值低於該基準值之情形時判斷為光量不良，而當該攝像信號之值為該基準值以上之情形時判斷為光量良好；及指向性判斷機構，該指向性判斷機構係比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷該發光元件之發光之指向性良好與否。
  7. 2、4、6中任一項之發光測定裝置，其中上 述位址指定機構於上述光學元件之發光狀態之檢查中要使用哪些像素之像素位址之指定輸入，係由外部所為或預先選擇設定該像素位址。
  8. 如請求項7之發光測定裝置，其中上述位址指定機構係指定通過上述光學元件之發光中心及其附近之一方向或複數方向的複數像素位址，或/及指定該光學元件之發光中心之一像素位址，或包含該光學元件之發光中心及其附近之塊區域之複數像素位址。
  9. 如請求項6之發光測定裝置，其包含不良登錄機構，該不良登錄機構係在由上述光量判斷機構及上述指向性判斷機構判斷之判斷結果為不良之情形時，將該判斷內容登錄至該晶片編號。
  10. 2、4、6中任一項之發光測定裝置，其中於鄰接之2個上述發光元件間配設有光混合防止用之隔板。
  11. 2、4、6中任一項之發光測定裝置，其中於鄰接之4個上述發光元件間配設有光混合防止用之俯視十字狀之隔板。
  12. 2、4、6中任一項之發光測定裝置，其包含使1個以上之上述發光元件同時發光之發光驅動機構。
  13. 4、6中任一項之發光測定裝置，其中上述控制部進一步包含比較來自以上述位址指定機構所指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值而判斷上述光學元件之發光狀態之良好與否之判斷機構；且 由該判斷機構所判斷之判斷結果為不良之情形時，變更上述位址指定機構指定位址之受光部，上述判斷機構比較來自變更後之受光部之攝像信號之值與基準值而進行上述發光元件之發光狀態之良好與否之進一步的判斷。
  14. 一種發光測定方法，其係檢查光學元件之發光者，且包含由控制機構使用來自配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之受光部的攝像元件之攝像信號，檢查控制該光學元件之發光狀態之檢查控制步驟；其中該檢查控制步驟包含：由位址指定機構從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定步驟；及由發光狀態檢查機構基於來自該位址指定步驟中指定之1個或複數個受光部之攝像信號，檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查步驟；且該發光狀態檢查步驟包含：由判斷機構比較來自以上述位址指定機構所指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值而判斷上述光學元件之發光狀態之良好與否之判斷步驟；及該判斷步驟之判斷結果為不良之情形時，變更上述位址指定機構指定位址之受光部，上述判斷機構比較來自變更後之受光部之攝像信號之值與基準值 而進行上述發光元件之發光狀態之良好與否之進一步判斷的進一步判斷步驟。
  15. 一種發光測定方法，其係檢查光學元件之發光者，且包含由控制機構使用來自配設有接收來自該光學元件之發光而進行拍攝之受光部的攝像元件之攝像信號，檢查控制該光學元件之發光狀態之檢查控制步驟；其中該檢查控制步驟包含：由位址指定機構從拍攝上述光學元件之發光狀態之複數個受光部中，對1個或複數個受光部指定位址之位址指定步驟；及由發光狀態檢查機構基於來自該位址指定步驟中指定之1個或複數個受光部之攝像信號，檢查該光學元件之發光狀態之發光狀態檢查步驟；且該發光狀態檢查步驟包含：光量判斷步驟，其係由光量判斷機構比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，當該攝像信號之值低於該基準值之情形時判斷為光量不良，而當該攝像信號之值為該基準值以上之情形時判斷為光量良好；及指向性判斷步驟，其係由指向性機構比較來自由上述位址指定機構指定之1個或複數個受光部之攝像信號之值與基準值，而判斷該發光元件之發光之指向性良好與否。
  16. 一種控制程式，其係記述用於使電腦執行如請求項14或 15之發光測定方法之各步驟之處理程序者。
  17. 一種可讀記錄媒體，其係儲存有如請求項16之控制程式之電腦可讀取之可讀記錄媒體。
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