CN102445270A - 一种led芯片发光角度、分布的测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED芯片发光角度、分布的测试方法，包括以下步骤：选择LED支架，在该支架的中心或圆心上点上少量银胶或绝缘胶；采用背面刺晶的方式将芯片粘在银胶或绝缘胶上，并保证芯片在LED支架上左右、上下对称；将该LED支架放在烤箱中烘烤；将该LED支架沿β方向或α方向选取测试点测试其发光强度Iv值；将测试点对应的角度做为横坐标X轴，发光强度Iv值为纵坐标Y轴；将测试点对应的角度上对应的发光强度连接起来形成的曲线；并将曲线与极坐标1/2处两边的交点与0°度做连线，两条连线的夹角形成的角度即为发光角度。本发明可以帮助研发人员找到提高芯片亮度的方法、同时也是各种芯片差异分析很重要的手段或者封装企业做来料检验等。

Description

一种LED芯片发光角度、分布的测试方法

技术领域

本发明涉及高亮度发光二极管技术领域，尤其涉及一种LED芯片发光角度、分布的测试方法。

背景技术

随着全世界对能源、环境的方面的重视，新能源、新材料越来越受到大家的追捧；而LED作为新能源中一种具有实用寿命长、亮度高、光效高等特点已引起各国的重视；也是人类既白炽灯、荧光灯以来在照明产业的第三次革命。目前LED已应用在汽车、背光源、景光照明等各领域。

LED作为照明的新产品，亮度是其很关键的一项指标；各公司也是投入大笔资金在提高亮度、增加出光效率、降低热阻等方面不断探索与努力。其中采用的技术主要为凹PSS、凸PSS、粗化等工艺、以及粗化与PSS结合等。工艺的革新速度呈每年一种新技术趋势，所以作为测试技术人员对芯片测试方面新的技术的不断探索就显得尤为必要。

如图1所示的现有的的LED Lamp、灯具发光角度测试原理示意图。但是，LED Lamp的发光角度、分布经过支架的碗杯、环氧树脂的透镜对光的会聚(二次光学设计)已经改变了光的路径。该测试方法获得的发光角度误差较大。

然而，在实际应用中，芯片所采用的工艺如何判定也是研发人员需要解决的问题，可以帮助研发人员提供提高亮度的方向，找到进一步提高亮度的方法。或者封装企业需要做来料检验等，而如果有一个简单准确度又高的发光角度的测量方法，无疑可以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种测试LED芯片的发光角度的测试方法，以粗略判定芯片所采用的工艺。从而帮助研发人员提供提高亮度的方向。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种LED芯片发光角度的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，选择LED支架，在该LED支架的中心或圆心上点上少量银胶或绝缘胶；

步骤二，采用背面刺晶的方式将芯片粘在银胶或绝缘胶上，并保证芯片在LED支架上左右、上下对称；

步骤三，将带有LED芯片的LED支架放在烤箱中烘烤，时间为30～50分钟；

步骤四，将带有LED芯片的LED支架沿β方向或α方向选取测试点测试其发光强度Iv值；

步骤五：将步骤四中测试点对应的角度做为横坐标X轴，发光强度Iv值为纵坐标Y轴；将测试点对应的角度上对应的发光强度连接起来形成的曲线；并将曲线与极坐标1/2处两边的交点与0°度做连线，两条连线的夹角形成的角度即为发光角度。

本发明提供了一种简单准确度又高的发光角度的测量方法，可以帮助研发人员提供提高亮度的方向，找到进一步提高亮度的方法。或者封装企业需要做来料检验等。

附图说明

图1为现有的LED Lamp、灯具发光角度测试原理示意图。

图2为10*23沿α方向测试发光角度的示意图。

图3为10*23沿α方向测试发光角度的发光分布。

图4为10*23沿β方向测试发光角度的示意图。

图5为10*23沿β方向测试发光角度的发光分布。

图6为10*23沿α方向测试发光角度的试验取样方法示意图。

图7为10*12沿α方向测试发光角度的示意图。

图8为10*12沿β方向测试发光角度的发光分布。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明。

步骤一，在LED支架(TOK或To-Can)的中心或圆心上点上少量银胶(Agpast)或绝缘胶。选择平底不具备聚光效果的LED支架。

(对于GaAs、SiC导电衬底，具有背面电极的红光、黄光、黄绿芯片，采用银胶。对于蓝宝石绝缘衬底的蓝光、绿光LED芯片，采用绝缘胶来固定芯片。)

步骤二，采用背面刺晶的方式将芯片粘在银胶(Agpast)或绝缘胶上，并保证芯片在LED支架上左右、上下对称。

背面刺晶是指将芯片安置在刺片台的夹具上，LED支架放在夹具底下，在显微镜下用针或小夹子在芯片的背面将LED芯片一个一个刺到相应的位置上。可以采用手工刺片或自动装架的方式，选用手工刺片相比有一个好处，便于随时更换不同的芯片，适用于需要安装多种芯片的产品。

自动装架其实是结合了沾胶(点胶)和安装芯片两大步骤，先在LED支架上点上银胶(绝缘胶)，然后用真空吸嘴将LED芯片吸起移动位置，再安置在相应的支架位置上。

自动装架在工艺上主要要熟悉设备操作编程，同时对设备的沾胶及安装精度进行调整。在吸嘴的选用上尽量选用胶木吸嘴，防止对LED芯片表面的损伤，特别是兰、绿色芯片必须用胶木的。因为钢嘴会划伤芯片表面的电流扩散层。

步骤三，将带有LED芯片的LED支架放在烤箱中烘烤，时间大致为30～40min。

步骤四，将带有LED芯片的LED支架沿β方向(即从-90°到90°)或α方向(即从0°～180°)选取测试点测试其Iv(mcd)并将其值输入并保存到PC中。

步骤五：将步骤四中的角度做为横坐标X轴，发光强度Iv值为纵坐标Y轴；将测试点对应的角度上对应的发光强度用圆滑的曲线在极坐标上连接起来形成的曲线。并将曲线与极坐标1/2处(发光强度一半)两边的交点A、B与0°度做连线，两条连线的夹角形成的角度即为发光角度，而上述所讲的光滑曲线即发光分布曲线。

其中，如果先将带有LED芯片的LED支架沿β方向(即从-90°到90°)，然后沿α方向(即从0°～180°)选取测试点测试时需要改变芯片与测试探头(PD)运行的位置。具体的，是将将带有角度的探头旋转90度从而改变芯片与测试探头(PD)运行的位置。

不同测试方法测试示意图及测试数据：本试验选取的是10*23、10*12等典型LED Chip。10*12的方向与上述图1-3一样在这里就省略了。在Wafer(晶圆)上很小区域选取5pcs Chip按照技术解决方案步骤来做成带有芯片的支架(To-Can)上。

第一组：10*23不同方向测试发光角度及发光分布

①、β方向测试：

②、α方向测试：

第二组：10*12不同方向发光角度及发光分布

①、β方向测试：

②、α方向测试：

从上述数据看，以上两个方向测试角度存在差异。而90°测试比180°测试角度要大，但重要是离散性小(R)值；而且从10*23和10*12的发光分布来看有一个明显的规律，就是α方向测试发光分布右侧曲线明显上升过快(缺陷)。结合Chip固晶(wire bonding)第一焊点和第二焊点弧度存在差异，导致其原因有一下方面：1.Au wire对光有一些反射和遮挡等因素导致180°测试离散性大、测试角度偏小。2.由于晶格排列问题导致α方向与β方向测试存在很大差异。从α方向或β方向测试相当于从晶格的不同角度测试其发光分布、角度。这是由于晶格不同方向对光的折射率不同导致。

考虑到金线对发光分布、角度的影响，从β方向测试为佳。

五、不同工艺Chip发光角度、分布测试及亮度差异：

不同工艺芯片发光角度及亮度：

从上述数据可以看出粗化产品和凸PSS产品的亮度远高于平片和凹PSS，从发光角度看原因为角度变小了，而LED是方向性光源具有很强的指向性；结合发光分布来看凸PSS与粗化工艺对芯片的发光有了个会聚作用所以提高了芯片的亮度。再次证明了本测试方法与现实情况吻合，同时也为做芯片和外延的同胞们提供了一个新的思路，也就是说怎么样让芯片的发光角度变小、让光分布更具有会聚作用。这样就能提高LED芯片的亮度Iv(mcd)。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (3)

1.一种LED芯片发光角度、分布的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一，选择LED支架，在该LED支架的中心或圆心上点上少量银胶或绝缘胶；

步骤二，采用背面刺晶的方式将芯片粘在银胶或绝缘胶上，并保证芯片在LED支架上左右、上下对称；

步骤三，将带有LED芯片的LED支架放在烤箱中烘烤，时间为30～50分钟；

步骤四，将带有LED芯片的LED支架沿β方向或α方向选取测试点测试其发光强度Iv值；

步骤五：将步骤四中测试点对应的角度做为横坐标X轴，发光强度Iv值为纵坐标Y轴；将测试点对应的角度上对应的发光强度连接起来形成的曲线；并将曲线与极坐标1/2处两边的交点与0°度做连线，两条连线的夹角形成的角度即为发光角度。

2.如权利要求1所述的一种LED芯片发光角度的测试方法，其特征在于，所述步骤一中选择平底且不具备聚光效果的LED支架。

3.如权利要求1所述的一种LED芯片发光角度的测试方法，其特征在于，所述步骤三中将带有LED芯片的LED支架放在烤箱中烘烤45分钟。

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