CN102468412B - 制造发光二极管封装件的设备和方法 - Google Patents

制造发光二极管封装件的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于制造发光二极管(LED)封装件的设备和方法。制造LED封装件的设备包括：加热单元，加热引线框架状态下的LED封装件阵列，多个LED封装件安装在所述LED封装件阵列中，从而以阵列方式设置在引线框架上；测试单元，通过向被加热单元加热的LED封装件阵列施加电压或电流来测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态；切割单元，根据测试单元的测试结果仅切割被确定为有功能的产品的LED封装件或者被确定有缺陷的产品的LED封装件，以从引线框架去除被切割的LED封装件。

Description

制造发光二极管封装件的设备和方法
本申请要求于2010年11月16日提交到韩国知识产权局的第10-2010-0114128号韩国专利申请的优先权，该申请的公开通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种用于制造发光二极管(LED)封装件的设备和方法，更具体地讲，涉及这样一种用于制造LED封装件的设备和方法，其中，所述设备和方法通过检测LED封装件的操作状态能够在有功能的产品和有缺陷的产品之间进行区分(或区别)。
背景技术
近来，LED已经成为各种用途的光源(例如，背光单元的光源或者用于普通发光(或照明)的光源)的主流。通过将半导体类的LED芯片安装在基底上并且对半导体类LED芯片涂覆透光树脂，以封装件的形式来使用LED。用于LED封装件的透光树脂可以包括根据将要实现的输出光的期望颜色的磷光体。
在普通LED封装件制造工艺过程中，执行芯片键合工艺，在该芯片键合工艺中，将LED芯片安装在封装件主体或封装件基底的安装区域上，并且将LED芯片固定到封装件主体或者封装件基底的安装区域上，然后，执行用于连接电极的引线键合工艺，以将LED芯片安装在封装件主体或者封装件基底上。在这种情况下，多个LED芯片可以按照阵列设置在封装件主体的多个安装区域上。此后，透光树脂(例如，包含磷光体的硅树脂等)分散到LED封装件，然后固化(或者硬化)。在透光树脂硬化后，执行单个化工艺或者引线框架修整或形成工艺。此后，当对单个封装件进行测试或者检测时，LED封装件被完全分开。
在上述工艺中，当在引线键合操作中键合执行不当时，LED芯片的电极焊盘和引线之间的接触或者基底(次安装基台等)的引脚(stitch)和引线之间的接触可能是有缺陷的。采用这种有缺陷的接触，虽然LED封装件可以在室温下正常地操作，但是在高温下在连接方式(例如引线键合等)方面会出现开路或短路现象，从而导致产品有缺陷。具体地讲，当LED封装件由于LED封装件的连续使用产生的热而进入高温状态时，有缺陷的接触引起的问题极大地影响产品的可靠性。
为了检查LED封装件的开路或短路状态，或者检查LED封装件是否被点亮(或导通)，对制造完的LED封装件执行测试工艺。对通过如上所述的修整和形成工艺已经分开为单个封装件的每个LED封装件执行LED封装件测试工艺。因此，需要大量时间来测试批量生产的LED封装件，从而降低了测试效率。
发明内容
本发明的一方面提供了一种用于制造发光二极管(LED)封装件的设备，所述设备能够有效地测试LED封装件的操作状态并且能够提高最终LED封装件产品的可靠性。
本发明的另一方面提供了一种用于制造发光二极管(LED)封装件的方法，所述方法能够有效地测试LED封装件的操作状态并且能够提高最终LED封装件产品的可靠性。
根据本发明的一方面，提供了一种用于制造LED封装件的设备，所述设备包括：加热单元，加热引线框架状态下的LED封装件阵列，多个LED封装件安装在所述LED封装件阵列中，从而以阵列方式设置在引线框架上；测试单元，通过向被加热单元加热的LED封装件阵列施加电压或电流来测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态；切割单元，根据测试单元的测试结果仅切割被确定为有功能的产品的LED封装件或者被确定有缺陷的产品的LED封装件，以从引线框架去除被切割的发光二极管封装件。
所述加热单元可以包括：低温加热单元，将LED封装件阵列加热到第一温度范围；高温加热单元，将已经被低温加热单元加热的LED封装件阵列加热到高于第一温度范围的第二温度范围。
加热单元可以将作为测试目标的LED封装件阵列加热到80℃至300℃。
加热单元可以将作为测试目标的LED封装件阵列加热到180℃至250℃。
测试单元可以包括向LED封装件阵列中的多个LED封装件同时施加驱动电压或电流的多探针引脚阵列。
测试单元可以通过向LED封装件阵列中的多个LED封装件同时施加驱动电压或电流来测试LED封装件的操作状态。
测试单元可以通过向LED封装件阵列中的多个LED封装件施加驱动电压或电流来测试每个LED封装件是否开路或短路或者是否被点亮(或者导通)。
所述测试单元还可以包括照相机，用于检查LED封装件阵列中的每个LED封装件是否被点亮。
LED封装件制造设备还可以包括：装载单元，将测试目标LED封装件阵列从外部提供到加热单元；卸载单元，从切割单元卸载LED封装件阵列。
根据本发明的一方面，还提供了一种用于制造LED封装件的方法，所述方法包括：准备处于引线框架状态下的LED封装件阵列，其中，多个LED封装件安装在所述LED封装件阵列中，从而以阵列方式设置在引线框架上；加热LED封装件阵列；通过向被加热单元加热的LED封装件阵列施加电压或电流来测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态；根据操作状态测试结果仅切割被确定为有功能的产品的LED封装件或者被确定为有缺陷的产品的LED封装件，以从引线框架去除被切割的LED封装件。
所述方法还可以包括：在加热LED封装件阵列之前检测LED封装件阵列的外观。
加热LED封装件阵列的步骤可以包括：低温加热步骤，将发光二极管封装件阵列加热到第一温度范围；高温加热步骤，将已经在低温加热步骤中加热的发光二极管封装件阵列加热到高于第一温度范围的第二温度范围。
在加热LED封装件阵列的步骤中，可以将作为测试目标的LED封装件阵列加热到80℃至300℃。
在加热LED封装件阵列的步骤中，可以将作为测试目标的LED封装件阵列加热到180℃至250℃。
在测试LED封装件的操作状态的步骤中，可以通过多探针引脚阵列向多个LED封装件同时施加驱动电压或电流来测试LED封装件阵列中的LED封装件的操作状态。
在测试LED封装件的操作状态的步骤中，可以通过向多个LED封装件同时施加驱动电压或电流来测试LED封装件阵列中的LED封装件的操作状态。
在测试LED封装件的操作状态的步骤中，可以通过向多个LED封装件同时施加驱动电压或电流来测试各个LED封装件是否开路或短路或被点亮。
在测试LED封装件的操作状态的步骤中，可以通过使用照相机来测试LED封装件阵列中的各个LED封装件是否被点亮。
所述方法还可以包括：装载步骤，从外部向加热单元提供测试目标LED封装件阵列；卸载步骤，卸载经历了切割和去除步骤的LED封装件阵列。
作为测试目标的LED封装件阵列中的每个LED封装件是已经完全经历透明树脂涂覆工艺和透明树脂固化工艺的封装件。
附图说明
通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的以上和其它方面、特征及其它优点将变得容易理解，在附图中：
图1是示出根据本发明示例性实施例的测试发光二极管(LED)封装件的工艺的示意图；
图2是图1中的高温测试工艺(步骤S130)的详细的图；
图3是根据本发明示例性实施例的制造LED封装件的设备的示意图；
图4是设置在根据本发明示例性实施例的制造LED封装件的设备中的测试单元的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为局限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并将把本发明的范围充分传达给本领域技术人员。在附图中，为了清晰起见，可以夸大形状和尺寸，将使用相同的标号来始终表示相同或相似的组件。
图1是示出根据本发明示例性实施例的测试发光二极管(LED)封装件的工艺的示意图。参照图1，首先，准备引线框架(L/F)状态下的LED封装件阵列作为测试目标(步骤S110)。LED封装件阵列包括安装在引线框架中以按照阵列设置的多个LED封装件，LED封装件阵列与修整或单个化工艺(其中，多个LED封装件被切割或被分开成单个的LED封装件)之前的状态对应。具体地讲，LED封装件阵列中的每个LED封装件可以为这样的封装件，即，已经完成对LED封装件涂覆透明树脂(例如，包括磷光体的硅树脂等)的分配工艺以及固化涂覆的透明树脂的固化工艺。
接下来，检测LED封装件阵列的外观(步骤S120)。在检测LED封装件阵列的外观的过程中，可以用肉眼观察LED封装件阵列的特定LED封装件是否存在有缺陷的连接等。可以省略该检测工艺。
然后，对处于引线框架状态的LED封装件阵列(即，对引线框架上的LED封装件阵列)执行高温测试工艺(步骤S130)。在高温测试工艺(步骤S130)中，加热LED封装件阵列并且测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态。具体地讲，进行测试以检查LED封装件阵列中的每个LED封装件是否电短路或开路或者点亮(或导通)。在这种情况下，为了测试引线框架上的每个LED封装件的操作状态，对各个LED封装件的电极施加驱动电压或电流。
图2是图1中的高温测试工艺(步骤S130)的详细的图。首先，将引线框架上的LED封装件阵列装载到测试系统上，以被提供到加热单元120(见图3)(步骤S130A)。将装载的测试目标LED封装件阵列加热到高于室温的温度(步骤S130B)。在这种情况下，作为测试目标的LED封装件阵列可以被加热到80℃到300℃范围内的温度。具体地讲，考虑到在高温下会出现有缺陷的连接，作为测试目标的LED封装件阵列可以被加热到180℃至250℃范围内的温度。采用在该温度范围内加热的LED封装件阵列，测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态，从而有效地找出并淘汰预计在高温下具有缺陷连接的潜在的有缺陷的LED封装件。该温度范围可以根据使用LED封装件的预定目的或者LED封装件可靠性的期望等级来改变。
在示例性实施例中，可以以两个阶段或两个以上的阶段加热LED封装件阵列。即，LED封装件阵列可以经历低温加热工艺(其中，LED封装件阵列被加热到第一温度范围内)，然后LED封装件阵列可以被加热到高于第一温度范围的第二温度范围内。按照这种方式，因为以两个阶段或者两个以上的阶段加热LED封装件阵列，所以在抑制可能施加到LED封装件的热冲击的同时，可以提高加热效率。
通过利用探针等对高温状态下的LED封装件阵列中的每个LED封装件施加驱动电压或电流来测试LED封装件的操作状态(步骤S130C)。由于在加热状态下测试每个LED封装件的操作状态，所以可以检查出并且挑选出在室温下可能很难发现的潜在的有缺陷的LED封装件产品，从而可以提高测试操作的可靠性。除此之外，由于对引线框架上的LED封装件阵列进行整体测试，所以与对单独分开的LED封装件产品执行测试的现有技术相比，可以提高测试效率。
通过利用多探针引脚阵列可对LED封装件阵列中的两个或两个以上的LED封装件同时施加驱动电压或电流。通过对多个LED封装件同时施加驱动电压或电流，可以同时测试多个LED封装件的操作状态。具体地讲，在示例性实施例中，通过对作为测试目标的位于引线框架上的LED封装件阵列中的所有LED封装件同时施加驱动电压或电流，以LED封装件阵列为单位每次可以测试LED封装件阵列中的多个LED封装件的操作状态。这种通过对LED封装件同时施加电压或电流的同时测试进一步提高了LED封装件测试的效率。
在测试位于引线框架上的LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态的过程中，可以测试每个LED封装件是否开路或短路、是否点亮等。通过利用连接到探针的电压或电流测量仪器，可以检查每个LED封装件是否开路或短路，并且可以利用照相机或肉眼检查每个LED封装件是否点亮。具体地讲，使用照相机80(见图4)来测试每个LED封装件是否点亮可以提高测试操作的速度和准确性。
根据操作状态的测试结果，仅切掉被确定为有功能的产品或者有缺陷的产品的LED封装件，以从相应的LED封装件阵列中去除这些LED封装件(步骤S130D)。按照这种方式，由于根据对引线框架上的LED封装件阵列执行的测试的结果，仅切掉有功能的LED封装件产品或有缺陷的LED封装件产品以从引线框架中去除这些LED封装件产品，所以可以在初始阶段将功能封装件产品和有缺陷的LED封装件产品分类，这样进一步提高了根据LED封装件的光学特性的后续等级分类操作(装箱工艺等)的效率。在执行切割有功能的或有缺陷的封装件产品的工艺之后，将LED封装件阵列卸载以从测试系统中取出。
图3是根据本发明示例性实施例的制造LED封装件的设备的示意图，图4是设置在用于制造LED封装件的设备中的测试单元的示意图。可以利用图3和图4中的制造设备执行前述制造工艺。
参照图3，制造设备500包括装载单元100、加热单元120、测试单元130、切割单元140和卸载单元110。装载单元100从测试系统外部向加热单元120提供测试目标LED封装件阵列。在装载单元100中，可以安装容纳(或接收)单元100a、100b、100c和100d(例如，诸如箱子等的壳)，其中，容纳(或接收)单元100a、100b、100c和100d用于在其中容纳或接收引线框架上的LED封装件阵列。可以从箱子向加热单元120提供LED封装件阵列。
加热单元120将引线框架上的LED封装件阵列加热到一定的高温(例如，80℃至300℃或者180℃至250℃的温度)。为了执行两个阶段的加热，加热单元120可以包括两个加热部分，即，低温加热单元120a和高温加热单元120b。低温加热单元120a将LED封装件阵列加热到第一温度范围(例如，100℃至140℃)之内，高温加热单元120b另外加热已经被低温加热单元120a加热的LED封装件阵列，以达到第二温度范围(例如，240℃至260℃)。
测试单元130测试LED封装件阵列中的每个LED封装件的操作状态。即，测试单元130通过向已经被加热单元120加热的LED封装件阵列50施加电压或电流来测试LED封装件阵列50中的每个LED封装件51是否短路/开路、点亮等。在这种情况下，测试单元可以通过利用探针引脚向LED封装件阵列50中的每个LED封装件51施加驱动电压或电流。切割单元140根据测试单元的测试结果仅切割被确定为有功能的产品或者有缺陷的产品，以从引线框架55(见图4)去除这些产品。
参照图4，测试单元130可以包括探针135，探针135具有用于同时对引线框架上的LED封装件阵列50中的多个LED封装件51施加驱动电压或电流的多探针引脚阵列135a。LED封装件阵列50可以稳定地设置在安装部分30中，以允许LED封装件51被测试。用于控制探针135的每个探针引脚的ON/OFF操作的开关板136可以连接到探针135，电源仪表138或电源可以连接到开关板。
可以通过测试单元130对LED封装件阵列50中的所有LED封装件51同时施加驱动电压或电流来测试LED封装件51的操作状态。另外，测试单元130可以包括照相机80，以检查LED封装件阵列中的每个LED封装件51是否被点亮(或导通)。
卸载单元110从切割单元140卸载LED封装件阵列50。卸载单元110可以包括用于容纳LED封装件阵列50的容纳单元110a、110b、110c和110d，例如箱子。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，加热多个LED封装件按照阵列设置在引线框架上的LED封装件阵列并且在高温下测试每个LED封装件的操作状态(即，它们是否开路/短路，或被点亮等)，从而将LED封装件的测试效率最大化，并且提高最终LED封装件产品的可靠性。另外，在测试完每个LED封装件的操作状态之后，仅切掉有功能的封装件或有缺陷的封装件，以从引线框架上的LED封装件阵列去除有功能的封装件或有缺陷的封装，从而在制造工艺的早期阶段将有功能的封装件产品和有缺陷的封装件产品有效地区分开，并且通过光学特性测量对产品有效地执行后续等级分类(装箱工艺等)。
尽管已经结合示例性实施例示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将清楚，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行修改和改变。

Claims (20)

1.一种用于制造发光二极管封装件的设备，所述设备包括：
加热单元，加热引线框架状态下的发光二极管封装件阵列，多个发光二极管封装件安装在所述发光二极管封装件阵列中，从而以阵列方式设置在引线框架上；
测试单元，通过向被加热单元加热的发光二极管封装件阵列施加电压或电流来测试发光二极管封装件阵列中的每个发光二极管封装件的操作状态；
切割单元，根据测试单元的测试结果切割被确定为有功能的产品的发光二极管封装件或者被确定有缺陷的产品的发光二极管封装件，以从引线框架去除被切割的发光二极管封装件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述加热单元包括：
低温加热单元，将发光二极管封装件阵列加热到第一温度范围；
高温加热单元，将已经被低温加热单元加热的发光二极管封装件阵列加热到高于第一温度范围的第二温度范围，
其中，第一温度范围是100℃至140℃，第二温度范围是240℃至260℃。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，加热单元将作为测试目标的发光二极管封装件阵列加热到80℃至300℃。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，加热单元将作为测试目标的发光二极管封装件阵列加热到180℃至250℃。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，测试单元包括向发光二极管封装件阵列中的多个发光二极管封装件同时施加驱动电压或电流的多探针引脚阵列。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，测试单元通过向发光二极管封装件阵列中的多个发光二极管封装件同时施加驱动电压或电流来测试发光二极管封装件的操作状态。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，测试单元通过向发光二极管封装件阵列中的多个发光二极管封装件施加驱动电压或电流来测试每个发光二极管封装件是否开路或短路或者被点亮。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述测试单元包括：
照相机，检查发光二极管封装件阵列中的每个发光二极管封装件是否被点亮。
9.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括：
装载单元，将测试目标发光二极管封装件阵列从外部提供到加热单元；
卸载单元，从切割单元卸载发光二极管封装件阵列。
10.一种用于制造发光二极管封装件的方法，所述方法包括：
准备处于引线框架状态下的发光二极管封装件阵列，其中，多个发光二极管封装件安装在所述发光二极管封装件阵列中，从而以阵列方式设置在引线框架上；
加热发光二极管封装件阵列；
通过向被加热单元加热的发光二极管封装件阵列施加电压或电流来测试发光二极管封装件阵列中的每个发光二极管封装件的操作状态；
根据操作状态测试结果来切割被确定为有功能的产品的发光二极管封装件或者被确定为有缺陷的产品的发光二极管封装件，以从引线框架去除被切割的发光二极管封装件。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：
在加热发光二极管封装件阵列之前检测发光二极管封装件阵列的外观。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，加热发光二极管封装件阵列的步骤包括：
低温加热操作，将发光二极管封装件阵列加热到第一温度范围；
高温加热操作，将已经在低温加热步骤中加热的发光二极管封装件阵列加热到高于第一温度范围的第二温度范围，
其中，第一温度范围是100℃至140℃，第二温度范围是240℃至260℃。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，在加热发光二极管封装件阵列的步骤中，将作为测试目标的发光二极管封装件阵列加热到80℃至300℃。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，在加热发光二极管封装件阵列的步骤中，将作为测试目标的发光二极管封装件阵列加热到180℃至250℃。
15.根据权利要求10所述的方法，其中，在测试发光二极管封装件的操作状态的步骤中，通过多探针引脚阵列向多个发光二极管封装件同时施加驱动电压或电流来测试发光二极管封装件阵列中的发光二极管封装件的操作状态。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，在测试发光二极管封装件的操作状态的步骤中，通过向多个发光二极管封装件同时施加驱动电压或电流来测试发光二极管封装件阵列中的发光二极管封装件的操作状态。
17.根据权利要求10所述的方法，其中，在测试发光二极管封装件的操作状态的步骤中，通过向多个发光二极管封装件同时施加驱动电压或电流来测试各个发光二极管封装件是否开路或短路或被点亮。
18.根据权利要求10所述的方法，其中，在测试发光二极管封装件的操作状态的步骤中，通过使用照相机来测试发光二极管封装件阵列中的各个发光二极管封装件是否被点亮。
19.根据权利要求10所述的方法，还包括：
装载操作，从外部向加热单元提供测试目标发光二极管封装件阵列；
卸载操作，卸载经历了切割和去除步骤的发光二极管封装件阵列。
20.根据权利要求10所述的方法，其中，作为测试目标的发光二极管封装件阵列中的每个发光二极管封装件是已经完全经历透明树脂涂覆工艺和透明树脂固化工艺的封装件。
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