CN103149524A - 一种倒装led芯片测试机与测试方法 - Google Patents

Abstract

一种倒装LED芯片测试机，包括芯片装载装置、芯片测试装置和光源采集装置，芯片测试装置包括探针，芯片装载装置包括用于放置待测倒装LED芯片的工作盘和轴转动装置，该测试机还包括支撑部，工作盘通过支撑部连接于轴转动装置，工作盘与轴转动装置之间留有可容置光源采集装置的间隙；工作盘为透明的工作盘，测试时光源采集装置移动到工作盘下方并采集倒装LED芯片发出的光线；本发明的一种倒装LED芯片的测试方法，包括上片、位置扫描、自动对位、测试与下片等步骤。本发明通过改装正装LED芯片测试机，结合本发明的测试方法，使其能对倒装LED芯片进行测试并能得到准确的测试结果，为倒装LED芯片在芯片阶段提供分光分色的依据。

Description

一种倒装LED芯片测试机与测试方法

技术领域

本发明涉及一种芯片测试机与测试方法，具体涉及一种倒装LED芯片测试机与测试方法。

背景技术

倒装LED芯片实质上是在传统工艺的基础上，将LED芯片的发光区与电极区不设计在同一个平面，这时则由电极区朝向灯杯底部进行贴装，可以省掉焊线这一工序。与正装LED芯片相比，倒装LED芯片产品具有低电压、高亮度、高可靠性、高饱和电流密度以及较好的散热功能等优点，加上能在倒装焊的衬底上集成保护电路，对芯片可靠性及性能有明显帮助。此外，与正装和垂直结构相比，使用倒装焊方式，更易于实现超大功率芯片级模组、多种功能集成的芯片光源技术，在LED芯片模组良率及性能方面有较大的优势。

倒装LED芯片产品以超声键合或回流焊方式封装，通常以封装产品的测试结果作为衡量倒装LED产品性能的依据，这样的测试方式具有一定的滞后性，且不能在芯片阶段客观地反映倒装LED芯片工艺的优缺点，无法在芯片阶段及时提供测试数据作为分光分色的依据。图1为正装LED芯片测试机的结构示意图，工作盘安装于轴转动装置，测试时光源采集装置在工作盘上方采集光线，由于倒装LED芯片的出光方向与正装LED芯片的出光方向相反，因此采用图1所示的正装LED芯片的测试机及测试方法测试倒装LED芯片也无法提供客观可靠的测试数据。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种在倒装LED芯片的芯片阶段即能及时对倒装LED芯片进行测试，提供的测试数据可作为分光分色的依据并可客观反映倒装LED芯片工艺的倒装LED芯片测试机与测试方法。

为实现上述目的，本发明的一种倒装LED芯片测试机，包括芯片装载装置、芯片测试装置和光源采集装置，芯片测试装置包括探针，芯片装载装置包括用于放置待测倒装LED芯片的工作盘和轴转动装置，该测试机还包括支撑部，工作盘通过支撑部连接于轴转动装置，工作盘与轴转动装置之间留有可容置光源采集装置的间隙；工作盘为透明的工作盘，测试时光源采集装置移动到工作盘下方并采集倒装LED芯片发出的光线。

其中，支撑部包括上承载台、下承载台和若干个支撑脚，下承载台固定于轴转动装置，支撑脚设置于上承载台与下承载台之间，支撑脚两端分别与上承载台和下承载台固定连接，上承载台设置有透光孔，工作盘固定于上承载台并位于透光孔的上方。

其中，该测试机还包括手动对位装置，手动对位装置与轴转动装置连接。

其中，芯片装载装置还包括抽真空装置，工作盘中空，工作盘顶面设置有真空吸附孔，抽真空装置设置有抽真空管，抽真空管连接于中空的工作盘内。

其中，芯片测试装置还包括用于采集芯片的位置和数量信息的图形采集CCD。

其中，光源采集装置包括收光器。

其中，光源采集装置还包括积分球，积分球与收光器连接。

一种倒装LED芯片的测试方法，包括以下步骤：

A．          上片：将倒装LED芯片放置于透明的工作盘顶面，然后对工作盘抽真空，使倒装LED芯片的位置固定；

B．          位置扫描：将工作盘移动到图形采集CCD的下方，图形采集CCD对倒装LED芯片进行影像扫描，获得倒装LED芯片的位置坐标与芯片数量信息；

C．          自动对位：依据步骤B获得的倒装LED芯片的位置信息移动工作盘，使工作盘移动到探针的下方，且探针分别对准倒装LED芯片的P、N电极；

D．          测试：光源采集装置移动到透明的工作盘下方，轴转动装置驱动工作盘上升使探针分别接触倒装LED芯片的P、N电极，倒装LED芯片发光，光源采集装置采集光源信息，移动工作盘使每颗倒装LED芯片逐个接触探针并发光，同时采集每颗倒装LED芯片的光源信息；

E．          下片：测试完成后，工作盘下降使探针脱离倒装LED芯片的P、N电极，工作盘真空释放，取下测试完毕的倒装LED芯片。

其中，在步骤C之后，步骤D之前还包括以下步骤：

C1.手动对位：工作盘移动到探针下方时，若探针与倒装LED芯片的P、N电极尚未对准，则通过手动对位装置调整工作盘的位置使探针分别对准倒装LED芯片的P、N电极。

其中，在步骤E后还包括以下步骤：

F.数据处理：对步骤D中采集到的倒装LED芯片测试数据分别进行分类设定，作为下面芯片分类的依据；

G.芯片分类：读取倒装LED芯片的测试数据，并依据步骤F中的分类设定结果对倒装LED芯片进行分类。

本发明的有益效果是：本发明通过改装传统的正装LED芯片测试机，结合本发明的测试方法，使其能对倒装LED芯片进行测试并能得到准确的测试结果，为倒装LED芯片在芯片阶段及时提供分光分色的依据；设备使用成本低、利用率高，倒装LED芯片采用本发明的测试机与测试方法进行测试具有比封装测试模式更高的选择性和灵活性。

附图说明

图1为正装LED芯片测试机的结构示意图。

图2为倒装LED芯片测试机进行位置扫描时的结构示意图。

图3为倒装LED芯片测试机的工作盘移动到探针下方时的示意图。

图4为倒装LED芯片测试机进行测试时的示意图。

图5为倒装LED芯片测试机的上承载台与工作盘的结构示意图。

图6为倒装LED芯片的一种测试方法的流程图。

图7为倒装LED芯片的另一种测试方法的流程图。

图8为倒装LED芯片的又一种测试方法的流程图。

附图标记包括：

1—轴转动装置       2—下承载台         3—上承载台

4—支撑脚           5—透光孔           6—工作盘

7—真空吸附孔       8—倒装LED芯片     9—探针

10—图形采集CCD    11—收光器          12—固定螺丝。

具体实施方式

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示为传统的正装LED芯片测试机的结构示意图，本发明的一种倒装LED芯片测试机就是通过改装这种传统的正装LED芯片测试机而成。如图2～5所示为本发明的测试机，该倒装LED芯片测试机包括芯片装载装置、芯片测试装置和光源采集装置，芯片测试装置包括探针9，探针9的接触方向朝下，探针9用于接通待测LED芯片的电极使LED芯片发光；芯片装载装置包括用于放置待测倒装LED芯片8的工作盘6和轴转动装置1，工作盘6下方设置有支撑部，工作盘6通过支撑部连接于轴转动装置1，工作盘6为透明的工作盘6，轴转动装置1可驱动设置于其上的工作盘6在X、Y、Z三个方向上移动，其中X、Y、Z方向分别为左右、前后、上下方向；测试时工作盘6移动到探针9下方并上升使探针分别接触倒装LED芯片的P、N电极以使倒装LED芯片发光，光源采集装置移动到工作盘6下方并采集倒装LED芯片发出的光线。相比图1的传统的正装LED芯片测试机，如图4所示，本发明的倒装LED芯片测试机通过设置支撑部，支撑起工作盘6使工作盘6的下方留有空间给光源采集装置，并使用透明的工作盘6，调整光源采集装置的位置到工作盘6下方，采集方向朝上，倒装LED芯片8放置于工作盘6顶面，测试时探针9接触倒装LED芯片8的电极使芯片发光，通过透明的工作盘6照射到光源采集装置上，光源采集装置采集测试数据完成测试。本发明的测试机主要测试倒装LED芯片8的波长范围、亮度和电压。

支撑部包括上承载台3、下承载台2和支撑脚4，上承载台3和下承载台2皆为矩形的钢板，下承载台2螺接固定于轴转动装置1，支撑脚4设置于上承载台3与下承载台2之间，支撑脚4的形状为长方体，支撑脚4的数量为4条，分别设置于承载台的四个角，支撑脚4两端分别与上承载台3和下承载台2通过固定螺丝12螺接固定，如图5所示，工作盘6通过固定螺丝12螺接固定于上承载台3，上承载台3对应工作盘6的位置设置有一圆形的透光孔5，以保证上承载台3不会挡住光线。工作盘6中空，顶面设置有真空吸附孔7，测试机的装载装置还设置有抽真空装置，抽真空装置设置有抽真空管，抽真空管的一端连接于中空的工作盘6内。抽真空装置对中空的工作盘6内部抽真空，通过工作盘6顶面的真空吸附孔7吸住放置在工作盘6上的LED芯片，从而保证LED芯片在整个测试过程中位置不会发生偏移，探针9对位准确。

如图2所示，本发明的测试机还包括图形采集CCD 10，图形采集CCD 10的作用是采集工作盘6上的LED芯片的位置坐标和芯片数量信息，轴转动装置1可依据此信息移动使LED芯片的电极刚好位于探针9的下方，这个过程称为自动对位；该测试机还包括手动对位装置，手动对位装置与轴转动装置1连接，手动对位装置设置有手动摇杆，手动对位装置可通过手动摇杆控制轴转动装置移动，若自动对位过程中对位有误差，探针9与倒装LED芯片8的P、N电极微微错开，则利用手动对位装置进行对位，使探针9与倒装LED芯片8的P、N电极对准。光源采集装置包括收光器11，收光器11可移动，测试时收光器11移动到工作盘6下方，还可设置一个积分球（图中未示出），积分球与收光器11连接，积分球采集光并将光传到收光器11，设置积分球可提高测试精度。收光器11通过光纤与数据处理设备连接，光纤将测试数据传到数据处理设备进行数据处理。

本发明的测试机的工作过程详见下面的测试方法。本发明还提供了一种利用上述测试机对倒装LED芯片8进行测试的测试方法，如图6所示，该测试方法包括以下步骤：

A.上片：此时工作盘6位于初始位置，将倒装LED芯片8放置于透明的工作盘6顶面，然后抽真空装置对工作盘6抽真空，使倒装LED芯片8紧贴于工作盘6的顶面，倒装LED芯片8的位置固定；

B.位置扫描：如图2所示，轴转动装置1驱动工作盘6移动到图形采集CCD 10的下方，图形采集CCD 10对倒装LED芯片8进行影像扫描，获得倒装LED芯片8的位置坐标与芯片数量信息；

C.自动对位：轴转动装置1依据步骤B获得的倒装LED芯片8的位置坐标信息移动，使工作盘6移动到探针9的下方，且探针9分别对准倒装LED芯片8的P、N电极；

D.测试：光源采集装置从其初始位置移动到透明的工作盘6下方，轴转动装置1驱动工作盘6微微上升使探针9分别接触倒装LED芯片8的P、N电极，倒装LED芯片8发光，光源采集装置的收光器11或积分球采集光源信息，移动工作盘使每颗倒装LED芯片逐个接触探针并发光，同时采集每颗倒装LED芯片的光源信息；

E.下片：测试完成后，工作盘6微微下降使探针9脱离倒装LED芯片8的P、N电极，光源采集装置移动到光源采集装置的初始位置，然后轴转动装置1移动使工作盘6移动到工作盘6的初始位置，真空释放，取下测试完毕的倒装LED芯片8。

如上述步骤C中自动对位不够准确，探针9与倒装LED芯片8的P、N电极微微错开，如图7所示，此时需在步骤C之后，步骤D之前加入如下步骤：

C1.手动对位：工作盘6移动到探针9下方时，若探针9与倒装LED芯片8的P、N电极尚未对准，则通过手动对位装置手动调整工作盘6的位置使探针9分别对准倒装LED芯片8的P、N电极。

测试完成后，如图8所示，需对测试数据进行处理，此时在步骤E之后需要以下两个步骤：

F.数据处理：对步骤D中采集到的倒装LED芯片8测试数据分别进行分类设定，作为下面芯片分类的依据；

G.芯片分类：读取倒装LED芯片8的测试数据，并依据步骤F中的分类设定结果对倒装LED芯片8进行分类。

其中步骤F中，对采集到的各项数据如波长、亮度和电压分别进行分类设定。

经过测试对芯片进行分类，解决了现有技术中倒装LED芯片在封装后才能进行分类的问题，大大提高了分类的准确度。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种倒装LED芯片测试机，包括芯片装载装置、芯片测试装置和光源采集装置，芯片测试装置包括探针，芯片装载装置包括用于放置待测倒装LED芯片的工作盘和轴转动装置，其特征在于：该测试机还包括支撑部，工作盘通过支撑部连接于轴转动装置，工作盘与轴转动装置之间留有可容置光源采集装置的间隙；工作盘为透明的工作盘，测试时光源采集装置移动到工作盘下方并采集倒装LED芯片发出的光线。

2.根据权利要求1的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：支撑部包括上承载台、下承载台和若干个支撑脚，下承载台固定于轴转动装置，支撑脚设置于上承载台与下承载台之间，支撑脚两端分别与上承载台和下承载台固定连接，上承载台设置有透光孔，工作盘固定于上承载台并位于透光孔的上方。

3.根据权利要求1的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：该测试机还包括手动对位装置，手动对位装置与轴转动装置连接。

4.根据权利要求1的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：芯片装载装置还包括抽真空装置，工作盘中空，工作盘顶面设置有真空吸附孔，抽真空装置设置有抽真空管，抽真空管连接于中空的工作盘内。

5.根据权利要求1的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：芯片测试装置还包括用于采集芯片的位置和数量信息的图形采集CCD。

6.根据权利要求1的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：光源采集装置包括收光器。

7.根据权利要求6的一种倒装LED芯片测试机，其特征在于：光源采集装置还包括积分球，积分球与收光器连接。

8.一种倒装LED芯片的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.上片：将倒装LED芯片放置于透明的工作盘顶面，然后对工作盘抽真空，使倒装LED芯片的位置固定；

B.位置扫描：将工作盘移动到图形采集CCD的下方，图形采集CCD对倒装LED芯片进行影像扫描，获得倒装LED芯片的位置坐标与芯片数量信息；

C.自动对位：依据步骤B获得的倒装LED芯片的位置信息移动工作盘，使工作盘移动到探针的下方，且探针分别对准倒装LED芯片的P、N电极；

D.测试：光源采集装置移动到透明的工作盘下方，轴转动装置驱动工作盘上升使探针分别接触倒装LED芯片的P、N电极，倒装LED芯片发光，光源采集装置采集光源信息，移动工作盘使每颗倒装LED芯片逐个接触探针并发光，同时采集每颗倒装LED芯片的光源信息；

E.下片：测试完成后，工作盘下降使探针脱离倒装LED芯片的P、N电极，工作盘真空释放，取下测试完毕的倒装LED芯片。

9.根据权利要求8的一种倒装LED芯片的测试方法，其特征在于：在步骤C之后，步骤D之前还包括以下步骤：

C1.手动对位：工作盘移动到探针下方时，若探针与倒装LED芯片的P、N电极尚未对准，则通过手动对位装置调整工作盘的位置使探针分别对准倒装LED芯片的P、N电极。

10.根据权利要求8的一种倒装LED芯片的测试方法，其特征在于，在步骤E后还包括以下步骤：

F.数据处理：对步骤D中采集到的倒装LED芯片测试数据分别进行分类设定，作为下面芯片分类的依据；

G.芯片分类：读取倒装LED芯片的测试数据，并依据步骤F中的分类设定结果对倒装LED芯片进行分类。

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