CN104520981B - 一种测试倒装led芯片的吸嘴、方法及测试机构 - Google Patents
一种测试倒装led芯片的吸嘴、方法及测试机构 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于倒装LED芯片测试设备的吸嘴、测试倒装LED芯片的方法及测试机构。其中测试倒装LED芯片（10）的吸嘴（1）包括有吸嘴本体（11），在吸嘴本体（11）内设置有一抽真空气道（12），外接真空管，在抽真空气道（12）的一端设有紧贴倒装LED芯片（10）电极表面的接触面（13），所述接触面（13）上设有导电电极（14），吸嘴本体（11）上设有与导电电极（14）连接的导电线路，导电电极（14）通过导电线路连接到测试系统。该吸嘴的有益效果在于：因吸嘴可直接通电点亮测试芯片（10），简化了芯片（10）测试动作，提高了设备的测试效率，同时还避免在芯片（10）测试过程中因芯片（10）的翻转和定位所造成的测试不完全或误判的问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及倒装LED芯片的测试领域，尤其是一种用于倒装LED芯片测试设备的吸嘴、测试倒装LED芯片的方法以及测试机构。
【背景技术】
倒装芯片(Flip Chip)是一种无引脚结构，一般含有电路单元，倒装芯片使用在第一层芯片与载板接合封装，封装方式为芯片正面朝下向基板，无需引线键合，形成最短，降低电阻；倒装芯片的开发降低了成本，提高速度，提高组件可靠性，采用金属球连接，缩小了封装尺寸，改善电性表现，解决了BGA为增加引脚数而需扩大体积的困扰。再者，FC通常应用在时脉较高的CPU或高频RF上，以获得更好的效能，与传统速度较慢的引线键合技术相比，FC更适合应用在高脚数、小型化、多功能、高速度趋势IC的产品中。
目前，倒装LED芯片在制造后必须要对倒装LED芯片进行测试，以检验倒装LED芯片的好坏，测试过程通常是在测试机上进行，现有技术中的测试过程是先将倒装LED芯片电极面朝下，测试设备的吸嘴从发光面吸取芯片，摆臂和吸嘴将倒装LED芯片移动到预先设置的检测托盘，检测托盘内设有小顶针和小吸嘴，小顶针接通倒装LED芯片电极并发光，通过设在检测托盘上方的积分球取得芯片的光电参数。
这种测试机的不足在于，吸嘴只是用于移动倒装LED芯片，另外通过探针按在电极上接通测试系统，倒装LED芯片在检测托盘上还要进行定位，以及可 能的芯片翻传，会造成测试不完全或误判，同时测试机的测试效率不高。
【发明内容】
本发明目的是提供一种用于倒装LED芯片测试设备的吸嘴，简化测试设备过程，提高测试效率和准确度。
本发明另一目的是提供一种倒装LED芯片的测试方法与测试机构。
为实现上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的：
在现在的倒装LED芯片的测试设备中，芯片的电极是通过探针电信号连接到测试系统的，本发明设计了一种带有传递电信号的吸嘴，直接替代探针，该测试倒装LED芯片的吸嘴包括有吸嘴本体，在吸嘴本体内设有一抽真空气道，外接真空管，在抽真空气道的一端设有紧贴倒装LED芯片电极面的接触面，在接触面上设有导电电极，以及在吸觜本体上设有与导电电极连接的导电线路，导电电极通过导电线路连接到测试系统。所述的导电电极的分布与倒装LED芯片的电极相匹配。
倒装LED芯片通常具有两个电极，即P电极和N电极，所述的接触面上导面电极为两个，分布在抽真空气道的两侧。
所述的吸嘴本体采用绝缘材料制成，可以采用电木、陶瓷或塑料制成。
所述的吸嘴本体还可以采用钨钢或其它金属制成，利用烧结方式在吸嘴本体表面先上一层绝缘介质浆料，再上导电线路和导电电极。
利用本发明的吸嘴进行倒装LED芯片的测试方法，其步骤是：用吸嘴吸取倒装LED芯片的电极面，使吸嘴接触面上的导电电极与倒装LED芯片的电极分别电连接，转到测试位置上启动测试系统获取倒装LED芯片的光电参数。
步骤还包括在用吸嘴吸取倒装LED芯片前对倒装LED芯片进行定位。
根据本发明的吸嘴，设计出一种倒装LED芯片的测试机构，其包括：
转动盘，转动盘安装在转动机构上，转动盘上设置至少3个工作站，工作站安装有如权利要求1所述的吸嘴，吸嘴的导电电极与测试系统电连接，转动盘在转动机构内的凸轮分割器带动下旋转；
上料组件，包括上料摆臂和吸料嘴，用于将倒装LED芯片上料到吸嘴上；
下料组件，包括下料摆臂和吸料嘴，用于将倒装LED芯片从吸嘴上取下；
积分球，用于收集倒装LED芯片的发光光电参数。
优选的，所述的工作站的数量是至少3个，通常可以选择为3个、6个、12个或24个。
测试机构的工作流程是倒装LED芯片的发光面朝上，电极面向下定位放置，由上料组件转移到工作站的吸嘴上，吸嘴的导电电极与倒装LED芯片接触，转动盘带动工作站旋转至积分球下方测试位置启动测试，测试系统取得该芯片的光电参数，转动盘再带动工作站转到下料位置，由下料组件取下芯片完成测试工作。
本发明的有益效果在于：因吸嘴可直接通电点亮测试芯片，简化了芯片测试动作，提高了设备的测试效率，同时还避免在芯片测试过程中因芯片的翻转和定位所造成的测试不完全或误判的重大问题。
【附图说明】
图1为现有技术中倒装LED芯片的结构图。
图2为本发明的吸嘴的立体示意图。
图3为本发明的吸嘴的侧面示意图。
图4为本发明的吸嘴的接触面的示意图。
图5为本发明的待测试的倒装LED芯片的侧面示意图。
图6为本发明的待测试的倒装LED芯片的正面示意图。
图7为本发明的吸嘴安装在摆臂上的示意图。
图8为图7中A部分的放大图。
图9为图8中的剖面视图。
图10为本发明的测试机构的结构示意图。
图11为图8中B部分的放大图。
【具体实施方式】
以下结合附图与具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细阐述。
实施例1
结合图1所示，为倒装LED芯片10的结构图，包括蓝宝石层101、P-GaN层102、P电极103、N-GaN层104和N电极105，其发光面向上，P电极和N电极分布在发光面的相对面上。
结合图2、图3所示，本实施例的倒装LED芯片的吸嘴1包括有吸嘴本体11和在吸嘴本体内的抽真空气道12，在抽真空气道的一端设有紧贴倒装LED芯片10电极表面的接触面13，在接触面上设有导电电极14，导电电极通过吸觜本体上的导电电极15连接到测试系统，其中导电电极的分布与所要测试的倒装LED芯片的电极相匹配。
结合图3、图4所示，接触面11上导面电极14为两个，分布在抽真空气道12的两侧。
吸嘴本体是电绝缘的，可以采用陶瓷、电木或塑料等材料制成，在表面制 作导电线路，一端连接对应倒装LED芯片的P和N两个电极，另一端通过摆臂2连接到测试电路板上，使芯片通电后点亮，进行测试。电木和塑料材质的吸嘴本体，导电线路和导电电极制作采用的是电金属（例如金、银、铝或铜）热压方式附著，陶瓷的吸嘴本体，导电线路和导电电极制作采用的是高温400～1000度烧结方式附著上一层电金属（例如金、银、铝或铜）。
吸嘴本体还可以采用钨钢或其它金属材料制成，利用高温400～1000度烧结方式，附著上一层绝缘介质浆料，再上一层电金属（例如金、银、铝或铜）。
结合图7所示，吸嘴1是安装在摆臂2上，利用摆臂带动移动，抽真空气道与抽真空装置连接，摆臂以金属铝制成，在摆臂上设有连接吸嘴导电线路和测试电路板的连接线路21，连接线路的制作是先将铝氧化，氧化深度超过30um，再以高温350～650度烧结方式附著上一层电金属（例如金、银、铝或铜）。连接线路与附着导电电线相比，可以防止测试过程中，摆臂快速移动造成导电电线松脱的问题。
测试机的测试过程是：倒装LED芯片电极面朝上，发光面朝下放置在蓝膜上，开始加工，利用设置在晶片台上方的晶片相机来识别一个晶片，并计算出该晶片与拾取位置间的偏差，晶片台XY电机移动使该晶片至拾取位置；
摆臂转到拾取位置，下方小顶针升起将芯片顶起；
摆臂下降到拾取高度，抽真空开启，将芯片吸取到吸嘴上，吸嘴上的两个导电电极分别与倒装LED芯片的两个电极连通；
摆臂上升到安全高度，然后转动到测试位置，测试电路板工作，将倒装LED芯片点亮，发射出来的光射到芯片正下方的积分球孔内，积分球将芯片射出来的光进行计算，得到测试数据；
机台设有一工作台，内设有若干个区域，每个区域用来放置不同参数范围 的倒装LED芯片；
根据测试数据，工作台运行到相应位置，这时摆臂转到放置位置，然后下降到设定位置，抽真空关闭，芯片下落到工作台上，摆臂上升，转到预备位，整个动作完成。
实施例2
结合图10、图11所示，利用实施例1的吸嘴，对现有的测试机的结构进行改进，简化机构，提高测试机的测试效率。
本实施例测试倒装LED芯片的机构包括一转动盘21、一上料组件22、一下料组件23和积分球24。转动盘等分设置了6个工作站211，其中一个处于上料位置，一个处于测试位置，一个处于下料位置，其余处于待料位置，工作站安装有如实施例1中的吸嘴10，吸嘴末端朝下，接有真空管，带有导电电极的接触面朝上。倒装LED芯片放置过来时，朝下的两个电极，直接跟吸嘴上的导电电极接触，吸嘴的导电电极与测试系统电连接。转动盘安装在转动机构25上，在转动机构内部的凸轮分割器带动下旋转。
在测试位置正上方设置有用于光参数测试的积分球，积分球其开口朝下。测试时，倒装LED芯片的发光面朝上对准积分球的开口。
上料组件包括上料摆臂和吸料嘴26，下料组件包括下料摆臂和吸料嘴，分别负责倒装LED芯片的上料和下料。
测试机构的工作流程是倒装LED芯片的发光面朝上，电极面向下定位放置，由上料组件转移到工作站的吸嘴上，吸真空打开，吸嘴的导电电极与倒装LED芯片接触，转动盘带动工作站旋转至积分球下方启动测试，测试系统工作使LED点亮，测试系统取得该芯片的光电参数，工作站转到下料位置，下料组件取下芯片完成测试工作。
Claims (7)
1.一种测试倒装LED芯片的吸嘴，包括有吸嘴本体，在吸嘴本体内设有一抽真空气道，外接真空管，在抽真空气道的一端设有紧贴倒装LED芯片电极面的接触面，其特征在于：所述的接触面上设有导电电极，吸嘴本体上设有与导电电极连接的导电线路，导电电极通过导电线路连接到测试系统；导电电极的分布与倒装LED芯片的电极相匹配。
2.根据权利要求1所述的吸嘴，其特征在于：所述的吸嘴本体采用绝缘材料制成。
3.根据权利要求2所述的吸嘴，其特征在于：所述的吸嘴本体采用电木、陶瓷或塑料制成。
4.根据权利要求1所述的吸嘴，其特征在于：所述的吸嘴本体采用钨钢制成，利用烧结方式在吸嘴本体表面先上一层绝缘介质浆料，再上导电线路和导电电极。
5.一种倒装LED芯片的测试机构，其特征在于包括：
转动盘，转动盘安装在转动机构上，转动盘上设置至少4个工作站，工作站安装有如权利要求1所述的吸嘴，吸嘴的导电电极与测试系统电连接，转动盘在转动机构内的凸轮分割器带动下旋转；
上料组件，包括上料摆臂和吸料嘴，用于将倒装LED芯片上料到吸嘴上；
下料组件，包括下料摆臂和吸料嘴，用于将倒装LED芯片从吸嘴上取下；
积分球，用于收集倒装LED芯片的发光光电参数。
6.根据权利要求5所述的测试机构，其特征在于：所述的工作站的数量是3个、6个、12个或24个。
7.根据权利要求5所述的测试机构，其特征在于：其工作流程是倒装LED芯片的发光面朝上，电极面向下定位放置，由上料组件转移到工作站的吸嘴上，吸嘴的导电电极与倒装LED芯片接触，转动盘带动工作站旋转至积分球下方测试位置启动测试，测试系统取得该芯片的光电参数，转动盘再带动工作站转到下料位置，由下料组件取下芯片完成测试工作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| PP01 | Preservation of patent right | ||
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Effective date of registration: 20231211 Granted publication date: 20171117 |