JP2005091209A - 赤外線通信デバイスの検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 赤外線通信デバイスの複数の項目に渡る特性検査を１つの検査装置で同時に行うことができる検査装置を提供する。
【解決手段】 本検査装置は、赤外線通信デバイス１に対峙した位置に５つの基準受光素子４ａ〜４ｅ及び１つの基準発光素子３並びに赤外線通信デバイス１の近傍に８つの基準発光素子２ａ〜２ｈが配置された暗箱６と、赤外線通信デバイス１が移動しセットされるスリーブである供給スリーブ８、搬送レール１０、収納スリーブ９、検査素子からの信号を受ける特性検査テスタ１１、接続のための電極１４及びコンタクトプローブ７から構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光半導体素子の製造工程で行う光半導体素子の検査装置に関し、特に、赤外線通信デバイス（以下、「ＩｒＤＡデバイス」という）の検査装置に関する。

赤外線通信デバイスの特性を検査するには、一般的に発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査という４つの項目の検査を行う必要がある。ＩｒＤＡデバイスのこれらの特性検査を行う検査装置は、以下に示すようなものが知られている。なお、以下に示す従来の検査装置は、例えば特許文献１に部分的に公開されている。

以下、図面を参照して従来のＩｒＤＡデバイスの検査装置を説明する。

図５〜図７は、従来のＩｒＤＡデバイスの特性検査を行う検査装置の概略構成を示している。なお、特性検査の対象であるＩｒＤＡデバイス１（図２参照）は、発光素子１２ａを搭載した発光部１２とデータを受信するための受光素子１３ａを搭載した受光部１３から構成されている。

図５は、従来の発光検査装置の概略構成を示しており、（ａ）は検査装置の平面より見た断面図であり、（ｂ）は右側面より見た断面図、（ｃ）は正面より見た断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）において、暗箱６１については内部構造を示している。

図５に示す検査装置は、ＩｒＤＡデバイス１の発光素子検査を行うために検査の基準となる校正された検査素子である５つの基準受光素子４が配置された暗箱６１、５つの基準受光素子４ａ〜４ｅからの信号を受ける特性検査テスタ１１、接続のための電極１４、コンタクトプローブ７及びＩｒＤＡデバイス１をセットするレール１０から構成されている。ここで、それぞれの基準受光素子４ａ〜４ｅは、暗箱６１のＩｒＤＡデバイス１がセットされている面６１ａに対向する面６１ｂに、基準受光素子４ａを中心して上下左右の対称位置に配置されている。すなわち、基準受光素子４ａ〜４ｅは、検査するＩｒＤＡデバイス１の発光部１２に対して、正面に基準受光素子４ａを配置し、この基準受光素子４ａに対してＸ方向に−１５°傾けて基準受光素子４ｂを配置し、Ｘ方向に＋１５°傾けて基準受光素子４ｃを配置し、Ｙ方向に−１５°傾けて基準受光素子４ｄを配置し、Ｙ方向に＋１５°傾けて基準受光素子４ｅを配置配置している。発光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１の発光指向性を検査するものであり、５つの基準受光素子４ａ〜４ｅがＩｒＤＡデバイス１の発光部１２からの光を受光することによって出力される出力値を用いて行われる。

図６は、従来の遠距離受光素子検査を行う検査装置を平面より見た概略断面を示している。図６に示す検査装置では、検査の基準となる基準発光素子３は、暗箱６２のＩｒＤＡデバイス１がセットされている面６２ａに対向する面６２ｂに、ＩｒＤＡデバイス１と対向して１つ配置されている。

遠距離受光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１の受光特性を確認するものであり、高出力光量で発光させパルス入力特性をＩｒＤＡデバイス１から遠くに配置された基準発光素子３を用いて検査することによって行われる。

図７は、従来の近距離受光素子検査を行う検査装置を平面より見た概略断面を示している。図７においては、遠距離受光素子検査を行う検査装置（図６参照）の暗箱６２に比べて、基準発光素子２がセットされている暗箱６３が短いことが異なり、基準発光素子２はＩｒＤＡデバイス１の正面に近距離で配置されている。

近距離受光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１が近距離でも誤動作しないことを確認するものであり、ＩｒＤＡデバイス１の近くに配置された基準発光素子２を高出力光量で発光させたときのパルス入力特性を検査することによって行われる。

待機時消費電流検査は、ＩｒＤＡデバイス１に流れる電流値が適正であるかを検査するものであり、ＩｒＤＡデバイス１に印加電圧を与えて別途検査される。
特開２００１−３１８０２７号公報（第８頁、第３図）

従来の技術では、ＩｒＤＡデバイスの特性検査を行うために複数の検査装置または暗箱を用意する必要があり、これを設置するために広い場所が必要であるという問題があった。また、発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を別々に行っており、検査時間が長くかかるという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩｒＤＡデバイスの複数の項目に渡る特性検査を１つの検査装置で同時に行うことができる検査装置を提供することにある。

本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、赤外線通信デバイスの発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を行う検査装置であって、赤外線通信デバイスと対峙した位置に位置に複数の基準受光素子と１つの基準発光素子とが配置され、赤外線通信デバイスの近傍に複数の基準発光素子が配置されていることを特徴としている。

これによって、１つの検査装置でＩｒＤＡデバイスの発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査の検査を同時に行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、複数の基準受光素子の出力値が補正係数によって調整され、ＩｒＤＡデバイスが発光する発光強度が異なる場合においても複数の基準受光素子とＩｒＤＡデバイスとの距離を変えることなく発光素子検査を行うことができる機能を有することを特徴としている。

これによって、基準受光素子の配置位置を変更することなく、または複数の基準受光素子の配置位置が異なる装置を用意することなく、ＩｒＤＡデバイスの発光強度が異なるＩｒＤＡデバイスの発光素子検査を１つの検査装置で行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、ＩｒＤＡデバイスと１つの基準発光素子との間にＮＤ（ｎｅｕｔｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタまたは拡散紙が配置され、ＩｒＤＡデバイスが受光する受光強度が異なる場合においても１つの基準発光素子とＩｒＤＡデバイスとの距離を変えることなく遠距離受光素子検査を行うことができる機能を有することを特徴としている。

これによって、１つの基準発光素子の配置位置を変更することなく、または１つの基準発光素子の配置位置が異なる装置を用意することなく、ＩｒＤＡデバイスの受光強度が異なるＩｒＤＡデバイスの遠距離受光素子検査を１つの検査装置で行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、ＩｒＤＡデバイスの近傍に配置された複数の基準発光素子は、ＩｒＤＡデバイスに各出力パルス光を同期させて入射し、ＩｒＤＡデバイスが受信した複数の電圧の周期とパルス幅の最大値と最小値を測定することによって近距離受光素子検査を行う機能を有することを特徴としている。

これによって、複数の基準受光素子の光軸と干渉を回避することが可能となり、ＩｒＤＡデバイスの近距離受光検査も同時に行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、ＩｒＤＡデバイスに対して前記１つの基準発光素子からの弱い発光によってＩｒＤＡデバイスに電流が流れる際、電流値の時間に対する変化率によって待機時消費電流検査を行う機能を有することを特徴としている。

これによって、ＩｒＤＡデバイスの待機時消費電流検査を迅速に精度よく行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、赤外線通信デバイスに対して電源電圧を印加後、赤外線通信デバイスの出力電圧を一定時間毎に測定し、出力電圧値の時間的変化から待機時消費電流検査を行う機能を有することを特徴としている。

これによって、ＩｒＤＡデバイスの待機時消費電流検査を迅速に精度よく行うことができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置は、ＩｒＤＡデバイスを供給する供給スリーブと、ＩｒＤＡデバイスを検査する位置に搬送しセットするための搬送レールと、検査後のＩｒＤＡデバイスを収納する収納スリーブとを有することを特徴としている。

これによって、多数のＩｒＤＡデバイスの検査を迅速に自動的に行うことを可能にすることができる。

本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置によれば、１つの検査装置でＩｒＤＡデバイスの発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を同時に行うことができるので、検査時間を短縮することができる。また、複数の検査装置を用意する必要がなく、検査装置を小型化でき装置の設置面積を少なくすることができる。

また、本発明のＩｒＤＡデバイスの検査装置によれば、複数の基準受光素子の配置位置を変更することなく、または複数の基準受光素子の配置位置が異なる装置を用意することなく、測定条件の異なる発光素子検査及び遠距離受光素子検査を行うことができるので、余分な装置を必要とせず、検査時間を短縮することができる。

また、ＩｒＤＡデバイスの上記の各種特性検査を精度よく迅速に、かつ自動的に行うことができ、それに伴って容易にこれらの検査の操作をマニュアル化することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るＩｒＤＡデバイスの検査装置の概略構成を示しており、（ａ）は検査装置の平面より見た概略断面図であり、（ｂ）は右側面より見た概略断面図であり、（ｃ）は正面より見た概略断面図である。

本検査装置は、検査素子である５つの基準受光素子４ａ〜４ｅ、１つの基準発光素子３及び８つの基準発光素子２ａ〜２ｈが配置された暗箱６、ＩｒＤＡデバイス１が移動しセットされるスリーブである供給スリーブ８、搬送レール１０、収納スリーブ９、及び検査素子からの信号を受ける特性検査テスタ１１と接続するための電極１４、コンタクトプローブ７から構成されている。

発光素子検査を行うための基準受光素子４ａ〜４ｅは、暗箱６のＩｒＤＡデバイス１がセットされている面６ａに対向する面６ｂに、基準受光素子４ａを中心して上下左右の対称位置に配置されている。すなわち、基準受光素子４ａ〜４ｅは、検査するＩｒＤＡデバイス１の発光部１２に対して、正面に基準受光素子４ａを配置し、この基準受光素子４ａに対してＸ方向に−１５°傾けて基準受光素子４ｂを配置し、Ｘ方向に＋１５°傾けて基準受光素子４ｃを配置し、Ｙ方向に−１５°傾けて基準受光素子４ｄを配置し、Ｙ方向に＋１５°傾けて基準受光素子４ｅを配置配置している。

遠距離受光素子検査を行うための発光素子３は、ＩｒＤＡデバイス１より遠距離（基準受光素子４ａの近傍）に配置している。基準となる発光素子３とＩｒＤＡデバイス１の間にＮＤフィルタ（または拡散紙）５を配置している。

近距離受光素子検査を行うための８つの基準発光素子２ａ〜２ｈは、基準発光素子２ａ、２ｂ、基準発光素子２ｃ、２ｄ、基準発光素子２ｅ、２ｆ、基準発光素子２ｇ、２ｈがそれぞれ２個ずつペアとなって、ＩｒＤＡデバイス１を中心として上下左右の対称位置であり、ＩｒＤＡデバイス１の近傍４方向に均等な距離に配置している。なお、これらの４方向と基準受光素子４ａ〜４ｅとの位置関係は特に限定されない。

まず、本検査装置によるＩｒＤＡデバイス１の特性検査の手順について概略を説明する。

最初に、特性検査の対象となるデバイスを検査装置にセットする。検査対象デバイスは、図２に例示するＩｒＤＡデバイス１である。ＩｒＤＡデバイス１は、データを送信するための発光素子１２ａを搭載した発光部１２とデータを受信するための受光素子１３ａを搭載した受光部１３から構成されている。

多数のＩｒＤＡデバイス１を供給スリーブ８に収め、ＩｒＤＡデバイス１を１つずつ空気圧で搬送レール１０に搬入し、まず一つめのＩｒＤＡデバイス１を検査する位置（コンタクト位置）にセットする。セットされたＩｒＤＡデバイス1は、エアーシリンダ（図示しない）によりコンタクトプローブ７をＩｒＤＡデバイス１の電極１４に接続することによって特性検査テスタ１１と繋がり、ＩｒＤＡデバイス１の特性検査を開始する準備が整う。

そして、本検査装置では、ＩｒＤＡデバイス１の発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を１つの工程で同時に行う。これらのすべての特性が合格の場合は、測定後のＩｒＤＡデバイス１を収納スリーブ９に収納する。不合格の場合は、ＩｒＤＡデバイス１を取り除く。

次に、図１に示す検査装置を用いてＩｒＤＡデバイス１の発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を行う方法について詳しく説明する。以下、これらの検査方法を別々に説明するが、前述のようにこれらの検査は同時に行われる。

発光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１の発光指向性を検査するものであり、５つの基準受光素子４ａ〜４ｅがＩｒＤＡデバイス１の発光部１２からの光を受光することによって出力される出力値を用いて行われる。

ここで、基準受光素子４ａ〜４ｅは、ＩｒＤＡデバイス１から約２０ｃｍの位置に配置されており、ＩｒＤＡデバイス１の発光部１２より発光された放射光量を基準受光素子４ａ〜４ｅで受けることにより、ＩｒＤＡデバイス１の発光強度を測定している。このとき、基準受光素子４ａ〜４ｅが受光することによって出力される出力値を補正係数によって調整することによって、２つの赤外線通信規格であるＩｒＤＡ１．２規格の２０ｃｍ相当の発光強度とＩｒＤＡ１．０規格の１ｍ相当の発光強度を同一の暗箱６を使用して検査することがでるようにしている。例えば、この補正係数の設定は、予め２０ｃｍ相当で測定した校正済みサンプルが、１０ｍＷ／ｓｒのとき、本検査設備で測定した値が、８ｍＷ／ｓｒのときは、補正係数として、１０[ｍＷ／ｓｒ]／８[ｍＷ／ｓｒ]＝１．２５倍の補正係数を設定することになる。

遠距離受光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１より遠距離（基準受光素子４ａの近傍）に配置された発光素子３を用いて行う。

ここで、基準発光素子３より複数のパルスを出力し、ＩｒＤＡデバイス１の受光側１３で受信した複数の出力電圧のパルス幅、パルス周期の最小値、最大値を求め、この最大値と最小値を判定基準と照合し、ＩｒＤＡデバイス１の遠距離受光特性を判定する。

また、基準となる発光素子３の間にＮＤフィルタ（または拡散紙）５を配置することにより、ＩｒＤＡ１．２規格の２０ｃｍ相当の基準パルス発光量とＩｒＤＡ１．０規格の１ｍ相当の基準パルス発光量を切り替え、同一の暗箱６を使用して検査することができるようにしている。

近距離受光素子検査は、ＩｒＤＡデバイス１の近傍に配置された８つの基準発光素子２ａ〜２ｈを用いて行う。

ここで、８つの基準発光素子２は、ＩｒＤＡデバイス１から１ｃｍ相当の位置に配置する必要がある。具体的には、８つの基準発光素子２ａ〜２ｈは、ＩｒＤＡデバイス１の発光検査と同じ暗箱６で測定できるように基準受光素子４ａ〜４ｅの光軸１５と干渉しないようにしながら、ＩｒＤＡデバイス１から１ｃｍ相当の光量と同じ光量を確保することが必要である。

そのために、パルス抜け・ノイズ検出のため８個の基準発光素子２ａ〜２ｈに同じ周期とパルス幅の複数のパルス光を入射させて、ＩｒＤＡデバイス１の受光側で受信した複数の出力電圧パルス幅、パルス周期の最小値、最大値を求める。そして、これらの最大値と最小値とを基準値と照合し、ＩｒＤＡデバイス１の近距離受光特性を判定する。これらの最大値と最小値とが全て基準値内であれば、近距離受光素子検査は合格としている。

待機時消費電流検査は、ＩｒＤＡデバイス１を基準発光素子３より弱い光量で発光させることによって行い、ＩｒＤＡデバイス１に流れる電流値が適正であるかを検査する。

図３は、電圧を印加したときにＩｒＤＡデバイス１に流れる待機時消費電流（Isd）の時間的経過を幾つか示している。このとき、待機時消費電流は、微少電流であり、電源電圧（Ｖcc）とＧＮＤ（ｇｒａｎｄ）間にコンデンサが接続されている場合は、電流値（Isd）が安定するまで数秒以上必要である。

そこで、測定時間を短縮するために、時刻ｔ１とｔ２で待機時消費電流（Isd）を測定し、この２点間の測定値の傾きが、基準の傾きの上限１７より急傾斜になっている場合（図３の電流波形１６ａと１６ｂ）は、合格（ＯＫ）として判断する。一方、基準の傾きの上限１７より緩やかになっている場合（図３の電流波形１６ｃと１６ｄ）は、不合格（ＮＧ）として判断する。従って、待機時消費電流が安定するより前である時刻ｔ２の位置で合否を判定することができる。ここで、基準の傾きの上限１７を設定するだけでは、ＩｒＤＡデバイス１がない状態で測定したときも合格と判断されてしまうことになるので、基準の傾きの下限１８より傾斜が緩やかになるという条件を付加している。従って、図３の電流波形１６ｅの場合は、ＮＧとなる。

また、待機時消費電流検査において、電源電圧印加後のＩｒＤＡデバイス１の出力電圧を一定時間毎に測定し、複数回の測定値より合否を判定することにより、精度のある測定を行っている。

例えば、図４は、時刻０の時点で電源電圧が印加された場合の電源電圧（Ｖcc）、電源電流（Icc）及びＩｒＤＡデバイス１の出力電圧の時間変化を示している。図４に示すように、出力電圧を時刻ｔ１と時刻ｔ２の２カ所で測定した結果、時刻ｔ２の位置で出力電圧が時刻ｔ１の時の値より低い値を示している場合は、待機時消費電流特性はＮＧと判定している。

本発明の実施の形態に係るＩｒＤＡデバイスの検査装置の概略構成を示す図であり、（ａ）はその平面より見た断面図、（ｂ）は右側面より見た断面図、（ｃ）は正面より見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る検査対象であるＩｒＤＡデバイスの構造を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る検査装置において行うＩｒＤＡデバイスの待機時消費電流検査の１の合否判断の方法を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る検査装置において行うＩｒＤＡデバイスの待機時消費電流検査の他の合否判断の方法を説明する図である。 従来のＩｒＤＡデバイスの発光素子検査装置の概略構成を示す図であり、（ａ）はその平面より見た断面図、（ｂ）は右側面より見た断面図、（ｃ）は正面より見た断面図である。 従来のＩｒＤＡデバイスの遠距離受光素子検査装置の概略構成を示す平面より見た断面図である。 従来のＩｒＤＡデバイスの近距離受光素子検査装置の概略構成を示す平面より見た断面図である。

符号の説明

１ ＩｒＤＡデバイス
２ａ〜２ｈ 基準発光素子（近距離）
３ 基準発光素子（遠距離）
４ａ〜４ｅ 基準受光素子
５ ＮＤフィルタ（または拡散紙）
６、６１、６２、６３ 暗箱
７ コンタクトプローブ
８ 供給スリーブ
９ 収納スリーブ
１０ 搬送レール
１１ 特性検査テスタ
１２ ＩｒＤＡデバイスの発光部
１３ ＩｒＤＡデバイスの受光部
１４ 電極
１５ 光軸
１６ 電流波形
１７ 基準の傾きの上限
１８ 基準の傾きの下限

Claims (7)

1. 赤外線通信デバイスの発光素子検査、遠距離受光素子検査、近距離受光素子検査及び待機時消費電流検査を行う検査装置であって、
   前記赤外線通信デバイスと対峙した位置に複数の基準受光素子と１つの基準発光素子とが配置され、前記赤外線通信デバイスの近傍に複数の基準発光素子が配置されていることを特徴とする赤外線通信デバイスの検査装置。
2. 前記複数の基準受光素子の出力値が補正係数によって調整され、前記赤外線通信デバイスが発光する発光強度が異なる場合においても前記複数の基準受光素子と前記赤外線通信デバイスとの距離を変えることなく前記発光素子検査を行うことができる機能を有することを特徴とする請求項１に記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
3. 前記赤外線通信デバイスと前記１つの基準発光素子との間にＮＤフィルタまたは拡散紙が配置され、前記赤外線通信デバイスが受光する受光強度が異なる場合においても前記１つの基準発光素子と前記赤外線通信デバイスとの距離を変えることなく前記遠距離受光素子検査を行うことができる機能を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
4. 前記赤外線通信デバイスの近傍に配置された複数の基準発光素子は、前記赤外線通信デバイスに各出力パルス光を同期させて入射し、前記赤外線通信デバイスが受信した複数の電圧の周期とパルス幅の最大値と最小値を測定することによって前記近距離受光素子検査を行う機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
5. 前記赤外線通信デバイスに対して前記１つの基準発光素子からの弱い発光によって前記赤外線通信デバイスに電流が流れる際、前記電流値の時間に対する変化率によって前記待機時消費電流検査を行う機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
6. 前記赤外線通信デバイスに対して電源電圧を印加後、赤外線通信デバイスの出力電圧を一定時間毎に測定し、前記出力電圧の値の時間的変化から前記待機時消費電流検査を行う機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
7. 前記赤外線通信デバイスを供給する供給スリーブと、前記赤外線通信デバイスを検査する位置に搬送しセットするための搬送レールと、検査後の前記赤外線通信デバイスを収納する収納スリーブとを有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の赤外線通信デバイスの検査装置。
   

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