JP4802626B2

JP4802626B2 - 発光ダイオードの検査装置

Info

Publication number: JP4802626B2
Application number: JP2005262960A
Authority: JP
Inventors: 興起藤原; 康弘宮崎; 康博棚橋
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2025-09-09
Also published as: JP2007080881A

Description

本発明は、発光ダイオードの検査装置に関し、特に、通電によってＬＥＤチップから発する熱が電極と導電パターンの接合部分から導電パターンを介して放熱されることを利用してＬＥＤチップの接合状態を検査する検査装置に関するものである。

図３に発光ダイオードＬＤの一例を示す。この発光ダイオードＬＤは、青色光を放射するＬＥＤチップ１０と、ＬＥＤチップ１０が実装されたパッケージ１１と、パッケージ１１におけるＬＥＤチップ１０の実装面側に配設される色変換シート１３とを備える。

パッケージ１１は、セラミック材料によって略直方体状に形成されるとともに一面には円錐台形状の凹所１２が設けられ、凹所１２の底面に露出する導電パターン（図示せず）に金バンプ１４を介してＬＥＤチップ１０のアノード電極並びにカソード電極がフリップチップ接合されている。なお、パッケージ１１の底面には導電パターンを介してアノード電極並びにカソード電極に接続される一対の端子（図示せず）が設けられている。

ＬＥＤチップ１０は、青色光を放射するＧａＮ系青色ＬＥＤチップであり、サファイア基板からなる結晶成長用基板の主表面側にＧａＮ系化合物半導体材料により形成されて、例えばダブルへテロ構造を有する積層構造部からなる発光部がエピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ法など）により成長させてある。

色変換部材１３は、シリコーン樹脂のような透明材料とＬＥＤチップ１０から放射される青色光によって励起されてブロードな黄色系の光を放射する粒子状の黄色蛍光体からなる蛍光材料とを混合した混合物の成形品によって構成されている。したがって、ＬＥＤチップ１０から放射された青色光と黄色蛍光体から放射された光との混色光が色変換部材１３から出射されることとなり、白色光を得ることができる。

ところで、上述のような構造の発光ダイオードＬＤにおいて、ＬＥＤチップ１０の電極（アノード電極並びにカソード電極）と導電パターンとの接合状態を検査する場合、パッケージ１１の凹所１２が色変換部材１３で閉塞されているために所定の検査装置のプローブを接合部分に接触させることができなかった。そのために従来は、発光ダイオードＬＤへの通電によってＬＥＤチップ１０から発する熱が電極よりバンプを介して導電パターンに放熱されることを利用し、例えば、サーモビューワによってＬＥＤチップ１０の表面温度を計測すれば、電極と導電パターンの接合部分が正常であれば相対的に低い温度が計測され、当該接合部分に異常があれば相対的に高い温度が計測されるはずであるから、サーモビューワの計測結果からＬＥＤチップ１０の各位置における熱抵抗を計算することで接合部分の良否を判定するという検査方法が採られていた（例えば、特許文献１参照）。

上述の検査方法を実施するための検査装置では、金属板等からなるキャリアに発光ダイオードを支持させ、このキャリアに支持された発光ダイオードをサーモビューワの測定領域に移動させるとともに発光ダイオードに通電して温度計測を行っている。
特開平１１−２０１９２６号公報

しかしながら、上記従来の検査装置では、熱伝導率が高い金属製のキャリアで発光ダイオードを支持しながら通電（加熱）を行っているため、発光ダイオードとキャリアが熱的に結合されて放熱してしまい、正確な温度測定が難しいという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みて為されたものであり、その目的は、正確な検査が行える発光ダイオードの検査装置を提供することにある。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、ＬＥＤチップをパッケージに実装し、パッケージに形成されている導電パターンにバンプを介してＬＥＤチップの電極をフリップチップ接合してなる発光ダイオードの検査装置であって、発光ダイオードを支持する支持手段と、導電パターンを介してＬＥＤチップの電極に給電する給電手段と、ＬＥＤチップの温度を計測する計測手段と、計測手段の計測結果に基づいてＬＥＤチップの電極と導電パターンとの接合状態を判定する判定手段とを備え、支持手段は、熱伝導率が低い合成樹脂材料からなる押さえ部材で発光ダイオードを押さえて支持することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、支持手段は、押さえ部材との間で発光ダイオードを支持するとともにＬＥＤチップへの給電路となる導電ピンを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２の発明において、支持手段は、複数個の発光ダイオードを同時に支持するものであって、各発光ダイオードに給電する複数の導電ピンの配線長を略同一としたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、押さえ部材は、発光ダイオードを押さえる複数の押さえ部と、押さえ部の間に設けられる複数のスリットとを有することを特徴とする。

本発明によれば、熱伝導率が低い合成樹脂材料からなる押さえ部材で発光ダイオードを押さえて支持するため、押さえ部材がＬＥＤチップの温度計測に与える影響を低減して正確な検査が行えるという効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の検査装置は、図３に示した発光ダイオードＬＤを検査するものであって、図１に示すように複数個の発光ダイオードＬＤが搭載されたキャリア１を載置するステージ２と、各発光ダイオードＬＤの一対の端子と接離自在に接触導通する複数対の導電ピン３と、これら複数対の導電ピン３を起立状態で支持するピンボード４と、ステージ２とピンボード４を個別に上下駆動する駆動機構部５と、後述する押さえ部材６と、ステージ２の上方に対向配置され下面に押さえ部材６が取り付けられる取付台７と、取付台７の上方からＬＥＤチップ１０の表面温度を計測するサーモビューワ（図示せず）と、サーモビューワの計測結果からＬＥＤチップ１０の各部分の熱抵抗を算出してＬＥＤチップ１０と導電パターンとの接合部分の良否判定を行う図示しない判定手段（例えば、マイクロコンピュータで構成される）とを備える。

キャリア１は、金属板に複数の溝（図示せず）が並設されてなり、これらの溝を通して端子を下方に露出させる形で複数個の発光ダイオードＬＤが搭載されるものである。そして、複数個の発光ダイオードＬＤを搭載したキャリア１が、平板状のステージ２の上に載置される。なお、ステージ２には導電ピン３が挿通する複数の挿通孔（図示せず）が上下方向に貫設されている。

導電ピン３は、ピンボード４に起立状態で支持されており、ステージ２の挿通孔並びにキャリア１の溝を通して発光ダイオードＬＤの端子と先端部分で接触導通し、図示しない電源回路の直流出力を発光ダイオードＬＤの端子に印加するためのものである。

駆動機構部５は、油圧シリンダ等を用いた従来周知の構成を有し、ステージ２とピンボード４を個別に上下に駆動することが可能である。

押さえ部材６は、図２に示すように熱伝導率が低い合成樹脂材料（例えば、モノマーキャストナイロン）により長尺の平板状に形成され、両端部に形成された一対の取付孔６ａ，６ａによって取付台７に取り付けられる。押さえ部材６の中央には長手方向に沿って幅細の中央スリット６ｂが形成されるとともに、発光ダイオードＬＤの幅寸法よりも狭く且つ凹所１２の開口寸法よりも広い幅寸法を有する溝状の押さえ部６ｃ，６ｃが中央スリット６ｂの両側に並設されている。また、押さえ部６ｃの長手方向に沿った両端縁には、長手方向と直交する方向に突出する幅細のスリット６ｄが、長手方向に沿って等間隔に列設されている。そして、複数個の発光ダイオードＬＤは長手方向に隣り合うスリット６ｄの間で押さえ部６ｃにより押さえられる。

次に本実施形態の検査装置の動作（検査手順）について説明する。まず、図１（ａ）に示すように複数個の発光ダイオードＬＤを搭載したキャリア１をステージ２上に載置する。ここで、ステージ２にはガイド（図示せず）が設けられており、ガイドによってステージ２に対するキャリア１の位置が決まるため、発光ダイオードＬＤの位置も決まる。

そして、駆動機構部５によりキャリア１が載置されたステージ２とピンボード４を上昇させ、押さえ部材６の押さえ部６ｃに、キャリア１に搭載されている発光ダイオードＬＤの前面（凹所１２が開口する面）を当接させるとともに、ピンボード４に支持されている導電ピン３を各発光ダイオードＬＤの端子に接触導通させる（図１（ｂ）参照）。すなわち、導電ピン３と押さえ部材６とで上下方向から狭持されるため、駆動機構部５によりステージ２を下降させてキャリア１を発光ダイオードＬＤから引き離しても各発光ダイオードＬＤが導電ピン３と押さえ部材６によって支持される（図１（ｃ）参照）。

この状態で導電ピン３を通して発光ダイオードＬＤの端子に直流電圧を印加し、ＬＥＤチップ１０から光を放射させて発熱させ、所定時間経過後にサーモビューワでＬＥＤチップ１０の温度を計測する。そして、図示しない判定手段において、サーモビューワの計測結果からＬＥＤチップ１０の各部分の熱抵抗を算出してＬＥＤチップ１０と導電パターンとの接合部分の良否判定を行い、その検査結果を表示手段（図示せず）に表示して検査が終了する。

而して、発光ダイオードＬＤの端子に直流電圧を印加してＬＥＤチップ１０が発熱している状態では、導電ピン３と押さえ部材６のみが発光ダイオードＬＤに接触しているために熱の伝導経路が減少し、しかも、押さえ部材６が熱伝導率の低い合成樹脂材料からなるので、押さえ部材６がＬＥＤチップ１の温度計測に与える影響を低減して正確な検査が行えるものである。また本実施形態では、複数の導電ピン３の配線長を略同一とし、押さえ部材６に中央スリット６ａ並びに複数のスリット６ｄを設けているため、複数個の発光ダイオードＬＤの検査環境をほぼ等しくすることができて温度のばらつきを抑えることができる。しかも、中央スリット６ａ並びに複数のスリット６ｄによって個々の発光ダイオードＬＤの間の熱伝導を遮ることができる。

（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態を示す側面図である。同上における押さえ部材の平面図である。同上における検査対象の発光ダイオードを示す断面図である。

符号の説明

１キャリア
２ステージ
３導電ピン
４ピンボード
５駆動機構部
６押さえ部材

Claims

ＬＥＤチップをパッケージに実装し、パッケージに形成されている導電パターンにバンプを介してＬＥＤチップの電極をフリップチップ接合してなる発光ダイオードの検査装置であって、発光ダイオードを支持する支持手段と、導電パターンを介してＬＥＤチップの電極に給電する給電手段と、ＬＥＤチップの温度を計測する計測手段と、計測手段の計測結果に基づいてＬＥＤチップの電極と導電パターンとの接合状態を判定する判定手段とを備え、支持手段は、熱伝導率が低い合成樹脂材料からなる押さえ部材で発光ダイオードを押さえて支持することを特徴とする発光ダイオードの検査装置。
支持手段は、押さえ部材との間で発光ダイオードを支持するとともにＬＥＤチップへの給電路となる導電ピンを有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの検査装置。
支持手段は、複数個の発光ダイオードを同時に支持するものであって、各発光ダイオードに給電する複数の導電ピンの配線長を略同一としたことを特徴とする請求項２記載の発光ダイオードの検査装置。
押さえ部材は、発光ダイオードを押さえる複数の押さえ部と、押さえ部の間に設けられる複数のスリットとを有することを特徴とする請求項１記載の発光ダイオードの検査装置。