JP5567223B2 - 光量測定装置及び光量測定方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3で測定する発光ダイオード101の発光状況の説明図である。
図1(a)の発光面101aは、LED101の上面に位置する。LED101の発光面101aの法線を発光中心軸LCAという。
発光面101aを含む平面上の一方向を基準軸(X軸)とした場合に、当該平面上のX軸からの反時計回りの角度をφと定義する。また、φを固定した場合における、発光中心軸LCAとなす角度をθと定義する。
LED101が発光して、発光面101aから出射される光の強度は、発光中心軸LCAからの角度θ等によって異なる。
この光量を知ることによって、そのLED101が各種の使用に適切であるか否かを検査することが可能となる。
図1(b)において、X軸とY軸との交点部分がθ=0°を表わしている。円上の各点がθ=90°の各φの位置をそれぞれ表わしている。
図1の(c)は、φの値が一定の位置における断面図である。
図2(a)に示すように、配光強度Eは、LED101からの距離rが一定の位置において、一定のφの角度での、各θにおける光の強度のことである。
LED101は、通常、その品種や製造誤差等によってLED101毎に異なる配光強度分布を有する。この異なるLED101は、図2(b)のcos(コサイン)型のLED101、及び、図2(c)のドーナツ型のLED101が存在し得る。
すなわち、配光強度E(θ)を、発光中心軸LCA周りの円周で積分して(φ=0°から360°まで積分)、周配光強度L(θ)を求める。周配光強度L(θ)は、L(θ)=E(θ)・2πr・sinθで表される。この周配光強度L(θ)を、θ=0°からθ°積分して、発光面101a側の光量S(θ)を求めることができる。
また、LED101の裏面側(発光面101aとは反対側)の光量は、S(θ)に一定の係数αを乗算することで求めることができる。
すると、LED101の光量は、発光面101a側の光量S(θ)と裏面側の光量(S(θ)・α)とを加算することで求めることができる。
なお、発光面101a側の光量と裏面側の光量との差は、同一工程で製造されたLED101では略一定となることが分かっている。このため、係数αは、1つのLED101について光量を実測して求めておけば、他のLED101についても同じ値を適用することができる。
これより、図3及び図4を用いて、光量測定装置3の構成について説明する。
図3は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光モジュール1についての説明図である。
図4は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3についての説明図である。
光量測定装置3は、テーブル103と、プローブ針109と、受光モジュール1と、電気特性計側部125と、演算部151と、出力部163と、を少なくとも有する。
テーブル103は、略一様な平板形状を有し、略水平に設置されている。
テーブル103と、これに載置されたLED101とは、互いに略平行となる。
ガラステーブル103aは、サファイアやガラス等の光透過材料を用いて、略一様な平板形状に形成されている。
ダイシングシート103bは、表面に粘着性を有し、ガラステーブル103a上に積層されている。LED101は、このダイシングシート103b上に載置される。
ダイシングシート103bを有するテーブル103は、測定時にLED101をテーブル103に移載し易く、位置ズレを抑制することができる。
なお、図5を用いて後述するように、LED101がダイシングシート11上に複数配列されている場合には、ダイシングシート103bの代わりに、ダイシングシート11ごと一括してガラステーブル103a上に載置させてもよい。
図3のプローブ針109は、LED101の光学特性(光量、波長)測定時、LED101の電極に接触して電圧を印加する。また、プローブ針109は、図4を用いて後述する光量測定装置3の電気特性計側部125と接続されており、LED101の電気特性も同時に測定することができる。
受光モジュール1は、発光面101aと略平行となる様に、LED101に対向配置されている。
図3に示すように、受光モジュール1は、フォトディテクタ105と、ホルダ107と、信号線111と、アンプ113と、通信線115と、を少なくとも有する。
ホルダ107は、テーブル103、これに載置されたLED101、及びフォトディテクタ105と、略平行となる様に配置されている。
例えば、図3のθがθ=50°であれば、光量測定装置3は、受光モジュール1に対して、LED101から出射された光のうち、θ=50°までの光を受光させることを表す。すなわち、受光モジュール1の受光範囲は、0°≦θ≦50°の範囲である。なお、θの値は、受光範囲の境界を規定する角度の最大値であり、本実施形態では「受光角度」ともいう。
側面部107bは、θ=0°の方向に延在した略円筒形状を有している。
遮蔽部107a及び側面部107bの中心はθ=0°の方向を有しており、LED101の発光面101aの発光中心軸LCAと略同一である。
側面部107bの内周面が形成する中空空間に、フォトディテクタ105が配置されている。
遮蔽部107aの中心部には、円柱形の中空部を形成する円形開口部107cが形成されている。
この円形開口部107cがあることによって、LED101から出射された光をフォトディテクタ105が受光可能となっている。
この波長測定部120は、導光部117と、光ファイバ119と、分光器121と、を少なくとも有する。
導光部117は、フォトディテクタ105が受光する光の最外周ラインK上に配置されている。導光部117は、測定対象のLED101から等距離に保持されている。また、導光部117は、θ及びφの角度方向に回動可能に保持されている。いずれにしても、導光部117は、フォトディテクタ105での受光に影響の無い位置に保持されている。
導光部117は、入射面117aから入射した光を、光ファイバ119を介して分光器121へ導光する。
通常、このHVユニット153からの電圧の印加状態で、LED101が発光する光をフォトディテクタ105が測定を行う。
HVユニット153が検出した各種特性情報は演算部151に出力される。
ESDユニット155が検出した静電破壊情報は演算部151に出力される。
切替えユニット157によって、プローブ針109を介してLED101に印加される電圧が変更される。そして、この変更によって、LED101の検査項目が、定格電圧での各種特性を検出、又は、静電破壊の有無を検出にそれぞれ変更される。
演算部151は、これらの入力からLED101の各種特性を分別・分析を行う。各種特性の分析後、演算部151は、その分析結果を必要に応じて、出力部163から画像出力、情報出力等する。
これより、図5を用いて、光量測定装置3で測定するLED101の配列態様について説明する。
図5は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3で測定するLED101の配列態様に関する説明図である。
半導体ウェハ10は、粘着性を有するダイシングシート11上に貼着されている。ダイシングシート11は、ウェハリング12によって、その形状を保持されている。
LED101は、このダイシング工程を経てチップ化されたものである。ダイシング後のウェハ状のLED101は、ダイシングシート11上に複数配列されている。
図5(b)は、ストリートの幅が拡張されたウェハ状のLED101の一部を模式的に示した図である。
図5(b)の行方向(左右方向)のストリート幅をd1とし、列方向(上下方向)のストリート幅をd2とする。ストリート幅d1及びd2の大きさによって、LED101同士の間隔が変わる。
図5(b)に示すように、ウェハ状のLED101のうち、隣接するLEDにより四方全ての周囲を取り囲まれているLED101をLED101bとする。また、ウェハ状のLED101のうち、隣接するLEDにより四方全ての周囲を取り囲まれておらず、隅に位置するLED101をLED101cとする。
一方、LED101を個片の状態で光量測定を行うことは、隣接するLEDからの配光強度分布への影響が無いため、理想的である。しかし、LEDの検査工程では、全てのLED101を個片として抽出してから測定することは、煩雑な作業を伴い工数増加を招くため、現実的ではない。
このため、光量測定装置3には、LED101が複数配列された状態で、隣接するLEDが存在することによる配光強度分布への影響を可能な限り排除して、光量の測定が可能であることが求められる。
これより、図6乃至図9を用いて、上記構成の光量測定装置3による光量測定結果について説明する。
まず、LED101が複数配列された状態で測定することによる影響について、図6及び図7を用いて説明する。
図6は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3で測定したLED101の配列態様毎の光量測定結果を示す図である。
図7は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3で測定するLED101の配列態様による光量への影響を説明するための図である。
図6(a)の横軸は、受光モジュール1の受光範囲を受光角度θで示している。図6(a)の縦軸は、受光モジュール1の受光光量がLED101の全光量に占める割合を示している。
測定条件1〜5は、LED101の配列態様によって異なる。測定条件1〜5の内訳を、表1に示す。これ以外の測定条件は、全て同一である。
条件2は、図5(b)に示すように、ウェハ状のLED101のうち、隅に位置するLED101cである。ストリートの幅は、d1=30μm、d2=30μmである。
条件3は、図5(b)に示すように、ウェハ状のLED101のうち、中央に位置するLED101bである。ストリートの幅は、d1=150μm、d2=150μmである。
条件4は、図5(b)に示すように、ウェハ状のLED101のうち、中央に位置するLED101bである。ストリートの幅は、d1=100μm、d2=50μmである。
条件5は、図5(b)に示すように、ウェハ状のLED101のうち、中央に位置するLED101bである。ストリートの幅は、d1=30μm、d2=30μmである。
この測定条件1〜5では、条件1から条件5に向かうに従って、隣接するLEDとの間隔が狭くなっている。
受光角度θがθ=75°までの領域では、条件1の光量が最も低い推移を示す。次いで、条件2、条件3、条件4の順に低い推移を示す。条件5の光量が最も高い推移を示す。
すなわち、受光角度θがθ=75°までの領域では、隣接するLEDとの間隔が狭くなるに従って、光量が高い推移を示すことが分かる。
これは、図7(a)に示すように、フォトディテクタ105に直接到達しない角度成分の光のうち、隣接するLEDとの間隔が狭くなると、隣接するLEDにて反射されてフォトディテクタ105に到達する角度成分θaの光が多くなるためである。
すなわち、受光角度θがθ=75°より大きい領域では、隣接するLEDとの間隔が狭くなるに従って、光量が低い推移を示すことが分かる。
これは、図7(b)に示すように、フォトディテクタ105に到達していた角度成分の光のうち、隣接するLEDとの間隔が狭くなると、隣接するLEDにて遮られてしまう角度成分θbの光が多くなるためである。
すなわち、受光角度θがθ=75°付近では、ウェハ状に複数配列されたLED101は、何れの位置にあるLED101であっても、全て略同一の光量になることが分かる。更に、受光角度θがθ=75°付近では、ウェハ状に複数配列されたLED101は、隣接するLEDとの間隔に依らず、全て略同一の光量になることが分かる。
これは、受光角度θがθ=75°付近では、隣接するLEDにて反射されてフォトディテクタ105に到達する角度成分θaの光と、隣接するLEDにて遮られてしまう角度成分θbの光とが均衡するためである。この角度成分θaの光と角度成分θbの光とが均衡することによって、受光角度θがθ=75°付近では、隣接するLEDが無い個片状態での光量と略同一となるためである。
図6(b)の横軸は、受光モジュール1の受光範囲を受光角度θで示している。図6(a)の縦軸は、個片状態での測定である条件1と、複数配列状態での測定である条件2〜5との光量偏差δを示している。
すなわち、受光角度θがθ=20°〜30°付近では、複数配列状態での測定と個片状態での測定とが最も乖離することが分かる。
特に、隣接するLEDとの間隔が狭くなるほど、光量偏差δが大きく、個片状態での測定から大きく乖離している。これは、図6(a)での説明と同様に、受光した光に角度成分θaの光が多くなるためである。
すなわち、受光角度θがθ=20°〜30°以降、θ=75°までは、受光角度θを増加させることで、複数配列状態での測定を個片状態に近付けることが可能であることが分かる。
特に、隣接するLEDとの間隔が狭くなるほど、受光角度θの増加に伴って光量偏差δの減少が急峻となっている。よって、隣接するLEDとの間隔が狭いほど、受光角度θを増加させることのメリットが大きいことが分かる。
すなわち、受光角度θがθ=75°±10°の場合、ウェハ状に複数配列されたLED101は、隣接するLEDとの間隔や配列位置にかかわらず、個片状態での測定との乖離が小さくなる。つまり、受光角度θをθ=75°±10°に設定して測定することで、複数配列状態での測定であっても、個片状態と同様の測定を再現可能であることが分かる。
すなわち、受光角度θをθ=85°を超えて設定すると、隣接LEDとの間隔が狭いLED101では、光量偏差が±6%より大きくなる。
図8は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3で測定したLED101の品種毎の光量測定結果を示す図である。
図8(b)は、図8(a)の光量測定結果を基にして、受光モジュール1の受光範囲と光量偏差との関係を示したグラフである。
図8では、互いに異なる10種類の実製品を対象として、光量測定装置3でLED101を個片の状態で測定した。
図8の測定に用いたLED101は、略直方体又は略立方体の形状を有している。表2のW、D、及びHは、それぞれ、LED101の幅方向、奥行き方向、及び高さ方向の外形寸法を表している。
図8(b)は、Max品種とMin品種との光量偏差δをプロットしている。
受光角度θがθ=65°〜85°では、光量偏差δは、5%未満を示している。
このため、図6のグラフにより導出されたθ=65°〜85°という受光角度θは、LED101の品種の違いによって生じる光量偏差も許容できる受光角度θであることが分かる。
図9は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の光量推計誤差を示す図である。
図9の配列誤差は、図6で示した配列態様に係る光量偏差δから推計した誤差を示す。具体的には、図9の配列誤差は、配列態様に係る光量偏差δの半値(|δ|/2)を±で振り分けて推計している。
図9の品種誤差は、図8で示した配列態様に係る光量偏差δから推計した誤差を示す。具体的には、図9の品種誤差は、品種に係る光量偏差δの半値(|δ|/2)を±で振り分けて推計している。
図9の配列+品種誤差は、配列誤差及び品種誤差を基にして推計した光量測定装置3の光量測定に係る誤差である。具体的には、図9の配列+品種誤差は、配列誤差の2乗と品種誤差の2乗とを加算し、その平方根を算出して推計している。
これは、θ=20°〜30°付近で配列誤差がピークを有することの影響が誤差に大きな影響を及ぼしていることを示す。
受光角度θがθ=20°〜30°以降、θ=70°までは、配列+品種誤差は、受光角度θの増加に伴って減少している。
すなわち、受光角度θがθ=20°〜30°以降、θ=70°までは、受光角度θを増加させることで、誤差を減少させることができることが分かる。
すなわち、受光角度θをθ=75°±10°に設定することによって、光量測定装置3では、光量測定に係る誤差を±4%未満に抑えることができ、高精度の測定が可能であることが分かる。
一般的に、光量測定装置の測定精度に対する市場からの要求は、誤差を±5%以下に抑えることである。本実施形態の光量測定装置3は、受光角度θをθ=75°±10°に設定することによって、市場要求を満たす±4%未満の測定精度を得ることできる。このため、受光角度θをθ=75°±10°に設定することには臨界的意義がある。
よって、受光角度θ=75°±5°に設定することによって、光量測定装置3では、光量測定に係る誤差を±2%未満に抑え、且つ、誤差を一定にすることができる。
実際の測定では、受光角度θを調整するに際し、受光モジュール1若しくはテーブル103の位置又はLED101の配列等が位置ズレする可能性があり、受光角度θを毎回θ=75°に完全に一致させることは難しい。しかしながら、本実施形態の光量測定装置3では、受光角度θをθ=75°±5°に設定することによって、上記位置ズレ等で受光角度θが±5°変動しても、誤差を±2%未満で一定の値とすることができる。なぜなら、受光角度θがθ=75°±5°の範囲では誤差が±2%未満で平坦な推移を示すからである。つまり、光量測定装置3は、受光角度θ=75°±5°に設定することによって、市場要求よりも遥かに高い測定精度を得ることができ、且つ、安定した測定を行うことができる。このため、受光角度θをθ=75°±5°に設定することには、より一層の臨界的意義がある。
すなわち、受光角度θがθ=80°を超えると、受光角度θは増加させない方が、誤差を抑制させることができることが分かる。
特に、受光角度θがθ=85°を超えると、配列+品種誤差は、±4%より大きくなるため、受光角度θは、θ=85°以下に設定する方が好ましい。
しかしながら、受光角度θをθ=90°付近に設定することは、受光モジュールとLEDとの距離を小さくするだけでは難しい。
このため、従来の光量測定装置では、受光角度θをθ=90°付近の光を測定するために、積分球を用いたり、少なくともθ=90°以上の範囲にわたってLEDを取り囲むようなリフレクタを用いたりしてLEDの光量を測定していた。
上記図6乃至図9で説明した光量測定結果は、プローブ針109の影響による光量減衰量を加味した結果であり、図9の光量推計誤差は、当該影響を含んだ光量推計誤差を示している。つまり、受光モジュール1のフォトディテクタ105に約15%の受光できない領域があっても、この領域が時間的に変化しなければ、光量推計誤差の少ない計測が可能である。
本実施形態の受光モジュール1は、1つのフォトディテクタ105から構成されており、その受光面は円形形状である。しかしながら、受光モジュール1は、複数のフォトディテクタ105から構成されてもよいし、その受光面は方形形状であってもよい。
これより、図10乃至図14を用いて、光量測定装置3を構成する受光範囲設定手段について説明する。
図10は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光範囲設定手段の実施例1についての説明図である。
図11は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光範囲設定手段の実施例2についての説明図である。
図12は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光範囲設定手段の実施例3についての説明図である。
図13は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光範囲設定手段の実施例4についての説明図である。
図14は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置3の受光範囲設定手段の実施例5についての説明図である。
実施例1の光量測定装置3は、受光モジュール1を上下方向に移動させる移動手段を有する。
移動手段は、ホルダ107に取り付けられた図示しないアクチュエータによって構成することができる。移動手段は、受光モジュール1を発光中心軸LCAに沿って移動させる。よって、移動手段によって受光モジュール1が移動されても、ホルダ107、テーブル103、LED101、及びフォトディテクタ105は、互いに略平行な配置関係が維持される。
移動手段によって受光モジュール1を移動させると、フォトディテクタ105とLED101とが近接・離間し、受光角度θの大きさが変更される。
言い換えると、実施例1の光量測定装置3は、移動手段を用いて、受光範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光することができる。
実施例1の光量測定装置3では、上記移動手段が受光範囲設定手段として機能する。なお、移動手段は、受光モジュール1を移動させるのではなく、LED101が載置されたテーブル103を移動させてもよいし、当該テーブル103及び受光モジュール1の両者を移動させてもよい。
実施例2の光量測定装置3は、LED101から出射された光の一部を遮蔽する絞り124を有する。
絞り124は、ホルダ107の円形開口部107cの開口大きさを変更する。絞り124は、発光中心軸LCAを中心軸とする略円板形状に形成されている。
絞り124は、受光モジュール1とLED101との間に配置されている。絞り124は、ホルダ107、テーブル103、LED101、及びフォトディテクタ105と、略平行に配置されている。なお、絞り124は、遮蔽部107aと一体であってもよい。
言い換えると、実施例2の光量測定装置3は、絞り124を用いて、受光範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光することができる。
実施例2の光量測定装置3では、この絞り124が受光範囲設定手段として機能する。
実施例3の光量測定装置3は、LED101から出射された光を受光モジュール1に向かって反射させる反射体123を有する。
反射体123は、ホルダ107を構成する遮蔽部107aの内周面を形成する傾斜面107dと外接している。
反射体123は、傾斜面107dを基端として、先端が発光中心軸LCAに沿ってLED101側(下方側)に向かって延出している。LED101側に向かって延出する反射体123の内周面は、反射面123aを形成している。
言い換えると、実施例3の光量測定装置3は、反射体123を用いて、受光範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光することができる。
実施例3の光量測定装置3では、この反射体123が受光範囲設定手段として機能する。
実施例4の光量測定装置3は、LED101から出射された光を受光モジュール1に向かって屈折させるフレネルレンズ126を有する。
フレネルレンズ126は、発光中心軸LCAを中心軸とする略円板形状に形成されている。
フレネルレンズ126は、受光モジュール1とLED101との間に配置されている。フレネルレンズ126は、ホルダ107、テーブル103、LED101、及びフォトディテクタ105と、略平行に配置されている。なお、フレネルレンズ126は、複数枚設けてもよい。
言い換えると、実施例4の光量測定装置3は、フレネルレンズ126を用いて、受光範囲を、0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光することができる。
実施例4の光量測定装置3では、このフレネルレンズ126が受光範囲設定手段として機能する。
実施例5の光量測定装置3は、LED101から出射された光の一部を受光モジュール1に向かって反射させる反射体127と、受光モジュール1を上下方向に移動させる移動手段と、を有する。
すなわち、反射体127は、発光中心軸LCAに沿ってLED101側に向かって延出し、その内周面は、反射面127aを形成している。そして、反射体127は、傾斜面107dからLED101側への上記延出長さを変更することによって、先端部の反射面127aとLED101とを結ぶ直線の上記傾斜角度を変更して、受光角度θを変更することができる。
但し、反射体127は、実施例3の反射体123とは異なり、反射面127aにて反射させる光を、LED101から出射された光のうち70°<θ≦85°の範囲にある光に限定する。
すなわち、実施例5の光量測定装置3が有する移動手段は、受光モジュール1を発光中心軸LCAに沿って移動させる。そして、実施例5の光量測定装置3が有する移動手段は、フォトディテクタ105とLED101との距離を変更することによって、受光角度θを変更することができる。
但し、実施例5の光量測定装置3が有する移動手段は、実施例1の移動手段とは異なり、フォトディテクタ105がLED101から直接受光する光を、LED101から出射された光のうちのθ≦70°の範囲にある光に限定する。
言い換えると、実施例5の光量測定装置3は、移動手段及び反射体127を用いて、受光範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。
このように受光範囲が設定されると、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=70°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦70°の範囲にある光)にある光を直接受光する。そして、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=70°より大きくθ=85°までの範囲(70°<θ≦85°の範囲)にある光を、反射面127aを介して受光する。
実施例5の光量測定装置3では、この移動手段及び反射体127が受光範囲設定手段として機能する。
また、上記の説明では、受光モジュール1が光を直接受光しない実施例3及び4の光量測定装置3は、受光範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定すると述べた。しかしながら、実施例3又は4の光量測定装置3は、受光範囲を0°≦θ≦70°乃至0°≦θ≦85°に限定して設定してもよい。
このように使い分けることによって、実施例1〜4の光量測定装置3は、実施例5と同様に、フォトディテクタ105の保護材表面で増加する反射成分の影響を抑止して、より正確な光量を測定することができ、測定精度を向上させることができる。
これより、図15乃至図17を用いて、光量測定装置3を構成する受光モジュール1の変形例について説明する。
図15は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置の受光モジュール1の変形例1についての説明図である。
但し、受光モジュール1は、受光範囲内の光であっても完全に受光することができない場合がある。例えば、受光モジュール1を複数のフォトディテクタ105で構成する場合にフォトディテクタ105同士の隙間に到達した光や、プローブ針109の影となった光などである。このように、LED101の光量測定では、受光範囲内には、測定系の構成上避けられない「光が受光されない領域」が生じる場合がある。したがって、光量測定装置3においても、受光角度θ=75°±10°までの光を受光モジュール1にて完全に受光し得ない場合がある。
つまり、本実施形態の光量測定装置3は、受光角度θ=75°±10°までの角度範囲で規定される光の光量に比例した光を測定する装置であって、受光モジュール1自体の構成が何ら限定されるものではない。
図3及び図4に示す受光モジュール1では、フォトディテクタ105は、LED101の発光面101aと略平行となる様に、LED101に対向配置されている。また、図3及び図4のフォトディテクタ105は、ホルダ107の内部に保持されている。
光量測定装置3は、受光モジュール1の構成が図3及び図4に例示した構成に限定されず、以下のような構成であってもよい。
変形例1の受光モジュール1では、フォトディテクタ105は、積分球108の内部空間を形成する内壁108aに保持されており、図3に示すホルダ107の内部には保持されていない。
開口部108bは、LED101から出射された光を積分球108の内部に導く。
開口部108bは、略円形に形成されている。開口部108bの開口中心軸は、LED101から発光された光の発光中心軸LCAと略一致する。
変形例1の光量測定装置3では、LED101から出射された光が、開口部108bから積分球108の内部に導かれる。積分球108の内部に導かれた光は、積分球108の内壁108aで反射を繰り返す。内壁108aで反射を繰り返した光は、フォトディテクタ105に導かれ、フォトディテクタ105に受光される。フォトディテクタ105に受光された光は、LED101から出射された光に比例する。
これにより、変形例1の受光モジュール1は、LED101から出射された光を受光し、その光量を測定することができる。
したがって、図3及び図4の受光モジュール1を備える光量測定装置3では、LED101から出射された光のうちで受光モジュール1に受光させて光量を測定する光の角度範囲が、フォトディテクタ105に入射する光の角度範囲と一致する。
このため、これまでの説明では、LED101から出射された光のうちで受光モジュール1に受光させて光量を測定する光の角度範囲を、「受光範囲」と称して説明した。そして、受光範囲の境界を規定する角度の最大値を、「受光角度θ」と称して説明した。更に、受光範囲を受光角度θに基づいて設定する光量測定装置3の手段を、「受光範囲設定手段」と称して説明した。
したがって、変形例1の受光モジュール1を備える光量測定装置3では、LED101から出射された光のうちで受光モジュール1に受光させて光量を測定する光の角度範囲が、フォトディテクタ105に入射する光の角度範囲と一致しない。
受光モジュール1に受光させて光量を測定する光の角度範囲と、フォトディテクタ105に入射する光の角度範囲とが一致しないとき、「受光範囲」の意味内容が、フォトディテクタ105に入射する光の角度範囲であると誤解される虞れがある。
すなわち、本願において、「測定範囲」は「受光範囲」の意味内容を含む概念である。同様に、「測定角度θ」は「受光角度θ」の意味内容を含む概念である。「測定範囲設定手段」は「受光範囲設定手段」の意味内容を含む概念である。
変形例1の光量測定装置3は、測定範囲設定手段を用いて、測定範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光し、その光量を測定することができる。
変形例1の光量測定装置3におけるその他の構成については、図3及び図4に示す光量測定装置3の構成と同様である。
「上面発光型」は、LED101の電極と同一側の面である上面に発光面101aがある。
「下面発光型」は、LED101の電極と反対側の面である下面に発光面101aがある。
「両面発光型」は、LED101の電極と同一側の面である上面と、電極と反対側の面である下面との両面に発光面101aがある。
変形例2の光量測定装置3では、図16に示すように、受光モジュール1をLED101が載置されたテーブル103の下面側に配置している。変形例2の受光モジュール1を備える光量測定装置3は、「下面発光型」のLED101の光量を測定する場合に適している。
変形例2の受光モジュール1は、フォトディテクタ105がテーブル103を介してLED101と略平行となるように配置されている。このとき、変形例2の受光モジュール1は、テーブル103のガラステーブル103aと空間を隔てず接触して配置されてもよい。テーブル103の下面側にはLED101の電極と接続するプローブ針109が無いため、テーブル103の下面側に配置される受光モジュール1は、ガラステーブル103aと接触して配置し得る。
なお、積分球108を有する受光モジュール1(図15参照)を変形例2の受光モジュール1に適用してもよい。
変形例2のダイシングシート103bは、一般的な有色のダイシングシートでもよいが、透明なダイシングシートが好ましい。例えば、ダイシングシート103bは、LED101から出射された光の波長帯域に対して80%以上の透過率を有するダイシングシートで形成されることが好ましい。
変形例2のテーブル103における他の構成については、図3及び図4に示すテーブル103と同様である。
変形例2の光量測定装置3は、測定範囲設定手段を用いて、測定範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光し、その光量を測定することができる。
なお、図6乃至図9で説明した光量測定結果は、「下面発光型」のLED101でも同様の結果が得られるため、測定角度θをθ=75°±10°に設定することには、臨界的意義がある。
変形例2の光量測定装置3におけるその他の構成については、図3及び図4に示す光量測定装置3の構成と同様である。
変形例3の各受光モジュール1は、それぞれのフォトディテクタ105がLED101と略平行となるように配置されている。このとき、変形例3の下面側にある受光モジュール1は、変形例2の受光モジュール1と同様に、テーブル103のガラステーブル103aと空間を隔てず接触して配置されてもよい。
なお、積分球108を有する受光モジュール1(図15参照)を変形例3の各受光モジュール1にそれぞれ適用してもよい。
変形例3のダイシングシート103bも、変形例2と同様、一般的な有色のダイシングシートでもよいが、透明なダイシングシートが好ましい。
変形例3のテーブル103における他の構成については、図3及び図4に示すテーブル103と同様である。
変形例3の光量測定装置3における測定範囲設定手段は、図10乃至図14のいずれかに示す受光範囲設定手段と同様である。図17では、測定範囲設定手段の図示を省略している。
変形例3の光量測定装置3は、測定範囲設定手段を用いて、各受光モジュール1に対して測定範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、各受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光をそれぞれ受光し、その光量を測定することができる。
なお、図6乃至図9で説明した光量測定結果は、「両面発光型」のLED101でも同様の結果が得られるため、測定角度θをθ=75°±10°に設定することには、臨界的意義がある。
変形例3の光量測定装置3におけるその他の構成については、図3及び図4に示す光量測定装置3の構成と同様である。
これより、図18を用いて、光量測定装置3を構成するテーブル103の応用例について説明する。
図18は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置のテーブル103の応用例についての説明図である。
図3及び図4に示すテーブル103は、ガラステーブル103aとダイシングシート103bとを有する。
光量測定装置3は、テーブル103の構成が図3及び図4に例示した構成に限定されず、以下のような構成であってもよい。
反射板103cは、正反射材を用いて略一様な平板形状に形成されている。例えば、反射板103cは、反射率が90%以上の正反射材で形成されていることが好ましい。
なお、反射板103cを有する場合には、応用例のテーブル103は、ガラステーブル103aを有さなくてもよい。
この応用例のダイシングシート103bも、変形例2及び変形例3と同様、一般的な有色のダイシングシートでもよいが、透明なダイシングシートが好ましい。
応用例のテーブル103における他の構成については、図3及び図4に示すテーブル103と同様である。
応用例の光量測定装置3におけるテーブル103は、「上面発光型」のLED101から出射された光の光量を測定する場合に適している。
なお、積分球108を有する受光モジュール1(図15参照)を応用例の受光モジュール1に適用してもよい。
応用例の光量測定装置3は、測定範囲設定手段を用いて、測定範囲を0°≦θ≦75°±10°(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°)に設定する。この設定により、受光モジュール1は、LED101から出射された光のうち、θ=75°±10°までの範囲(0°≦θ≦65°乃至0°≦θ≦85°の範囲)にある光を受光し、その光量を測定することができる。
なお、図6乃至図9で説明した光量測定結果は、応用例の光量測定装置3での測定結果とも同様であり、測定角度θをθ=75°±10°に設定することには、臨界的意義がある。
応用例の光量測定装置3におけるその他の構成については、図3及び図4に示す光量測定装置3の構成と同様である。
LED101が「上面発光型」であって下面に反射膜を有しない場合の光量測定には、上面側に受光モジュール1を備え且つ反射板103cを備える光量測定装置3や、上面側及び下面側の両方に受光モジュール1を備える光量測定装置3を用いると好適である。例えば、図18に示す応用例の光量測定装置3や、図17に示す変形例3の光量測定装置3等である。
LED101が「下面発光型」ある場合の光量測定には、下面側に受光モジュール1を備える光量測定装置3や、上面側及び下面側の両方に受光モジュール1を備える光量測定装置3を用いると好適である。例えば、図16に示す変形例2の光量測定装置3や、図17に示す変形例3の光量測定装置3等である。
LED101が「両面発光型」である場合の光量測定には、上面側及び下面側の両方に受光モジュール1を備える光量測定装置3や、上面側に受光モジュール1を備え且つ反射板103cを備える光量測定装置3を用いると好適である。例えば、図17に示す変形例3の光量測定装置や、図18に示す応用例の光量測定装置3等である。
但し、これらの組み合わせは例示に過ぎず、他の組み合わせを排除するものではない。実施する装置に合わせて適宜組み合わるとよい。
本実施形態に係る発光ダイオードの光量測定装置3は、放射状に光を発光するLED101に対向配置され、LED101から発光された光を受光し、その光量を測定する受光モジュール1と、LED101に電力を供給してLED101を発光させるためのプローブ針109と、LED101から発光された光のうち受光モジュール1に受光させる光の範囲である受光範囲を、LED101の発光中心軸LCAに対する角度に基づいて設定する受光範囲設定手段と、を備え、LED101は、ダイシングシート103b上に複数配列され、受光範囲設定手段は、複数配列されたLED101から発光された光を受光モジュール1が受光する際に、複数配列されたLED101の配列態様にかかわらず、受光した光の光量の測定誤差が所定率以下となるように、受光範囲を設定することを特徴とする。
このような構成により、光量測定装置3は、簡単な構成で高精度な測定を実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、ウェハ状に複数配列されたLED101の光量を、簡単な構成で高精度に測定することができると共に安定的且つ迅速に測定することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、高速、高精度、安定的な測定を、より簡単な構成で実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、高速、高精度、安定的な測定を、より簡単な構成で実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、高速、高精度、安定的な測定を、より簡単な構成で実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、高速、高精度、安定的な測定を、より簡単な構成で実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、ウェハ状に複数配列されたLED101の光量を、簡単な構成で高精度に測定することができると共に安定的且つ迅速に測定することができる。
このような構成により、本実施形態に係る光量測定方法は、簡単な構成で高精度な測定を実現することができる。
このような構成により、光量測定装置3は、ウェハ状に複数配列されたLED101の光量を、簡単な構成で高精度に測定することができると共に安定的且つ迅速に測定することができる。
このような構成により、本実施形態に係る光量測定方法は、ウェハ状に複数配列されたLED101の光量を、簡単な構成で高精度に測定することができると共に安定的且つ迅速に測定することができる。
3 光量測定装置
11 ダイシングシート
101 発光ダイオード
103b ダイシングシート
109 プローブ針
123 反射体
124 絞り
126 フレネルレンズ
127 反射体
Claims (9)
- 放射状に光を発光する発光ダイオードに対向配置され、該発光ダイオードから発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
前記発光ダイオードに電力を供給して該発光ダイオードを発光させるためのプローブと、
前記発光ダイオードから発光された光のうち前記受光部に受光させる光の範囲である受光範囲を、前記発光ダイオードの発光中心軸に対する角度に基づいて設定する受光範囲設定手段と、
を備え、
前記受光部は、前記発光ダイオードと略平行に配置され、
前記発光ダイオードは、ダイシングシート上に複数配列され、
前記受光範囲設定手段は、前記複数配列された前記発光ダイオードから発光された光を前記受光部が受光する際に、前記複数配列された前記発光ダイオードの配列態様にかかわらず該受光した光の光量の測定誤差が所定率以下となるように、前記発光された光のうち前記角度が0°以上75°±10°以下の光の範囲を、前記受光範囲に設定する
発光ダイオードの光量測定装置。 - 前記受光範囲設定手段は、
前記ダイシングシートが載置されたテーブル若しくは前記受光部の何れか又は両方を移動させる移動手段を有し、
前記移動手段を用いて前記角度を調整して、前記受光範囲を設定する
請求項1に記載の光量測定装置。 - 前記受光範囲設定手段は、
前記発光ダイオードと前記受光部との間に配置され、前記発光された光の一部を遮蔽する絞りを有し、
前記絞りを用いて前記角度を調整して、前記受光範囲を設定する
請求項1に記載の光量測定装置。 - 前記受光範囲設定手段は、
前記発光ダイオードと前記受光部との間に配置され、前記発光された光を前記受光部に向かって反射させる反射体を有し、
前記反射体を用いて前記角度を調整して、前記受光範囲を設定する
請求項1に記載の光量測定装置。 - 前記受光範囲設定手段は、
前記発光ダイオードと前記受光部との間に配置され、前記発光された光を前記受光部に向かって屈折させるフレネルレンズを有し、
前記フレネルレンズを用いて前記角度を調整して、前記受光範囲を設定する
請求項1に記載の光量測定装置。 - 放射状に光を発光する発光ダイオードに略平行に対向配置され、該発光ダイオードから発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
前記発光ダイオードに電力を供給して該発光ダイオードを発光させるためのプローブと、
前記発光ダイオードから発光された光のうち前記受光部に受光させる光の範囲である受光範囲を、前記発光ダイオードの発光中心軸に対する角度に基づいて設定する受光範囲設定手段と、
を備え、
前記発光ダイオードは、ダイシングシート上に複数配列され、
前記受光範囲設定手段は、前記発光された光のうち前記角度が0°以上75°±10°以下の光の範囲を、前記受光範囲に設定する
発光ダイオードの光量測定装置。 - ダイシングシート上に複数配列された発光ダイオードに対向配置され、該発光ダイオードから放射状に発光された光を受光する受光手段を用いた発光ダイオードの光量測定方法であって、
前記発光ダイオードに電力を供給して該発光ダイオードを発光させる発光工程と、
前記発光ダイオードから発光された光のうち前記受光手段に受光させる光の範囲である受光範囲を、前記発光ダイオードの発光中心軸に対する角度に基づいて設定する受光範囲設定工程と、
前記受光手段によって受光された光の光量を測定する測定工程と、
を備え、
前記受光範囲設定工程は、前記複数配列された前記発光ダイオードから発光された光を前記受光手段が受光する際に、前記複数配列された前記発光ダイオードの配列態様にかかわらず該受光した光の光量の測定誤差が所定率以下となるように、前記発光された光のうち前記角度が0°以上75°±10°以下の光の範囲を、前記受光範囲に設定する
光量測定方法。 - 放射状に光を発光する発光ダイオードから発光された光の光量を測定する受光部と、
前記発光ダイオードに電力を供給して該発光ダイオードを発光させるためのプローブと、
前記発光ダイオードから発光された光のうち前記受光部で測定する光の範囲である測定範囲を、前記発光ダイオードの発光中心軸に対する角度に基づいて設定する測定範囲設定手段と、
を備え、
前記発光ダイオードは、ダイシングシート上に複数配列され、
前記測定範囲設定手段は、前記発光された光のうち前記角度の最大値が75°±10°である光の範囲を、前記測定範囲に設定する
発光ダイオードの光量測定装置。 - ダイシングシート上に複数配列された発光ダイオードから放射状に発光された光の光量を測定する受光手段を用いた発光ダイオードの光量測定方法であって、
前記発光ダイオードに電力を供給して該発光ダイオードを発光させる発光工程と、
前記発光ダイオードから発光された光のうち前記受光手段で測定する光の範囲である測定範囲を、前記発光ダイオードの発光中心軸に対する角度に基づいて設定する測定範囲設定工程と、
前記受光手段によって受光された光の光量を測定する測定工程と、
を備え、
前記測定範囲設定工程は、前記発光された光のうち前記角度の最大値が75°±10°である光の範囲を、前記測定範囲に設定する
光量測定方法。
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