KR101007107B1 - Ｌｅｄ 모듈의 검사 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, LED 모듈을 구성하는 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED의 순방향 전압을 검사하는 장치에 있어서, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 설치되고 상기 LED 스트링이 장착되는 테스트 마스크; 복수개의 측정용 핀을 포함하고 상기 측정용 핀이 상기 테스트 마스크상의 복수개의 상기 LED의 양측 단자에 각각 접촉하여 상기 LED의 순방향 전압을 측정하는 검사부; 상기 검사부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 상기 검사부를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부; 및 상기 구성 요소들의 동작을 단속하는 동작 판넬; 을 포함하고, 상기 검사부는 상기 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED 각각에 대하여 동시에 순방향 전압을 측정하는 LED 모듈 검사 장치를 제공한다. 본 발명은 LED 모듈을 구성하는 LED의 스트링을 소정의 테스트용 마스크에 장착한 후 LED 스트링을 구성하는 복수의 LED의 단자에 동시에 각각 접촉하여 LED의 순방향 전압을 체크함으로써 단시간에 많은 LED의 불량 여부를 측정하고, LED 모듈의 조립전에 LED의 순방향 전압을 체크하여 불량을 측정하므로 LED 모듈의 완제품의 불량이 감소되도록 하는 효과를 갖는다.

Description

ＬＥＤ 모듈의 검사 장치{Inspecting Apparatus for in LED module}
본 발명은 LED 모듈 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LCD 백라이트용 LED 모듈을 구성하는 LED 스트링을 테스트용 마스크에 배치한 후 LED 스트링의 구성하는 복수의 LED의 순방향 전압을 측정하여 LED의 불량을 검사하는 LED 모듈 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 휴대폰, 개인정보 단말기(PDA) 및 휴대용 컴퓨터 등의 휴대용 전자 장치가 점차 경량화, 박형화 및 소형화됨에 따라 소형의 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD)의 수요가 증가되고 있는 실정이다.
상기 액정 표시 장치는 액정 패널이 스스로 빛을 내는 발광 소자가 아니라 수광 소자로서, 액정 패널의 후면에 백라이트 유닛(backlight unit : BLU)을 필요로 한다. 백라이트 유닛은 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)와 같은 발광 소자를 광원으로 사용한다.
이러한 소형의 액정 표시 장치의 백라이트 유닛은 각 응용 제품에 대응하여 다양한 크기와 모양을 가지고 있으며, 이에 따라 광원으로 사용되는 발광 다이오드의 개수 또한 다양하게 구비된다.
따라서 백라이트는 액정 디스플레이 장치에서 중요한 구성 요소로서, 백라이트 유닛의 사전 불량 여부를 검사하기 위하여 제조사 마다 다양한 검사 장치를 개발, 사용하고 있는 실정이다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛으로 사용되는 LED 모듈(10)의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 LED 모듈은 미도시된 디스플레이 패널의 하부에 위치하며, 광을 발생하는 복수의 LED가 정렬되고 배면에는 방열판(13)이 마련되는 LED 스트링(11)과, 상기 복수의 LED 스트링(11)의 상측에 이와 소정 거리 이격되어 마련된 광학시트(14)를 포함한다.
LED 스트링(11)은 복수의 LED를 포함하고 있어, 복수의 LED 중 하나의 LED가 정상적인 발광 동작을 하지 못하는 경우, 이로 인해 백라이트 유닛이 정상적으로 동작하지 못하여 LCD 화면이 비정상으로 보이는 문제점이 발생한다.
이와 같이, 백라이트 유닛이 장착된 LCD 완제품에서 백라이트 유닛에 포함되어 있는 LED에서 불량이 나타나면, 완제품 분해, 수리 및 조립 등을 위한 비용 상의 손실이 발생된다.
이를 방지하기 위하여 백라이트 유닛에 사용되는 LED 모듈 제조공정에서 모듈 완제품 조립 전에 LED 모듈 단위로 전기적 특성과 광학적 특성 검사를 실시하고 있다. 여기서, LED 모듈의 전기적 특성검사 후 불량으로 판정된 LED 모듈은 다수의 양품 LED와 소수의 불량 LED가 장착되어 있는데 불량으로 판정된 LED 모듈에 포함되어 있는 불량 LED를 양품 LED로 교환함으로써 불량으로 판정된 LED 모듈을 양품 LED 모듈로 전환할 필요성이 있었다.
LED 스트링을 포함하는 LED의 검사를 위해 대한민국 공개특허 2009-87246 ‘LED 어레이 검사장치 및 그 검사방법’이 개시되었다.
상기한 기술은 LED 어레이를 소정 위치에 장착한 후, 각각의 LED에 전원을 인가하여 LED의 휘도 등을 측정하여 LED의 결함을 검사하였다.
상기한 기술의 경우, LED 어레이를 구성하는 복수의 LED 각각의 휘도를 측정하므로, 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, LED 모듈을 구성하는 LED의 스트링을 소정의 테스트용 마스크에 장착한 후 LED 스트링을 구성하는 복수의 LED의 단자에 동시에 각각 접촉하여 LED의 순방향 전압을 체크함으로써 LED의 불량 여부를 측정할 수 있는 LED 모듈 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 LED 모듈의 조립전에 LED의 순방향 전압을 체크하여 불량을 측정하므로 LED 모듈의 완제품의 불량이 감소되도록 하는 LED 모듈 검사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, LED 모듈을 구성하는 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED의 순방향 전압을 검사하는 장치에 있어서, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트 상에 설치되고 상기 LED 스트링이 장착되는 테스트 마스크; 복수개의 측정용 핀을 포함하고 상기 측정용 핀이 상기 테스트 마스크상의 복수개의 상기 LED의 양측 단자에 각각 접촉하여 상기 LED의 순방향 전압을 측정하는 검사부; 상기 검사부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부; 상기 검사부를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부; 및 상기 구성 요소들의 동작을 단속하는 동작 판넬; 을 포함하고, 상기 검사부는 상기 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED 각각에 대하여 동시에 순방향 전압을 측정하는 LED 모듈 검사 장치를 제공한다.
상기 검사부를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 테스트 마스크는 진공 흡입에 의해 상기 LED 스트링이 진공 흡착될 수 있다.
상기 검사부는 상기 LED의 양측 단자에 접촉하는 한 쌍의 단위 핀을 복수개로 포함할 수 있다.
상기 X축 이동부는 리니어 모션 가이드를 포함할 수 있다.
상기 Z축 이동부는 상기 X축 이동부상에 고정되는 고정 블록, 상기 고정 블록의 상단에 설치되고 Z축 방향의 구동력을 발생시키는 Z축 모터, 상기 Z축 모터에 의해 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동 레일 및 상기 검사부가 상기 Z축 이동 레일상에 연결되도록 하여 Z축 방향 이동이 가능하게 하는 연결 브라켓을 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명은, LED 모듈을 구성하는 LED의 스트링을 소정의 테스트용 마스크에 장착한 후 LED 스트링을 구성하는 복수의 LED의 단자에 동시에 각각 접촉하여 LED의 순방향 전압을 체크함으로써 단시간에 많은 LED의 불량 여부를 측정하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 LED 모듈의 조립전에 LED의 순방향 전압을 체크하여 불량을 측정하므로 LED 모듈의 완제품의 불량이 감소되도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 유닛의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 동작을 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치(100)는 베이스 플레이트(110), 테스트 마스크(120), 검사부(130), Z축 이동부(140), X축 이동부(150) 및 동작 판넬(170)을 포함한다.
우선, 본 실시예에서 검사의 대상이 되는 LED 모듈은 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 5개의 엘이디(LED)가 직렬로 배치되어 연결되어 있는 LED 스트링(11)이 4열로 배치되어 구성된 LED 모듈(10)이 도시되어 있다. LED 모듈(10)을 구성하는 LED 스트링(11)의 개수와 LED 스트링(11)을 구성하는 LED의 개수는 사용자의 필요에 의해 증감될 수 있다. 복수의 LED 스트링(11)의 전원 입력단과 전원 출력선은 공통으로 연결될 수 있다.
LED 스트링(11)을 구성하는 LED는 각각 소정의 길이를 갖는 방열판(13) 상에 배치되어 있다.
여기서, 엘이디(LED) 각각의 순방향 동작전압(Vf)은 5V일 수 있다.
베이스 플레이트(110)는 본 장치의 하부 구조를 형성하여, 상부에는 후술하는 구성 요소들이 설치된다. 베이스 플레이트(110)는 장치 전체를 안정적으로 지지한다. 베이스 플레이트(110)에 의한 안정적인 지지를 위해 베이스 플레이트(110)는 하중이 큰 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
베이스 플레이트(110)의 양측으로는 이동용 손잡이(102)가 설치되어, 본 장치를 이동시킬 필요가 있을 때 장치의 이동을 용이하게 한다.
베이스 플레이트(110)의 상부 전방측으로는 테스트 마스크(120)가 배치된다.
테스트 마스크(120) 상에는 검사 대상인 LED 스트링(11)이 배치된다. 테스트 마스크(120)는 진공 흡착에 의해 LED 스트링(11)의 장착이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 기계적인 방법에 의해 LED 스트링(11)을 장착하는 경우, LED 스트링(11)에 고정 구조를 형성해야 하는 불편함이 있으므로 진공 흡착에 의해 LED 스트링(11)의 장착이 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 테스트 마스크(120)에는 검사 대상인 LED 스트링(11)의 양단에 접촉하여 외부의 전원 공급 장치에서 공급하는 소정의 전원을 인가할 수 있는 전원공급단(미도시)이 배치되는 것이 바람직하다.
검사부(130)는 테스트 마스크(120) 상에 배치된 LED 스트링(11)의 LED에 접촉하여 되는 LED의 순방향 전압을 체크한다.
검사부(130)는 핀 고정 블록(132)과 측정용 단위 핀(134)을 포함한다.
측정용 단위 핀(134)은 LED 스트링(11)을 구성하는 LED의 단자에 접촉한다. 이때, LED의 양측 단자에 접촉하기 위해 측정용 단위 핀(134)은 제1 및 제2 핀(134a, 134b)으로 구성된다. 제1 및 제2 핀(134a, 134b)은 LED의 양단 단자간의 거리만큼 이격되어 있다.
제1 핀(134a)은 LED의 + 단자에 접촉하고, 제2 핀(134b)은 LED의 - 단자에 접촉하여 LED의 단자에 인가되는 전압을 측정한다.
핀 고정 블록(132)은 일측에 측정용 단위 핀(134)이 복수개로 배열된다. 핀 고정 블록(132)은 후술하는 Z 축 이동부(140)의 일측에 연결된다.
Z축 이동부(140)는 검사부(130)를 Z 축 방향으로 이동시킨다. Z축 이동부(140)는 고정 블록(141), Z축 모터(M), Z축 이동 레일(142) 및 연결 브라켓(143)을 포함한다.
고정 블록(141)은 후술하는 X축 이동부(150) 상에 설치되어, Z축 이동부(140)의 기본적인 형태를 이룬다.
고정 블록(141)의 일측으로는 Z축 이동 레일(142)이 연결되고, Z축 이동 레일(142)의 일측으로는 연결 브라켓(144)에 의해 검사부(130)가 연결된다. 이때, 검사부(130)는 측정용 단위 핀(134)이 LED 스트링(11) 방향을 향하는 상태로 연결된다. 검사부(130)는 연결 브라켓(143)에 연결된 상태에서 Z축 이동 레일(142)을 따라 상하로 이동한다.
고정 블록(141)의 상부에는 Z축 모터(M)가 모터 브라켓(144)에 의해 연결된다. Z축 모터(M)의 회전축 상에는 Z축 모터(M)의 동작에 의해 회전축 상에서 상하로 이동하는 이동 블록(142a)이 연결된다. 이동 블록(142a)은 검사부(130)와 Z축 이동 레일(142)을 연결하는 연결 브라켓(143)의 후방측으로 연결된다. 따라서, Z축 모터(M)의 동작에 의해 검사부(130)가 상하로 이동한다.
Z축 이동부(140)는 X축 이동부(150) 상에 배치되어 X축으로 이동한다.
X축 이동부(150)는 LM 가이드(Linear Motion Guide)를 사용할 있다. X 축 이동부(150) 상의 이동 블록(미도시)에는 Z축 이동부(140)가 연결된다.
LM 가이드는 널리 알려진 공지의 기술이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같이 X축 이동부(150)와 Z축 이동부(140)에 의해 검사부(130)는 X축 및 Z축 방향으로 이동하며 LED에 접촉할 수 있다.
한편, 검사부(130)에 의해 측정용 단위 핀(134)이 LED의 단자에 접촉할 때, LED의 크기 또는 LED의 단자 두께 또는 폭에 따라 측정용 단위 핀(134)의 단부 또는 중간부가 접촉할 수 있다.
측정용 단위 핀(134)의 접촉 상태는 측정용 단위 핀(134)을 Y 축 방향으로 이동시킴으로서 해결할 수 있다. 이를 위해, X축 이동부(150)의 일단부 측에는 X축 이동부(150)를 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부(160)가 연결된다.
Y축 이동부(160)는 마이크로미터가 사용될 수 있다. 즉, 마이크로미터의 슬리부는 베이스 플레이트(110) 측에 고정되고, 스핀들은 X축 이동부(150)에 연결되면, 마이크로미터의 조정에 의해 X축 이동부(150)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같이 동작한다.
우선, 복수개의 LED가 방열판(13) 상에 배열되는 LED 스트링(11)을 테스트 마스크(120) 상에 배치한다. 그리고, 작업자는 동작 판넬(170) 상의 진공 스위치를 조작하여, LED 스트링(11)이 테스트 마스크(120) 상에 진공 흡착되도록 한다.
본 실시예에서는 LED 모듈을 구성하는 LED 스트링(11)이 길이 방향으로 연속적으로 테스트 마스크(120) 상에 배치되지만, 테스트 마스크(120)의 구성에 따라서는 LED 스트링(11)이 병렬로 배치될 수도 있고, LED 모듈의 형상 그대로 배치되는 등 사용자의 필요에 따라 다양한 방식으로 배치될 수 있다. LED 스트링(11)이 배치된 후에는 LED 스트링(11)으로는 외부의 전원 공급 장치에서 정전류가 인가된다.
LED 스트링(11)이 진공 흡착된 후, 작업자는 동작 판넬(170) 상의 스타트 버튼을 조작하여 LED 스트링(11)에 대한 검사를 개시한다.
여기서, LED 스트링(11)에 대한 검사 진행 전에 작업자는 검사부(130)는 측정용 단위 핀(134)이 LED 스트링(11)의 LED 단자 직상부에 위치될 수 있도록, Y축 이동부(160)를 조정하는 작업을 완료하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 모듈 검사 장치의 동작을 나타내는 도면이다. 도면에서 점선은 핀과 단자가 서로 접촉됨을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 스타트 버튼의 조작에 의해, Z축 이동부(140)의 Z축 모터(M)가 동작하여 검사부(130)의 핀 고정 블록(132)은 Z축 이동 레일(142)을 따라 하부로 이동한다.
핀 고정 블록(132)의 계속적인 하부 이동에 의해 측정용 단위 핀(134)을 구성하는 제1 및 제2 핀(134a, 134b)은 LED의 단자에 각각 접촉한다.
측정용 단위 핀(134)은 이 LED의 단자에 접촉한 상태에서, LED의 양측 단자 간의 전압을 측정한다. 이때, 전압을 측정하는 장치는 이 분야에서는 널리 알려져 있는 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이를 좀더 상세히 설명하기로 한다. 스타트 버튼이 조작되면, 측정용 단위 핀(134)이 LED의 양측 단자에 접촉하게 되고, 이후 LED 스트링(11)을 구성하는 각각의 LED의 전압을 측정한다. LED 스트링(11)을 구성하는 각각의 LED에 인가되는 전원의 전류는 LED의 모델마다 다르나 대개 20mA이다. 외부의 전원 공급 장치에 의해 LED 스트링(11)에 정전류가 공급될 때 LED에는 순방향 전압이 인가된다. 이때의 순방향 전압은 일반적으로 3.2V이다.
만약 LED 불량 등의 이유로 LED가 점등되지 않을 경우 전원 공급 장치는 LED에 대하여 최대 전압의 전원을 공급하게 된다. 이는 최대 전압은 일반적으로 10V이다. 따라서, 측정용 단위 핀(134)을 통해 측정되는 전압이 10V에 근접한 것으로 측정되는 경우, 측정 대상인 LED는 불량으로 판정할 수 있다. 이후, 불량으로 판정된 LED는 양품인 LED로 교환된다.
LED의 측정이 완료된 후, Z축 모터(M)는 역방향으로 회전하고, 이에 따라 검사부(130)는 Z축 이동 레일(142)을 따라 상부로 이동한다.
이후, X축 이동부(150)가 동작하여 검사부(130)는 소정의 거리만큼 X축 방향으로 이동한다. 이때, 검사부(130)의 이동 거리는 검사부(130)가 한번에 측정할 수 있는 소정 개수의 LED의 배열 길이에 해당하는 정도이다. 따라서, X축 이동부(150)는 새로운 검사 대상의 LED 측으로 이동한 후, 상기와 동일한 방식으로 검사를 수행한다.
테스트 마스크(120) 상의 LED에 대한 검사가 완료되면 동작 판넬(170) 상의 정지 버튼을 조작하여 검사부(130)가 원위치로 복귀되도록 하고, LED 스트링의 진공 흡착 상태를 해제하여 LED 스트링을 회수한다.
이후, 새로운 LED 스트링(11)을 테스트 마스크(120) 상에 배치한 후 상기와 동일한 방식으로 검사를 수행한다.
검사가 완료된 LED 스트링(11)의 LED가 모두 양품으로 판정된 경우에는 LED 모듈의 조립에 사용되지만, 일부 LED가 불량인 경우에는 불량 LED를 교체한 후 상기한 검사를 다시 수행한다.
상기와 같은 LED 모듈의 검사 장치는 LED 모듈을 구성하는 LED 각각의 순방향 전압을 동시에 측정하여 단시간에 많은 LED의 불량 여부를 측정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: LED 모듈 검사 장치
110: 베이스 플레이트
120: 테스트 마스크
130: 검사부
140: Z축 이동부
150: X축 이동부
160: Y축 이동부
170: 동작 판넬

Claims (5)

  1. LED 모듈을 구성하는 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED의 순방향 전압을 검사하는 장치에 있어서,
    베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트 상에 설치되고 상기 LED 스트링이 장착되는 테스트 마스크;
    복수개의 측정용 핀을 포함하고 상기 측정용 핀이 상기 테스트 마스크상의 복수개의 상기 LED의 양측 단자에 각각 접촉하여 상기 LED의 순방향 전압을 측정하는 검사부;
    상기 검사부를 Z축 방향으로 이동시키는 Z축 이동부;
    상기 검사부를 X축 방향으로 이동시키는 X축 이동부; 및
    상기 테스트 마스크 및 상기 검사부의 동작을 단속하는 동작 판넬;
    을 포함하고,
    상기 검사부는 상기 LED 스트링에 포함되는 복수개의 LED 각각에 대하여 동시에 순방향 전압을 측정하는 LED 모듈 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사부를 Y 축 방향으로 이동시키는 Y축 이동부를 더 포함하는 LED 모듈 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 테스트 마스크는 진공 흡입에 의해 상기 LED 스트링이 진공 흡착되는 LED 모듈 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 X축 이동부는 리니어 모션 가이드(LM Guide)를 포함하는 LED 모듈 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 Z축 이동부는
    상기 X축 이동부상에 고정되는 고정 블록,
    상기 고정 블록의 상단에 설치되고 Z축 방향의 구동력을 발생시키는 Z축 모터,
    상기 Z축 모터에 의해 Z축 방향으로 이동하는 Z축 이동 레일 및
    상기 검사부가 상기 Z축 이동 레일상에 연결되도록 하여 Z축 방향 이동이 가능하게 하는 연결 브라켓을 포함하는 LED 모듈 검사 장치.
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