KR101363397B1 - Ｌｅｄ 모듈의 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 ｌｅｄ 모듈의 신뢰성 검증방법 - Google Patents

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Abstract

LED모듈의 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 LED모듈의 신뢰성 검증방법에서, 상기 신뢰성 검증시스템은 전원 공급부, 스위치 모듈 및 제어부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 전압 또는 전류를 공급한다. 상기 스위치 모듈은 테스트부와 전기적으로 연결되어, 상기 테스트부에 상기 전원 공급부로부터 공급된 전압 또는 전류를 스위칭(switching)하며 제공한다. 상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위칭을 제어한다.

Description

ＬＥＤ 모듈의 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 ＬＥＤ 모듈의 신뢰성 검증방법{RELIABILITY EVALUATION SYSTEM FOR AN LED MODULE AND RELIABILITY EVALUATION METHOD FOR AN LED MODULE USING THE SAME}
본 발명은 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 신뢰성 검증방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LED 모듈에 대한 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 LED 모듈의 신뢰성 검증방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(light emitting diode: LED)는 에너지 절감과 친환경성이라는 장점을 가지며, LCD용 백라이트, 자동차용 조명 및 일반 조명에까지 그 적용범위가 확대되고 있으며, 최근에는 고출력 발광 다이오드에 대한 수요가 증가하고 있다.
그러나, 발광 다이오드의 경우 광으로 변환되지 못한 에너지는 모두 열로 방출되므로 효과적인 방열구조가 필요하며, 특히 고출력 발광 다이오드의 경우 많은 열 방출 등으로 인해 발광 다이오드의 내구성 또는 신뢰성이 줄어드는 문제가 발생할 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드의 내구성 또는 신뢰성에 대한 검증 기술이 다각도로 개발되고 있다.
최근까지 개발된 발광 다이오드의 내구성 또는 신뢰성에 대한 검증 기술로, 특허출원 제2008-0086204호에서는, 발광 다이오드를 온도 챔버에 위치시킨 상태에서 수광 유닛에 의한 광학적 특성과 전압 측정을 통한 전기적 특성을 실시간으로 측정하는 검증 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기에서는 단순히 발광 다이오드의 양 단에 인가된 전압 측정으로 전기적 특성을 검증하는 기술에 불과하여, 발광 다이오드와 발광 다이오드가 실장되는 기판(LED PCB)의 전체 시스템을 검증할 수밖에 없으며, 문제가 발생한 경우 발광 다이오드와 기판 중 어느 부분의 문제인지 구체적으로 확인하는 것이 어려운 단점이 있다.
나아가, 최근까지, 발광 다이오드 패키지에 대한 검증 기술은 다수 개발되고 있으나, 발광 다이오드 패키지의 구성요소들 중 어느 부분의 문제로 신뢰성이나 내구성이 저하되는지 구체적으로 검증하는 기술에 대한 개발은 미흡한 상태이다.
이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 발광 다이오드와 기판에 대한 신뢰성 검증을 동시에 수행할 수 있는 LED 모듈의 신뢰성 검증시스템에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 신뢰성 검증시스템을 이용한 LED 모듈의 신뢰성 검증방법에 관한 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 LED모듈의 신뢰성 검증시스템은 전원 공급부, 스위치 모듈 및 제어부를 포함한다. 상기 전원 공급부는 전압 또는 전류를 공급한다. 상기 스위치 모듈은 테스트부와 전기적으로 연결되어, 상기 테스트부에 상기 전원 공급부로부터 공급된 전압 또는 전류를 스위칭(switching)하며 제공한다. 상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위칭을 제어한다.
일 실시예에서, 상기 제어부에서는, 상기 테스트부로 제공되는 전압 또는 전류가 차단(OFF) 및 공급(ON)을 반복하도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제어부는, 상기 전압 또는 전류의 차단 및 공급을 반복한 후, 상기 테스트부로 제공되는 전압 또는 전류가 순차적으로 증가되도록 제어할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트부는 LED 모듈의 기판, 상기 기판에 형성된 메탈라인(metal line), 및 상기 LED 모듈의 LED 중 어느 하나일 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 LED모듈의 신뢰성 검증방법에서 테스트부의 제1 단을 스위치 모듈에 연결하고, 상기 테스트부의 제2 단을 접지한다. 전원 공급부에서 스위치 모듈에 전압 또는 전류를 공급한다. 제어부가 상기 스위치 모듈을 스위칭(switching)한다. 상기 스위치 모듈은 상기 테스트부에 상기 전압 또는 전류를 스위칭하며 제공한다.
일 실시예에서, 상기 테스트부가 정상적으로 작동하면, 상기 제어부는 상기 테스트부로 인가되는 전압을 순차적으로 증가할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인가전압이 최대전압에 이르는 경우, 상기 테스트부는 정상으로 판단될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위치 모듈의 스위칭 단계에서, 상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON/OFF할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트부는 LED모듈의 기판이고, 상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단은 상기 기판의 메탈라인이며, 상기 접지된 제2 단은 상기 기판의 베이스 기판일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트부는 LED모듈의 LED이고, 상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단은 상기 LED의 애노드(anode)이며, 상기 접지된 제2 단은 상기 LED의 캐소드(cathode)일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 스위치 모듈의 스위칭 단계는, 상기 제어부가 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON으로 유지하는 단계, 상기 전원 공급부의 전류를 증가시키는 단계, 및 상기 전원 공급부의 전류가 목표 전류에 이른 경우, 상기 전원 공급부의 전압을 유지하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 테스트부는 LED모듈의 기판의 메탈라인이고, 상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단 및 상기 접지된 제2 단은 각각 상기 메탈라인의 양 끝단일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 전원 공급부, 스위치 모듈 및 제어부를 포함한 하나의 신뢰성 검증시스템을 통해, LED모듈의, 기판, LED 및 기판의 메탈라인 모두의 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 검증의 편의성이 향상되고 검증 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다. 특히, LED모듈의 각 구성요소별 별도의 검증시스템 또는 검증방법을 통해 신뢰성을 검증하는 공정을 단순화할 수 있으므로, 품질 평가의 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 기판 및 상기 LED의 검증에서, 상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON/OFF하는 간단한 제어만을 통하여, 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 신뢰성 검증의 효율성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기판의 메탈라인의 검증에서도, 상기 제어부는 목표 전류값에 도달할 때까지 전원 공급부의 전압을 증가시킨 후, 상기 전원 공급부의 전압 변동을 확인하는 것을 통하여 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 마찬가지로 신뢰성 검증의 효율성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 신뢰성 검증시스템을 이용한 신뢰성 검증방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 도 2의 신뢰성 검증의 대상인 LED 모듈을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 LED 모듈 중, 기판의 절연층의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다.
도 5는 도 3의 LED 모듈 중, LED의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다.
도 6은 도 3의 LED 모듈 중, 기판의 메탈라인의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다.
도 7은 도 6의 신뢰성 검증방법 중, 제어부의 스위칭 단계를 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템(100)은 중앙 처리부(10), 전원 공급부(20), 스위치 모듈(30) 및 제어부(40)를 포함하며, 신뢰성 검증의 대상인 테스트부(50)는 상기 스위치 모듈(30)에 연결된다.
본 실시예에서는 상기 테스트부(50)는, LED모듈의 기판, LED, 기판의 메탈라인(metal line) 등일 수 있으며, 구체적인 설명은 후술한다.
상기 중앙 처리부(10)는 상기 전원 공급부(20) 및 상기 제어부(40)와 연결되어, 상기 전원 공급부(20) 및 상기 제어부(40)의 동작을 처리할 수 있으며, 사용자와의 정보 교환을 위한 표시부 및 각종 인터페이스를 포함할 수 있다. 한편, 상기 중앙 처리부(10)와 상기 전원 공급부(20)는 GPIB(general purpose interface bus)를 통해 서로 통신될 수 있고, 상기 중앙 처리부(10)와 상기 제어부(40)는 USB(universal serial bus)를 통해 서로 연결될 수 있다.
상기 전원 공급부(20)는 상기 스위치 모듈(30)을 통해 상기 테스트부(50)로 제공되는 전압 또는 전류를 공급하며, 이 경우 공급되는 전압 또는 전류는 직류전압 또는 직류전류일 수 있다. 한편, 상기 전원 공급부(20)를 통해 공급되는 전압 또는 전류의 크기 등은 상기 중앙처리부(10)와 연결된 상기 제어부(40)를 통해 제어될 수 있다.
상기 스위치 모듈(30)은 상기 전원 공급부(20)로부터 공급된 전압 또는 전류를, 상기 제어부(40)의 제어 신호를 바탕으로 상기 테스트부(50)로 인가한다. 즉, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)과 연결되어, 상기 스위치 모듈(30)의 동작을 제어한다.
구체적으로, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위칭(switching)을 제어한다. 그리하여, 상기 스위치 모듈(30)은 상기 테스트부(50)로 전압 또는 전류를 스위칭하며 제공한다. 이 경우, 스위칭(switching)이란, 스위치의 ON/OFF 동작을 의미한다.
즉, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위치의 ON/OFF를 제어한다. 따라서, 상기 제어부(40)가 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON하면, 상기 스위치 모듈(30)을 통하여 상기 테스트부(50)로 전압 또는 전류가 공급된다. 이와 달리, 상기 제어부(40)가 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 OFF하면, 상기 스위치 모듈(30)을 통하여 상기 테스트부(50)로 공급되는 전압 또는 전류는 차단된다. 이와 같이, 상기 제어부(40)는 상기 테스트부(50)로 공급되는 전압 또는 전류의 차단(스위치 OFF) 및 공급(스위치 ON)을 제어하며, 상기 테스트부(50)의 검증 특성에 따라, 상기 스위치 모듈(30)의 스위치의 ON/OFF를 순간적으로 변화하거나, 일정시간동안 ON 또는 OFF 상태를 유지할 수 있다.
상기 테스트부(50)의 특성에 따른 상기 제어부(40)의 제어방법에 대하여는 후술한다.
도 2는 도 1의 신뢰성 검증시스템을 이용한 신뢰성 검증방법을 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 신뢰성 검증방법에서 우선, 상기 테스트부(device under test: DUT)의 제1 단(51)을 상기 스위치 모듈(30)에 연결하고, 상기 테스트부(50)의 제2 단(52)을 접지시킨다(단계 S10). 그리하여, 상기 스위치 모듈(30)을 통해 전달된 전압 또는 전류는 상기 테스트부(50)를 통과하여 흐르게 된다.
이 후, 상기 전원 공급부(20)에서 상기 스위치 모듈(30)로 전압 또는 전류를 공급한다(단계 S20). 이 경우, 상기 전원 공급부(20)에서 공급되는 전압 또는 전류의 크기 등은 이미 설명한 바와 같이 상기 제어부(40)를 통해 미리 설정될 수 있다.
이 후, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)을 스위칭(switching) 제어한다(단계 S30). 즉, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON/OFF 제어한다. 그리하여, 상기 스위치 모듈(30)은 상기 제어부(40)의 제어 신호에 따라, 상기 전압 또는 전류를 스위칭하여 상기 테스트부(50)로 전달한다. 즉, 상기 제어부(40)가 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON하면, 상기 스위치 모듈(30)은 전압 또는 전류를 상기 테스트부(50)로 제공하며, 상기 제어부(40)가 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 OFF하면, 상기 스위치 모듈(30)은 상기 테스트부(50)로 제공되는 전압 또는 전류가 차단된다.
이 후, 상기 테스트부(50)가 정상적으로 작동하는지 판단하며(단계 S40), 상기 테스트부(50)가 정상적으로 작동하지 않는 경우라면, 상기 테스트부(50)가 오작동 상태인 것으로 판단하고(단계 S50) 신뢰성 검증단계를 종료한다.
이와 달리, 상기 테스트부(50)가 정상적으로 작동하면, 현재 상기 전원 공급부(20)에서 상기 스위치 모듈(30)로 공급되는 전압(또는 전류)과 미리 설정된 최대 전압(또는 전류)의 크기를 비교한다(단계 S60). 그리하여, 상기 스위치 모듈(30)로 공급되는 전압(또는 전류)이 최대 전압(또는 전류)과 동일하거나 큰 경우라면, 상기 테스트부(50)가 정상 작동 상태인 것으로 판단하고(단계 S70) 신뢰성 검증단계를 종료한다.
다만, 상기 스위치 모듈(30)로 공급되는 전압(또는 전류)이 최대 전압(또는 전류)보다 작은 경우라면, 상기 제어부(40)는 상기 전원 공급부(20)를 제어하여 상기 스위치 모듈(30)로 공급되는 전압(또는 전류)을 증가시킨다(단계 S80). 이 후, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)을 스위칭 제어하여, 상기 테스트부(50)의 정상 작동 여부를 판단하는 단계를 반복한다. 즉, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)을 스위칭 제어하면서, 미리 설정된 최대 전압(또는 전류)에 이를 때까지, 상기 전원 공급부(20)로부터 상기 스위치 모듈(30)로 공급되는 전압(또는 전류)을 순차적으로 증가시키고, 각각의 경우의 상기 테스트부(50)의 작동 상태를 검증한다. 그리하여, 최대 전압(또는 전류)에 도달한 경우에도 상기 테스트부(50)가 정상 상태로 동작하는 경우, 상기 테스트부(50)에 대한 신뢰성 검증은 종료하게 된다.
이하에서는, 본 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법을LED 모듈의 각 구성요소들에 적용한 예를 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 2의 신뢰성 검증의 대상인 LED 모듈을 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 상기 LED 모듈(60)은 일반적으로 애노드(anode, 81), 캐소드(cathode, 82) 및 칩(chip, 83)을 포함한 LED(80), 상기 LED(80)가 실장된 기판(70)을 포함한다. 또한, 상기 기판(70)은 베이스 기판(73), 상기 베이스 기판(73) 상에 형성된 절연층(72) 및 상기 절연층(72) 상에 형성되고 상기 애노드 및 캐소드와 각각 전기적으로 연결된 메탈라인(metal line, 71)을 포함한다. 이 경우, 상기 LED 모듈(60)의 보다 구체적인 설명에 대하여는 일반적인 기술에 해당되므로 생략한다.
도 4는 도 3의 LED 모듈 중, 기판의 절연층의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 예에 의한 신뢰성 검증시스템(101)에서는 상기 LED 모듈(60) 중, 상기 절연층(72)의 신뢰성을 검증한다. 이를 위해서는, 우선, 상기 기판(70)의 메탈라인(71)을 상기 스위치 모듈(30)에 전기적으로 연결하고, 상기 기판(70)의 베이스 기판(73)을 접지시킨다. 이 경우, 상기 베이스 기판(73)은 알루미늄(Al) 등의 금속재질을 포함할 수 있다.
이 후, 상기 중앙 처리부(10)를 통해 상기 스위치 모듈(30)의 ON/OFF를 위한 펄스의 주기, 펄스의 시간, 최대 전압 및 한계 전류 등에 관한 정보가 입력되면, 상기 전원 공급부(20)를 통해 상기 스위치 모듈(30)로 전압 및 전류가 공급된다. 이 경우, 이미 설명한 바와 같이, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON/OFF를 반복(스위칭 제어)하여, 상기 스위치 모듈(30)을 통해 상기 기판(70)으로 인가되는 전압 및 전류의 공급 및 차단을 설정된 주기를 기준으로 반복하게 된다.
한편, 상기 스위치의 ON/OFF 반복의 주기는 상기 절연층(72)의 내구성 및 신뢰성을 검증하기 위한 것으로, 순간적으로 ON/OFF를 반복하는 것이 바람직하다.
이 후, 일정 시간 동안 상기 절연층(72)의 문제가 발생하지 않는 경우, 상기 제어부(40)는 상기 전원 공급부(20)의 전압을 증가시킨 후, 상기 설명한 스위칭 제어를 반복적으로 수행한다. 이러한 스위칭 제어 및 전압의 순차적 증가는, 상기 전원 공급부(20)에서 제공되는 전압에 의해 상기 절연층(72)으로 제공되는 전압이 최대 전압에 이를 때까지 반복하여, 상기 절연층(72)의 문제가 발생하는 지를 검증하게 된다.
한편, 전압의 증가에 따라, 상기 절연층(72)이 인가된 전압을 견디지 못하고 손상(breakdown)되는 경우, 상기 전원 공급부(20)에서 제공되는 전류가 한계 전류까지 상기 절연층(72) 및 상기 알루미늄(73)을 통과하여 흘러나가게 되므로 상기 절연층(72)의 손상이 감지된다.
이상과 같이, 본 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템을 통하여, 상기 LED모듈의 기판의 절연층(72)의 신뢰성을 검증할 수 있다.
도 5는 도 3의 LED 모듈 중, LED의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 본 예에 의한 신뢰성 검증시스템(102)에서는 상기 LED 모듈(60) 중, 상기 LED(80)의 신뢰성을 검증한다. 이를 위해서는, 우선, 상기 LED(80)의 애노드(81)를 상기 스위치 모듈(30)에 전기적으로 연결하고, 상기 LED(80)의 캐소드(82)를 접지시킨다.
이 후, 상기 중앙 처리부(10)를 통해 상기 스위치 모듈(30)의 ON/OFF를 위한 펄스의 주기, 펄스의 시간, 최대 전압 및 한계 전류 등에 관한 정보가 입력되면, 상기 전원 공급부(20)를 통해 상기 스위치 모듈(30)로 전압 및 전류가 공급된다. 이 경우, 이미 설명한 바와 같이, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON/OFF를 반복(스위칭 제어)하여, 상기 스위치 모듈(30)을 통해 상기 LED(80)으로 인가되는 전압 및 전류의 공급 및 차단을 설정된 주기를 기준으로 반복하게 된다.
한편, 상기 스위치의 ON/OFF 반복의 주기는 상기 LED(80)의 내구성 및 신뢰성을 검증하기 위한 것으로, 순간적으로 ON/OFF를 반복하는 것이 바람직하다.
이 후, 일정 시간 동안 상기 LED(80)의 문제가 발생하지 않는 경우, 상기 제어부(40)는 상기 전원 공급부(20)의 전압을 증가시킨 후, 상기 설명한 스위칭 제어를 반복적으로 수행한다. 이러한 스위칭 제어 및 전압의 순차적 증가는, 상기 전원 공급부(20)에서 제공되는 전압에 의해 상기 LED(80)로 제공되는 전압이 최대 전압에 이를 때까지 반복하여, 상기 LED(80)의 문제가 발생하는 지를 검증하게 된다.
한편, 전압의 증가에 따라, 상기 LED(80)가 인가된 전압을 견디지 못하고 손상(breakdown)되는 경우, 상기 전원 공급부(20)에서 제공되는 전류가 한계 전류까지 상기 LED(80)의 캐소드(82)를 통과하여 흘러나가게 되므로 상기 LED(80)의 손상이 감지된다. 이 경우, 상기 LED(80)가 광을 일정하게 발생시키지 못하므로, 이를 통해서도 상기 LED(80)의 손상을 감지할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템을 통하여, 상기 LED모듈의 LED(80)의 신뢰성을 검증할 수 있다.
도 6은 도 3의 LED 모듈 중, 기판의 메탈라인의 신뢰성 검증시스템 및 신뢰성 검증방법의 예를 도시한 블록도이다. 도 7은 도 6의 신뢰성 검증방법 중, 제어부의 스위칭 단계를 도시한 흐름도이다.
도 4 및 도 5에서 설명한 신뢰성 검증시스템(101, 102)은 각각 기판의 절연층(72) 및 LED(80)에 대한 것으로, 상기 절연층(72) 및 상기 LED(80)는 실제로 사용되면서 반복적인 전류 및 전압의 흐름(즉, 전류 및 전압의 ON/OFF)에 노출되므로, 내구성에 대한 검증을 병행할 수 있도록, 전압을 최대 전압에 이르기까지 일정 단위로 증가시키면서 실제 사용 상황에 맞도록 전류 및 전압의 ON/OFF를 통해 신뢰성을 검증하였다.
그러나, 상기 메탈라인(71)의 경우, 반복되는 전류 및 전압의 흐름(즉, 전류 및 전압의 ON/OFF)에 따라 내구성이 변화되지 않으며, 메탈라인(71) 형성의 오차, 즉, 인접한 메탈라인들 사이의 폭 오차, 메탈라인의 폭 오차 등은 최대 전류가 흐르는 경우에 쇼트나 단선이 발생하지 않는다면, 정상인 것으로 판단될 수 있다.
따라서, 본 예에 의한 신뢰성 검증시스템(103)에서는 상기 메탈라인(71)의 신뢰성을 다음과 같은 방법으로 검증한다.
도 3, 도 6 및 도 7을 참조하면, 우선, 상기 메탈라인(71)의 일 끝단을 상기 스위치 모듈(30)에 전기적으로 연결하고, 상기 메탈라인(71)의 다른 끝단을 접지시킨다.
이 후, 상기 중앙 처리부(10)를 통해 상기 메탈 라인(71)에 공급할 목표 전류 등에 관한 정보가 입력되면, 상기 전원 공급부(20)를 통해 상기 스위치 모듈(30)로 전류가 공급된다.
이 경우, 상기 제어부(40)는 상기 스위치 모듈(30)의 스위치를 ON하여, 상기 스위치 모듈(30)을 통해 상기 메탈 라인(71)으로 전류가 공급된다(단계 S31).
이 후, 상기 제어부(40)는 상기 전원 공급부(20)의 전류를 증가시키고(단계 S32), 이에 따라, 상기 전원 공급부(20)로부터 상기 스위치 모듈(30)을 통해 상기 메탈 라인(71)으로 인가되는 전류도 증가하게 된다.
이 후, 상기 전원 공급부(20)의 전류가 미리 설정된 목표 전류에 도달하면, 상기 제어부(40)는 상기 전원 공급부(20)의 전류 상승을 방지하기 위해 상기 전원 공급부(20)의 전압을 유지한다(단계 S33).
이 상태가 유지되면, 실제 사용 시에 상기 메탈 라인(71)에 인가될 수 있는 최대 전류가 인가되고 있는 상태로서, 만약 상기 메탈 라인(71)이 인접한 메탈 라인과의 이격 폭 오차에 의해 인접 메탈 라인으로 전류가 통전되거나, 상기 메탈 라인(71)의 단선으로 전류의 흐름이 차단되는 등의 상기 메탈 라인(71)의 형성 오차가 있는 경우라면, 상기 메탈 라인(71)으로 인가되는 전류를 유지하기 위해 상기 전원 공급부(20)의 전압은 급격하게 변동하게 된다.
즉, 상기 전원 공급부(20)의 전압을 유지하고, 상기 제어부(40)가 상기 스위치 모듈(30)을 ON 상태로 유지한 상태에서, 상기 전원 공급부(20)의 전압이 급격하게 변동하는 등의 상기 메탈 라인(71)의 오작동 신호가 발생하면(단계 S40), 상기 메탈 라인(71)은 오작동 상태로 판단되어 신뢰성 검증단계가 종료된다(단계 S50). 이와 달리, 상기 전원 공급부(20)의 전압이 지속적으로 일정하게 유지되면, 이 경우, 상기 메탈 라인(71)으로 인가되는 전류는 이미 최대 전류와 동일하므로(단계 S60), 상기 메탈 라인(71) 정상 작동 상태로 판단되어 신뢰성 검증단계가 종료된다(단계 S70).
이상과 같이, 본 실시예에 의한 신뢰성 검증시스템을 통하여, 상기 메탈라인(71)의 신뢰성을 검증할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 전원 공급부, 스위치 모듈 및 제어부를 포함한 하나의 신뢰성 검증시스템을 통해, LED모듈의, 기판, LED 및 기판의 메탈라인 모두의 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 검증의 편의성이 향상되고 검증 시간을 줄여 생산성을 향상시킬 수 있다. 특히, LED모듈의 각 구성요소별 별도의 검증시스템 또는 검증방법을 통해 신뢰성을 검증하는 공정을 단순화할 수 있으므로, 품질 평가의 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 기판 및 상기 LED의 검증에서, 상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON/OFF하는 간단한 제어만을 통하여, 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 신뢰성 검증의 효율성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 기판의 메탈라인의 검증에서도, 상기 제어부는 목표 전류값에 도달할 때까지 전원 공급부의 전압을 증가시켜 상기 메탈라인에 최대 전류를 인가한 상태에서, 상기 전원 공급부의 전압 변동을 확인하는 것을 통하여 신뢰성을 검증할 수 있으므로, 마찬가지로 신뢰성 검증의 효율성 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 신뢰성 검증시스템 및 이를 이용한 신뢰성 검증방법은 LED 및 기판을 포함하는 LED 모듈에 대한 신뢰성 검증으로 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.
100 : 신뢰성 검증시스템
101: 기판의 절연층 대한 신뢰성 검증시스템
102 : LED에 대한 신뢰성 검증시스템
103 : 메탈라인에 대한 신뢰성 검증시스템
10 : 중앙 처리부 20 : 전원 공급부
30 : 스위치 모듈 40 : 제어부
50 : DUT 60 : LED 모듈
70 : 기판 80 : LED

Claims (12)

  1. 전압 또는 전류를 공급하는 전원 공급부;
    제1 단, 및 접지된 제2 단을 포함하는 테스트부;
    상기 테스트부 의 제1 단과 전기적으로 연결되어, 상기 테스트부 의 제1 단 에 상기 전원 공급부로부터 공급된 전압 또는 전류를 스위칭(switching)하며 제공하는 스위치 모듈; 및
    상기 스위치 모듈의 스위칭을 제어하는 제어부를 포함하는 LED모듈의 신뢰성 검증시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부에서는, 상기 테스트부로 제공되는 전압 또는 전류가 차단(OFF) 및 공급(ON)을 반복하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 전압 또는 전류의 차단 및 공급을 반복한 후, 상기 테스트부로 제공되는 전압 또는 전류가 순차적으로 증가되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 테스트부는 LED 모듈의 기판, 상기 기판에 형성된 메탈라인(metal line), 및 상기 LED 모듈의 LED 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증시스템.
  5. 테스트부의 제1 단을 스위치 모듈에 연결하고, 상기 테스트부의 제2 단을 접지하는 단계;
    전원 공급부에서 스위치 모듈에 전압 또는 전류를 공급하는 단계;
    제어부가 상기 스위치 모듈을 스위칭(switching)하는 단계; 및
    상기 스위치 모듈은 상기 테스트부에 상기 전압 또는 전류를 스위칭하며 제공하는 단계를 포함하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 테스트부가 정상적으로 작동하면, 상기 제어부는 상기 테스트부로 인가되는 전압을 순차적으로 증가하는 단계를 더 포함하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 인가전압이 최대전압에 이르는 경우, 상기 테스트부는 정상으로 판단되는 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 스위치 모듈의 스위칭 단계에서,
    상기 제어부는 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON/OFF하는 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 테스트부는 LED모듈의 기판이고,
    상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단은 상기 기판의 메탈라인이며, 상기 접지된 제2 단은 상기 기판의 베이스 기판인 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 테스트부는 LED모듈의 LED이고,
    상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단은 상기 LED의 애노드(anode)이며, 상기 접지된 제2 단은 상기 LED의 캐소드(cathode)인 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  11. 제5항에 있어서, 상기 스위치 모듈의 스위칭 단계는,
    상기 제어부가 상기 스위치 모듈의 스위치를 ON으로 유지하는 단계;
    상기 전원 공급부의 전류를 증가시키는 단계; 및
    상기 전원 공급부의 전류가 목표 전류에 이른 경우, 상기 전원 공급부의 전압을 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 테스트부는 LED모듈의 기판의 메탈라인이고,
    상기 스위치 모듈에 연결된 제1 단 및 상기 접지된 제2 단은 각각 상기 메탈라인의 양 끝단인 것을 특징으로 하는 LED모듈의 신뢰성 검증방법.
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