KR20110085957A - 발광 디바이스 제조 장치 및 발광 디바이스 제조 방법 - Google Patents

발광 디바이스 제조 장치 및 발광 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 발광 디바이스 제조 장치에 관한 것으로, 제1 광을 생성하여, 상기 제1 광에 의하여 여기되어 상기 제1 광보다 장파장의 광을 방출하는 형광체를 갖는 봉지재가 구비된 발광 디바이스에 조사하는 제1 조명부와, 상기 제1 광보다 장파장의 제2 광을 생성하여 상기 발광 디바이스에 조사하는 제2 조명부와, 상기 형광체로부터 방출된 광과 상기 발광 디바이스로부터 반사된 상기 제2 광을 입력받아 상기 발광 디바이스의 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 영상 획득부로부터 얻어진 상기 발광 디바이스의 영상을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량 여부를 판단하는 발광 디바이스 상태 판정부를 포함한다.
또한, 본 발명은 이러한 발광 디바이스 제조 장치를 이용한 발광 디바이스 제조 방법을 제안한다.

Description

발광 디바이스 제조 장치 및 발광 디바이스 제조 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING LIGHT EMITTING DEVICE, AND MANUFACTURING METHOD OF LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 백라이트나 조명장치 등에 적용될 수 있는 발광 디바이스를 제조하는 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 가시광과 자외선을 이용하여 발광 디바이스의 불량 여부를 자동적으로 검사할 수 있게 되어, 발광 디바이스의 검사에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 발광 디바이스 제조 장치 및 발광 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaInP 등의 화합물 반도체(compound semiconductor) 재료의 변경을 통해 발광원을 구성함으로서, 다양한 색의 빛을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
최근 LED는 비약적인 반도체 기술의 발전에 힘입어, 저휘도의 범용제품에서 탈피하여, 고휘도 및 고품질의 제품 생산이 가능해졌다. 또한, 고특성의 청색(blue)과 백색(white) LED의 구현이 현실화됨에 따라서, 디스플레이 및 차세대 조명원 등으로 그 응용가치가 확대되고 있다. 이러한 다양한 LED중 백색 LED에 대해 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래 백색 LED의 구조를 나타낸 단면도이다.
도 1에 도시된 종래 백색 LED는, 플라스틱 합성수지제 등으로 이루어질 수 있는 버킷(bucket)(10)의 내부 저면에 제1 및 제2 리드 프레임(21,22)을 갖는 리드 프레임(20)이 형성되고, 상기 제1 리드 프레임(21)에는 청색 LED(30)가 장착되어 접속되고, 상기 제2 리드 프레임(22)에는 다이오드(40)가 장착되어 접속되며, 상기 청색 LED(30)와 다이오드(40)는 본딩 와이어(50)를 통해 전기적으로 접속된다.
여기서, 청색 LED와 노란색(Yellow) 형광체를 이용하여 백색 광을 구현하기 위해서, 청색 LED 칩 패키지에 노란색 형광체를 섞은 실리콘 수지로 이루어진 봉지재를 채워 넣는다. 즉, 상기 버킷(10)의 내측은 봉지재(60)로 도포되고, 상기 봉제제는 노란색 형광체를 포함하고 있으며, 이에 따라, 상기 청색 LED(30)로부터의 청색광이 상기 봉지재(60)의 노란색 형광체에 의해서 백색으로 변한다.
최근에는, 녹색 및 적색 발광영역을 보완하기 위해서, 상기 봉지재(60)에 노란색 형광채 이외에도 녹색이나 청색 형광체가 포함되는 경우도 있다.
이러한 종래 백색 LED를 제조하는 과정에서, 상기 실리콘 수지와 노란색 형광체의 배합비도 중요하지만 패키지에 채워 넣는 봉지재의 도포량도 매우 중요하다. 상기 봉지재는 디스펜싱 장치(dispensing device)에 의해 공급되는데, 이러한 봉지재 공급 과정에서 봉지재가 제대로 공급되지 못하여 미도포되는 경우가 있고, 봉지재가 과일 공급되어 오버플로우되는 경우도 있으며, 또한 봉지재가 공급되는 과정에서 이물이 포함되거나 버킷이 깨지거나 하는 등의 결함이 발생되는 경우도 있으며, 이에 따라 백색 LED의 상태가 불량하게 되므로, 제조과정에서 백색 LED의 불량 여부 상태를 검사하는 과정을 필요하다.
그런데, 이러한 백색 LED의 불량 여부를 육안으로 검사하고 있으며, 이러한 육안 검사는, 검사자들간의 객관적 검사 기준이 모호하고, 숙련자와 비숙련자 간의 검출 능력의 차이로 인해 검사결과에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로써, 그 목적은 가시광과 자외선을 이용하여 발광 디바이스의 불량 여부를 자동적으로 검사할 수 있게 되어, 발광 디바이스의 검사에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 발광 디바이스 제조 장치 및 발광 디바이스 방법을 제공하는 것에 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 기술적인 측면은, 제1 광을 생성하여, 상기 제1 광에 의하여 여기되어 상기 제1 광보다 장파장의 광을 방출하는 형광체를 갖는 봉지재가 구비된 발광 디바이스에 조사하는 제1 조명부와, 상기 제1 광보다 장파장의 제2 광을 생성하여 상기 발광 디바이스에 조사하는 제2 조명부와, 상기 형광체로부터 방출된 광으로부터 제1 영상을 획득하며, 상기 발광 디바이스에 의하여 반사된 상기 제2 광으로부터 제2 영상을 획득하는 영상 획득부 및 상기 영상 획득부로부터 얻어진 상기 제1 및 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량 여부를 판단하는 발광 디바이스 상태 판정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 제1항에 있어서, 상기 제1 광은 자외광이며, 상기 제2 광은 가시광일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 조명부에서 방출된 상기 제1 광을 반사시켜 상기 발광 디바이스에 공급하고, 상기 발광 디바이스로부터 방출된 광을 투과시키는 광 분할기를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 디바이스로부터 방출된 광의 경로 상에 배치되며, 상기 형광체로부터 방출된 광을 통과시키며 다른 파장의 광은 차단하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 조명부는 상기 제2 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되고, 상기 제2 조명부는 상기 제1 조명부가 동작 오프일 때 동작 온될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 조명부는 상기 제2 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되고, 상기 제2 조명부는 상기 제1 조명부가 동작 오프일 때 동작 온될 수 있으며, 나아가, 상기 색필터는 상기 제1 조명부 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역으로 위치되고, 상기 제2 조명부 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역을 제외한 영역으로 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제1 영상으로부터 제1 윤곽선을 추출하고, 상기 제2 영상으로부터 제2 윤곽선을 추출하는 것일 수 있다.
이 경우, 상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제2 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 매칭 검사 과정을 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선을 서로 비교하여 상기 발광 디바이스의 결함 여부를 판단하는 결함 검사과정을 수행하는 것일 수 있으며, 나아가, 상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 발광 디바이스의 결함으로 상기 봉지재의 오버플로, 상기 봉지재의 미도포, 상기 봉지재에 포함된 이물 및 파손 중 적어도 하나의 결함을 판단하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 형광체는 노란색 형광체일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면은,
전기 신호 인가 시 빛을 방출하는 발광 칩을 마련하는 단계와, 상기 발광 칩으로부터 방출된 광 경로 상에 형광체를 형성하여 발광 디바이스를 얻는 단계와, 상기 형광체를 여기시키는 제1 광을 상기 발광 디바이스에 조사하여 상기 형광체로부터 방출된 광을 통하여 제1 영상을 획득하고, 상기 제1 광보다 장파장의 제2 광을 상기 발광 디바이스에 조사하여 상기 발광 디바이스로부터 반사된 상기 제2 광을 통하여 제2 영상을 획득하는 영상 획득 단계 및 상기 제1 및 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량 여부를 판단하는 발광 디바이스 상태 판정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 광은 자외광이며, 상기 제2 광은 가시광일 수 있다.
상기 영상 획득 단계는 상기 제1 광을 반사시켜 상기 발광 디바이스에 조사하고, 상기 발광 디바이스로부터 방출된 광을 투과시키는 광 분할기를 상기 제1 광의 경로 상에 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 영상 획득 단계는 상기 형광체로부터 방출된 광의 경로 상에 색필터를 배치하여 상기 형광체로부터 방출된 광 외에 다른 파장의 광은 차단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 및 제2 영상 각각으로부터 제1 및 제2 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 윤곽선을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량을 판단하는 것일 수 있다.
이 경우, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제2 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여, 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 매칭 검사 과정을 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 오버플로우 여부를 판단하는 오버플로우 검사과정을 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 상기 제1 윤곽선을 이용하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 미도포 여부를 판단하는 미도포 검사과정을 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 상기 제1 윤곽선을 이용하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재에 포함되는 이물 존재 여부를 판단하는 이물 검사과정을 수행하는 것일 수 있다.
또한, 상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 및 제2 윤곽선 중 적어도 하나를 이용하여 상기 발광 디바이스의 파손 여부를 판단하는 파손 검사과정을 수행하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 형광체는 노란색 형광체일 수 있다.
이와같은 본 발명에 의하면, 가시광과 자외선을 이용하여 LED 등의 발광 디바이스의 불량 여부를 자동적으로 검사할 수 있게 되어, 발광 디바이스의 검사에 대한 신뢰성을 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 백색 LED의 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 발광 디바이스 제조 장치의 구성을 보이는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 LED 검사 방법을 보이는 플로우챠트.
도 4는 본 발명에 따른 윤곽선 추출과정을 보이는 플로우챠트.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 결함종류별 영상 예시도
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 설명되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위해서 사용된다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 발광 디바이스 제조 장치의 구성을 보이는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 디바이스 제조 장치는, 제1 광을 생성하여, 미리 설정된 색 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 LED(50)에 공급하는 제1 조명부(200)와, 제2 광을 생성하여 상기 LED(50)에 공급하는 제2 조명부(300)와, 상기 LED(50)로부터의 광 중에서 미리 설정된 광을 통과시키는 색필터(500)와, 상기 색필터(500)를 통한 광을 입력받아, 상기 LED(50)의 영상을 획득하는 영상 획득부(600)와, 상기 영상 획득부(600)로부터의 LED 영상을 이용하여 LED 상태 불량 여부를 판단하는 LED 상태 판정부(700)를 포함한다.
상기 제1 광 및 제2 광 중 하나는 자외선이고, 다른 하나는 가시광일 수 있으며, 예를 들어, 상기 제1 조명부(200)는 제1 광으로써 자외선을 생성하고, 상기 제2 조명부(300)는 제2 광으로써 가시광을 생성할 수 있다.
이때. 본 발명의 발광 디바이스 제조 장치는, 상기 제1 조명부(200)로부터의 제1 광을 반사시켜 LED(50)에 공급하고, 상기 LED(50)로부터 반사되는 광을 투과시키는 광 분할기(400)를 포함할 수 있다. 여기서, 410은 상기 광분할기(400)를 지지하는 지지체이다.
상기 영상 획득부(600)는, 상기 제1 조명부(200)의 제1 광을 이용하여 제1 LED 영상을 획득하고, 상기 제2 조명부(300)의 제2 광을 이용하여 제2 LED 영상을 획득할 수 있다.
또한, 상기 제1 조명부(200)는 상기 제2 조명부(300)가 동작 오프일 때 동작온되고, 상기 제2 조명부(300)는 상기 제1 조명부(200)가 동작 오프일 때 동작온될 수 있다.
이러한 상기 제1 조명부(200) 및 제2 조명부(300)의 동작은, 상기 LED 상태 판정부(700)나 별도의 제어장치에 의해서 제어될 수 있다.
한편, 본 발명의 LED(50)는 노란색(yellow) 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 백색 LED일 수 있으며, 이때, 상기 색필터(500)에 노란색 필터가 채용되면, 상기 제1 조명부(200)의 제1 광인 자외선에 의해 상기 LED(50)의 봉지재에서 생성되는 노란색(yellow)을 상기 영상 획득부(600)로 통과시킬 수 있다.
또한, 상기 색필터(500)는, 상기 제1 조명부(200) 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역으로 위치되며, 이때, 상기 제1 조명부(200)로부터의 자외선이 상기 LED(50)의 봉지재를 투과하지 않고, 상기 LED(50)의 봉지재의 노란색 형광제와 작용하면 노란색 광이 발생되는데, 상기 봉지재로부터의 노란색광은 상기 색필터(500)를 통해 상기 영상 획득부(600)로 통과된다.
이와 달리, 상기 색필터(500)는, 상기 제2 조명부(300) 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역을 제외한 영역으로 위치되며, 이때, 상기 제2 조명부(300)로부터의 가시광이 상기 LED(50)의 봉지재를 투과하여, 상기 LED(50)의 봉지재, 저면, 청색 LED 칩 등에 의해서 반사되는데, 상기 LED(50)로부터 반사되는 광은 상기 색필터(500)를 거치지 않고 상기 영상 획득부(600)로 전달된다.
상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제1 LED 영상으로부터 제1 윤곽선(edge line)을 추출하고, 상기 제2 LED 영상으로부터 제2 윤곽선을 추출할 수 있으며, 이러한 제1,제2 윤곽선 및 기준 윤곽선을 이용하여 다음과 같은 항목을 검사할 수 있다.
먼저, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제2 윤곽선과 미리 설정된 기준 윤곽선을 비교하여, 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 마스크 매칭(mask matching) 검사과정을 수행할 수 있다.
다음, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제1 윤곽선 및/또는 제2 윤곽선을 비교하여 상기 LED(50)의 결함 여부를 판단하는 결함 검사과정을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 LED(50)의 결함으로 봉지재의 오버플로, 봉지재의 미도포, 봉지재에 포함된 이물 존재 및 파손중 적어도 하나의 결함을 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 LED 검사 방법을 보이는 플로우챠트이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 LED 검사 방법은, 미리 설정된 색 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 LED(50)에 대해, 자외선을 이용하여 제1 LED 영상을 획득하고, 가시광을 이용하여 제2 LED 영상을 획득하는 영상 획득 단계(S100,S200)와, 상기 제2 LED 영상과 미리 설정된 기준영상을 이용하여, 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 마스크 매칭(mask matching) 검사단계(S300)와, 상기 제1 LED 영상 및/또는 상기 제2 LED 영상을 이용하여 상기 LED(50)의 결함 존재 여부를 판단하는 결함 검사단계(S400)를 포함한다.
또한, 본 발명의 LED 검사 방법은, 상기 검사단계(S300,S400)후, 상기 검사 과정에서 검사된 각 검사항목별 조사결과, 즉 양호 및 불량을 저장하는 단계(S500)를 포함할 수 있다.
상기 마스크 매칭 검사단계(S300)는, 상기 제1 및 제2 LED 영상 각각으로부터 제1 및 제2 윤곽선을 추출할 수 있으며, 이와같은 윤곽선 추출 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 윤곽선 추출과정을 보이는 플로우챠트이다.
도 2에 도시된 LED 배열판(10)에는 복수의 LED(50)를 포함하고 있기 때문에, 도 4를 참조하면, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각도 복수의 LED 영상을 포함하므로, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각으로부터 하나의 LED 영상에 대한 영역을 설정하고(S310), 상기 설정된 영역의 LED 영상에 대한 잡음을 제거하고(S320), 이후 트레이싱(Tracing)이라는 제1 영상처리를 수행하고, 이어서 쓰레스홀드(Threshold)라는 제2 영상처리를 수행한다.
이러한 윤곽선 추출과정을 통하면, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각으로부터 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선을 구할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 마스크 매칭 검사단계(S300)에서는, 상기 제2 윤곽선과 미리 설정된 기준영상의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단한다.
또한, 상기 결함 검사단계(S400)는, 상기 제1 윤곽선 및/또는 상기 제2 윤곽선을 이용하여 상기 LED(50)의 결함 존재 여부를 판단한다.
구체적으로, 상기 결함 검사단계(S400)는, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하여 상기 LED(50)의 봉지재의 오버플로우 여부를 판단하는 오버플로우 검사과정과, 상기 제1 LED 영상 및 상기 제2 LED 영상을 이용하여 상기 LED(50)의 봉지재의 미도포 여부를 판단하는 미도포 검사과정과, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하여 상기 LED(50)의 봉지재에 포함되는 이물 존재 여부를 판단하는 이물 검사과정과, 상기 제1 윤곽선을 이용하여 상기 LED(50)의 파손 여부를 판단하는 파손 검사과정을 포함할 수 있다.
다른 한편, 본 발명의 LED(50)는, 노란색(yellow) 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 백색 LED이 될 수 있고, 이때, 상기 영상 획득 단계는, 상기 제1 조명부(200)의 제1 광인 자외선에 의해 상기 LED(50)의 봉지재에서 생성되는 노란색(yellow)을 필터링하여 상기 제1 LED 영상을 획득할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 결함종류별 영상 예시도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 LED 결함중 오버플로우 결함에 해당되는 영상이고, 도 5b는 본 발명에 따른 LED 결함중 봉지재 미도포 결함에 해당되는 영상이고, 도 5c는 본 발명에 따른 LED 결함중 이물 결함에 해당되는 영상이며, 도 5d는 본 발명에 따른 LED 결함중 파손 결함에 해당되는 영상이다.
또한, 도 5a,도5b,도5c 및 도 5d에서, 왼쪽 영상은 가시광을 이용하여 획득된 제2 LED 영상이고, 오른쪽 영상은 자외선을 이용하여 획득된 제1 LED 영상이다.
이하, 본 발명의 작용 및 효과를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 발광 디바이스 제조 장치에 대해 설명하면, 본 발명의 제1 조명부(200)는 제1 광으로써 자외선을 생성하여 공급하고, 본 발명의 제2 조명부(300)는 제2 광으로써 가시광을 생성하여 공급하는 경우에 대해 설명한다.
먼저, 상기 제1 조명부(200)로부터의 자외선은 광 분할기(400)에 의해 반사되어 LED 배열판(10)의 LED(50)로 공급된다. 이때, 본 발명의 LED(50)는 노란색(yellow) 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 백색 LED인 경우, 상기 자외선은 상기 LED(50)의 봉지재에 포함된 노란색 형광체에 의해서 노란색으로 반사된다.
본 발명의 색필터(500)는, 상기 제1 조명부(200)가 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역으로 위치되며, 이때, 상기 LED(50)로부터의 노란색 광은, 광 분할기(400) 및 색필터(500)를 통해 영상 획득부(600)로 입력된다.
여기서, 상기 영상 획득부(600)는 카메라로 이루어질 수 있고, 상기 색필터(500)는 색 형광체에 대응하도록 채용되는데, 상기 색 형광체가 노란색 형광체인 경우에는 노란색 필터가 적용될 수 있다. 상기 영상 획득부(600)는 상기 색필터(500)를 통해 입력되는 광을 전기적 신호로 변환하여 제1 LED 영상을 획득한다.
다음, 본 발명의 제2 조명부(300)는, 제2 광으로써 가사광을 생성하여 상기 LED(50)에 공급한다. 이때, 상기 제2 조명부(300)의 가시광은 상기 LED(50)의 봉지재를 투과하여, 상기 LED(50)의 봉지재, 저면, 청색 LED 칩 등에 의해서 반사된다.
한편, 상기 색필터(500)는, 상기 제2 조명부(300) 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역을 제외한 영역으로 위치되며, 이때, 상기 LED(50)에 의해 반사된 가시광은 상기 색필터(500)를 거치지 않고 상기 영상 획득부(600)로 전달된다.
상기 영상 획득부(600)는 상기 색필터(500)를 통하지 않고 입력받은 가시광을 전기적 신호로 변환하여 제2 LED 영상을 획득한다.
다음, 본 발명의 LED 상태 판정부(700)는, 상기 영상 획득부(600)로부터의 LED 영상을 이용하여 LED 상태 불량 여부를 판단하는데, 이에 대해 자세히 설명한다.
상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제1 LED 영상으로부터 제1 윤곽선(edge line)을 추출하고, 상기 제2 LED 영상으로부터 제2 윤곽선을 추출한다.
먼저, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제2 윤곽선과 미리 설정된 기준 윤곽선을 비교하여, 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 마스크 매칭(mask matching) 검사과정을 수행한다. 예를 들어, 상기 제2 윤곽선과 미리 설정된 기준 윤곽선과 일치하는지 여부를 판단하여, 일치하면 크기 및 배치방향이 동일한 것으로 인식하고, 일치하지 않으면 크기 및 배치방향이 동일하지 않는 것으로 인식한다.
다음, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 제1 윤곽선 및/또는 제2 윤곽선을 비교하여 상기 LED(50)의 결함 여부를 판단하는 결함 검사과정을 수행할 수 있다.
이때, 상기 LED 상태 판정부(700)는, 상기 LED(50)의 결함으로 봉지재의 오버플로, 봉지재의 미도포, 봉지재에 포함된 이물 존재 및 파손중 적어도 하나의 결함을 판단할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 LED 검사 방법을 설명한다.
도 3에 도시된 본 발명의 LED 검사 방법에서, 먼저 영상 획득 단계(S100,S200)에서는, 미리 설정된 색 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 LED(50)에 대해, 자외선을 이용하여 제1 LED 영상을 획득하고, 가시광을 이용하여 제2 LED 영상을 획득한다.
여기서, 본 발명의 LED(50)는, 노란색(yellow) 형광체를 갖는 봉지재로 도포된 백색 LED이 될 수 있고, 이때, 상기 영상 획득 단계는, 상기 제1 조명부(200)의 제1 광인 자외선에 의해 상기 LED(50)의 봉지재에서 생성되는 노란색(yellow)을 필터링하여 상기 제1 LED 영상을 획득할 수 있다.
여기서, 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상의 획득과정까지의 동작은 도 2를 참조하여 전술한 동작설명과 동일하므로 생략한다.
다음, 본 발명의 마스크 매칭(mask matching) 검사단계(S300)에서는, 상기 제2 LED 영상과 미리 설정된 기준영상을 이용하여, 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단한다.
이때, 상기 마스크 매칭 검사단계(S300)는, 상기 제1 및 제2 LED 영상 각각으로부터 제1 및 제2 윤곽선을 추출한다. 이러한 윤곽선 추출 과정에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 도 2에 도시된 LED 배열판(10)에는 복수의 LED(50)를 포함하고 있으므로, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각도 복수의 LED 영상을 포함하므로, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각으로부터 하나의 LED 영상에 대한 영역을 설정하고(S310), 이후 상기 설정된 영역의 LED 영상에 대한 잡음을 제거하고(S320), 이후 트레이싱(Tracing)이라는 제1 영상처리를 수행하고, 이어서 쓰레스홀드(Threshold)라는 제2 영상처리를 수행한다.
이러한 영상 처리과정을 통하면, 상기 제1 LED 영상 및 제2 LED 영상 각각으로부터 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선을 구할 수 있다.
이에 따라, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 마스크 매칭 검사단계(S300)에서는, 상기 제2 윤곽선과 미리 설정된 기준영상의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단한다.
다음, 본 발명의 결함 검사단계(S400)에서는, 상기 제1 LED 영상 및/또는 상기 제2 LED 영상을 이용하여 상기 LED(50)의 결함 존재 여부를 판단하며, 보다 자세히는 상기 결함 검사단계(S400)는, 상기 제1 및 제2 LED 영상으로부터 추출된 제1 및 제2 윤곽선, 그리고 기준 윤곽선을 이용하여 상기 LED(50)의 결함 존재 여부를 판단한다.
상기 결함 예에 따른 검사과정은, 오버플로우 검사과정, 미도포 검사과정, 이물 검사과정 및 파손 검사과정을 포함할 수 있다.
상기 오버플로우 검사과정에서는, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 이들 중 하나의 윤곽선만을 이용하여 상기 LED(50)의 봉지재의 오버플로우 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 5a에 도시한 바와같이, 봉지재의 오버플로우가 발생되면, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선이 서로 일치하지 않는다. 보다 구체적으로 설명하면, 가시광에 의하여 얻어진 제2 윤곽선에서는 봉지재에 해당하는 영역 중 오버플로우된 부분이 주변의 다른 영역과 비교하여 명확하게 드러나지 않을 수 있지만, 자외선에 의하여 얻어진 제1 윤곽선에서는 봉지재에 해당하는 영역만이 표시되어 오버플로우된 부분이 명확하게 드러날 수 있다. 이 경우, 도 5a에서는 가시광에 얻어진 제2 윤곽선이 미리 설정된 봉지재와 동일한 형상을 갖는 것으로 나타내었으나, 오버플로우된 정도에 따라 제2 윤곽선은 오버플로우된 영역 중 적어도 일부를 포함하도록 형성될 수도 있을 것이다. 또한, 도 5a에서는 봉지재 내부의 발광 칩이나 와이어 등이 표시되지 않도록 표현되어 있으나, 가시광의 파장에 따라 형광체에 의하여 흡수되는 양은 달라질 수 있으므로, 발광 칩이나 와이어 등의 적어도 일부에 해당하는 윤곽선이 형성될 수도 있을 것이다.
상기 미도포 검사과정에서는 상기 제1 LED 영상 및 상기 제2 LED 영상을 이용하거나 이들 중 하나의 영상만을 이용하여 상기 LED(50)의 봉지재의 미도포 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 5b에 도시한 바와같이, 봉지재가 없더라도 가시광에 의한 제2 윤곽선은 뚜렷하게 존재하지만, 형광체가 분산된 봉지재가 없어 자외선에 의한 발광이 일어나지 않기 때문에 제1 윤곽선은 검출되지 않는다. 따라서, 제1 윤곽선만으로도 봉지재 미 도포 여부를 알아낼 수 있을 것이다.
상기 이물 검사과정에서는, 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 이들 중 하나의 윤곽선만을 이용하여 상기 LED(50)의 봉지재에 포함되는 이물 존재 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 5c에 도시한 바와같이, 가시광에 의한 제2 윤곽선에서도 이물이 보일 수는 있지만 주변의 다른 영역(예컨대, 와이어)과 비교하여 이물이 명확하게 드러나지는 않을 수 있다. 이와 비교하여 자외선에 의한 제1 윤곽선에서는 봉지재 외의 다른 영역에서는 외곽선이 검출되지 않기 때문에 봉지재 내부의 이물을 쉽게 검출할 수 있다. 이와 같이, 봉지재 미도포와 마찬가지로 제1 윤곽선만으로도 봉지재 내부의 이물 존재 여부를 알아낼 수 있을 것이다. 다만, 보다 정밀한 검출을 위하여 제1 및 제2 윤곽선을 비교하여 이물 존재 여부를 알아낼 수도 있을 것이다.
그리고, 상기 파손 검사과정에서는, 상기 제1 및 제2 윤곽선을 이용하거나 이들 중 하나의 윤곽선만을 이용하여 상기 LED(50)의 파손 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 도 5d에 도시한 바와 같이, 봉지재가 파손될 경우에는 제1 및 제2 윤곽선 중 일부의 윤곽선의 형상이 파손된 형상으로 나타날 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 봉지재가 아닌 패키지 본체 등에 파손이 있을 경우에는 가시광에 의한 제2 윤곽선만으로 파손 여부를 알아낼 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과정을 수행한 이후에, 본 발명의 단계(S500)는, 상기 검사단계(S300,S400)후, 상기 검사 과정에서 검사된 각 검사항목별 조사결과, 즉 양호 및 불량을 저장할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 발광 디바이스 제조 장치 및 LED 검사 방법에 의하면, 자외선 조명과 가시광 조명을 이용하여 LED 영상을 획득하고, 이 획득된 LED 영상의 윤곽선을 이용하면, LED의 결함을 종합적으로 자동 검사할 수 있게 되며, 이에 따라 LED 검사에 대한 한층 높은 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.
10 : LED 배열판 50 : LED
200 : 제1 조명부 300 : 제2 조명부
400 : 광 분할기 500 : 색필터
600 : 영상 획득부 700 : LED 상태 판정부

Claims (23)

  1. 제1 광을 생성하여, 상기 제1 광에 의하여 여기되어 상기 제1 광보다 장파장의 광을 방출하는 형광체를 갖는 봉지재가 구비된 발광 디바이스에 조사하는 제1 조명부;
    상기 제1 광보다 장파장의 제2 광을 생성하여 상기 발광 디바이스에 조사하는 제2 조명부;
    상기 형광체로부터 방출된 광으로부터 제1 영상을 획득하며, 상기 발광 디바이스에 의하여 반사된 상기 제2 광으로부터 제2 영상을 획득하는 영상 획득부; 및
    상기 영상 획득부로부터 얻어진 상기 제1 및 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량 여부를 판단하는 발광 디바이스 상태 판정부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 광은 자외광이며, 상기 제2 광은 가시광인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조명부에서 방출된 상기 제1 광을 반사시켜 상기 발광 디바이스에 공급하고, 상기 발광 디바이스로부터 방출된 광을 투과시키는 광 분할기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 디바이스로부터 방출된 광의 경로 상에 배치되며, 상기 형광체로부터 방출된 광을 통과시키며 다른 파장의 광은 차단하는 색필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조명부는 상기 제2 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되고,
    상기 제2 조명부는 상기 제1 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 조명부는 상기 제2 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되고,
    상기 제2 조명부는 상기 제1 조명부가 동작 오프일 때 동작 온되는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 색필터는 상기 제1 조명부 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역으로 위치되고, 상기 제2 조명부 동작 온 시에는 미리 설정된 필터링 영역을 제외한 영역으로 위치되는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제1 영상으로부터 제1 윤곽선을 추출하고, 상기 제2 영상으로부터 제2 윤곽선을 추출하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제2 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 매칭 검사 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 제1 윤곽선 및 제2 윤곽선을 서로 비교하여 상기 발광 디바이스의 결함 여부를 판단하는 결함 검사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정부는 상기 발광 디바이스의 결함으로 상기 봉지재의 오버플로, 상기 봉지재의 미도포, 상기 봉지재에 포함된 이물 및 파손 중 적어도 하나의 결함을 판단하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 형광체는 노란색 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 장치.
  13. 전기 신호 인가 시 빛을 방출하는 발광 칩을 마련하는 단계;
    상기 발광 칩으로부터 방출된 광 경로 상에 형광체를 형성하여 발광 디바이스를 얻는 단계;
    상기 형광체를 여기시키는 제1 광을 상기 발광 디바이스에 조사하여 상기 형광체로부터 방출된 광을 통하여 제1 영상을 획득하고, 상기 제1 광보다 장파장의 제2 광을 상기 발광 디바이스에 조사하여 상기 발광 디바이스로부터 반사된 상기 제2 광을 통하여 제2 영상을 획득하는 영상 획득 단계; 및
    상기 제1 및 제2 영상 중 적어도 하나의 영상을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량 여부를 판단하는 발광 디바이스 상태 판정 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 광은 자외광이며, 상기 제2 광은 가시광인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는 상기 제1 광을 반사시켜 상기 발광 디바이스에 조사하고, 상기 발광 디바이스로부터 방출된 광을 투과시키는 광 분할기를 상기 제1 광의 경로 상에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 영상 획득 단계는 상기 형광체로부터 방출된 광의 경로 상에 색필터를 배치하여 상기 형광체로부터 방출된 광 외에 다른 파장의 광은 차단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 및 제2 영상 각각으로부터 제1 및 제2 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 윤곽선을 이용하여 상기 발광 디바이스의 불량을 판단하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제2 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여, 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 크기 및 배치방향의 동일성 여부를 판단하는 매칭 검사 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 상기 발광 디바이스의 기준 윤곽선을 비교하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 오버플로우 여부를 판단하는 오버플로우 검사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 상기 제1 윤곽선을 이용하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재의 미도포 여부를 판단하는 미도포 검사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 윤곽선과 제2 윤곽선을 비교하거나 상기 제1 윤곽선을 이용하여 상기 형광체가 분산되며 상기 발광 칩을 봉지하는 봉지재에 포함되는 이물 존재 여부를 판단하는 이물 검사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  22. 제17항에 있어서,
    상기 발광 디바이스 상태 판정 단계는 상기 제1 및 제2 윤곽선 중 적어도 하나를 이용하여 상기 발광 디바이스의 파손 여부를 판단하는 파손 검사과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 형광체는 노란색 형광체인 것을 특징으로 하는 발광 디바이스 제조 방법.
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