KR20120045880A - Ｌｅｄ 패키지의 광특성 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 광특성 측정 장치는, 복수의 LED 패키지가 배열된 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 상기 LED 패키지의 출력광을 검출하는 광검출부; 광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이를 고정시키는 안착부; 및 광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이 내의 개별 LED 패키지에 구동 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함한다.

Description

ＬＥＤ 패키지의 광특성 측정 장치{Appratus for measuring optical properties of LED package}
본 발명은 광특성 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광다이오드(Light Emittting Diode: LED) 패키지의 광특성을 측정하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED 패키지는 패키지 본체 혹은 패키지 기판에 실장된 LED 칩과 전극 연결 부위(예를 들어, 범프볼(bump ball) 또는 본딩 와이어(bonding wire)의 보호를 위해 투광성 수지(봉지제)를 도포하여 구현된다. 투광성 수지는 구현하려는 LED 패키지 출력광의 색상에 따라 형광체가 없는 단순한 투명 재료를 사용하거나 형광체가 포함되어 있는 것을 사용한다. LED 패키지의 출력광의 색상은 다양한 형광체와 수지(예를 들어, 실리콘 수지 등)에 따라 달라질 수 있다. 이러한 LED 패키지는 예를 들어 조명이나 백라이트 유닛에 사용되는 백색 발광장치로 사용될 수 있다.
통상의 LED 패키지 제조 공정에서는, LED 칩을 패키지 본체 혹은 기판의 실장 영역에 탑재하여 고정하는 다이본딩 공정을 실시한 후, 전극 연결을 위한 와이어 본딩을 실시하여 LED 칩을 패키지 본체 혹은 기판에 실장한다. 이 때, 복수의 LED 칩이 패키지 본체의 복수 실장 영역에 어레이로 배열될 수 있다. 그리고 나서, 투광성 수지(예컨대, 형광체가 포함된 실리콘 수지 등)를 LED 칩에 도포(dispensing)하고, 도포된 수지를 경화시킨다. 투광성 수지 경화 후에는 개별 LED 패키지로 분리하는 싱귤레이션(singulation) 공정을 실시하고, 개별 LED 패키지의 광특성을 측정한다. 그러나,기존의 광특성 측정 장치를 사용하여, 낱개의 패키지로 분리된 개별 LED 패키지의 광특성을 각각 측정하는 것은 비효율적이며, 이러한 개별 LED 패키지의 광특성 측정 시스템으로는, LED 패키지의 수율이나 특성 개선에 있어 제약이 발생한다.
본 발명의 실시예는, LED 패키지의 광특성을 효율적으로 측정할 수 있어 공정 수율을 높이고 특성 개선에 유리한 LED 패키지의 광특성 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 광특성 측정 장치는, 복수의 LED 패키지가 배열된 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 상기 LED 패키지의 출력광을 검출하는 광검출부; 광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이를 고정시키는 안착부; 및 광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이 내의 개별 LED 패키지에 구동 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 LED 패키지 어레이는 복수의 LED 패키지가 리드프레임에 설치되어 배열된 리드프레임 상태의 LED 패키지 어레이일 수 있다.
상기 광검출부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 측정 대상이 되는 LED 패키지를 바꿔가면서 수평 이동할 수 있다. 특히, 상기 광검출부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 LED 패키지를 따라 2가지 방향으로 수형 이동가능하다.
상기 전압 인가부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 구동 전압을 인가하도록 전압 인가대상이 되는 LED 패키지를 바꿔가면서 수평 이동할 수 있다. 상기 전압 인가부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 구동 전압을 인가하는 프로브 핀을 구비할 수 있다.
상기 광검출부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 2이상의 LED 패키지에 대해 광특성을 동시에 측정하도록 상기 2이상의 LED 패키지의 출력광을 동시에 검출할 수 있다.
상기 전압 인가부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 2이상의 LED 패키지에 대해 광특성을 동시에 측정하기 위해 상기 2이상의 LED 패키지에 구동 전압을 동시에 인가할 수 있다. 상기 전압 인가부는 복수의 프로브 핀 세트를 구비하되, 각 프로프 핀 세트는 하나 이상의 LED 패키지에 구동 전압을 인가하고 각 프로브 핀 세트는 개별적으로 동작할 수 있다.
상기 LED 패키지 어레이에는 LED 패키지들이 행과 열로 배열되어 있고, 상기 전압 인가부는 하나의 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가하고 이 후에 다음 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지는 투광성 수지가 도포된 상태의 LED 패키지이며, 상기 광검출부는 상기 투광성 수지 도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출할 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지는 투광성 수지 미도포 상태의 LED 패키지이며 상기 광검출부는 상기 투광성 수지 미도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, LED 패키지를 낱개로 분리하는 싱귤레이션 공정 전에 LED 패키지 어레이 자재에 대해 그 어레이 내의 각 LED 패키지의 광특성을 측정함으로써 LED 패키지의 광특성 측정 공정의 효율을 높이고 LED 패키지 수율 향상 및 특성 개선을 구현할 수 있다. 특히, 측정 대상을 순차적으로 바꾸어갈 수 있도록 수평 방향으로 이동가능한 광검출부와 전압 인가부를 사용함으로써 LED 패키지의 광특성 측정 효율은 극대화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 광특성 측정 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 광특성 측정 장치를 다른 방향에서 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지의 광특성 측정 장치에 의해 광특성이 측정되는 리드프레임 상태의 LED 패키지 어레이의 일례를 나타낸 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LED 패키지 광특성 측정 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, 광특성 측정 장치(100)는 광검출부(10), 안착부(30) 및 전압 인가부(21)를 포함한다. 광특성 측정 장치(100)는 기존의 측정 장치와는 달리, 낱개로 분리되기 전 상태인(즉, 낱개의 패키지로 분리하는 싱귤레이션 공정 전 상태인) LED 패키지 어레이(50) 내의 LED 패키지(51)에 대해 그 광특성을 측정한다. 이러한 LED 패키지 어레이(50)는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 LED 패키지가 리드프레임(50)에 설치되어 배열된 리드프레임 상태의 LED 패키지 어레이일 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 리드프레임을 사용하지 않는 LED 패키지 어레이(예를 들어, 내부에 도전 패턴이 형성되어 있는 세라믹 패키지 어레이)에도 본 발명이 적용될 수 있다. LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지(51)에는 LED 칩(5)이 실장되어 있다.
광검출부(10)는 LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지(51)에 대해 광특성을 측정하기 위해 LED 패키지(51)로부터 나오는 출력광을 검출한다. 광검출부는 예를 들어 포토다이오드를 갖는 감광 센서를 포함할 수 있다. 광검출부(10)는 이에 연결된 측정부(15)와 함께 광특성의 검출 측정 수단을 이룰 수 있다. 측정부(15)는 광검출부(10)에 의해 검출된 빛의 광학적 특성을 측정, 분석하며, 예를 들어 스펙트럼 분석기 등을 포함할 수 있다. 측정부(15)는 광검출부(10)에서 검출된 LED 패키지의 출력광의 광학적 특성을 측정할 수 있도록 하는 연산처리장치와 기억장치 등을 포함할 수 있다.
안착부(30)는 광검출부(10)를 통한 광특성 측정시 LED 패키지 어레이(50)를 고정시키는 역할을 하며, 예를 들어 클램프(도시 안함) 등을 사용하여 리드프레임(55)을 고정시켜줄 수 있다. LED 패키지 어레이(50) 전체에 대한 광특성이 완료된 후에는 대기중인 다른 LED 패키지 어레이를 수용할 수 있도록, 안착부(30)는 LED 패키지 어레이(50) 전체를 다른 공간이나 장소로 이동시킬 수 있는 레일 등의 이동 수단을 구비할 수도 있다. 전압 인가부(20)는 파워소스(power source: 25) 혹은 소스미터(source meter)에 연결되어 프로브 핀(21)을 통해, 측정 대상이 되는 LED 패키지에 구동 전압을 인가한다.
본 실시예에 따르면, 광검출기(10)는 LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 수평 이동하면서 측정 대상(LED 패키지(51))을 바꿔갈 수 있다. 전압 인가부(20)도 LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지에 대해 구동 전압을 인가하도록 수평 이동하면서 전압 인가 대상이 되는 LED 패키지(51)를 바꿔갈 수 있다.
예를 들어, 전압 인가부(20)는 y 방향으로 이동하면서 LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지에 대해 순차적으로 전압을 인가하고, 광검출기(10)도 y 방향으로 이동하면서 LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지에 대해 순차적으로 그 출력광을 검출할 수 있다. 전압 인가부(20) 또는 광검출부(10)는 y 방향뿐만 아니라 x방향으로도 이동하여 전압 인가대상 또는 검출 대상을 바꿔갈 수 있다. 전압 인가부(20) 또는 광검출부(10)는 그 외에도 다른 방향으로 이동하면서 측정 대상이 되는 LED 패키지를 바꿀 수 있다.
일부 실시예에서는, 전압 인가부(20)는 LED 패키지 어레이(50) 내의 인접한 2이상의 LED 패키지에 대해 동시에 전압을 인가하고, 그 후 다음 순번의 2이상의 LED 패키지에 대해 동시에 전압을 인가하면서 LED 패키지 어레이(50) 내의 모든 LED 패키지들의 광특성을 측정할 수 있다. 이 경우, 광검출부(10)는 LED 패키지 어레이(50) 내의 2이상의 LED 패키지(51)에 대해 동시에 광특성을 측정할 수 있도록 2이상의 LED 패키지(51)의 출력광을 동시에 검출할 수도 있다. 이 경우, 광검출부(10)는 2이상의 복수개의 수광 유닛을 구비할 수 있다. 이와 달리, 전압 인가부(20)에 의한 전압 인가는 2이상의 복수개 LED 패키지에 대해 동시에 인가하지만 광검출부(10)에 의한 출력광 검출은 각 LED 패키지에 대해 순차적으로 그 출력광을 검출할 수도 있다.
일부 실시예에서는, 전압 인가부(20)는 LED 패키지 어레이(50) 내의 모든 LED 패키지(51)에 대해 동시에 구동 전압을 인가할 수 있다. 이 경우, 광검출부(10)는 각 LED 패키지에 대해 순차적으로 출력광을 검출하거나 LED 패키지 어레이(50) 내의 모든 LED 패키지(51)에 대해 동시에 그 출력광을 검출할 수도 있다.
도 2는 도 1의 광특성 측정 장치(100)를 y 방향에서 바라본 도면이다. 도 2를 참조하면, 전압 인가부(20)는 2개의 프로브 핀 세트(20a, 20b)를 구비한다. 각 프로브 핀 세트(20a, 20b)는 2개의 LED 패키지에 구동 전압을 인가할 수 있도록 4개의 프로브 핀(21)을 구비할 수 있다. 1개의 LED 패키지(51)를 구동하기 위해서는 LED 패키지의 양전극에 접촉하는 양극성 프로브 핀과 음전극에 접촉하는 음극성 프로브 핀, 이렇게 2개의 프로브 핀이 필요하다. 따라서, 4개의 프로브 핀(21)을 구비한 각 프로브 핀 세트는 2개의 LED 패키지에 구동 전압을 (순차적으로 혹은 동시에) 인가할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 LED 패키지 어레이(50) 내의 LED 패키지(51)가 4개의 열로 배열될 경우 각 프로브 핀 세트(20a, 20b)는 2개의 LED 패키지(51)에 구동 전압을 인가하고 각 프로브 핀 세트(20a, 20b)는 개별적으로 동작할 수 있다. 도 2에서 우측에 배치된 프로브 핀 세트(20a)는 우측의 2개 열에 있는 LED 패키지에 구동 전압을 인가하고, 좌측에 배치된 프로브 핀 세트(20b)는 좌측의 2개 열에 있는 LED 패키지에 구동 전압을 인가할 수 있다. 이러한 2개의 프로브 핀 세트(20a, 20b)는 동시에 구동 전압을 인가할 수도 있으나, 개별적으로 혹은 순차적으로 구동 전압을 인가할 수도 있다. 예를 들어, 우측 프로브 핀 세트(20a)가 먼저 우측 2개 열의 LED 패키지에 구동 전압을 인가하고, 그 후 좌측 프로브 핀 세트(20b)가 좌측 2개 열의 LED 패키지에 구동 전압을 인가할 때는 우측 프로브 핀 세트(20a)는 다음 행의 LED 패키지(예를 들어, y 방향으로 앞 쪽의 LED 패키지) 아래의 대기 상태로 (y 방향으로) 이동할 수 있다.
상술한 실시예에서는 전압 인가부(20)가 2개의 프로브 핀 세트를 구비하고 각 프로브 핀 세트는 2개의 LED 패키지에 구동 전압을 인가하도록 구성되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전압 인가부(20)는 3개 이상의 프로브 핀 세트를 구비하고 각 프로브 핀 세트는 하나 이상의 LED 패키지에 구동 전압을 인가하도록 구성될 수도 있다. 이와 달리, 전압 인가부(20)는 단 하나의 프로브 핀 세트를 구비할 수도 있다.
도 3은 상술한 LED 패키지의 광특성 측정 장치에 의해 광특성이 측정될 수 있는 LED 패키지 어레이의 일례를 나타낸 평면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, LED 패키지 어레이(50)는 복수개의 LED 패키지(51)가 리드프레임(55)에 설치되어 배열된 리드프레임 상태의 패키지 어레이일 수 있다. 이러한 LED 패키지 어레이(50)에는 LED 패키지들(51)이 행과 열로 배열될 수 있다. 이러한 리드프레임 상태의 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 전압을 인가하여 그 광특성을 용이하게 측정하기 위해서, 각 LED 패키지들(51)의 양전극(57)과 음전극(58)은 서로 전기적으로 분리되어 있다. LED 패키지들(51)이 리드프레임(55)에 설치되어 지지되도록 리드프레임(55)은 각 LED 패키지(51)의 패키지 본체 혹은 기판에 삽입 고정된 패키지 지지부(59)를 구비한다. 각 패키지(51)에 실장된 LED 칩(5)은 예를 들어 본딩 와이어(53)를 통해 패키지 전극(57, 58)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이와 같이 복수의 LED 패키지가 행과 열로 배열된 LED 패키지 어레이에 있어서, 상술한 전압 인가부(20)는 하나의 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가하고 이 후에 다음 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가할 수 있다.
상술한 광특성 측정 장치는 투광성 수지가 도포된(예를 들어, 디스펜싱 공정이 완료된) LED 패키지(51)에 대해 광특성 측정할 수 있다. 뿐만 아니라, 투광성 수지가 아직 도포되지 않은 상태의 LED 패키지(51)에 대해서도 광특성을 측정할 수 있다. LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지(51)는 투광성 수지가 도포된 혹은 디스펜싱 공정이 수행된 LED 패키지로서, 광검출부(10)는 이러한 투광성 수지 도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출할 수 있다. 이와 달리, LED 패키지 어레이(50) 내의 각 LED 패키지(51)는 투광성 수지 미도포 상태의 LED 패키지로서, 광검출부(10)는 이러한 투광성 미도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출할 수도 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
5: LED 칩 10: 광검출부
15: 측정부 20: 전압 인가부
21: 프로브 핀 25: 파워소스
30: 안착부 50: LED 패키지 어레이
51: LED 패키지 55: 리드프레임

Claims (12)

  1. 복수의 LED 패키지가 배열된 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 상기 LED 패키지의 출력광을 검출하는 광검출부;
    광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이를 고정시키는 안착부; 및
    광특성 측정시 상기 LED 패키지 어레이 내의 개별 LED 패키지에 구동 전압을 인가하는 전압 인가부를 포함하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지 어레이는 복수의 LED 패키지가 리드프레임에 설치되어 배열된 리드프레임 상태의 LED 패키지 어레이인 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광검출부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 광특성을 측정하도록 측정 대상이 되는 LED 패키지를 바꿔가면서 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광검출부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 LED 패키지를 따라 2가지 방향으로 수형 이동하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 인가부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 대해 구동 전압을 인가하도록 전압 인가대상이 되는 LED 패키지를 바꿔가면서 수평 이동하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압 인가부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지에 구동 전압을 인가하는 프로브 핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광검출부는 상기 LED 패키지 어레이 내의 2이상의 LED 패키지에 대해 광특성을 동시에 측정하도록 상기 2이상의 LED 패키지의 출력광을 동시에 검출하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전압 인가부는, 상기 LED 패키지 어레이 내의 2이상의 LED 패키지에 대해 광특성을 동시에 측정하도록 상기 2이상의 LED 패키지에 구동 전압을 동시에 인가하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전압 인가부는 복수의 프로브 핀 세트를 구비하되, 각 프로프 핀 세트는 하나 이상의 LED 패키지에 구동 전압을 인가하고 각 프로브 핀 세트는 개별적으로 동작하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지 어레이에는 LED 패키지들이 행과 열로 배열되어 있고,
    상기 전압 인가부는 하나의 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가하고 이 후에 다음 행의 LED 패키지들에 대해 동시에 또는 순차적으로 구동 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지는 투광성 수지가 도포된 상태의 LED 패키지이며, 상기 광검출부는 상기 투광성 수지 도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LED 패키지 어레이 내의 각 LED 패키지는 투광성 수지 미도포 상태의 LED 패키지이며, 상기 광검출부는 상기 투광성 수지 미도포 상태의 LED 패키지의 출력광의 광특성을 검출하는 것을 특징으로 하는 LED 패키지의 광특성 측정 장치.
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