KR20120063411A - 엘이디 소자 테스트 시스템 - Google Patents

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박인규
신한철
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(주)제이콥스
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Abstract

다수의 엘이디 소자가 스트립 상태로 거치된 스트립 프레임의 이동을 가이드 하는 이송가이드가 설치되는 시스템 본체와, 시스템 본체의 일측의 온로더를 통해 스트립 프레임을 이송가이드를 따라 이송시키는 프레임 이송장치와, 프레임 이송장치에 의해 이송된 스트립 프레임 상의 엘이디 소자들을 가열하면서 테스트하는 가열 및 테스트장치와, 가열 및 테스트장치에서 불량품으로 확인된 엘이디 소자를 마킹하거나 스트립 프레임에서 분리하는 불량품 처리장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템이 개시된다.

Description

엘이디 소자 테스트 시스템{A TEST SYSTEM FOR LED}
본 발명은 엘이디(LED) 소자 테스트 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다수의 LED 소자에 대한 고온테스트를 하여 불량품을 분리하기 위한 엘이디 소자 테스트 시스템에 관한 것이다.
엘이디(LED, Light Emitting Diode)는 전기를 빛으로 변환하는 반도체를 이용한 발광 소자의 일종으로, 발광다이오드(Luminescent diode)라고도 한다.
이러한 엘이디는 종래의 광원에 비하여 소형이고, 수명이 길며, 소비전력이 적고, 고속응답이어서, 자동차 계기류의 표시소자, 광통신용 광원 등 각종 전자기기의 표시용 램프, 숫자표시 장치나 계산기의 카드 판독기, 백라이트 등 각종 분야에서 널리 사용되고 있다.
엘이디는 에피공정(EPI), 칩공정(Fabrication) 및 패키지공정(Package) 등을 거쳐 제조되며, 상기 패키지공정을 거쳐 패키지 된 상태로 테스트공정을 거치게 된다. 상기 테스트공정에서는 정상적으로 작동되지 않는 엘이디를 제외시키는 한편, 정상적으로 작동되는 엘이디를 성능에 따라서 등급별로 분류하여 출하하게 된다.
한편, 종래에는 엘이디를 전기테스트 할 때 실온 상태에서 테스트를 하였으며, 엘이디 패키지가 낱개로 분리된 상태에서 1개씩 테스터로 성능을 분석하여 내부 저항에 따라서 분류하여 출하하였다.
이와 같이 엘이디를 실온상태에서 테스트하는 것은 지금까지는 매우 유용하지만, 최근에는 고휘도 엘이디와 같이 빛의 발생이 많은 엘이디가 생산되고 있다.
그런데 이러한 고휘도 엘이디를 실온 전기 테스트하여 적합한 엘이디로 분류되어 실제 기판에 장착하여 사용할 경우, 엘이디에 의해 발생하는 열에 의해 엘이디가 고온으로 가열된다. 이와 같이 가열된 상태에서 전기가 공급되면 엘이디 내부에서 발생된 열에 의해 엘이디가 비정상적으로 손상되는 경우가 발생되는 문제점이 있다.
즉, 실온 상태에서 전기를 공급할 때는 정상제품으로 합격했지만, 실제 사용되는 조건인 고온 상태에서 전기를 공급할 때, 비정상제품이 되는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 점을 고려하여 종래의 테스트 장비를 이용하여 엘이디 각각에 열을 가하여 테스트할 경우 많은 어려움이 있으며, 낱개의 엘이디를 가열하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 테스트하는데 많은 시간이 소요되어 생산성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 복수의 엘이디를 동시에 가열하여 테스트할 수 있도록 개선된 엘이디 소자 테스트 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엘이디 소자 테스트 시스템은, 다수의 엘이디 소자가 스트립 상태로 거치된 스트립 프레임의 이동을 가이드 하는 이송가이드가 설치되는 시스템 본체와; 상기 시스템 본체의 일측의 온로더를 통해 스트립 프레임을 상기 이송가이드를 따라 이송시키는 프레임 이송장치와; 상기 프레임 이송장치에 의해 이송된 스트립 프레임 상의 엘이디 소자들을 가열하면서 테스트하는 가열 및 테스트장치와; 상기 가열 및 테스트장치에서 불량품으로 확인된 엘이디 소자를 마킹하거나 상기 스트립 프레임에서 분리하는 불량품 처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 스트립 프레임이 상기 가열 및 테스트장치로 이송되기 전에 미리 적정 온도로 예열시키기 위한 예열장치를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 예열장치는, 상기 프레임 이송가이드에 지지된 스트립 프레임을 사이에 두고 서로 접근 및 이격 가능하게 설치되며, 접근시 상기 스트립 프레임에 접촉되어 양면을 각각 예열하는 상부 및 하부예열유닛을 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 프레임 이송장치는, 상기 이송가이드를 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1수평이동유닛과; 상기 제1수평이동유닛에 설치되는 그립퍼유닛; 및 상기 제1수평이동유닛을 왕복 이동시키는 제1로봇유닛;을 포함하며, 상기 그립퍼유닛은, 상기 온로더로부터 상기 이송가이드로 로딩된 스트립 프레임을 클램핑하기 위해 서로 접근 및 이격 가능하게 설치되는 한 한 쌍의 그립부재와, 상기 한 쌍의 그립부재에 이웃하여 수평 방향으로 움직임 가능하게 설치되며 상기 예열장치에서 예열된 스트립 프레임을 밀어서 상기 가열 및 테스트장치로 이동시키는 간섭부재를 포함하는 것이 좋다.
또한, 상기 가열 및 테스트장치는, 상기 이송가이드를 따라 가열 및 테스트위치로 이동된 스트립 프레임의 일면을 가열하기 위한 상부 가열유닛과; 상기 상부 가열유닛에 대응되도록 상기 스트립 프레임의 타면을 가열하기 위한 하부 가열유닛과; 상기 상부 가열유닛과 하부 가열유닛 중 어느 하나를 상기 이송가이드를 따라 왕복 이동시키는 제2로봇유닛; 및 상기 상부 가열유닛과 하부 가열유닛 중 어느 하나에 설치되어 상기 스트립 프레임에 거치된 엘이디 소자를 테스트하는 테스트유닛;을 포함하며, 상기 상부 및 하부 가열유닛 중 어느 하나의 가열유닛은 상기 스트립 프레임에 접촉된 상태로 클램핑하여 상기 제2로봇유닛에 의해 테스트 위치로 순차적으로 이동되고, 나머지 가열유닛은 승강 가능하게 설치되어 상기 클램핑된 스트립 프레임에 접촉되어 가열시키고, 상기 테스트유닛은 승강 가능하게 설치되며, 상기 테스트위치로 이동된 스트립 프레임에 접근시 다수의 엘이디 소자에 접촉되어 테스트하는 다수의 프루브핀을 가지는 것이 좋다.
여기서, 상기 상부 가열유닛은 상기 제2로봇유닛에 의해 상기 이송가이드를 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며, 상기 하부 가열유닛은 승강 이동 가능하게 설치되며, 상기 테스트유닛은 상기 하부 가열유닛에 인접하여 승강 이동 가능하게 설치되는 것이 좋다.
또한, 상기 테스트유닛은 상기 하부 가열유닛에 연결되어 상기 가열유닛의 승강 운동시 함께 이동되며, 상승시 상기 상부 가열유닛에 지지된 스트립 프레임에 거치된 다수의 엘이디 소자 중 일부에 접촉되어 순차적으로 전기테스트를 하는 것이 좋다.
또한, 상기 불량품 처리장치는, 상기 스트립 프레임에 거치되어 테스트받은 다수의 엘이디 소자 중 불량품에 대해 마킹을 하기 위한 마커와; 상기 마커를 지지하며, 서로 직교하는 3축 방향 각각으로 상기 마커를 이동시켜 상기 불량품을 상기 마커가 추적할 수 있도록 하는 제3로봇유닛과; 상기 마커가 상기 불량품에 접촉되어 마킹하는 동안 상기 스트립 프레임의 반대쪽에서 상기 스트립 프레임을 접촉지지하도록 상기 마킹위치의 스트립 프레임에 접근 및 이격 가능하게 설치되는 지지유닛;을 포함하는 것이 좋다.
본 발명의 엘이디 소자 테스트 시스템에 따르면, 복수의 엘이디 소자를 동시에 공급하여 적정 온도로 가열시킨 상태에서 낱개씩 순차적으로 전기적인 테스트를 수행할 수 있게 된다.
따라서 엘이디 소자 각각이 실제 사용되는 환경 조건하에서 정상적으로 작동하는지 여부를 테스트하여, 불량품과 정상품을 분류할 수 있게 되어 제품에 대한 신뢰성을 높일 수 있게 된다.
또한, 다수의 엘이디 소자를 동사에 공급하여 동시에 가열시킨 상태에서 순차적으로 테스트하게 됨으로써, 낱개씩 공급하여 고온테스트하는 것에 비해 상대적으로 테스트시간을 단축시킬 수 있으며, 따라서 생산성이 저하되는 것을 최소화하면서 고온 테스트를 수행할 수 있는 이점이 있다.
또한, 예열장치를 추가적으로 구비함으로써, 엘이디 소자를 가열 및 테스트하는데 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 소자 테스트 시스템의 전체를 나타내 보인 사시도이다.
도 2는 스트립 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 요부를 확대하여 보인 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 프레임 이송장치를 나타내 보인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 그립퍼유닛을 발췌하여 보인 사시도이다.
도 6은 도1에 도시된 예열장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 도 1에 도시된 가열 및 테스트장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 가열 및 테스트장치의 우측면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 상부 가열유닛의 요부를 발췌하여 보인 사시도이다.
도 10은 도 7에 도시된 하부 가열유닛 및 테스트유닛을 발췌하여 보인 사시도이다.
도 11은 도 1에 도시된 불량품 처리장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 12는 도 11의 요부를 발췌하여 보인 사시도이다.
도 13은 가열 및 테스트하는 과정을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 소자 테스트 시스템을 자세히 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 12를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 소자 테스트 시스템(10)은, 시스템 본체(100)와, 온로더(200)와, 프레임 이송장치(300)와, 예열장치(400)와, 가열 및 테스트장치(500)와, 불량품 마킹장치(600) 및 오프로더(700)를 구비한다.
상기 시스템 본체(100)는 본체 케비넷(110)과, 상기 본체 케비넷(110)의 대략 중앙부분에 수평 상태로 설치되는 고정스테이지(120)와, 상기 고정스테이지(120)의 상부에 설치되는 이송가이드(130)를 구비한다.
상기 본체 케비넷(110)의 외부에는 미도시된 보호커버가 설치되어, 엘이디 소자 테스트 작업을 외부로부터 보호하고, 작업자의 안전을 확보할 수 있다. 상기 고정스테이지(120)는 본체 케비넷(110)의 대략 중앙높이에, 수평 상태로 고정 설치되며, 그 상부에는 상기 이송가이드(130)가 고정 설치된다. 이러한 이송가이드(130)는 서로 이격되며 나란한 한 쌍의 가이드부재(131,132)를 구비한다. 상기 한 쌍의 가이드부재(131,132)를 따라서 테스트할 다수의 엘이디 소자(41)가 스트립 상태로 거치된 스트립 프레임(40)이 상기 온로더(200)로부터 오프로더(700)까지 가이드 되어 이동될 수 있다. 따라서 이송가이드(130)는 온로더(200)와 오프로더(700)에 설치된다.
상기 온로더(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템 본체(100)의 일측( 도면상 좌측)에 설치된다. 이러한 온로더(200)는 제1승강구동부(210)와, 제1승강구동부(210)에 상하 승강 가능하게 설치되는 온로딩부재(220) 및 프레임 취출유닛(240)을 구비한다.
상기 온로딩부재(220)는 제1승강구동부(210)에 의해 상하로 이동 가능하며, 카세트 메거진(30)이 복수 단으로 안착 될 수 있다. 상기 카세트 메거진(30)에는 도 2에 도시된 바와 같이, 테스트 될 다수의 엘이디(41)가 스트립 상태로 거치된 다수의 스트립 프레임(40)이 적층되어 수용된다. 이와 같이 다수의 스트립 프레임(40)이 적층되어 수용된 카세트 메거진(30)은 상기 온로딩부재(220)에 거치된다. 그리고 스트립 프레임(40)이 수용된 카세트 메거진(30)은 온로딩부재(220)의 승강구동에 의해 각각의 스트립 프레임(40)이 로딩위치로 순차적으로 위치된다. 그리고 상기 프레임 취출유닛(240)에 의해 스트립 프레임(40)이 카세트 매거진(30)으로부터 낱개씩 밀려서 취출되어 프레임 이송장치(300)에 의해 클램핑되는 위치(이송가이드(130)에 거치되는 위치)로 이동된다.
도 1, 도 3, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 프레임 이송장치(300)는 상기 이송가이드(130)를 따라 수평 방향으로 왕복이동 가능하게 설치되는 제1수평이동유닛(310)과, 상기 제1수평이동부재(310)의 상부에 설치되는 그립퍼유닛(320) 및 상기 제1수평이동유닛(310)을 왕복 이동시키는 제1로봇유닛(330)을 구비한다.
상기 제1수평이동유닛(310)은 수평블록(311)과, 수평블록(311)에 수직연결되는 수직블록(312)을 구비한다. 상기 제1수평이동유닛(310)은 고정스테이지(120)의 상부에 위치되어 상기 이송가이드(130)를 따라 좌우 이동 가능하게 설치되며, 상기제1로봇유닛(330)에 의해 이동된다.
상기 제1수평이동유닛(310)의 수직블록(312)에는 그립퍼유닛(320)이 설치된다. 상기 그립퍼유닛(320)은 상기 온로더(200)로부터 온로딩되어 이송가이드(130)에 거치된 스트립 프레임(40)의 단부를 클램핑하기 위한 한 쌍의 그립부재(321,322)와, 상기 그립부재(322)에 이웃하여 설치되는 간섭부재(323)를 구비한다.
상기 한 쌍의 그립부재(321,322)는 서로 마주하도록 상하로 배치된 그립부(321a,322a)를 가진다. 상기 그립부재(321,322) 각각은 메인승강블록(324)에 대해 승강 가능하게 설치되는 승강블록들(325,326)에 의해 상하로 이동가능하게 구동제어됨으로써, 상기 그립부(321a,322a)를 이용하여 스트립 프레임(40)을 선택적으로 클램핑하고 클램핑 해제할 수 있다. 상기 메인승강블록(324)은 예를 들어 에어실린더 등을 포함하는 구동수단에 의해 수직블록(312)에 승강 구동 가능하게 설치되며, 상기 승강블록들(325,326) 또한 그립부재들(321,322)을 지지한 채 에어실린더 등의 구동수단에 의해 메인승강블록(324)에 상하 구동 가능하게 설치된다.
상기 간섭부재(323)는 메인승강블록(324)에 수평이동 가능하게 설치되는 수평이동블록(327)에 지지되어 수평 방향으로 소정 거리 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이러한 간섭부재(323)는 상기 그립부재(321,322)에 의해 온로더(200)로부터 예열장치(400)로 이동되어 예열된 스트립 프레임(40)을 간섭하여 이송가이드(130)를 따라 가열 및 테스트장치(500)로 이동시키기 위한 것이다.
상기 제1로봇유닛(330)은 상기 고정 스테이지(110)의 하부에 고정 설치되는 고정브라켓(331)에 설치되는 제1로봇구동부(332)와, 상기 제1로봇구동부(332)에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1슬라이더(333)와, 상기 제1슬라이더(333)가 이동할 때 각종 공압호스, 전선들을 안전하게 안내하는 체인유닛(334)을 구비한다.
상기 제1로봇구동부(332)는 서보모터, 볼스크류, 안내가이드 등을 포함하는 구성으로서, 상기 제1슬라이더(333)를 왕복 슬라이딩 구동시킨다. 상기 제1슬라이더(333)는 제1로봇구동부(332)에 왕복 이동 가능하게 설치되어, 제1로봇구동부(332)의 구동동작시 왕복 이동하면서 상기 수평이송유닛(310)을 왕복 이동시킨다. 이를 위해 제1슬라이더(333)의 상단은 상기 수평이송유닛(310)에 연결된다. 그리고 체인유닛(334)은 일단은 상기 제1슬라이더(333)에 연결되고, 타단은 상기 고정브라켓(331)에 연결되어 상기 제1슬라이더(333)가 제1수평이동유닛(310)과 그립퍼유닛(320)의 하중을 이기고 안정되게 왕복 이동될 수 있도록 지지한다.
상기 예열장치(400)는 예열위치로 이동된 스트립 프레임(40)을 사이에 두고 설치되는 상부예열유닛(410)과, 하부예열유닛(420)을 구비한다.
상부예열유닛(410)은 상부예열블록(411)과, 상기 상부예열블록(411)을 지지하는 상부 승강블록(412)과, 상부 승강블록(412)이 승강이동 가능하게 연결되는 상부 지지블록(413) 및 상부 승강구동부(414)를 구비한다. 상부예열블록(411)은 그 내부에 전기에너지에 의해 발열되는 발열부가 구비되어 있으며, 미도시된 온도센서에 의해 발열온도가 센싱되어 적정온도로 유지되도록 제어된다. 이 상부예열블록(411)은 상부 승강블록(412)의 하부에 설치되며, 상부 승강블록(412)과 함께 상하로 이동되면서 예열위치로 이동된 스트립 프레임(40)에 접촉되어 예열하여 예열 후에는 상승하여 분리된다. 상부 승강블록(412)은 상부 승강구동부(414)에 의해 상부 지지블록(413)에 상하 이동 가능하게 연결된다. 상부 승강구동부(414)는 서보모터 또는 공압실린더를 포함할 수 있다. 상부 지지블록(413)은 고정 스테이지(110)의 상부에 고정 설치된다.
상기 하부예열유닛(420)은 하부예열블록(421)과, 하부예열블록(421)을 지지하며 상하로 승강 이동 가능한 하부 승강블록(422)과, 하부 승강블록(422)을 승강 가능하게 지지하는 하부 지지블록(423) 및 하부 승강구동부(424)를 구비하다.
하부예열블록(421)은 상부예열블록(411)과 마주하도록 그 하부에 위치되며, 구체적으로는 한 쌍의 가이드 부재(131,132) 사이에 위치됨으로써, 가이드부재(131,132)를 따라 이송 가이드 되어 그 가이드부재(131,132)에 거치된 상태의 스트립 프레임(40)의 하부를 접촉된 상태로 예열시킬 수 있다. 이러한 하부예열블록(421)도 내부에 전기에너지에 의해 발열되는 발열체가 구비되어 원하는 소정 온도로 발열되도록 구동제어될 수 있다.
하부 승강블록(422)은 그 상부에 하부예열블록(421)을 지지하며, 하부 승강구동부(424)에 의해 상하로 소정 거리 승강 이동되며, 하부 지지블록(423)에는 상하 이동 가능하게 지지된다. 상기 하부 승강구동부(424)는 공압실린더 및 서보모터 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 구성을 가지는 예열장치(400)는 상부 및 하부예열블록(411,421) 사이로 스트립 프레임(40)이 이동되며, 서로 접근하도록 구동됨으로써, 스트립 프레임(40)의 상부 및 하부 각각에 접촉된 상태로, 그 스트립 프레임(40)을 소정 시간 동안 예열한다. 따라서 상기 가열 및 테스트장치(500)에서의 가열테스트시간을 단축할 수 있게 되어, 단시간에 보다 많은 양의 엘이디를 테스트할 수 있게 된다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 상기 가열 및 테스트장치(500)는 상부 가열유닛(510)과, 상부 가열유닛(510)을 이송가이드(130)를 따라 왕복 이동시키는 제2로봇유닛(520)과, 하부 가열유닛(530) 및 테스트유닛(540)을 구비한다.
상기 상부 가열유닛(510)은 상부 가열블록(511)과, 상부 가열블록(511)을 지지하는 상부 승강블록(512)과, 상부 승강블록(512)을 승강 가능하게 지지하는 상부 지지블록(513), 상부 승강구동부(514) 및 클램핑부(515)를 구비한다.
상부 가열블록(511)은 그 내부에 전기에너지에 의해 발열되는 발열부가 구비되어, 원하는 소정 온도로 가열되도록 제어된다. 이러한 가열블록(511)은 상부 승강블록(512)의 하부에 결합되어 상하로 승강 소정 거리 승강 가능하며, 가열 및 테스트위치로 이동된 스트립 프레임(40)을 상기 클램핑부(515)를 이용하여 클램핑 하여 접촉된 상태로 테스트완료까지 함께 이동된다.
상부 승강블록(512)은 상부 승강구동부(514)에 의해 상부 지지블록(513)에 대해 상하 이동 가능하게 지지된다. 상기 상부 승강구동부(514)는 서보모터와 공압실린더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2로봇유닛(520)은 상기 고정 스테이지(110)의 상부에 고정 설치되는 고정브라켓(521)에 설치되는 제2로봇구동부(522)와, 상기 제2로봇구동부(522)에 왕복 슬라이딩 가능하게 설치되는 제2슬라이더(523)를 구비한다.
상기 제2로봇구동부(522)는 서보모터, 볼스크류, 리니어가이드 등을 포함하는 구성으로서, 상기 제2슬라이더(523)를 이송가이드(130)와 나란한 방향으로 왕복 슬라이딩 구동시킨다. 상기 제2슬라이더(523)는 제2로봇구동부(523)에 왕복 이동 가능하게 설치되어, 제2로봇구동부(522)의 구동동작시 왕복 이동하면서 상기 상부 지지블록(513)을 왕복 이동시킨다. 이를 위해 제2슬라이더(523)에는 상부 지지블록(513)이 결합된다. 그리고 체인유닛(524)은 일단은 상기 제2슬라이더(523)에 연결되고, 타단은 상기 고정 스테이지(110)에 연결되어 공압선이나 전선류등을 보호하는 기능을 한다.
상기 클램핑부(515)는 도 9에 도시된 바와 같이, 상부 가열블록(511)의 일측에 고정설치되는 제1접촉부재(515a)와 상부 가열블록(511)의 타측에 이송 가이드(30)와 나란한 방향으로 왕복 이동 가능하게 설치되는 제2접촉부재(515b)를 구비한다. 제2접촉부재(515b)는 상부 가열블록(511)의 상부에 구비된 수평구동부(516)에 의해 수평 방향으로 이동가능하게 된다. 이러한 구성의 클램핑부(515)는 가열 및 테스트위치로 이동된 스트립 프레임(40)의 양단을 도 9와 같이 제1 및 제2접촉부재(515a,515b)를 이용하여 접촉 지지할 수 있으며, 이와 같이 클램핑부(515)에 의해 클램핑된 스트립 프레임(40)은 이송 가이드(130)와 나란한 방향으로 단계적으로 이동되면서, 상기 테스트유닛(540)에 의해 스트립 프레임(40)에 거치된 엘이디 소자들이 단계적으로 테스트받도록 할 수 있다.
상기 하부 가열유닛(530)은 하부 가열블록(531)과, 하부 승강블록(532)과, 하부 승강블록(532)을 승강 가능하게 지지하는 하부 지지블록(533) 및 하부 승강구동부(534)를 구비한다.
상기 하부 가열블록(531)은 상부 가열블록(511)의 하부에 서로 마주하도록 배치되며, 하부 승강블록(532)의 상부에 설치되어 하부 승강블록(532)과 함께 상하로 이동되면서 가열 및 테스트위치로 이동된 스트립 프레임(40)의 하부를 접촉 가열하게 된다. 이러한 하부 가열블록(531)의 내부에도 전기에너지에 의해 발열되는 발열체가 구비될 수 있으며, 미도시된 온도센서에 의해 온도를 측정하여 원하는 적정온도가 되도록 유지시킬 수 있다.
상기 하부 승강블록(532)은 상부에 하부 가열블록(531)을 지지한 채 상기 하부 지지블록(533)에 상하 왕복 이동 가능하게 설치된다. 이 하부 승강블록(532)은 하부 승강구동부(534)의 구동에 의해 상하로 왕복 이동될 수 있다. 하부 승강구동부(534)는 도시된 바와 같이 서보모터, 볼스크류 및 안내 가이드로 구성될 수 있고, 공압실린더로 구성될 수도 있으며, 이외에도 다양한 공지의 기술이 적용될 수 있음은 당연하다.
상기 테스트유닛(540)은 상기 하부 가열블록(531)에 인접하여 설치되는 테스트블록(541)과, 상기 테스트블록(541)의 상부로 돌출되게 설치되는 다수의 프루브핀(542) 및 테스트블록(541)의 상부로 돌출되게 설치되는 가이드핀(543)을 구비한다.
상기 테스트블록(541)은 하부 가열블록(531)의 측면에 위치되도록 상기 하부 승강블록(532)에 결합되어, 하부 승강블록(532)에 하부 가열블록(531)과 함께 반복하여 승강 구동될 수 있다. 테스트블록(541)의 상부에 돌출되게 설치되는 다수의 프루브핀(542)은 스트립 프레임(40)에 거치된 다수의 엘이디(41)를 전기적으로 테스트하기 위한 것이다. 이러한 다수의 프루브핀(542)은 하나의 스트립 프레임(40)에 거치된 다수의 엘이디(41)를 복수 회에 걸쳐서 순차적으로 접촉하여 전기테스트를 수행하게 된다. 이와 같이 하나의 스트립 프레임(40)에 거치된 전체 엘이디(41)보다 적은 수의 프루브핀(542)을 이용하여 하나의 스트립 프레임(40)에 거치된 전체 엘이디(41)를 테스트하기 위해서는, 스트립 프레임(40)이 상부 가열블록(511)에 지지된 상태로 상부 가열유닛(510)을 일정 거리(스트립 프레임의 이동방향으로의 프루브핀들의 최대 간격거리)씩 단계적으로 이동시킨다. 그리고 스트립 프레임(40)의 이동시에는 테스트블록(541)을 하강시킨 뒤, 스트립 프레임(40)의 이동이 완료되면 테스트블록(541)을 다시 상승시켜 테스트하지 않은 엘이디들을 프루브핀(542)에 접촉시켜 테스트동작을 수행하게 된다.
여기서 스트립 프레임(40)에 거치된 엘이디들(41) 중에서 테스트받지 않은 엘이디들은 상부 가열블록(511) 및 하부 가열블록(531)에 접촉되어 계속해서 설정온도 이상으로 유지되어 고온의 환경에서 전기적인 테스트를 받을 수 있게 된다.
상기 가이드핀(543)은 테스트동작을 위해 테스트유닛(540)에 스트립 프레임(40)이 접근시 스트립 프레임(40)에 형성된 위치결정홀(42)에 삽입됨으로써, 프루브핀들(542)이 스트립 프레임(40)에 거치된 엘이디소자들(41)과 정확하게 일치하여 접촉되도록 할 수 있다.
또한, 가열 및 테스트장치(500)의 상, 하부를 뒤집어서 하부가열블록과 테스트유닛을 상부로 옮기고, 상부가열블록을 하부로 옮기고 제2로봇유닛은 하부에 있는 가열블록을 순차적으로 이송시킬 수도 있다.
상기와 같이 가열 및 테스트장치(500)에서 고온으로 가열된 환경에서 테스트받은 스트립 프레임(40)은 상기 상부 가열블록(511)에 지지된 상태로 상기 불량품 마킹장치(600)에 의한 마킹위치로 이송된다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 불량품 처리장치(600)는 상기 가열 및 테스트장치(500)에서 테스트한 다수의 엘이디(41) 중에서 불량품을 추적하여 마킹하거나 스트립 프레임(40)으로부터 밀어내어 제거하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에서는 불량품에 마킹하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.
상기 불량품 처리장치(600)는 불량품에 마킹 처리하기 위한 마커(610)와, 상기 마커(610)가 스트립 프레임(40)에 거치된 다수의 엘이디(41) 중에서 불량품을 추적하여 마킹처리할 수 있도록 서로 직교하는 3축 방향 각각으로 구동시키기 위한 제3로봇유닛(620) 및 상기 제3로봇유닛(620)에 설치되어 불량품 처리공정이 완료된 스트립 프레임(40)을 오프로더(700) 쪽으로 이동시 간섭하기 위한 간섭유닛(630) 및 마킹위치로 이동된 스트립 프레임(40)의 하부를 선택적으로 접촉지지하는 지지유닛(640)을 구비하다.
상기 마커(610)는 로봇유닛(620)에 착탈 가능하게 설치되며, 로봇유닛(620)에 의해 서로 직교하는 3축 방향(x,y,z)으로 이동되어 불량품(불량 엘이디)의 상면에 마킹을 할 수 있다. 상기 고정스테이지(120) 상에는 작업 종료 후 상기 마커(610)가 삽입되어 위치된 홈 포지션에 설치되는 마커 안착부재(611)가 설치된다.
상기 제3로봇유닛(620)은 상기 마커(610)를 제1축 방향(z축 방향)으로 승강 구동시키는 제1축 구동부(621)와, 제1축 구동부(621)가 설치된 로봇브라켓(622)을 제2축 방향(y축 방향)으로 왕복 구동시키는 제2축 구동부(623)와, 제2축 구동부(623)를 제3축 방향(x축 방향)으로 구동시키는 제3축 구동부(624)를 구비한다.
본 실시예에서 상기 제1축 구동부(621)는 에어실린더에 의해 구동되고, 제2,3축 구동부(623)(624)는 서보모터, 볼스크류 및 안내가이드 등으로 구성되었으며, 그외 공지의 다양한 방법으로 구성될 수도 있다.
이러한 구동부들(621,623,624)은 시스템 제어부의 제어신호에 의해 각각 독립적으로 구동제어됨으로써, 마커(610)가 불량품으로 판정된 엘이디 소자 위에 마킹할 수 있도록 불량품 좌표를 찾아서 이동하여 마킹할 수 있도록 한다.
상기 제2축 및 제3축 구동부(623,624) 각각은 앞서 설명한 제2로봇유닛(520)과 동일한 구성을 가지며, 동일한 방법에 의해 구동될 수 있는 것으로서 자세한 설명은 생략한다. 여기서 상기 제3축 구동부(624)는 고정스테이지(120) 상부에 설치되는 지지블록(625)에 고정 설치된다.
상기 간섭유닛(630)은 간섭부재(631)와, 간섭부재(631)를 제3축방향(x축방향)으로 왕복 이동시키는 제1간섭구동부(632)와, 제1간섭구동부(632)를 지지하는 지지블록(633)을 제1축 방향(z축 방향)으로 왕복 이동시키는 제2간섭구동부(634)를 구비한다. 상기 구성을 가지는 간섭유닛(630)은 마킹위치에서 마킹작업이 완료된 후, 간섭부재(631)가 하강된 뒤 스트립 프레임(40)의 단부에 접촉되도록 위치되며, 이러한 상태에서 상기 제3축 구동부(624)의 구동에 의해 오프로더(700) 쪽으로 이동되면서 스트립 프레임(40)을 오프로더(700)에 배치된 매거진(30)에 장착되도록 스트립 프레임(40)을 이송시키게 된다.
상기 지지유닛(640)은 마킹위치로 이동된 스트립 프레임(40)의 하부에서 그 스트립 프레임(40)을 접촉 지지하도록 상승이동 및 이격되도록 하강이동되는 승강 지지블록(641)과, 승강 지지블록(641)을 승강구동시키는 지지 승강구동부(642) 및 지지 승강구동부(642)를 지지하도록 고정 스테이지(120)에 설치되는 지지 고정블록(643)을 구비한다.
상기 승강 지지블록(641)은 상승시 마킹위치에 위치한 스트립 프레임(40)의 하부를 접촉지지함으로써 마커(610)가 불량 엘이디를 마킹하기 위해 하강할 때, 마커(610)에 의해 스트립 프레임(40)이 눌리더라도 스트립 프레임(40)이 휘어지거나 하여 정상적인 엘이디에 손상이 가는 것을 방지하고, 마킹되는 엘이디가 마커(610)에 눌려서 분리되지 않도록 하부에서 지지하는 역할을 하게 된다.
상기 지지 승강구동부(642)는 에어실린더를 포함할 수 있으며, 이외에도 다양한 승강수단이 적용될 수 있다. 이러한 지지유닛(640)은 상기 가이드부재들(131,132)의 내측에 설치된다.
상기 오프로더(700)는 테스트과정을 마친 스트립 프레임(40)을 회수하기 위한 것으로서, 스트립 프레임(40)을 회수하여 수용하기 위한 다수의 매거진(30)이 적층되는 오프로드부재(720)가 제2승강구동부(710)에 의해 승강 가능하게 설치된 구성을 가진다. 이러한 구성의 오프로더(700)는 일반적으로 널리 알려진 기술구성에 해당되므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 온로더(200) 및 오프로더(700)를 구비한 구성을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 온로더(200) 및 오프로더(700)를 생략하고 기존의 엘이디 제조 공정상에 본 발명의 엘이디 소자 테스트 시스템을 적용할 수 있는 것으로도 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 마커(610)를 이용하여 불량 엘이디에 마킹을 하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 마커(610)를 이용하거나, 또는 마커(610)와 유사한 구성의 푸셔를 설치하여 불량 엘이디를 스트립 프레임(40)으로부터 밀어서 미리 제거할 수도 있다.
이하 상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 소자 테스트 시스템의 작용효과를 자세히 설명하기로 한다.
먼저, 온로더(200)의 온로딩부재(220)에 거치된 카세트 메거진(30)이 로딩위치에 위치되며, 상기 프레임 취출유닛(240)에 의해서 낱개의 스트립 프레임(40)이 프레임 이송장치(300)에 클램핑되는 위치에 위치되도록 한 쌍의 가이드부재(131,132)에 안착된다.
다음으로, 상기 프레임 이송장치(300)가 온로더(200) 쪽으로 이동하여 도 5에 도시된 바와 같이, 그립부재들(321,322)을 이용하여 스트립 프레임(40)의 일단부를 클램핑하고, 클램핑 한 스트립 프레임(40)을 상기 예열장치(400)로 이송시킨다.
예열장치(400)로 스트립 프레임(40)이 이송되면, 상부예열블록(411)을 하강시키고, 하부예열블록(421)을 상승시켜서 스트립 프레임(40)의 상부 및 하부에 접촉된 상태로 예열시킨다. 이때, 별도의 온도센서를 설치하여 예열온도를 적정온도(예를 들어 150℃ 정도)로 유지하도록 제어할 수 있다.
상기 예열장치(400)에서 적정온도로 예열된 스트립 프레임(40)은 상기 프레임 이송장치(300)가 가열 및 테스트위치로 이동되면서 간섭부재(323)에 의해 예열된 스트립 프레임(40)이 가열 및 테스트장치(500)에 대응되는 위치 즉, 가열 및 테스트위치로 이동된다.
가열 및 테스트위치로 스트립 프레임(40)이 예열된 상태로 이동되면, 상기 상부 가열블록(511)이 하강하여 스트립 프레임(40)의 상부에 접촉되며, 이 상태에서 도 9에 도시된 바와 같이, 클램핑부(515)가 동작하여 스트립 프레임(40)을 클램핑한다.
상기와 같이 클램핑부(515)가 스트립 프레임(40)을 클램핑한 상태에서, 상부 가열블록(511)은 도 13의 (a), (b) 및 (c)와 같이 일정 단위시간 및 일정 간격으로 온로더(700) 쪽 방향(A)으로 이동 및 승하강 운동을 반복하고, 상부 가열블록(511)이 하강시에는 테스트받기 전의 엘이디는 상부 가열블록(511) 및 하부 가열블록(531)에 접촉되어 가열되고, 테스트유닛(540)의 프루브핀(542)에 접촉되는 엘이디 소자는 전기적인 테스트가 진행된다. 이때, 가이드핀(543)이 스트립 프레임(40)에 형성된 가이드공에 상보적으로 결합됨으로써 프루브핀(542)과 엘이디소자들(41)이 정확하게 일치하도록 위치되어 전기적으로 접촉된 상태에서 테스트를 할 수 있게 된다.
도 13과 같이 가열 및 테스트동작을 반복하여 하나의 스트립 프레임(40)에 거치된 다수의 엘이디소자들(41)에 대한 테스트가 복수 회에 걸쳐서 완료되면, 클램핑부(515)에 클램핑된 상태로 불량품 마킹위치로 이동된다.
마킹위치로 스트립 프레임(40)이 이동되면, 마커(61)가 상기 제3로봇유닛(620)의 동작에 의해 위치 조정되어 불량품으로 판정된 엘이디를 추적하도록 하여 마킹할 수 있도록 한다. 이러한 불량품의 위치는 앞서 실시된 테스트유닛(540)에서의 테스트과정에서 획득되며, 획득된 불량품의 위치정보는 시스템제어부로 전달되고, 시스템제어부에서는 상기 제3로봇유닛(620)을 구동제어하여 불량품에 마킹을 할 수 있도록 한다.
그리고 불량품에 대한 마킹작업이 완료된 스트립 프레임(40)은 상기 간섭유닛(630)에 의해 간섭된 상태로 제3로봇유닛(620)의 동작에 의해 오프로더(700) 쪽으로 밀려서 오프로더(700)에 장착된 카세트 매거진(30)에 장착되어 가열 및 테스트공정이 마무리된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 엘이디 소자 테스트 시스템에 의하면, 엘이디 소자를 스트립 프레임(40)에 스트립 상태로 배열시켜 거치한 상태로 동시에 예열 및 가열하여 고온의 환경상태를 유지한 상태에서 전기적인 테스트를 하게 된다.
따라서 실온상태가 아닌 구동시의 고온상태에서 전기적인 테스트를 하게 됨으로써, 실제 사용시의 비정상적인 동작을 하는 불량품을 찾아낼 수 있게 되어 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 엘이디 소자(41)를 낱개씩 가열하여 테스트하는 것이 아니라, 스트립 프레임(40)에 복수를 설치하여 동시에 가열 및 테스트동작을 수행함으로써, 가열 및 테스트작업 시간을 단축시켜 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
또한, 예열장치(400)를 더 구비하여 가열 및 테스트장치(500)에서의 가열시간을 단축시킬 수 있게 되어, 그만큼 제품 고온 테스트공정시간을 줄일 수 있어서 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 엘이디소자(41)의 광 방사부가 상부로 향하도록 스트립 프레임(40)을 공급하도록 한 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 엘이디 소자(41)의 광 방사부가 하부로 향하도록 스트립 프레임(40)을 뒤집힌 상태로 공급하고, 이러한 상태에서 예열, 가열, 테스트, 마킹 작업을 할 수도 있음은 물론이다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상부 가열유닛(510)이 제2로봇유닛(520)에 의해 이송가이드(130)를 따라 왕복 이동되고, 하부 가열유닛(530)은 승강 이동되며 테스트유닛(540)이 하부 가열유닛(530)에 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하다.
즉, 상부 가열유닛(510)이 승강 이동되게 설치되고, 하부 가열유닛(530)이 이송가이드(130)를 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며 그 하부 가열유닛(530)에 테스트유닛(540)에 연결된 상태로 함께 왕복 이동될 수도 있다. 이 경우 상부 가열유닛(510)에 스트립 프레임(40)이 클램핑 된 상태로 승강 이동되며, 하부 가열유닛(530)과 테스트유닛(540)이 단계적으로 이송가이드(130)를 따라 이동되면서 테스트유닛(540)의 프루브핀(542)이 단계적으로 스트립 프레임(40)에 거치된 엘이디 소자들(41)을 단계적으로 접촉하여 테스트할 수 있다.
또한, 스트립 프레임(40)이 하부 가열유닛(530)에 클램핑된 상태로 이송가이드(130)를 따라 왕복 이동 가능하며 상부 가열유닛(510)에 테스트유닛(540)이 거치된 상태로 함께 승강 이동되면서 단계적으로 이동되는 하부 가열유닛(530) 클램핑된 스트립 프레임(40) 상의 엘이디 소자(41)를 테스트할 수도 있음은 당연하다.
이와 같이 당업자에 의해서 가열 및 테스트장치(500)는 다양한 실시예가 가능한 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 테스트유닛(540)이 하부 가열유닛(530)에 지지되어 함께 승강 이동되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 테스트유닛(540)은 하부 가열유닛(530)에 인접되게 설치되며, 하부 가열유닛(530)과는 별개로 독립적으로 승강 이동 가능하게 설치될 수도 있다.
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
10..엘이디 테스트 시스템 30..카세트 매거진
40..스트립 프레임 41..엘이디 소자
100..시스템 본체 130..이송가이드
200..온로더 300..프레임 이송장치
400..예열장치 500..가열 및 테스트장치
600..불량품 처리장치 700..오프로더

Claims (8)

  1. 다수의 엘이디 소자가 스트립 상태로 거치된 스트립 프레임의 이동을 가이드 하는 이송가이드가 설치되는 시스템 본체와;
    상기 시스템 본체의 일측의 온로더를 통해 스트립 프레임을 상기 이송가이드를 따라 이송시키는 프레임 이송장치와;
    상기 프레임 이송장치에 의해 이송된 스트립 프레임 상의 엘이디 소자들을 가열하면서 테스트하는 가열 및 테스트장치와;
    상기 가열 및 테스트장치에서 불량품으로 확인된 엘이디 소자를 마킹하거나 상기 스트립 프레임에서 분리하는 불량품 처리장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스트립 프레임이 상기 가열 및 테스트장치로 이송되기 전에 미리 적정 온도로 예열시키기 위한 예열장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 예열장치는,
    상기 프레임 이송가이드에 지지된 스트립 프레임을 사이에 두고 서로 접근 및 이격 가능하게 설치되며, 접근시 상기 스트립 프레임에 접촉되어 양면을 각각 예열하는 상부 및 하부예열유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 프레임 이송장치는,
    상기 이송가이드를 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 제1수평이동유닛과;
    상기 제1수평이동유닛에 설치되는 그립퍼유닛; 및
    상기 제1수평이동유닛을 왕복 이동시키는 제1로봇유닛;을 포함하며,
    상기 그립퍼유닛은,
    상기 온로더로부터 상기 이송가이드로 로딩된 스트립 프레임을 클램핑하기 위해 서로 접근 및 이격 가능하게 설치되는 한 한 쌍의 그립부재와, 상기 한 쌍의 그립부재에 이웃하여 수평 방향으로 움직임 가능하게 설치되며 상기 예열장치에서 예열된 스트립 프레임을 밀어서 상기 가열 및 테스트장치로 이동시키는 간섭부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 및 테스트장치는,
    상기 이송가이드를 따라 가열 및 테스트위치로 이동된 스트립 프레임의 일면을 가열하기 위한 상부 가열유닛과;
    상기 상부 가열유닛에 대응되도록 상기 스트립 프레임의 타면을 가열하기 위한 하부 가열유닛과;
    상기 상부 가열유닛과 하부 가열유닛 중 어느 하나를 상기 이송가이드를 따라 왕복 이동시키는 제2로봇유닛; 및
    상기 상부 가열유닛과 하부 가열유닛 중 어느 하나에 설치되어 상기 스트립 프레임에 거치된 엘이디 소자를 테스트하는 테스트유닛;을 포함하며,
    상기 상부 및 하부 가열유닛 중 어느 하나의 가열유닛은 상기 스트립 프레임에 접촉된 상태로 클램핑하여 상기 제2로봇유닛에 의해 테스트 위치로 순차적으로 이동되고, 나머지 가열유닛은 승강 가능하게 설치되어 상기 클램핑된 스트립 프레임에 접촉되어 가열시키고,
    상기 테스트유닛은 승강 가능하게 설치되며, 상기 테스트위치로 이동된 스트립 프레임에 접근시 다수의 엘이디 소자에 접촉되어 테스트하는 다수의 프루브핀을 가지는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 상부 가열유닛은 상기 제2로봇유닛에 의해 상기 이송가이드를 따라 왕복 이동 가능하게 설치되며,
    상기 하부 가열유닛은 승강 이동 가능하게 설치되며,
    상기 테스트유닛은 상기 하부 가열유닛에 인접하여 승강 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 테스트유닛은 상기 하부 가열유닛에 연결되어 상기 가열유닛의 승강 운동시 함께 이동되며, 상승시 상기 상부 가열유닛에 지지된 스트립 프레임에 거치된 다수의 엘이디 소자 중 일부에 접촉되어 순차적으로 전기테스트를 하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 불량품 처리장치는,
    상기 스트립 프레임에 거치되어 테스트받은 다수의 엘이디 소자 중 불량품에 대해 마킹을 하기 위한 마커와;
    상기 마커를 지지하며, 서로 직교하는 3축 방향 각각으로 상기 마커를 이동시켜 상기 불량품을 상기 마커가 추적할 수 있도록 하는 제3로봇유닛과;
    상기 마커가 상기 불량품에 접촉되어 마킹하는 동안 상기 스트립 프레임의 반대쪽에서 상기 스트립 프레임을 접촉지지하도록 상기 마킹위치의 스트립 프레임에 접근 및 이격 가능하게 설치되는 지지유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 소자 테스트 시스템.
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