KR20120073379A - 발광 소자 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

기판에 장착된 다수의 발광 소자들을 검사하는 방법 및 장치에 있어서, 상기 발광 소자들은 가열 모듈 내에서 기 설정된 제1 온도로 가열되며, 이어서 검사 모듈 내에서 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 동안 전기적으로 또는 광학적으로 검사된다. 상기 발광 소자들이 상기 제2 온도보다 높은 온도에서 검사되므로 고온에서 동작하는 경우에 발생될 수 있는 점등 불량이 감소될 수 있다.

Description

발광 소자 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{Method of inspecting light emitting device and apparatus for performing the same}
본 발명의 실시예들은 발광 소자 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 발광 다이오드(Light Emitting Diode; 이하 'LED'라 한다)와 같은 발광 소자에 대한 전기적 또는 광학적 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 LED 칩들과 같은 발광 소자들은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; PCB) 상에 장착된 후 전기적 및 광학적 검사 공정을 거치게 된다. 이때, 상기 발광 소자들에 대한 검사 공정은 다수의 탐침들을 이용하여 상기 발광 소자들에 전기적인 신호를 인가함으로써 수행될 수 있다. 즉, 탐침들에 의한 통전 검사 즉 상기 발광 소자들을 통하여 흐르는 전류를 측정하거나 상기 발광 소자들의 저항을 측정함으로써 상기 발광 소자들이 정상적으로 동작하는지를 검사하는 전기적인 검사 공정과 상기 전기적인 신호 인가에 의해 발생되는 광의 세기를 측정하는 광학적인 검사 공정이 수행될 수 있다.
그러나, 상기 검사 공정에서 정상으로 판정된 발광 소자라 하더라도 고온에서 정상적으로 동작되지 않는 경우가 있으며, 이는 상기 발광 소자의 동작시 발생되는 열에 의해 발광 소자 내부의 전기적인 배선에 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
상기 검사 공정이 상온에서 수행되는 경우 상기와 같은 문제점을 확인할 수 없기에 상기 검사 공정은 상기 발광 소자들에 냉각 또는 가열과 같은 열충격을 인가한 후 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 발광 소자들에 약 -40℃ 내지 약 160℃ 정도의 열충격을 인가한 후 즉 냉각시키거나 가열한 후 검사 공정이 수행될 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 경우에도 검사 공정 자체는 상기 발광 소자들이 상온으로 냉각된 후 수행되므로 여전히 불량 제품을 제거하는데 어려움이 있을 수 있다. 이는 상온에서 상기 발광 소자가 정상적으로 점등되더라도 장시간 사용시 내부 배선에 문제가 발생될 수 있기 때문이다. 예를 들면, 장시간 사용시 발생되는 열에 의해 상기 내부 배선의 단선 현상이 발생될 수 있으나, 상온으로 냉각되는 동안 상기 단선되었던 배선이 전기적으로 다시 연결될 수도 있기 때문이다. 결과적으로, 상술한 바와 같은 검사 공정으로는 상온에서 정상적으로 점등되지만 장시간 사용시 고온에서 점등되지 않는 불량 제품을 판별할 수 없는 문제점이 있으며, 이에 대한 개선책이 시급히 요구되고 있다.
본 발명의 실시예들은 발광 소자들의 고온 점등 불량을 검출할 수 있는 발광 소자 검사 방법을 제공하는데 일 목적이 있다.
본 발명의 실시예들은 발광 소자들의 고온 점등 불량을 검출할 수 있는 발광 소자 검사 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 발광 소자 검사 방법은 기판에 장착된 발광 소자들을 기 설정된 제1 온도로 가열하는 단계와, 상기 가열된 발광 소자들이 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 동안 상기 발광 소자들을 전기적으로 또는 광학적으로 검사하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 온도는 약 200℃로부터 약 260℃까지의 범위 내에 있을 수 있으며, 상기 제2 온도는 약 170℃로부터 약 190℃까지의 범위 내에 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 가열된 발광 소자들은 가열 모듈 내에서 상기 제1 온도로 가열될 수 있으며, 상기 가열 모듈과 인접하게 배치된 검사 모듈로 이송된 후 상기 검사 모듈 내에서 상기 제2 온도로 냉각될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 단계에서 상기 발광 소자들은 다수의 탐침들을 이용하여 동시에 또는 순차적으로 검사될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 검사 방법은 상기 검사 단계의 결과에 따라 상기 발광 소자들을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 특히, 상기 검사 단계의 결과에 따라 양품 또는 불량품 판정된 발광 소자들을 상기 기판으로부터 절단하여 선택적으로 제거할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 발광 소자 검사 장치는 발광 소자들이 장착된 기판을 수용하며 상기 발광 소자들을 기 설정된 제1 온도로 가열하기 위한 가열 모듈과, 상기 가열된 발광 소자들이 장착된 기판을 수용하며 상기 가열된 발광 소자들이 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 동안 상기 발광 소자들을 전기적으로 또는 광학적으로 검사하는 검사 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 온도는 약 200℃로부터 약 260℃까지의 범위 내에 있을 수 있으며, 상기 제2 온도는 약 170℃로부터 약 190℃까지의 범위 내에 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 발광 소자 검사 장치는 상기 검사 모듈에 의한 검사 결과에 따라 양품 또는 불량품 판정된 발광 소자들을 상기 기판으로부터 절단하여 선택적으로 제거하는 절단 모듈을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상온에서 검출할 수 없는 고온 점등 불량 소자들을 용이하게 검출할 수 있으며, 검사 후 양품과 불량품을 서로 분리할 수 있으므로 최종 출하되는 제품의 불량률을 크게 감소시킬 수 있다. 또한 불량품에 대한 후속 공정을 진행하지 않음으로써 제조 비용을 크게 감소시킬 수 있다.
추가적으로, 종래와는 다르게 가열, 검사 및 절단 공정들이 하나의 장치로 통합됨으로써 그에 따른 소요 비용이 크게 절감될 수 있으며, 또한 기판 상에서 다수의 발광 소자들이 동시에 또는 순차적으로 검사될 수 있으므로 종래의 개별 단위 검사에 비하여 소요 비용 및 시간이 크게 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 발광 소자 검사 장치를 이용하여 수행되는 발광 소자 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1에 발광 소자 검사 장치를 이용하여 수행되는 발광 소자 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 LED와 같은 발광 소자들(10)의 동작 상태를 검사하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 발광 소자들(10)은 동작시 약 200℃ 이상의 온도까지 발열될 수 있으며, 상기와 같은 고온에서는 내부 배선들이 단락되는 등의 문제점들이 발생될 수 있다. 특히, 상기 발광 소자들(10) 중에는 점등 초기 즉 온도가 높지 않은 상태에서는 정상적으로 동작되지만 상기와 같이 고온으로 발열되는 경우 문제점이 노출되는 경우가 있을 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 검사 장치(100)는 상기와 같은 문제점을 미연에 방지하기 위하여 상기 발광 소자들(10)이 실제 사용되는 온도 이상에서 정상적으로 동작하는지를 검사하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 발광 소자 검사 장치(100)는 상기 발광 소자들(10)을 고온으로 가열한 후 상기 발광 소자들(10)이 상온으로 냉각되기 이전에 즉 고온 상태가 유지되는 동안 즉 특정 온도 이상에서 상기 발광 소자들(10)의 동작 특성들을 검사할 수 있다. 상기한 바를 위하여 상기 발광 소자 검사 장치(100)는 상기 발광 소자들(10)이 장착된 기판(20)을 수용하며 상기 발광 소자들(10)을 기 설정된 제1 온도로 가열하기 위한 가열 모듈(110)을 포함할 수 있다.
상기 가열 모듈(110)은 상기 기판(10)을 지지하기 위한 서포트(112)와 상기 발광 소자들(10)을 가열하기 위한 히터(114)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 발광 소자들(10)은 상기 가열 모듈(110) 내에서 약 200℃ 내지 약 260℃ 정도의 온도로 가열될 수 있다. 일 예로서, 상기 히터(114)로는 적외선 히터가 사용될 수 있다. 그러나, 상기 적외선 히터 이외에도 다양한 종류의 히터들이 사용될 수 있으며, 본 발명의 범위가 상기 히터(114)의 종류에 의해 한정되지는 않을 것이다.
상기 가열 모듈(110)은 검사 모듈(120)과 인접하게 배치되거나 서로 연결될 수 있으며, 상기 검사 모듈(120) 내에서 상기 가열된 발광 소자들(10)은 상온으로 냉각될 수 있다. 이때, 상기 검사 모듈(120)은 상기 발광 소자들(10)이 상기 제1 온도로부터 기 설정된 제2 온도로 냉각되는 동안 상기 발광 소자들(10)을 전기적으로 또는 광학적으로 검사할 수 있다. 특히, 상기 제2 온도는 상기 발광 소자들(10)이 실제 동작되는 온도와 유사하게 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제2 온도는 약 170℃ 내지 190℃ 정도로 설정될 수 있다.
한편, 상기 가열 모듈(110)에서 가열된 기판(20)은 이송 로봇(미도시) 또는 작업자에 의해 상기 검사 모듈(120)로 이송될 수 있다. 상기 검사 모듈(120) 내에는 상기 기판(20)을 지지하기 위한 척(122)과 상기 발광 소자들(10)에 전기적인 신호를 인가하기 위한 프로브 카드(124)가 배치될 수 있다. 특히, 상기 프로브 카드(124)는 다수의 탐침들(124A)을 이용하여 상기 발광 소자들(10)에 전기적인 신호를 인가할 수 있다. 예를 들면, 상기 검사 모듈(120)은 상기 전기적인 신호를 인가한 후 상기 발광 소자들(10)을 통해 흐르는 전류값을 측정하거나 상기 발광 소자들(10)의 저항값을 측정할 수 있다. 또한, 이와 다르게 상기 전기적인 신호 인가에 의해 상기 발광 소자들(10)로부터 발생된 광의 세기를 측정할 수도 있다.
상기 기판(20) 상에는 다수의 발광 소자들(10)이 탑재될 수 있으며, 상기 전기적 또는 광학적 검사는 상기 다수의 발광 소자들(10)에 대하여 동시 또는 순차적으로 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 탐침들(124A)은 상기 발광 소자들(10)의 전극 패드들에 동시에 콘택될 수 있으며, 이어서 상기 전기적인 신호가 동시에 또는 순차적으로 인가될 수 있다.
상기 검사 모듈(120)은 상기 제1 온도로부터 제2 온도로 상기 발광 소자들(10)이 냉각되는데 소요되는 시간 내에 상기 검사 공정을 수행하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제1 온도와 제2 온도 및 상기 검사 소요 시간은 상기 검사 모듈(120) 내에서 상기 발광 소자들(10)이 상기 제1 온도로부터 상기 제2 온도로 냉각되는 시간을 고려하여 설정될 수 있다.
상기 검사 모듈(120)에는 상기 전기적 또는 광학적 검사의 결과에 따라 양품 또는 불량품으로 판정된 광학 소자들(10)을 상기 기판(20)으로부터 절단하여 제거하는 절단 모듈(130)이 연결될 수 있다. 상기 검사 공정이 완료된 기판(20)은 이송 로봇(미도시) 또는 작업자에 의해 상기 절단 모듈(130)로 전달될 수 있으며, 상기 절단 모듈(130)은 검사 결과에 따라 선택된 발광 소자들(10)을 절단할 수 있다.
상기 절단 모듈(130)은 상기 기판(20)을 지지하기 위한 서포트(132)와 상기 서포트(132)의 상부에 배치되어 상기 선택된 발광 소자들(10)을 절단하기 위한 커터(134)와 상기 커터(134)에 의해 절단된 발광 소자들(10)을 회수하기 위한 용기(136)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 가열 모듈(110)에는 검사 대상 기판들(20)이 수납된 카세트(102A)가 배치되는 로더(102)가 연결될 수 있으며, 상기 절단 모듈(130)에는 검사된 기판들(20)을 수납하는 카세트(104A)가 배치되는 언로더(104)가 연결될 수 있다. 상기 로더(102)와 가열 모듈(110) 및 상기 절단 모듈(130)과 언로더(104) 사이에는 상기 검사 대상 기판(20) 및 상기 검사된 기판(20)을 각각 이송하기 위한 이송 로봇(미도시)이 배치될 수 있다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 발광 소자들을 검사하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, S100 단계에서 발광 소자들(10)이 장착된 기판(20)이 로더(102)에 위치된 카세트(102A)로부터 가열 모듈(110) 내부로 이송될 수 있다. 이어서, S110 단계에서 상기 기판(20)에 장착된 발광 소자들(10)은 상기 가열 모듈(110)의 히터(114)에 의해 기 설정된 제1 온도, 예를 들면, 약 250℃ 정도로 가열될 수 있다.
S120 단계에서 상기 가열된 기판(20)이 가열 모듈(110)로부터 검사 모듈(120)로 이송될 수 있으며, S130 단계에서 상기 발광 소자들(10)이 제1 온도로부터 기 설정된 제2 온도, 예를 들면, 약 180℃ 정도로 냉각되는 동안 전기적 또는 광학적으로 검사될 수 있다.
상기 S130 단계는 검사 모듈(120) 내에서 수행될 수 있다. 구체적으로, 다수의 탐침들(124A)이 상기 발광 소자들(10)의 전극 패드들에 콘택될 수 있으며, 상기 탐침들(124A)로부터 인가되는 전기적인 신호를 이용하여 상기 발광 소자들(10)에 대한 전기적 또는 광학적 검사가 수행될 수 있다. 이때, 상기 전기적 또는 광학적 검사 공정은 상기 다수의 발광 소자들(10)에 대하여 동시에 수행될 수 있다. 그러나, 광학적 검사 공정의 경우 상기 발광 소자들(10)로부터 발생된 광이 서로 간섭되는 것을 방지하기 위하여 순차적으로 수행될 수도 있다.
특히, 상기 발광 소자들(10)은 상기 제1 온도와 제2 온도 사이 즉 상기 발광 소자들(10)이 실제 동작되는 고온 범위와 유사한 온도 범위에서 검사 공정이 수행되므로 상기 발광 소자들(10)의 고온 점등 불량을 용이하게 검출할 수 있다.
S140 단계에서 상기 검사 공정이 완료된 기판(20)은 상기 검사 모듈(120)로부터 절단 모듈(130)로 이송될 수 있으며, S150 단계에서 상기 검사 공정의 결과에 따라 양품 또는 불량품으로 판정된 발광 소자들(10)이 상기 기판(20)으로부터 분리될 수 있다. 특히, 상기 양품 또는 불량품으로 판정된 발광 소자들(10)은 커터(134)에 의해 상기 기판(20)으로부터 절단될 수 있으며, 상기 절단된 발광 소자들(10)은 상기 절단 모듈(130)에 구비된 용기(136)를 이용하여 회수될 수 있다.
마지막으로, S160 단계에서 상기 기판(20)은 상기 절단 모듈(130)로부터 언로더(104)에 구비된 카세트(104A)로 이송될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상온 상태에서 정상적으로 동작하지만, 장시간 사용에 의해 고온으로 발열된 상태에서는 정상적으로 작동되지 않는 발광 소자들을 용이하게 판별할 수 있으며, 이와 같은 고온 불량 소자들을 사전에 제거할 수 있으므로 제품 불량률을 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 불량 소자들을 이후 공정에서 패키징함으로써 발생되는 불필요한 비용을 절감할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 발광 소자 20 : 기판
100 : 발광 소자 검사 장치 102 : 로더
104 : 언로더 110 : 가열 모듈
114 : 히터 120 : 검사 모듈
124 : 프로브 카드 124A : 탐침
130 : 절단 모듈 134 : 커터
136 : 용기

Claims (9)

  1. 기판에 장착된 발광 소자들을 기 설정된 제1 온도로 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 발광 소자들이 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 동안 상기 발광 소자들을 전기적으로 또는 광학적으로 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 온도는 200℃로부터 260℃까지의 범위 내에 있으며, 상기 제2 온도는 170℃로부터 190℃까지의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가열된 발광 소자들은 가열 모듈 내에서 상기 제1 온도로 가열되며, 상기 가열 모듈과 인접하게 배치된 검사 모듈로 이송된 후 상기 검사 모듈 내에서 상기 제2 온도로 냉각되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 검사 단계에서 다수의 탐침들을 이용하여 상기 발광 소자들을 동시에 또는 순차적으로 검사하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 검사 단계의 결과에 따라 상기 발광 소자들을 분리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 검사 단계의 결과에 따라 양품 또는 불량품 판정된 발광 소자들을 상기 기판으로부터 절단하여 선택적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 방법.
  7. 발광 소자들이 장착된 기판을 수용하며 상기 발광 소자들을 기 설정된 제1 온도로 가열하기 위한 가열 모듈; 및
    상기 가열된 발광 소자들이 장착된 기판을 수용하며 상기 가열된 발광 소자들이 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 냉각되는 동안 상기 발광 소자들을 전기적으로 또는 광학적으로 검사하는 검사 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 온도는 200℃로부터 260℃까지의 범위 내에 있으며, 상기 제2 온도는 170℃로부터 190℃까지의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 검사 모듈에 의한 검사 결과에 따라 양품 또는 불량품 판정된 발광 소자들을 상기 기판으로부터 절단하여 선택적으로 제거하는 절단 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 검사 장치.
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