KR20150016835A - 발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법 - Google Patents

발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

발광다이오드 스크리닝 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 스크리닝 장치는 수광 소자들이 설치된 광검출용 기판; 상기 광검출용 기판이 안착되는 베이스 부재; 상면에는 엘이디 칩들이 본딩된 엘이디 어레이 모듈이 놓여지고, 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들과 상기 광검출용 기판의 수광 소자들이 서로 마주보도록 상기 베이스 부재에 설치되며, 상기 엘이디 칩들의 빛이 상기 수광 소자들로 안내되도록 관통되어 형성되는 도광홀들이 형성된 라이트 가이드 블록; 및 상기 라이트 가이드 볼록에 놓여진 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들 각각으로 구동 전원을 인가하는 전원공급부를 포함한다.

Description

발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법{apparatus and method screening light emitting diode}
본 발명은 발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 엘이디(LED) 모듈은 다수의 엘이디 칩들이 형성된 웨이퍼(wafer)를 접착 시트에 접착하는 접착공정, 접착 시트에 접착된 웨이퍼를 절단하여 다수의 엘이디 칩을 각각 개별화하는 소잉 공정, 개별화된 엘이디 칩을 접착 시트로부터 분리하는 다이 분리 공정, 접착 시트로부터 분리된 엘이디 칩을 리드 프레임(Lead Frame)에 본딩하는 다이 본딩(Die Bonding) 공정, 엘이디 칩을 리드 프레임의 접속 패드와 와이어를 통해 전기적으로 연결하는 와이어 본딩(Wire Bonding) 공정, 엘이디 칩을 에폭시(epoxy) 수지로 몰딩하는 몰딩공정, 및 개개의 엘이디 칩로 분할되는 절단/성형 공정을 통해 제조된다.
상술한 바와 같은 공정에 의해 제조된 엘이디(LED) 모듈은 출고되기 직전에 신뢰성 테스트를 한다. 그러나, 기존의 신뢰성 테스트는 절단/형성 공정을 통해 리드 프레임으로부터 분리된 엘이디 모듈 상태에서 테스트를 진행한다.
즉, 기존 엘이디 모듈의 신뢰성 테스트는 엘이디 모듈들 각각을 검사 위치에 세팅하는 얼라인 과정을 반복해서 수행해야 하기 때문에 비효율적이고, 특히 고가형 엘이디 모듈의 경우 전수 검사가 필요한데 기존 방식으로는 엘이디 모듈을 매번 얼라인하여 개별 테스트를 수행해야 하므로 작업의 효율이 떨어지고 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 리드 프레임으로부터 엘이디 모듈들을 분리하기 전에 스크리닝을 수행할 수 있는 발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수광 소자들이 설치된 광검출용 기판; 상기 광검출용 기판이 안착되는 베이스 부재; 상면에는 엘이디 칩들이 본딩된 엘이디 어레이 모듈이 놓여지고, 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들과 상기 광검출용 기판의 수광 소자들이 서로 마주보도록 상기 베이스 부재에 설치되며, 상기 엘이디 칩들의 빛이 상기 수광 소자들로 안내되도록 관통되어 형성되는 도광홀들이 형성된 라이트 가이드 블록; 및 상기 라이트 가이드 볼록에 놓여진 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들 각각으로 구동 전원을 인가하는 전원공급부를 포함하는 발광다이오드 스크리닝 장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 전원공급부는 이동 플레이트; 상기 이동 플레이트에 설치되고, 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들로 구동 전원을 인가하는 프로브 핀들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원공급부는 상기 프로브핀들이 각각 설치되는 삽입홀들을 갖는 프로브 블록; 상기 프로브 블록의 상면에 설치되고 외부로부터 제공되는 전원을 상기 프로브핀들 각각으로 분배하는 전원분배용 인쇄회로기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드 스크리닝 장치는 상기 전원공급부의 프로브 핀들이 상기 엘이디 칩들과 접속되도록 상기 이동 플레이트를 업다운시키는 승강 장치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 프로브 블록은 절연체로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다이 본딩 공정을 마친 상기 엘이디 어레이 모듈을 상기 라이트 가이드 블록의 상면에 로딩하는 단계; 상기 라이트 가이드 볼록에 놓여진 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들로 구동 전원을 인가하는 단계; 및 상기 광검출용 기판의 수광 소자들이 상기 라이트 가이드 블록의 도광홀들을 통해 제공되는 엘이디 칩들의 출력광을 검출하여 실시간으로 광도의 변화를 측정하는 단계를 포함하는 발광다이오드 스크리닝 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 구동 전원 인가 단계는 상기 엘이디 어레이 모듈 상부에 위치한 프로브 핀들이 하강하여 상기 리드 프레임의 엘이디 칩들에 접속되어 구동전압을 동시에 인가할 수 있다.
또한, 상기 구동 전원 인가 단계에서 외부로부터 제공되는 전원은 상기 전원분배용 인쇄회로기판을 통해 상기 프로브핀들 각각으로 분배될 수 있다.
또한, 상기 엘이디 어레이 모듈은 엘이디 칩들이 리드 프레임에 본딩된 리드 프레임 타입 또는 엘이디 칩들이 회로 기판에 실장된 플립칩 타입을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 엘이디 어레이 모듈로부터 엘이디 칩들을 개별 분할하기 전에 엘이디 어레이 모듈 자체를 스크리닝할 수 있어 전체 공정을 단순화시킬 수 있어 공정 대비 효율적인 생산성 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 실시예들은 전수 검사가 필요한 엘이디 제조 공정에 적용할 경우 생산성 향상을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 스크리닝 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광다이오드 스크리닝 장치의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광다이오드 스크리닝 장치의 분해 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 발광다이오드 스크리닝 장치에서의 스크리닝 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 스크리닝 장치 및 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광다이오드 스크리닝 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 발광다이오드 스크리닝 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 발광다이오드 스크리닝 장치의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 발광다이오드 스크리닝 장치(10)는, 엘이디 칩(30)들이 낱개로 분할되기 전에(트립 공정 이전) 엘이디 어레이 모듈(20) 상태에서 엘이디 칩(30)들의 광특성(실시간으로 광도의 변화율을 모니터링)을 동시에 검사하기 위해 제공된다. 여기서, 엘이디 어레이 모듈은 엘이디 칩들이 리드 프레임에 본딩된 리드 프레임 타입 또는 엘이디 칩들이 회로 기판에 실장된 플립칩 타입일 수 있으며, 회로 기판은 엘이디의 본딩(bonding)이 가능한 메탈 PCB, 세라믹 PCB 및 Si 서브마운트(submount) 중 어느 하나일 수 있다.
발광다이오드 스크리닝 장치(10)는 광검출용 기판(100), 베이스 부재(200), 라이트 가이드 블록(300), 전원공급부(400), 승강 장치(500)를 포함한다.
광검출용 기판(100)은 일면에 수광 소자(110)들이 실장된 인쇄회로기판(120)으로 이루어진다. 광검출용 기판(100)의 수광 소자(110)들은 포토 다이오드(photo diode)를 갖는 감광 센서를 포함할 수 있다. 수광 소자(110)들의 배열은 엘이디 어레이 모듈(20)의 엘이디 칩(30)들 배열에 따라 변경될 수 있다. 광검출용 기판(100)은 측정부(190)와 연결될 수 있다. 측정부(190)는 광검출용 기판(100)에 의해 검출된 엘이디 칩(30)들의 출력광에 대한 광학적 특성을 측정 및 분석하는 연산장치와 메모리 등의 마이컴으로 이루어질 수 있다.
광검출용 기판(100)은 베이스 부재(200) 상면에 배치된다. 도시하지 않았지만, 베이스 부재(200)의 상면에는 광검출용 기판(100)이 정확한 위치에 세팅될 수 있도록 광검출용 기판(100)의 위치를 정렬해주는 정렬수단들이 제공될 수 있다. 베이스 부재(200)에는 라이트 가이드 블록(300)이 적층 설치됨으로써 광검출용 기판(100)이 베이스 부재(200)와 라이트 가이드 블록(300) 사이에 위치된다. 라이트 가이드 블록(300)의 저면(302)에는 광검출용 기판(100)이 위치되도록 제1그루브(310)가 형성된다.
라이트 가이드 블록(300)은 상면(304)에 엘이디 어레이 모듈(20)이 놓여지도록 제2그루브(320)가 제공될 수 있다. 도시하지 않았지만, 제2그루브(320)에는 엘이디 어레이 모듈(20)이 정확한 위치에 세팅될 수 있도록 엘이디 어레이 모듈(20)의 위치를 정렬해주는 정렬수단들이 제공될 수 있다. 라이트 가이드 블록(300)은 상면(304)으로부터 저면(302)으로 관통되어 형성되는 도광홀(330)들을 갖는다. 라이트 가이드 블록(300)의 상면에 놓여지는 엘이디 어레이 모듈(20)의 엘이디 칩(30)들과 저면에 위치한 광검출용 기판의 수광 소자(110)들은 도광홀(330)들을 통해 서로 마주보도록 배치되며, 엘이디 칩(30)의 출력광은 도광홀(330)들을 통해 수광 소자(110)로 제공된다.
전원공급부(400)는 라이트 가이드 볼록(300)에 놓인 엘이디 어레이 모듈(20)의 엘이디 칩(30)들 각각으로 구동 전원을 동시에 인가하기 위해 제공된다. 전원공급부(400)는 이동 플레이트(410)와, 프로브 블록(420), 전원분배용 인쇄회로기판(430) 그리고 프로브핀(440)들을 포함한다.
이동 플레이트(410)는 베이스 부재(200)에 수직한 방향으로 설치되는 4개의 지지축(800)에 끼워져 상하 방향으로 슬라이드 지지되는 구조로 설치된다.
프로브 블록(420)은 이동 플레이트(410)의 저면에 설치된다. 프로브 블록(420)은 저면에 엘이디 칩(30)들과 대응되는 삽입홀(422)들이 제공되며, 삽입홀(422)들에는 엘이디 어레이 모듈(20)의 엘이디 칩(30)들로 구동 전원을 인가하는 프로브 핀(440)들이 설치된다. 프로브 핀(440)들은 엘이디 칩(30)의 단자에 탄력적으로 접촉되도록 스프링 타입의 프로브 핀으로 제공될 수 있다. 도시하지 않았지만, 프로브 핀(440)은 엘이디 칩(30)을 구동시키기 위해 엘이디 칩의 양전극에 접촉하는 양극성 프로브 핀과 음극성 프로브 핀을 포함할 수 있다. 프로브 블록(420)은 절연체(isolator)이면서 히트싱크(Heatsink) 역할이 가능한 소재로 제공될 수 있다.
프로브 블록(420)의 상면에는 전원분배용 인쇄회로기판(430)이 안착되도록 제3그루브(428)가 제공된다. 전원분배용 인쇄회로기판(430)은 프로브 블록(420)의 제3그루브(428)에 설치되어 외부로부터 제공되는 전원을 프로브 핀(440)들 각각으로 분배한다. 프로브 블록(420)은 전원분배용 인쇄회로기판(430)과 프로브 핀(440)들을 전기적으로 상호 연결하는 내부배선들을 포함하는 채널(450)들이 제공될 수 있다. 도시하지 않았지만, 채널(450)의 일단에는 전원분배용 인쇄회로기판(430)의 각 단자와 접촉되는 제1단자가 제공되고, 채널의 타단에는 프로브 핀(440)과 접촉되는 제2단자가 제공될 수 있다.
전원 공급부(400)는 승강 장치(500)에 의해 업다운된다. 승강 장치(500)는 전원 공급부(400)의 프로브 핀(440)들이 엘이디 칩(30)들과 접속 또는 분리되도록 이동 플레이트(410)를 업다운시키는 실린더를 포함한다.
상기와 같은 구성을 갖는 발광다이오드 스크리닝 장치를 이용한 스크리닝 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 4a 및 도 4b는 발광다이오드 스크리닝 장치에서의 스크리닝 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 다이 본딩 공정을 마친 엘이디 어레이 모듈(20)은 라이트 가이드 블록(300)의 상면에 로딩된다. 이때, 엘이디 어레이 모듈(20)의 엘이디 칩(30)들은 도광홀(330)들을 통해 광검출용 기판(100)의 수광 소자(110)들과 마주보도록 배치된다.
전원 공급부(400)는 승강 장치(500)의 구동에 의해 하강 이동되고, 프로브 핀(440)들이 엘이디 칩(30)들에 접속하게 되면서 구동전압이 동시에 인가된다. 여기서, 외부로부터 제공되는 전원은 전원분배용 인쇄회로기판(430)에서 분배된 후 각 채널(450)들을 통해 프로브 핀(440)들로 공급된다.
전원 공급부(400)를 통해 제공되는 구동 전압에 의해 엘이디 칩(30)들이 점등되면, 광검출용 기판(100)의 수광 소자(110)들이 라이트 가이드 블록(300)의 도광홀(330)들을 통해 제공되는 엘이디 칩(30)들의 출력광을 검출하고, 그 검출된 결과를 제공받은 측정부(190)는 실시간으로 광도의 변화를 측정하게 된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하고 설명하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있으며, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한, 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 광검출용 기판 200 : 베이스 부재
300 : 라이트 가이드 블록 400 : 전원공급부
500 : 승강 장치

Claims (9)

  1. 발광다이오드 스크리닝 장치에 있어서:
    수광 소자들이 설치된 광검출용 기판;
    상기 광검출용 기판이 안착되는 베이스 부재;
    상면에는 엘이디 칩들이 본딩된 엘이디 어레이 모듈이 놓여지고, 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들과 상기 광검출용 기판의 수광 소자들이 서로 마주보도록 상기 베이스 부재에 설치되며, 상기 엘이디 칩들의 빛이 상기 수광 소자들로 안내되도록 관통되어 형성되는 도광홀들이 형성된 라이트 가이드 블록; 및
    상기 라이트 가이드 볼록에 놓여진 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들 각각으로 구동 전원을 인가하는 전원공급부를 포함하는 발광다이오드 스크리닝 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급부는
    이동 플레이트;
    상기 이동 플레이트에 설치되고, 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들로 구동 전원을 인가하는 프로브핀들을 포함하는 발광다이오드 스크리닝 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원공급부는
    상기 프로브핀들이 각각 설치되는 삽입홀들을 갖는 프로브 블록;
    상기 프로브 블록의 상면에 설치되고 외부로부터 제공되는 전원을 상기 프로브핀들 각각으로 분배하는 전원분배용 인쇄회로기판을 포함하는 발광다이오드 스크리닝 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광다이오드 스크리닝 장치는
    상기 전원공급부의 프로브 핀들이 상기 엘이디 칩들과 접속되도록 상기 이동 플레이트를 업다운시키는 승강 장치를 더 포함하는 발광다이오드 스크리닝 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 블록은 절연체로 이루어지는 발광다이오드 스크리닝 장치.
  6. 청구항 1에서 청구된 상기 발광다이오드 스크리닝 장치를 이용하는 발광다이오드 스크리닝 방법에 있어서:
    다이 본딩 공정을 마친 상기 엘이디 어레이 모듈을 상기 라이트 가이드 블록의 상면에 로딩하는 단계;
    상기 라이트 가이드 볼록에 놓여진 상기 엘이디 어레이 모듈의 엘이디 칩들로 구동 전원을 인가하는 단계; 및
    상기 광검출용 기판의 수광 소자들이 상기 라이트 가이드 블록의 도광홀들을 통해 제공되는 엘이디 칩들의 출력광을 검출하여 실시간으로 광도의 변화를 측정하는 단계를 포함하는 발광다이오드 스크리닝 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 전원 인가 단계는
    상기 엘이디 어레이 모듈 상부에 위치한 프로브 핀들이 하강하여 상기 리드 프레임의 엘이디 칩들에 접속되어 구동전압을 동시에 인가하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 스크리닝 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 전원 인가 단계에서
    외부로부터 제공되는 전원은 상기 전원분배용 인쇄회로기판을 통해 상기 프로브핀들 각각으로 분배되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 스크리닝 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 엘이디 어레이 모듈은
    엘이디 칩들이 리드 프레임에 본딩된 리드 프레임 타입 또는 엘이디 칩들이 회로 기판에 실장된 플립칩 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 스크리닝 방법.
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