KR20190003895A - 발광소자 검사장치 및 이의 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 발광소자의 검사방법에 있어서, 베이스층의 제1 면이 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖도록 표면 처리하는 단계; 제1 면의 반대면으로서 평탄면을 갖도록 형성된 베이스층의 제2 면 위에 적어도 하나 이상의 발광소자를 배치하는 단계; 그리고 베이스층의 제2 면에 배치된 발광소자로부터 방출되는 광을 수광하는 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계;를 포함하고, 적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자로부터 방출되는 광이 베이스층으로 입사되어 텍스처링 표면에서 균일하게 산란되어 광검출기로 수광되는 발광소자의 검사방법에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 발광소자 검사장치 및 이의 방법에 관한 것으로, 특히 광측정을 더 정확히 하는 발광소자 검사장치 및 이의 방법에 관한 것이다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
발광소자는 전기를 광으로 변환시키는 전자 소자의 일종으로서, 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 대표적인 예로 들 수 있다. 발광 다이오드는 에피(EPI) 공정, 칩(Fabrication) 공정 및 패키지(Package) 공정 등을 거쳐 제조되는데, 각 제조 공정에서는 예기치 못한 여러 원인으로 인해 불량품이 발생하게 된다. 만약 각 제조 공정에서 발생되는 불량품이 적절하게 제거되지 못하는 경우에는 불량품이 후속 공정을 불필요하게 거치게 되어 생산 효율이 저하된다. 이에 칩 공정이나 패키지 공정이 완료된 이후에 각 공정에서 제조된 제품의 광 특성을 측정하여 불량 여부를 확인하는 전자 소자 검사장치가 사용되었다.
도 1은 일본 공개특허공보 제2011-183622호에 개시된 발광소자 광특성 검사장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 검사장치는 적분구를 구비하며, 적분구는 선택된 발광소자로 순차로 정렬되며, 적분구가 정렬되면 발광소자가 발광하여 각 발광소자별로 측정된다. 1은 발광소자의 검사장치를 나타내고, 2는 위치 측정부, 3은 검사부이다. 측정부(2)는 웨이퍼 척 스테이지(4)를 갖추고 있고, 웨이퍼 척(5a~5c)은, 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)의 면 위에 확장 웨이퍼를 일시적으로 고정할 수 있는 것이면, 어떠한 기구여도 좋지만, 통상은, 흡인부압에 의해서, 확장 웨이퍼를 웨이퍼 척 스테이지(4)의 윗면에 흡착 고정한다.
도 2는 미국 공개특허공보 제2014/0077235호에 개시된 확장 웨이퍼의 일 예를 나타내는 도면으로서, 테이프 위에 개별소자로 분리된 웨이퍼가 접착되어 있고, 테이를 확장하여 확장된 웨이퍼 상태를 나타낸다. 웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자의 검사에 있어서는, 검사 비용을 낮추기 위하여, 단위 시간당 검사 개수를 얼마나 늘릴지가 큰 과제이다. 예를 들어, 다이싱(dicing) 되어, 테이프 상에서 확장된 확장 웨이퍼에 복수의 반도체 소자를 구비하여 검사할 때, 각 반도체 소자에 프로브로 전원을 인가하고 광량 등을 측정하게 된다.
도 3은 종래의 전기 소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 종래의 전기 소자 검사장치는 복수의 발광소자(1; 1a, 1b, 1c)가 안착되는 지지대(20)와, 지지대(20)의 상면에 구비되어 복수의 발광소자(1)에 전원을 개별적으로 인가하고, 전원이 인가된 발광소자(1a)에서 방출되는 광(L; L1, L2)을 수광하여 광 특성을 측정하는 광검출기(30)를 포함한다. 복수의 발광소자(1) 중에서 선택된 피측정 발광소자(1a)에 전원이 인가되면, 피측정 발광소자(1a)의 상부면으로부터 방출되는 광(L1)은 광검출기(30)의 수광 영역으로 조사되지만, 피측정 발광소자(1a)의 측면으로부터 방출되는 광(L2)은 인접한 다른 발광소자들(1b, 1c)에 조사되고, 광검출기(30)의 수광 영역을 벗어나도록 반사되거나 일부는 광검출기 측으로 반사된다. 발광소자(1)의 광 특성을 정확하게 측정하기 위해서는 발광소자(1)에서 방출되는 광(L)이 손실되지 않고, 광검출기(30)에 가능한 많은 양의 광(L)이 수광되어야 한다.
도 4는 확장 웨이퍼 상에 복수의 플립칩을 구비하고 광특성을 검사하는 방법의 일 예를 설명하는 도면으로서, 광검출기(150, 170)는 프로브를 사용하여 플립칩(5)에 전원 인가시 광검출기 방향으로 들어가는 주된 광을 감지한다. 플립칩(5)의 사파이어 기판 옆면에서 방출된 광은 이웃한 플립칩(5)에서 반사되어 위 및 아래로 퍼질 수 있다. 이때 사파이어 기판 측으로 향하는 광은 아래의 제1 측정기(150)를 통해서 광을 수광하고, 위로 향하는 광은 제2 측정기(170)로 수광하여 나오는 광을 최대한 모을 수 있다. 그런데 웨이퍼의 가장자리를 제외한 가운데 또는 내측 영역에서는 발광소자의 광량이 높게 측정되지만, 가장자리 발광소자는 이웃한 플립칩이 부족하여 측정기로 향하는 반사광이 작아서 상대적으로 광량이 작게 측정되는 문제가 있다. 또한, 평탄한 투명판(130)과 테이프(110) 사이에 공기층이 균일하지 못하고 랜덤하게 형성될 수 있는데, 이는 광량 측정의 정확도를 떨어뜨리는 문제가 있다. 따라서, 발광소자의 불량 여부를 정확하게 검사하는데 어려움이 있었다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 발광소자의 검사방법에 있어서, 베이스층의 제1 면이 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖도록 표면 처리하는 단계; 제1 면의 반대면으로서 평탄면을 갖도록 형성된 베이스층의 제2 면 위에 적어도 하나 이상의 발광소자를 배치하는 단계; 그리고 베이스층의 제2 면에 배치된 발광소자로부터 방출되는 광을 수광하는 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계;를 포함하고, 적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자로부터 방출되는 광이 베이스층으로 입사되어 텍스처링 표면에서 균일하게 산란되어 광검출기로 수광되는 발광소자의 검사방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 일본 공개특허공보 제2011-183622호에 개시된 발광소자 광특성 검사장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 2는 미국 공개특허공보 제2014/0077235호에 개시된 확장 웨이퍼의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 전기 소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 확장 웨이퍼 상에 복수의 플립칩을 구비하고 광특성을 검사하는 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 도 5에 도시된 발광소자의 장점을 설명하는 도면,
도 7은 도 5에 개시된 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 도 5에 개시된 베이스층의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 설명하는 도면.
도 2는 미국 공개특허공보 제2014/0077235호에 개시된 확장 웨이퍼의 일 예를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 전기 소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 4는 확장 웨이퍼 상에 복수의 플립칩을 구비하고 광특성을 검사하는 방법의 일 예를 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면,
도 6은 도 5에 도시된 발광소자의 장점을 설명하는 도면,
도 7은 도 5에 개시된 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 8은 도 5에 개시된 베이스층의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 다른 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 11은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 12는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 13은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 또 다른 예를 설명하는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 5는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치의 일 예를 나타내는 도면으로서, 도 5는 발광소자 검사장치를 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광소자 검사장치(1)는 베이스층(10), 복수의 발광소자(20) 및 광검출기(30)를 포함한다.
베이스층(10)은 돌출부(11)로 이루어진 요철 구조의 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는 제1 면(12)과 평탄한 면(flat surface)을 갖는 제2 면(13)을 포함한다. 여기서, 제1 면(12)에 형성된 복수의 돌출부(11)는 균일하게 형성되는 것이 바람직하다. 돌출부(11)를 구비하는 요철 구조의 텍스처링 표면을 형성하는 방법은 후술한다.
돌출부(11)의 형상은 피라미드 형상을 갖도록 도시하였지만, 이에 한정하지 않고 오목 렌즈, 볼록 렌즈 등 렌즈 형상을 갖는 돌기에 따른 요철 구조의 다양한 돌기 형상으로 변형 가능하다.
본 실시예에서, 돌출부(11)의 크기, 즉 최대 폭(a)과 최대 높이(b)는 각각 약 0.5㎛ 내지 50㎛일 수 있고, 돌출부(11)의 종횡비(aspect ratio)(b/a)는 약 1.0 내지 1.5일 수 있다.
일반적으로 베이스층(10)은 플렉시블한 필름 또는 블루 테이프(blue tape), 화이트 테이프(white tape)일 수 있다. 필름 또는 테이프는 특별한 제한은 없으며, 신축성 및 접착성 또는 점착성을 가지며 내열성을 가지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 내열성 테이프, 블루테이프 등이 사용될 수 있으며, 다양한 색상이나 광 반사율을 선택할 수 있다.
베이스층(10)의 제2 면(13) 위에는 복수의 발광소자(20)가 배치된다. 여기서, 복수의 발광소자(20)가 반도체 발광소자 칩인 경우, 반도체 발광소자 칩의 전극이 베이스의 반대 방향을 향하도록 반도체 발광소자 칩의 상면과 베이스층(10)의 제2 면(13)이 접촉하도록 배치하는 것이 바람직하다.
광검출기(30)는 베이스층(110)을 중심으로 복수의 발광소자(200)가 배치된 반대측면으로 이격되어 위치한다. 즉, 베이스층(10)의 제1 면(12) 아래에서 베이스층(10)과 이격되어 위치한다.
광검출기(30)는 발광소자(200)에 전원을 인가하는 프로브(probe)(21, 22)와, 발광소자(20)에서 방출되는 광을 수광하여 광 특성을 측정하는 적분구(integrating sphere)를 포함한다.
적분구는 내측에 중공부를 가진 구형의 장치로서, 중공부 내로 광을 받아들여 그 특성을 측정하는 장치이다. 적분구의 하단부에는 발광소자(20)의 광이 수광되는 목부가 돌출 형성되며, 목부를 포함하는 적분구의 내주면에는 광을 균일하게 반사시키는 물질이 코팅된다. 적분구의 외주면 일측에는 적분구의 중공부와 연결되어 중공부에 모인 광의 특성을 측정할 수 있는 광특성 측정기가 장착될 수 있다. 광특성 측정기는 발광소자(20)에서 방출되는 광의 휘도, 파장, 광도, 조도, 분광분포, 색온도, 색좌표 등을 측정할수 있으며, 이들 중에서 적어도 어느 한 개 이상을 측정하는 방식으로 발광소자(20)의 광 특성을 측정한다. 광특성 측정기로는 분광기(spectrometer) 또는 광검출기(photo detector)를 사용할 수 있다. 적분구를 통해 발광소자(20)에서 방출되는 광을 측정하기 위해서는 발광소자(20)에 전원을 가해주어야 하며, 이를 위해 프로브(21, 22)가 사용된다. 도 5에 도시된 프로브(21, 22)는 바늘 형상으로서 예시적으로 나타낸 것이며, 이에 한정되지 않는다.
이와 같은 광검출기(30)는 복수의 발광소자(20) 중 광검출 측정 대상이 된 해당 발광소자(20)로부터의 광을 수광한다. 즉, 광검출기(30)는 발광소자(20)로부터 방출되는 광(L11)을 베이스층(10)을 통해 수광한다. 이때, 발광소자(20)는 베이스층(10)의 제2 면(13)에 부착된 상태에서 광 특성이 측정되는 것이 바람직하다.
베이스층(10)에 배치된 복수의 발광소자(20) 중 광 검출 측정 대상의 발광소자(20)와 광검출기(30)가 서로 마주보도록 베이스층(10)을 이동시키는 것이 바람직하다. 다시 말하면, 프로브(21, 22)가 연결된 측정 대상의 발광소자(20)와 광검출기(30)기 서로 마주하여 위치하는 것이 바람직하다. 여기서, 베이스층(10)은 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이동할 수 있지만, 상면 방향 또는 하면 방향으로 이동할 수 도 있다.
도 6은 도 5에 도시된 발광소자의 장점을 설명하는 도면이다.
복수의 발광소자(20) 중 중앙영역에 위치하는 발광소자(20A)를 측정하는 경우, 측정 대상의 발광소자(20A) 로부터 방출되는 광(L11, L12)은 베이스층(10)을 거쳐 광검출기(30)로 수광된다. 이때, 측정 대상의 발광소자(20A)의 광측정이 정확하게 되기 위해서는 측정 대상의 발광소자(20A)로부터 방출되는 광을 광검출기(30)가 가능한 한 많이 수광하는 것이 바람직하다. 따라서, 측정 대상의 발광소자(20A)의 상면 방향으로 방출되는 광(L11)뿐만 아니라 측정 대상의 발광소자(20A)의 측면 방향으로 방출되는 광(L12)도 광검출기(30)가 수광하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 중앙영역에 위치하는 발광소자(20A)의 상면 방향으로부터 방출되는 광(L11)은 평탄면인 베이스층(10)의 제2 면(13)을 통과하여 제1 면(12)의 텍스처링 표면에 균일하게 형성된 복수의 돌출부(11)에 의해 복수 회의 반사 동작 및 굴절 동작이 발생하면서 균일하게 산란되어 광검출기(30)로 수광된다. 또한, 중앙영역에 위치하는 발광소자(20A)의 측면 방향으로 방출되는 광(L12)은 이웃한 발광소자들(20B, 20C)에서 반사된 후 베이스층(10)으로 입사되어 돌출부(11)에서 굴절 및 반사되어 광검출기(30)로 수광된다.
이때, 이웃한 발광소자들(20B, 20C)에 의해 반사되는 광이 베이스층(10)으로 비스듬하게 입사될 수 있지만 베이스층(10)의 복수의 돌출부(11)에 의해 비스듬한 광(L12)이 균일하게 산란되어 광검출기(30) 측으로 수광될 수 있다.
여기서, 베이스층(10) 위에 배치된 복수의 발광소자(20A-20D)는 서로 이웃한 발광소자(20A-20D)와 균일하게 또는 대칭적으로 이격되어 위치하는 것이 바람직하지만, 비균일하게 또는 비대칭적으로 이격되어 위치할 수도 있다. 서로 이웃한 발광소자(20A-20D)가 비균일하게 또는 비대칭적으로 이격되어 위치하더라도, 이웃한 발광소자(20A-20D)에서 반사된 광이 베이스층(10)으로 입사되어 돌출부(11)에서 반사 및 굴절되어 광검출기(30)로 수광되기 때문에 광량측정에 있어서는 서로 이웃한 발광소자(20)가 비균일하게 또는 비대칭적으로 이격된 경우에 비해 큰 차이가 없다.
이로 인해 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 광검출기(30)는 측정 대상의 발광소자(20A)로부터 방출되는 광(L11, L12)을 왜곡 없이 안정적으로 확산된 패턴으로 수광하여 검출 대상의 발광소자(20A)를 측정할 수 있다. 광검출기(30)가 도 6(a)에 도시된 안정적을 확산된 패턴으로 광을 수광함으로써, 측정 대상의 발광소자(20)의 광측정 검사를 더욱 더 정확하게 할 수 있다. 여기서 광을 측정하는 것은 휘도, 파장, 광도, 조도, 분광분포, 색온도, 색좌표 등을 측정하는 것을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
이와 달리, 베이스층이 돌출부를 구비하는 텍스처링 표면을 가지지 않는 경우, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 측정 대상의 발광소자로부터 방출되는 광이 균일하게 산란되지 못하고 일부만 광검출기로 수광됨으로써, 수광된 광이 일부 왜곡된 패턴을 가질 수 밖에 없다. 광검출기(30)가 도 6(b)에 도시된 일부 왜곡된 패턴으로 광을 수광하는 경우, 측정 대상의 발광소자(20)의 광측정 검사가 원활하게 이루어질 수 없는 문제점이 발생하였다.
이에, 본 개시에서는 베이스층(10)에 균일한 요철 구조를 가진 돌출부(11)를 형성하여 발광소자(20)로부터 방출되는 광을 균일하게 산란하여 광검출기(30)로 수광되도록 함으로써, 측정 대상의 발광소자(20)의 광측정 검사가 원활하게 이루어질 수 있다.
한편, 베이스층이 돌출부를 구비하는 텍스처링 표면을 가지지 않는 경우, 가장자리영역에 위치하는 발광소자를 측정하는 경우, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 광검출기(30)로 수광되는 광(L31) 중 외측 측면으로 방출되는 광(L32)이 광검출기 측으로 수광되지 못하여 실제 광량보다 낮게 측정될 수 있었다.
이에, 본 개시에서는 가장자리영역에 위치하는 발광소자를 측정하는 경우, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 베이스층(10)의 제1 면(12)이 돌출부(11)를 구비함으로써, 가장자리영역에 위치하는 발광소자(20D)의 외측 측면 방향으로 방출되는 광(L13)의 경로를 변경하여 광검출기(30) 측으로 향하게 하여 가장자리 위치로 인해 수광에 불리하였던 조건이 일부 보상되면서 가장자리영역에 위치한 발광소자(20D)의 광량 측정에서의 오차가 감소된다. 이와 같이 베이스층(10)의 돌출부(11)로 인해 가장자리영역에 위치하는 발광소자(20D)로부터 수광되지 못하는 광의 일부가 수광되어 가장자리영역에 위치하는 발광소자(20D)의 광량을 실제보다 더 작게 측정하는 오류를 감소할 수 있다.
앞서 살펴본 바와 같이, 베이스층(10)이 돌출부(11)를 구비함으로써, 발광소자(20)의 위치 영역에 상관없이 각각의 발광소자(20)의 광량을 정확하게 측정할 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 발광소자(20)의 일 예를 나타내는 도면이다.
발광소자(20)는 플립칩(flip chip)의 일 예가 제시되어 있다. 본 개시에서 검사 대상은 특히 반도체 발광소자 칩(20) 또는 발광 다이오드를 예로 들어 설명한다. 그러나 검사 대상으로서 발광소자에 한정되지 않으며, 반도체 칩이나 기타 소형, 박형의 제품을 검사 대상물로 할 수 있다. 또한, 본 예에서는 패키지 공정을 거치기 전의 반도체 발광소자(20; 예: 플립칩)를 검사 대상물로 하였지만, 패키지 공정을 거친 이후의 발광소자도 검사 대상물로 할 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 플립칩은 기판(100), 기판(100) 위에 성장되는 버퍼층(200), 버퍼층(200) 위에 성장되는 n형 반도체층(300), n형 반도체층(300) 위에 성장되는 활성층(400), 활성층(400) 위에 성장되는 p형 반도체층(500), p형 반도체층(500) 위에 형성되며, 전류 확산 기능을 하는 투광성 도전막(600), 투광성 도전막(600) 위에 형성되는 p측 본딩 패드(700) 그리고 식각되어 노출된 n형 반도체층(300) 위에 형성되는 n측 본딩 패드(800)를 포함한다. 그리고 투광성 도전막(600) 위에는 분포 브래그 리플렉터(900; DBR: Distributed Bragg Reflector)와 금속 반사막(904)이 구비되어 있다.
이와 같이, 도 5에 도시된 발광소자(20)가 플립칩인 경우, 플립칩의 p측 전극(700) 및 n측 전극(800)은 상면으로 노출되어 프로브(21, 22)에 접촉되어 전류를 공급받을 수 있다. 플립칩의 경우 광은 기판(100) 즉, 상면 및 측면으로 나온다. 따라서, 플립칩인 발광소자(20)로부터 방출되는 광은 베이스층(10) 아래에 위치하는 측정기(3)를 통해 광측정이 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도시되지는 않았지만 광검출기(30)는 지면 또는 공장 바닥면 등으로부터 수직으로 세워지는 수직 프레임 및 수직 프레임의 상단부에 수평하게 결합되는 수평 프레임에 장착되어 지면으로부터 일정한 높이로 이격되어 지지될 수 있다. 이때, 광검출기(30)는 베이스층(10)의 위치에 따라 이동되거나, 베이스층(10)이 광검출기(30)의 위치에 따라 이동될 수 있다.
도 8은 본 개시에 따른 베이스층(10)의 제조 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
우선, 돌출부(11)를 구비하는 요철 구조의 텍스처링 표면(textured surface)을 갖는 제1 면(12)과 평탄한 면(flat surface)을 갖는 제2 면(13)을 구비한 베이스층(10)을 준비하고, 베이스층(10)의 제2 면(13) 위에 복수의 발광소자(20)를 배치한다.
베이스층(10)의 상면 즉, 제2 면(13) 위에 베이스층(10)의 형상, 패턴, 또는 경계 등을 인식하여 발광소자(20)가 놓일 위치 및 각도를 보정하는 소자이송장치(미도시)를 이용하여 복수의 발광소자(20)를 균일하게 또는 대칭적으로 배열할 수 있다. 소자 이송 장치의 일 예로, 다이본더와 유사하게 패턴 또는 형상을 인식하며, 이송할 위치나 대상물의 각도를 보정할 수 있는 장치라면 그 명칭에 무관하게 사용 가능할 것이다. 발광소자(20)의 배열 개수 및 배열 방식은 필요에 따라 적절하게 변경할 수 있음은 물론이다.
본 예에서, 베이스층(10)과 발광소자(20)는 외력에 의해 가압되어 서로 접하거나, 접착물질을 이용하여 서로 접착할 수 있다. 예를 들어, 접착 물질은 도전성 페이스트, 절연성 페이스트, 폴리머 접착제 등 다양하게 선택가능하며, 특별히 제한되지는 않는다. 어느 온도 범위에서는 접착력을 상실하는 물질을 사용하면, 베이스층(10)과 발광소자(20)의 분리 시에 상기 온도 범위에서 분리가 쉽게 될 수 있다.
다음으로, 광검출기(30)가 발광소자(20)에 프로브(21, 22)를 통해 전원을 인가하여 측정 대상의 발광소자(20)에서 방출되는 광을 수광하여 광 특성을 측정한다.
이때, 베이스층(10)의 돌출부(11)에 의해 형성 위치에 상관없이 발광소자(20)의 상면 방향 및 측면 방향으로 방출되는 광을 모두 수광하여 광량이 증가함으로써, 발광소자(20)의 광량을 정확하게 측정하여 광 측정시 발생하는 오류를 감소시킬 수 있다.
이와 같은 베이스층(10)은 도 8(a)를 참조하면 베이스 필름층(111)위에 양측면이 모두 평탄한 면을 갖는 베이스층(10a)을 형성한다. 여기서, 베이스 필름층(111)과 베이스층(10a)의 길이 및 두께는 서로 동일하거나 크거나 작게 형성 될 수 있다. 본 예에서는 필름층(111)의 길이 및 두께를 베이스층(10a)의 길이 및 두께보다 크고 길게 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다음, 도 8(b)를 참조하면 제1 몰딩부재(40)의 안착면에 양측면이 평탄한 면을 갖는 베이스층(10a)이 형성된 베이스 필름층(111)을 배치시킨다.
다음, 도 8(c)를 참조하면 제1 몰딩부재(40)의 제1 결합부(41)와 제2 몰딩부재(42)의 결합부(43)가 서로 맞물리도록 제2 몰딩부재(42)를 제1 몰딩부재(40)와 결합시킨다. 제1 몰딩부재(40) 및 제2 몰딩부재(42)는 플라스틱, 금속, 또는, 표면이 도금된 부재일 수 있으며, 제1 몰딩부재(40) 및 제2 몰딩부재(42)의 재질은 제1 몰딩부재(40) 및 제2 몰딩부재(42)의 형태 유지에 좋도록 어느 정도 딱딱한 재질이 바람직하고, 크랙이나 갈라짐 방지에 효과적인 재질로 선택하는 것이 바람직하다.
여기서, 제1 몰딩부재(40)와 대응하는 제2 몰딩부재(42)의 하면(44)은 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖는다.
제2 몰딩부재(42)의 하면(44)의 요철 구조에 의해 베이스층(10)의 제1 면(12)은 돌출부(11)를 구비하는 요철 구조의 텍스처링 표면으로 형성되고, 베이스 필름층(111)에 맞닿은 베이스층(10)의 제2 면(13)은 평탄한 면으로 형성될 수 있다.
베이스층(10)의 제1 면(12)의 형상은 제2 몰딩부재(42)의 하면(44)에 균일한 패턴으로 형성된 요철 구조에 대응하여 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 베이스층(10)의 제1 면(12)은 2 몰딩부재(42)의 하면(44)에 형성된 요철 구조에 대응하여 형성됨으로써, 돌출부(11)가 균일한 거칠기를 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광소자(20)로부터 방출되는 광을 반사 및 굴절시켜 균일하게 산란시킴으로써, 광검출기(30)로 산란된 광이 모두 수광되어 발광소자(20)의 광량을 정확하게 측정하여 광 측정시 발생하는 오류를 감소시킬 수 있다.
도 9는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치(2)의 다른 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
발광소자 검사장치(2)의 베이스층(210)의 제1 면(212)은 복수의 함몰부(211)를 포함한다. 복수의 함몰부(211)를 제외하고는 도 5에 기재된 발광소자 검사장치(1)와 동일한 특성을 갖는다.
베이스층(210)의 제1 면(212)에 형성된 복수의 함몰부(211)는 균일하게 형성되며, 발광소자(2)로부터 방출되는 광이 모두 광검출기(230)로 수광될 수 있도록 복수 회의 반사 동작 및 굴절 동작을 발생하여 균일하게 산란시킨다.
함몰부(211)의 형상은 역피라마드 형상을 갖도록 도시하였지만, 이에 한정하지 않고 오목 렌즈, 볼록 렌즈 등 렌즈 형상을 갖는 돌기에 따른 요철 구조의 다양한 돌기 형상으로 변형 가능하다.
본 실시예에서, 함몰부(211)의 크기, 즉 최대 폭(a)과 최대 높이(b)는 각각 약 0.5㎛ 내지 50㎛일 수 있고, 함몰부(211)의 종횡비(aspect ratio)(b/a)는 약 1.0 내지 1.5일 수 있다.
복수의 함몰부(211)는 도 8에 도시된 제2 몰딩부재(42)의 하면(44)의 요철 구조에 의해서 형성되는 것이 바람직하다.
구체적으로, 제2 몰딩부재(42)의 하면(44)은 역피라미드 형상을 갖는 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖는다. 이에 따라, 베이스층(210)의 제1 면(212)은 균일하게 형성된 복수의 함몰부(211)를 구비한다.
도 10은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치(3)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
발광소자 검사장치(3)는 베이스층(310)을 중심으로 복수의 발광소자(320)가 배치된 반대측면으로 이격되어 위치하는 제1 광검출기(330)와 발광소자(320)가 배치된 측면으로부터 이격되어 위치하는 제2 광검출기(350)를 포함한다. 베이스층(310)의 제2 면(313) 위에서 베이스층(310)과 이격되어 위치하는 제2 광검출기(350)를 제외하고는 도 5에 기재된 발광소자 검사장치(1)와 동일한 특성을 갖는다.
발광소자(230)에서 방출되는 광을 가능한 많이 수광하여 측정의 정확도를 높이기 위해서 베이스층(310) 위에 제2 광검출기(350)가 더 구비된다.
이때, 제1 광검출기(330) 및 제2 광검출기(350)가 서로 마주하도록 구비될 수 있으며, 베이스층(310)은 제1 광검출기(330)와 제2 광검출기(350) 사이로 좌측 방향 또는 우측 방향으로 이송되는 것이 바람직하다. 또한, 제1 광검출기(330)와 제2 광검출기(350)와 베이스층(310)와의 거리에 따라 상면 방향 또는 하면 방향으로도 이송될 수 있다. 이와 달리, 베이스층(310)이 고정되고 제1 광검출기(330) 및 제2 광검출기(350)가 움직일 수도 있다.
이와 같이 베이스층(310)를 중심으로 위/아래에 제1 광검출기(330) 및 제2 광검출기(350)를 형성함으로써, 돌출부(311)에 의해 산란된 광이 제1 광검출기(330) 및 제2 광검출기(350)로 수광됨으로써, 위치 영역에 상관없이 각각의 발광소자(320)의 광량을 정확하게 측정할 수 있다.
도 11은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치(4)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
발광소자 검사장치(4)의 발광소자(420)는 레터럴 칩(lateral chip)의 수평형 발광소자(420)로 이루어진다. 수평형 발광소자(420)의 상면 방향으로부터 방출되는 광(L41)을 수광하기 위해 베이스층(410) 위에만 제2 광검출기(450)가 구비된다. 레터럴 칩(lateral chip)의 수평형 발광소자(420) 및 베이스층(410) 위에만 제2 광검출기(450)를 제외하고는 도 5에 기재된 발광소자 검사장치(1)와 동일한 특성을 갖는다.
수평형 발광소자(420)의 상면 방향으로 방출되는 광(L41)은 제2 광검출기(450)로 수광된다. 수평형 발광소자(420)의 기판(예: 사파이어 기판) 측 또는 측면 방향으로 비스듬히 나온 광(L42)은 일부가 이웃한 수평형 발광소자(420)에 반사되어 베이스층(410)으로 입사되거나 또는 직접 베이스층(410)으로 입사되어 베이스층(410)의 돌출부(411)에 의해 반사와 굴절이 이루어져 제2 광검출기(450) 측으로 수광될 수 있다.
이와 같이 베이스층(410)의 돌출부(411)로 인해 제2 광검출기(450)로 수광될 수 있는 광의 비율이 증가한다. 이러한 증가 효과는 위치 영역에 상관없이 각각의 발광소자(420)의 광량을 정확하게 측정할 수 있다.
도 12는 본 개시에 따른 발광소자 검사장치(5)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
발광소자 검사장치(5)는 베이스층(510)의 가장자리영역에 위치하는 발광소자(520)보다 더 외곽에 광의 반사를 위한 반사벽(560)을 포함한다. 반사벽(560)을 제외하고는 도 5에 기재된 발광소자 검사장치(1)와 동일한 특성을 갖는다.
베이스층(510)의 가장자리영역에 위치하는 반사벽(560)은 발광소자(520)와 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지 않는다.
반사벽(560)은 최 외곽에 광의 반사를 위해 베이스층(510)에 발광소자(520)가 배치되기 전에 형성되거나, 발광소자(520)가 배치된 후에 형성될 수도 있다. 발광소자(520)는 베이스층(510)의 형상, 패턴, 또는 경계 등을 인식하여 발광소자(520)가 놓일 위치 및 각도를 보정하는 소자이송장치에 의해 베이스층(510) 위에 배치된다.
가장자리영역에 위치한 발광소자(520)에서 방출되는 광이 반사벽(560)에 의해 반사되어 나온 광은 베이스층(510)으로 입사되어 베이스층(510)의 돌출부(511)에서 반사 및 굴절되어 광검출기(530)로 수광됨으로써, 가장자리영역에서 광측정의 오류를 감소할 수 있다.
도 13은 본 개시에 따른 발광소자 검사장치(6)의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
발광소자 검사장치(6)는 복수의 발광소자(620)와 베이스층(610) 사이에 형성되는 접착층(670)을 포함한다. 접착층(670)을 제외하고는 도 5에 기재된 발광소자 검사장치(1)와 동일한 특성을 갖는다.
복수의 발광소자(620)와 베이스층(610) 사이의 위치하는 접착층(670)로 인하여 복수의 발광소자(620)가 베이스층(610) 위에 배치될 때, 접합력이 향상될 수 있다.
복수의 발광소자(620)와 베이스층(610) 사이의 접합력이 강해짐으로써, 제조 공정 중에 열에너지 또는 외부충격이 가해지는 경우 외부 충격에 의해 복수의 발광소자(620)와 베이스층(610)이 서로 분리되어 손상 또는 훼손이 방지될 수 있다. 따라서, 복수의 발광소자(620)와 베이스층(610)과의 접착력이 유지되어 신뢰성이 향상될 수 있다.
여기서, 접착층은 접착물질로 이루어지면, 예를 들어 도전성 페이스트, 절연성 페이스트, 폴리머 접착제 등 다양하게 선택가능하며, 특별히 제한되지는 않는다.
이하 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 발광소자의 검사방법에 있어서, 베이스층의 제1 면이 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖도록 표면 처리하는 단계; 제1 면의 반대면으로서 평탄면을 갖도록 형성된 베이스층의 제2 면 위에 적어도 하나 이상의 발광소자를 배치하는 단계; 그리고 베이스층의 제2 면에 배치된 발광소자로부터 방출되는 광을 수광하는 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계;를 포함하고, 적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자로부터 방출되는 광이 베이스층으로 입사되어 텍스처링 표면에서 균일하게 산란되어 광검출기로 수광되는 발광소자의 검사방법.
(2) 베이스층의 제1 면을 표면 처리하는 단계에 있어서, 필름층 위에 투광성 절연물질을 도포하여 양측면이 평탄면인 베이스층을 형성하는 단계; 베이스층이 형성된 필름층을 제1 몰딩부재 내에 배치하는 단계; 제1 몰딩부재와 대응하는 면이 요철 구조로 형성된 제2 몰딩부재와 제1 몰딩부재를 결합하는 단계; 그리고 제1 면에 복수의 요철 구조가 균일하게 형성된 베이스층을 필름층으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 발광소자의 검사방법.
(3) 베이스층의 제1 면에 형성된 텍스처링 표면은 피리마드 형상의 돌출부를 구비하고, 돌출부의 최대 폭 및 최대 높이는 각각 0.5㎛ 내지 50㎛인 발광소자의 검사방법.
(4) 베이스층의 제1 면에 형성된 텍스처링 표면은 역피라미드 형상의 함몰부를 구비하고, 함몰부의 최대 폭 및 최대 높이는 각각 0.5㎛ 내지 50㎛인 발광소자의 검사방법.
(5) 반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)으로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 구비되어 광을 생성하는 활성층을 구비하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층이 성장되는 성장 기판으로서 제1 반도체층과 베이스층 사이에 구비되며 광을 투과시키는 성장 기판과, 복수의 반도체층 위에 구비된 전극을 포함하며, 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는, 베이스층을 중심으로 베이스층의 제2 면으로부터 이격되게 광검출기를 배치하는 발광소자의 검사방법.
(6) 반도체 발광소자는 수평형 칩(lateral chip)으로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 구비되어 광을 생성하는 활성층을 구비하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층이 성장되는 성장 기판으로서 제1 반도체층과 베이스층 사이에 구비되며 광을 투과시키는 성장 기판과, 복수의 반도체층 위에 구비된 전극을 포함하며, 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는, 베이스층을 중심으로 베이스층의 제1 면으로부터 이격되게 광검출기를 배치하는 발광소자의 검사방법.
(7) 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는, 베이스층을 중심으로 베이스층의 제1 면으로부터 이격되게 제1 광검출기를 배치하는 단계; 그리고 베이스층을 중심으로 베이스층의 제2 면으로부터 이격되게 제2 광검출기를 배치하는 단계;를 포함하고, 제1 광검출기 및 제2 광검출기는 서로 마주하도록 배치하는 발광소자의 검사방법.
(8) 베이스층의 가장자리 영역에 반사벽을 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법.
(9) 발광소자와 베이스층 사이에 접착층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법.
(10) 적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자가 광검출기와 마주하도록 적어도 하나 이상의 발광소자가 배치된 베이스층을 이동시키는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법.
(11) 베이스층 위에 배치된 적어도 하나 이상의 발광소자는 서로 균일하게 또는 대칭적으로 이격되어 위치하는 발광소자의 검사방법.
본 개시에 따른 발광소자 검사장치에 의하면, 베이스층의 하면이 요철 구조의 텍스처링 표면으로 형성됨으로써, 발광소자로부터 방출되는 광의 대부분을 반사 및 굴절시켜 광측정기로 수광되도록한다. 이에 광측정기로 수광되는 광량이 증가하여 발광소자에 대한 광측정의 정확도가 향상된다.
또한, 베이스층이 돌출부 또는 함몰부의 요철 구조를 구비함으로써, 위치 영역에 상관없이 각각의 발광소자의 광량을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 베이스층이 돌출부 또는 함몰부의 요철 구조를 구비함으로써, 발광소자로부터 방출되는 광을 왜곡 없이 안정적으로 확산된 패턴으로 수광하여 발광소자를 측정할 수 있다.
그리고, 베이스층이 돌출부 또는 함몰부의 요철 구조를 구비함으로써, 발광소자의 상면 방향 및 측면 방향으로 방출되는 광을 모두 수광하여 광량이 증가할 수 있다. 이에 따라 발광소자의 광량을 정확하게 측정하여 광 측정시 발생하는 오류를 감소시킬 수 있다.
1, 2, 3, 4, 5, 6 : 발광소자 검사장치
10, 210, 310, 410, 510, 610 : 베이스층
20, 220, 320, 420, 520, 620 : 발광소자
30, 230, 330, 350, 450 :광검출기
11, 311, 411, 511 :돌출부 211 : 함몰부
560 : 반사벽 670 : 접착층
10, 210, 310, 410, 510, 610 : 베이스층
20, 220, 320, 420, 520, 620 : 발광소자
30, 230, 330, 350, 450 :광검출기
11, 311, 411, 511 :돌출부 211 : 함몰부
560 : 반사벽 670 : 접착층
Claims (11)
- 발광소자의 검사방법에 있어서,
베이스층의 제1 면이 요철 구조의 텍스처링 표면을 갖도록 표면 처리하는 단계;
제1 면의 반대면으로서 평탄면을 갖도록 형성된 베이스층의 제2 면 위에 적어도 하나 이상의 발광소자를 배치하는 단계; 그리고
베이스층의 제2 면에 배치된 발광소자로부터 방출되는 광을 수광하는 광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계;를 포함하고,
적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자로부터 방출되는 광이 베이스층으로 입사되어 텍스처링 표면에서 균일하게 산란되어 광검출기로 수광되는 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
베이스층의 제1 면을 표면 처리하는 단계에 있어서,
필름층 위에 투광성 절연물질을 도포하여 양측면이 평탄면인 베이스층을 형성하는 단계;
베이스층이 형성된 필름층을 제1 몰딩부재 내에 배치하는 단계;
제1 몰딩부재와 대응하는 면이 요철 구조로 형성된 제2 몰딩부재와 제1 몰딩부재를 결합하는 단계; 그리고
제1 면에 복수의 요철 구조가 균일하게 형성된 베이스층을 필름층으로부터 분리하는 단계;를 포함하는 발광소자의 검사방법. - 청구항 2에 있어서,
베이스층의 제1 면에 형성된 텍스처링 표면은 피리마드 형상의 돌출부를 구비하고,
돌출부의 최대 폭 및 최대 높이는 각각 0.5㎛ 내지 50㎛인 발광소자의 검사방법. - 청구항 2에 있어서,
베이스층의 제1 면에 형성된 텍스처링 표면은 역피라미드 형상의 함몰부를 구비하고,
함몰부의 최대 폭 및 최대 높이는 각각 0.5㎛ 내지 50㎛인 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
반도체 발광소자는 플립칩(flip chip)으로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 구비되어 광을 생성하는 활성층을 구비하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층이 성장되는 성장 기판으로서 제1 반도체층과 베이스층 사이에 구비되며 광을 투과시키는 성장 기판과, 복수의 반도체층 위에 구비된 전극을 포함하며,
광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는,
베이스층을 중심으로 베이스층의 제2 면으로부터 이격되게 광검출기를 배치하는 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
반도체 발광소자는 수평형 칩(lateral chip)으로서, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층, 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층, 제1 반도체층과 제2 반도체층의 사이에 구비되어 광을 생성하는 활성층을 구비하는 복수의 반도체층과, 복수의 반도체층이 성장되는 성장 기판으로서 제1 반도체층과 베이스층 사이에 구비되며 광을 투과시키는 성장 기판과, 복수의 반도체층 위에 구비된 전극을 포함하며,
광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는,
베이스층을 중심으로 베이스층의 제1 면으로부터 이격되게 광검출기를 배치하는 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
광검출기를 베이스층으로부터 이격되게 배치하는 단계는,
베이스층을 중심으로 베이스층의 제1 면으로부터 이격되게 제1 광검출기를 배치하는 단계; 그리고
베이스층을 중심으로 베이스층의 제2 면으로부터 이격되게 제2 광검출기를 배치하는 단계;를 포함하고,
제1 광검출기 및 제2 광검출기는 서로 마주하도록 배치하는 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
베이스층의 가장자리 영역에 반사벽을 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
발광소자와 베이스층 사이에 접착층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
적어도 하나 이상의 발광소자 중 광검출 측정 대상의 발광소자와 광검출기가 마주하여 위치하도록 적어도 하나 이상의 발광소자가 배치된 베이스층을 이동시키는 단계;를 포함하는 반도체 발광소자의 검사방법. - 청구항 1에 있어서,
베이스층 위에 배치된 적어도 하나 이상의 발광소자는 서로 균일하게 또는 대칭적으로 이격되어 위치하는 발광소자의 검사방법.
Priority Applications (2)
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