KR20240067670A - Light emitting characteristic inspection device of light emitting device - Google Patents
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Abstract
소정 크기의 검사 영역내의 발광소자가 발생시킨 빛을 수광하고, 수광된 상기 빛을 제1방향 및 제2방향으로 나누고, 상기 제1방향으로 진행한 빛에 대해 상기 검사 영역내의 발광 강도 분포를 측정하고, 상기 제2방향으로 진행한 빛에 대해 광선속 및 색좌표를 포함하는 광학적 특성을 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치를 개시한다. 본 발명에 따르면 발광소자의 제조 공정의 시간이 단축되어 제조 공정의 효율성이 향상될 수 있다. 또한, 프로빙 공정의 단축을 통해 발광소자에 가해지는 진행성 불량 발생이 감소되어 품질이 향상될 수 있다.Receives light generated by a light-emitting device in an inspection area of a predetermined size, divides the received light into a first direction and a second direction, and measures the light emission intensity distribution within the inspection area for the light traveling in the first direction. and an inspection device comprising a measuring unit that measures optical characteristics including a ray flux and color coordinates for light traveling in the second direction. According to the present invention, the manufacturing process time for a light emitting device can be shortened, thereby improving the manufacturing process efficiency. Additionally, by shortening the probing process, the occurrence of progressive defects applied to the light emitting device can be reduced, thereby improving quality.
Description
본 발명은 발광소자의 제조 공정 중 발광소자의 발광 특성을 검사하는 장치에 관한 것이다. 상세하게, 본 발명은 발광소자에 전력을 인가하여 발광 특성 검사를 통해 발광소자의 품질을 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for inspecting the light-emitting characteristics of a light-emitting device during the manufacturing process of the light-emitting device. In detail, the present invention relates to a device for measuring the quality of a light-emitting device by applying power to the light-emitting device and inspecting the light-emitting characteristics.
발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 조립 시, 각 발광소자의 양불 및 품질을 측정하여 분류할 필요성이 있다. 발광소자의 정확한 특성 검사를 위해서는 정전류를 인가한 측정이 요구된다. AOI(Automated Optical Inspection)를 통하여 발광소자의 외관 불량을 검사할 수 있지만, 특히 디스플레이 장치의 경우 고품질 및 신뢰성 확보를 위해 전기발광 검사가 필수적이다. 이러한 전기발광 검사 방식은 기술적 난이도가 높은 프로빙(probing) 기술이 요구되지만 제품 생산 및 출하 후 A/S 비용 및 제조사의 신뢰도 확보를 위한 필수 요건이 된다.When assembling a display device using light-emitting devices, there is a need to measure and classify the quality and quality of each light-emitting device. In order to accurately test the characteristics of a light emitting device, measurement by applying a constant current is required. Appearance defects of light-emitting devices can be inspected through AOI (Automated Optical Inspection), but especially in the case of display devices, electroluminescence inspection is essential to ensure high quality and reliability. Although this electroluminescence inspection method requires probing technology with high technical difficulty, it is an essential requirement for after-sales service costs and securing the manufacturer's reliability after product production and shipment.
종래의 프로빙 공정은 발광소자의 최종적 결합이 완료된 이후 발광소자의 점등 검사를 수행하여 확인되고 있다. 이는 수리 비용을 상승시킬 뿐 아니라 불필요한 작업이 수행될 수 있어 공정 설비의 가동율을 저하시킬 수 있다. 나아가, 전체적인 제조비용 상승이라는 문제를 야기한다.The conventional probing process is confirmed by performing a lighting inspection of the light emitting device after the final combination of the light emitting device is completed. This not only increases repair costs, but also reduces the operation rate of process equipment as unnecessary work may be performed. Furthermore, it causes the problem of an increase in overall manufacturing costs.
본 발명의 기술적 과제는 발광소자의 제조 공정 중 발광 특성을 검사하여 불필요한 작업 수행 감소를 통한 제조 공정의 효율성을 향상시키는 것이다.The technical task of the present invention is to improve the efficiency of the manufacturing process by reducing unnecessary work by examining the luminous properties during the manufacturing process of the light emitting device.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 검사 장치는 소정 크기의 검사 영역내의 발광소자가 발생시킨 빛을 수광하고, 수광된 상기 빛을 제1방향 및 제2방향으로 나누고, 상기 제1방향으로 진행한 빛에 대해 상기 검사 영역내의 발광 강도 분포를 측정하고, 상기 제2방향으로 진행한 빛에 대해 광선속 및 색좌표를 포함하는 광학적 특성을 측정하는 측정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problem, an inspection device according to the present invention receives light generated by a light-emitting element in an inspection area of a predetermined size, divides the received light into a first direction and a second direction, and transmits the light in the first direction. It is characterized by comprising a measuring unit that measures the light emission intensity distribution within the inspection area for the light traveling in the second direction, and measuring optical characteristics including a ray flux and color coordinates for the light traveling in the second direction.
본 발명에 따르면 발광소자의 제조 공정의 시간이 단축되어 제조 공정의 효율성이 향상될 수 있다.According to the present invention, the manufacturing process time for a light emitting device can be shortened, thereby improving the manufacturing process efficiency.
또한, 프로빙 공정의 단축을 통해 발광소자에 가해지는 진행성 불량 발생이 감소되어 품질이 향상될 수 있다.Additionally, by shortening the probing process, the occurrence of progressive defects applied to the light emitting device can be reduced, thereby improving quality.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1이동부의 작동을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 제2이동부의 작동을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제3이동부의 작동을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 높이센서 및 제2 높이센서를 나타낸 것이다.
도 6은 기판에 휨(bowing)이 있는 경우를 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 발광 특성 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브카드를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브기판의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 정렬 방법을 나타낸 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부를 나타낸 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 결과 그래프를 나타낸 것이다.Figure 1 shows a testing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the operation of the first moving part according to the present invention.
Figure 3 shows the operation of the second moving part according to the present invention.
Figure 4 shows the operation of the third moving part according to the present invention.
Figure 5 shows a first height sensor and a second height sensor according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a case where there is bowing in the substrate.
Figure 7 is a flowchart showing a method of measuring the emission characteristics of a light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a perspective view showing a probe card according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 shows the cross-sectional structure of a probe substrate according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is a cross-sectional view showing a method of aligning an inspection device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is a cross-sectional view showing a measuring unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 shows a graph of measurement results according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명의 일 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in this specification will be briefly described, and an embodiment of the present invention will be described in detail. The terms used in this specification are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the function in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a person working in the art, the emergence of new technology, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in this specification should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than simply the name of the term.
본 설명에서 '상측'이란 별다른 설명이 없는 한 발광소자의 단자가 형성되는 방향으로서 도면에서 위쪽 방향을 의미하며, '상면'이란 상측 방향의 면을 의미한다. '하측'이란 별다른 설명이 없는 한 발광소자가 발생시킨 빛이 진행하는 방향으로서 도면에서 아래쪽 방향을 의미하고, '하면'이란 하측 방향의 면을 의미한다.In this description, unless otherwise specified, 'top' refers to the upward direction in the drawing as the direction in which the terminals of the light emitting device are formed, and 'top' refers to the surface in the upper direction. Unless otherwise specified, 'lower side' refers to the downward direction in the drawing as the direction in which light generated by a light-emitting device travels, and 'lower side' refers to the lower side.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail through the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치(1)를 나타낸 것이다.Figure 1 shows an
본 발명에 따르면, 검사 장치(1)는 측정부(10), 프로브카드(probe-card, 20), 베드부(30) 및 정렬센서부(40)를 포함한다.According to the present invention, the
측정부(10)는 발광소자의 전기발광 특성을 측정하기 위한 구성이다. 상세하게, 측정부(10)는 기판(W) 상면에 형성된 발광소자의 발광 방향으로 소정 거리 이격되어 구비되며, 각 발광소자에 전력이 공급되면 각 발광소자의 발광 특성을 카메라 또는 포토미터를 통해 측정한다. 도 1은 발광소자의 발광 방향이 하측 방향이며, 측정부(10)는 기판의 하측에 위치되는 것을 기준으로 도시되었다. 측정부에 대해서는 도 11을 참조하여 상세히 후술하도록 한다.The
프로브카드(20)는 각 발광소자에 전력을 인가하기 위한 구성이다. 상세하게, 프로브카드(20)는 상기 기판(W)으로부터 발광소자의 단자가 형성되는 방향으로 이격되어 위치되고, 프로브핀(21)이 발광소자를 향하는 방향으로 돌출되도록 형성된다 (도 3 참조). 프로브카드(20)가 발광소자 방향으로 이동되어 프로브핀(21)이 각 발광소자의 단자에 접촉된다. 프로브핀(21)을 통해 발광소자가 검사 장치(1)와 전기적으로 연결되어 전력을 공급받을 수 있게 된다.The
베드부(30)는 측정 대상인 기판(W)을 고정시키기 위한 구성이다. 상세하게, 베드부(30)는 측정부(10)의 상측에 위치하며, 베드부(30)의 상측에는 기판(W)의 테두리 형태에 대응되는 링부가 형성되어 기판(W)이 베드부(30)의 상면에 고정될 수 있다. 바람직하게, 베드부(30)의 적어도 기판이 배치되는 부분은 빛이 상면에서 하면을 관통하도록 투명 재질로 구비될 수 있다. 이에 따라, 발광소자가 발생시키는 빛이 베드부(30)를 관통하여 측정부(10)로 도달할 수 있다.The
정렬센서부(40)는 프로브카드(20) 및 기판(W)의 정렬상태를 감지하기 위한 구성이다. 상세하게, 프로브핀(21)이 발광소자의 단자와 접촉되기 위해서 프로브카드(20)가 기판(W)과 정렬될 필요성이 있다. 이를 위해, 정렬센서부(40)는 프로브카드(20)에 대해 기판(W)의 반대 방향의 위치에 배치될 수 있다. 정렬센서부(40)에 대해서는 도 10을 참조하여 상세하게 후술하도록 한다.The
바람직하게, 베드부(30)는 기판에 대해 수평 방향(도 1의 x방향 및 y방향)으로 이동될 수 있다. 상세하게, 지면에 대해 고정되는 테이블부(T)에는 제1이동부(51)가 구비되며, 제1이동부(51)는 수평의 일 축 방향(도 1에서 y축 방향) 및 타 축 방향(도 1에서 x축 방향)으로 형성된 각각의 레일부를 따라 이동될 수 있다. 이에 따라, 베드부(30)의 이동을 통해 기판의 수평 위치를 변경시킬 수 있다.Preferably, the
바람직하게, 프로브카드(20)는 기판에 대해 수직 방향(도 1의 z방향)으로 이동될 수 있다. 상세하게, 지면에 대해 고정되는 테이블부(T)에는 제2이동부(52)가 구비되며, 제2이동부(52)는 수직 방향으로 형성된 레일부를 따라 이동될 수 있다. 이에 따라, 프로브카드(20)가 발광소자가 배치된 기판(W) 상의 각 발광소자의 위치로 이동될 수 있다.Preferably, the
바람직하게, 정렬센서부(40)는 제3이동부(53)를 통해 이동될 수 있다. 상세하게, 지면에 대해 고정되는 테이블부(T)에는 제3이동부(53)가 구비되며, 제3이동부(53)는 수평 방향으로 배치되는 액추에이터에 연결되어 수평의 일 방향(도 1에서 y방향) 및 그 반대 방향으로 왕복 이동될 수 있다. 제3이동부(53)를 통해 정렬센서부(40)의 정렬 오차를 조절할 수 있게 된다.Preferably, the
또한, 제3이동부(53)는 수직 방향의 액추에이터를 포함하여 정렬센서부(40)를 수직 방향으로 왕복 이동시킬 수 있다. 즉, 정렬센서부(40)는 제3이동부(53)를 통해 수평의 일 방향 및 수직 방향으로 이동될 수 있다.Additionally, the third moving
바람직하게, 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 프로브핀(21)을 포함한 프로브카드(20)의 상태를 점검하기 위한 점검카메라부(60)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 점검카메라부(60)는 프로브핀(21)의 하측에 구비되고 촬영방향이 프로브핀(21)을 향하도록 구비될 수 있다. 보다 바람직하게, 점검카메라부(60)는 상기 제1이동부(51)에 연결되어 구비될 수 있다. 이에 따라, 점검카메라부(60)는 필요에 따라 프로브핀(21)의 점검 수행 위치로 이동되거나, 발광소자의 발광 특성을 측정할 때에는 빛의 경로를 벗어나도록 이동될 수 있다.Preferably, the
점검카메라부(60)가 구비됨으로써 원격으로 프로브핀(21)의 상태를 점검할 수 있게 된다. 또한, 프로브핀(21)이 육안으로 확인하기 어려울 만큼 작게 구비되는 경우, 점검카메라부(60)는 확대 촬영을 통해 점검을 용이하게 할 수 있다. 특히, 마이크로 LED와 같이 크기가 매우 작은 발광소자에 대한 프로브핀(21)의 경우, 발광소자의 크기에 대응하여 프로브핀(21)의 크기도 작게 구비될 수밖에 없다. 점검카메라부(60)를 통해 용이하게 프로브핀(21)의 상태를 점검할 수 있어 프로브핀(21)의 손상에 의한 측정 오류를 미연에 방지할 수 있게 되고, 검사 장치(1)의 신뢰도가 향상될 수 있다.By providing the
도 2는 본 발명에 따른 제1이동부(51)의 작동을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the operation of the first moving
바람직하게, 테이블부(T)에는 발광소자가 발생시키는 빛이 통과할 수 있도록 관통부(hole)가 구비될 수 있다. 도 2의 <a>는 베드부(50)가 상기 관통부(hole)를 가리지 않는 임의의 위치에 배치된 상태를 나타낸 것이다. 관통부(hole)의 주변에는 프로브카드(20) 또는 정렬센서부(40)가 위치되어 있어, 베드부(50)가 관통부(hole) 주변에 위치되는 경우 베드부(50)에 측정 대상 기판(W)을 안착 및 고정시키는 것이 용이하지 않을 수 있다. 반면, 도 2의 <a>와 같이 베드부(50)가 관통부(hole)의 위치로부터 멀어진 위치에 배치된 상태에서는 프로브카드(20) 또는 정렬센서부(40)와 간섭되지 않으므로 측정 대상 기판(W)을 용이하게 배치할 수 있다.Preferably, the table portion T may be provided with a hole through which light generated by the light emitting device can pass. <a> in FIG. 2 shows a state in which the bed portion 50 is disposed at an arbitrary position that does not cover the hole. A
바람직하게, 제1이동부(51)는 베드부(30)를 중심축(도 2에 점선으로 도시)을 기준으로 회전(rotate)시키기 위한 회전부(511)를 구비할 수 있다.Preferably, the first moving
도 2의 <b>는 제1이동부(51)의 작동을 통해 베드부(50)가 상기 관통부(hole)에 대응되는 위치로 이동된 상태를 나타낸 것이다. 도 2의 <b>에 도시된 화살표는 베드부(50)의 이동 경로를 나타낸 것이다.<b> in FIG. 2 shows a state in which the bed part 50 is moved to a position corresponding to the hole through the operation of the first moving
베드부(50)가 관통부(hole)에 대응되는 위치로 이동됨으로써, 베드부(50)에 안착된 기판(W)에 형성된 발광소자가 발생시키는 빛이 관통부(hole)를 통해 측정부(10)에 도달할 수 있게 된다.As the bed part 50 is moved to a position corresponding to the hole, the light generated by the light emitting device formed on the substrate W mounted on the bed part 50 passes through the hole to the measuring part ( 10) can be reached.
또한, 상술한 바와 같이 점검카메라부(60)는 상기 제1이동부(51)에 연결되어 구비될 수 있다. 이에 따라, 점검카메라부(60)는 필요에 따라 프로브핀(21)의 점검 수행 위치로 이동되거나, 발광소자의 발광 특성을 측정할 때에는 빛의 경로를 벗어나도록 이동될 수 있다.Additionally, as described above, the
한편, 제1이동부(51)에는 핀청소부(70)가 연결되어 구비될 수 있다. 핀청소부(70)는 프로브핀(21)에 이물질이 붙는 경우 이를 제거하기 위한 구성이다. 상세하게, 프로브핀(21)에 이물질이 붙는 경우 점검카메라부(60)를 통해 이를 감지할 수 있다. 이물질이 감지되는 경우, 제1이동부(51)의 작동을 통해 핀청소부(70)가 프로브핀(21)에 대응되는 위치로 이동되어 프로브핀(21)의 청소를 수행한다. 또한, 발광 특성 검사 횟수가 소정 횟수를 넘어가는 경우 청소를 수행하도록 구비될 수 있다. 이에 따라, 점검카메라부(60)에 감지되지 않는 이물질에 의한 문제를 사전에 예방할 수 있게 된다.Meanwhile, a
도 3은 본 발명에 따른 제2이동부(52)의 작동을 나타낸 것이다. 도 3은 검사 장치를 측방향에서 바라본 것을 기준으로 도시하였으며, 측정부(10)는 생략하였다.Figure 3 shows the operation of the second moving
도 3의 <a>는 베드부(30)가 발광 특성 측정시의 위치(도 3에 점선으로 도시)에 정렬된 상태를 나타낸 것이다. 프로브카드(20), 베드부(30) 및 정렬센서부(40)의 정렬 방법에 대해서는 도 10을 참조하여 상세히 후술하도록 한다.<a> in FIG. 3 shows a state in which the
도 3의 <b>는 프로브카드(20)가 제2이동부(52)의 작동에 의해 수직 하강한 상태를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 화살표는 각각 프로브카드(20) 및 제2이동부(52)의 이동 경로를 나타낸 것이다. 도 3의 <b>에 도시된 바와 같이, 제2이동부(52)가 수직 레일부(521)를 따라 하강 이동되어 프로브카드(20)의 하면에 돌출된 프로브핀(21)이 베드부(30)의 상면에 배치된 기판(W)의 상면과 접촉하게 된다. 도 3에서는 프로브핀(21) 및 기판(W)은 생략하였다.<b> in FIG. 3 shows a state in which the
도 4는 본 발명에 따른 제3이동부(53)의 작동을 나타낸 것이다. 도 4는 검사 장치를 측방향에서 바라본 것을 기준으로 도시하였으며, 측정부(10) 및 제2이동부(52)는 생략하였다. 또한, 도 4는 베드부(30)가 발광 특성 측정시의 위치(도 4에 점선으로 도시)에 정렬된 상태를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the operation of the third moving
도 4의 <b>는 정렬센서부(40)가 제3이동부(53)의 작동에 의해 수평 이동된 상태를 나타낸 것이다. 도 4에 도시된 화살표는 정렬센서부(40)의 이동 경로를 나타낸 것이다. 도 4의 <b>에 도시된 바와 같이, 제3이동부(53)가 수평 레일부(531)를 따라 우측으로 이동되어 프로브카드(20)의 수직 상측 위치에 정렬될 수 있다. 이와 같이, 제3이동부(53)에 의해 정렬센서부(40)의 수평 위치를 조절할 수 있어, 정렬센서부(40) 및 프로브카드(20)간 정렬을 조절할 수 있으며, 프로브카드(20)를 교체할 때 정렬센서부(40)의 간섭에 방해받지 않을 수 있다.<b> in FIG. 4 shows a state in which the
한편, 본 발명의 바람직한 실시예로서, 검사 장치(1)는 제1 높이센서(41) 및 제2 높이센서(42)를 포함할 수 있다.Meanwhile, as a preferred embodiment of the present invention, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 높이센서(41) 및 제2 높이센서(42)를 나타낸 것이다.Figure 5 shows the
제1 높이센서(41)는 기판(W)의 상면과 제1 높이센서(41) 간 높이 차이(이하, 제1 높이, h1)를 측정하기 위한 구성이다. 상세하게, 제1 높이센서(41)는 베드부(30)의 상측 방향에 배치되며 테이블부(T)에 고정되어 구비된다. 제1 높이센서(41)는 하측방향으로 전파 또는 광선 등을 발생시켜 베드부(30)의 상면에 배치된 기판(W)의 상면까지의 높이를 측정한다. 바람직하게, 제1 높이센서(41)는 레이저 센서일 수 있다.The
제2 높이센서(42)는 프로브핀(21)의 하단과 제2 높이센서(42) 간 높이 차이(이하, 제2 높이, h2)를 측정하기 위한 구성이다. 상세하게, 제2 높이센서(42)는 프로브카드(20)의 상측 방향에 배치되며 제3이동부(53)에 고정되어 구비된다. 이에 따라, 제2 높이센서(42)는 제3이동부(53)의 수평 이동을 따라 이동될 수 있다. 제2 높이센서(42)는 정렬센서부(40)를 통해 프로브카드(20) 및 베드부(30)가 수직으로 정렬되면, 제3이동부(53)의 작동을 통해 제2 높이센서(42)가 프로브카드(20)의 상측에 정렬될 수 있다.The
정렬센서부(40) 및 제2 높이센서(42)가 제3이동부(53)에 함께 고정되어 있으므로, 제2 정렬센서부(40) 및 제2 높이센서(42) 간의 간격(d)이 미리 측정된 후, 제3이동부(53)가 상기 간격(d)만큼 이동됨으로써 제2 높이센서(42)는 프로브카드(20)의 상측에 쉽게 정렬될 수 있다.Since the
제2 높이센서(42)는 하측방향으로 전파 또는 광선 등을 발생시켜 프로브카드(20)의 하면에 형성된 프로브핀(21)의 하단까지의 높이를 측정한다. 도 5에서 프로브핀(21)은 프로브카드(20)의 크기에 비해 크기가 작아 생략되었다. 바람직하게, 제2 높이센서(42)는 레이저 센서일 수 있다.The
제1 높이센서(41)는 테이블부(T)에 고정되어 있고, 제2 높이센서(42)는 수평으로만 이동되므로, 제1 높이센서(41) 및 제2 높이센서(42) 간 높이 차이(이하, 제3 높이, h3)는 미리 정해진다.Since the
따라서, 발광 특성 측정을 위해 프로브카드(20)가 이동되어야 할 거리(h4)는 제1 높이(h1) 및 제2 높이(h2)의 측정값과 제3 높이(h3)를 이용하여 계산될 수 있다. 상기 프로브카드(20)가 이동되어야 할 거리(h4)는 다음의 수학식 1을 통해 계산된다.Therefore, the distance (h4) to which the
[수학식 1][Equation 1]
도 6은 기판에 휨(bowing)이 있는 경우를 나타낸 단면도이다.Figure 6 is a cross-sectional view showing a case where there is bowing in the substrate.
도 6에 도시된 바와 같이 기판(W)에 휨(bowing)이 있는 등, 평탄하지 않은 경우에, 프로브핀(21)이 동일한 거리로 하강 이동된다면, 기판(W)의 일부 위치에서는 프로브핀(21)이 발광소자의 단자에 접촉되지 않거나, 기판(W)의 다른 위치에서는 프로브핀(21) 및 발광소자의 단자 간에 과도한 압력이 발생될 수 있다.As shown in FIG. 6, when the substrate W is not flat, such as with bowing, if the
그러나, 본 발명에 따르면 기판(W)의 각각의 측정 위치(P1, P2, P3)에서의 제1 높이(h1, h1`, h1``)를 측정하고, 각각의 측정 위치(P1, P2, P3)에서 프로브핀(21)의 하강 이동시 적절한 거리를 이동하도록 제어할 수 있게 된다.However, according to the present invention, the first height (h1, h1`, h1``) at each measurement position (P1, P2, P3) of the substrate W is measured, and the first height (h1, h1`, h1``) is measured at each measurement position (P1, P2, When the
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 발광 특성 측정 방법을 나타낸 순서도이다.Figure 7 is a flowchart showing a method of measuring the emission characteristics of a light-emitting device according to an embodiment of the present invention.
1) 먼저, 기판(W)이 베드부(30)에 배치된다(S1).1) First, the substrate W is placed on the bed 30 (S1).
2) 이후, 제1이동부(51)가 베드부(30)를 수평 이동 및 회전시켜 정렬센서부(40)의 하측에 위치시키고, 정렬센서부(40)가 기판(W)에 미리 인쇄된 정렬마크(align mark)를 감지하여 정렬 상태를 측정하며, 제1이동부(51)의 미세 작동을 통해 기판(W)을 정렬시킨다(S2).2) Afterwards, the first moving
3) 제1이동부(51)가 단위 측정폭만큼 이동되며 제1 높이센서(41)를 통해 기판(W)의 평탄도를 측정한다(S3). 여기서, '단위 측정폭'이란, 발광소자의 발광 특성 측정시 프로브핀(21)이 1회에 접촉되는 발광소자의 단자 군 사이의 거리이다. 이는 수평 기준으로 2 방향(x, y)의 거리 값 조합으로 구성된다.3) The first moving
4) 제3이동부(53)의 작동을 통해 제2 높이센서(42)를 프로브카드(20)의 상측에 배치한다(S4).4) The
5) 제2 높이센서(42)가 프로브핀(21)의 높이, 즉, 상술한 제2 높이(h2)를 측정한다(S5).5) The
6) 제1이동부(51)의 작동을 통해 베드부(30) 및 기판(W)을 프로브카드(20)의 하측에 위치시키고, 제3이동부(53)의 작동을 통해 정렬센서부(40)를 프로브카드(20)의 상측에 위치시킨다(S6).6) Through the operation of the first moving
7) 정렬센서부(40)가 프로브카드(20)의 정렬표시부 및 기판(W)에 인쇄된 정렬마크를 감지하여 정렬 상태를 측정하며 제1이동부(51) 및 제3이동부(53)의 미세 작동을 통해 기판(W) 및 정렬센서부(40)를 프로브카드(20)의 수직 하측 및 상측 위치에 각각 정렬시킨다(S7).7) The
8) 앞서(S3) 측정된 평탄도에 기반하여 프로브핀(21)을 이동시켜 발광소자의 단자에 접촉시키고, 측정부(10)가 발광소자의 발광 특성 측정을 수행한다(S8).8) Based on the flatness measured previously (S3), the
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브카드(20)를 나타낸 사시도이다. 도 8에서는 프로브카드(20)의 상하(up, down)를 뒤집어서 도시하였다.Figure 8 is a perspective view showing the
본 발명에 따르면 프로브카드(20)는 몸체부(22), 프로브기판(23), 및 정렬표시부(24)를 포함한다.According to the present invention, the
프로브기판(23)은 프로브핀(21)을 고정시키는 구성이다. 상세하게, 프로브기판(23)의 일 면에 프로브핀(21)이 돌출되어 형성되고 프로브기판(23)에 형성된 회로전극을 통해 프로브핀(21)에 전력을 인가할 수 있다.The
바람직하게, 프로브기판(23)은 투명 소재로 구비될 수 있다. 이에 따라, 발광소자가 발하는 빛이 프로브기판(23)을 통과하여 측정부(10)에 도달할 수 있게 된다. 또한, 회로전극은 투명 전극 소재로 구비될 수 있다. 일 례로, 회로전극은 인듐주석산화물(ITO) 소재로 구비될 수 있다.Preferably, the
몸체부(22)는 프로브기판(23)을 고정시키는 구성이다. 몸체부(22)에 프로브기판(23)이 결합되고 몸체부(22)가 검사 장치에 고정됨으로써 프로브핀(21)의 위치가 고정되며, 프로브핀(21)이 발광소자의 전극에 안정적으로 접촉될 수 있다.The
정렬표시부(24)는 프로브카드(20), 측정부(10) 및 기판(W)간 정렬 상태를 측정하기 위한 수단이다. 상세하게, 정렬표시부(24)는 적어도 하나 이상 구비되어 프로브기판(23)의 표면 상 미리 정해진 위치에 형성되고, 프로브기판(23)의 양면을 관통하는 투명 창 형태로 구비될 수 있다. 도 8에서는 4개의 정렬표시부(24)가 형성되며, 각 정렬표시부(24)는 십자 모양의 투명 창 형태인 것을 기준으로 도시되었다.The
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브기판(23)의 단면 구조를 나타낸 것이다. 도 4에서는 프로브기판(23)의 상하를 뒤집어서 도시하였다.Figure 9 shows the cross-sectional structure of the
바람직하게, 프로브기판(23)은 사파이어(sapphire)와 같은 투명 소재로 구비되고, 일 면에 투명 합성수지층(222)이 코팅되며, 회로전극(223)은 투명 합성수지층(222) 내부에 매설되는 형태로 구비될 수 있다. 투명 합성수지층(222)은 소정의 탄성을 갖는 재질로 구비된다. 이에 따라, 투명 합성수지층(222)이 회로전극(223)에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있게 된다. 상세하게, 프로브핀(21)이 발광소자의 전극과 접촉시에 충격이 발생할 수 있으며, 프로브핀(21) 및 발광소자의 전극에 과다한 하중이 가해질 수 있다. 이 때, 투명 합성수지층(222)의 탄성 작용이 충격을 흡수하며, 프로브핀(21)에 가해지는 하중을 분산시킬 수 있다. 또한, 발광소자의 전극 간 높이 차이가 있는 경우에도, 투명 합성수지층(222)의 탄성 작용에 의해 프로브핀(21)이 유동적으로 발광소자의 전극에 접촉될 수 있어 측정 오류가 방지되는 효과가 있다.Preferably, the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 정렬 방법을 나타낸 단면도이다.Figure 10 is a cross-sectional view showing a method of aligning an inspection device according to an embodiment of the present invention.
정렬센서부(40)는 카메라를 포함한다. 이에 따라, 정렬센서부(40)는 정렬표시부(24)를 감지할 수 있다. 또한, 정렬표시부(24)가 투명 창 형태로 구비되므로 정렬센서부(40)는 정렬표시부(24)를 통해 프로브카드(20)의 하측에 위치한 기판(W)의 상면을 감지(detect)할 수 있다. 이에 따라, 정렬센서부(40)는 정렬센서부(40), 프로브카드(20) 및 기판(W) 간 정렬 상태를 감지할 수 있게 된다. 정렬센서부(40)를 통해 정렬 상태를 확인한 후, 상술한 제1이동부(51) 및 제3이동부(53)를 통해 기판(W), 프로브핀(21) 및 정렬센서부(40)간 정렬 상태를 조정할 수 있다.The
상세하게, 프로브카드(20)와 기판(W)간 정렬이 맞지 않는 경우, 제1이동부(51)의 수평 이동을 통해 프로브카드(20)의 위치를 조절함으로써 발광소자(C)의 전극(E)과 프로브핀(21)의 수직 위치가 대응되도록 조절할 수 있다.In detail, when the alignment between the
또한, 프로브카드(20)와 정렬센서부(40)간 정렬이 맞지 않는 경우, 제3이동부(53)의 수평 이동 및 수직 이동을 통해 정렬센서부(40)의 위치를 조절함으로써 정렬센서부(40)가 프로브카드(20)의 수직 상측의 정확한 위치에 오도록 조절할 수 있다.In addition, when the alignment between the
종래에는 발광소자의 발광 특성을 측정하기 위해 일 지점에 대해서 휘도, 색좌표 및 광량을 측정하였다. 이는 단일 발광소자에 대하여 1회의 측정이 이루어지며, 다수의 발광소자에 대하여 발광 특성을 측정해야 하는 경우 그에 비례하여 측정 시간이 길어지는 것을 의미한다.Conventionally, in order to measure the emission characteristics of a light emitting device, luminance, color coordinates, and light quantity were measured at one point. This means that a single measurement is performed for a single light-emitting device, and if the light-emitting characteristics must be measured for multiple light-emitting devices, the measurement time becomes proportionally longer.
따라서, 발광소자가 디스플레이의 화소 단위로 사용되는 경우와 같이, 많은 수의 발광소자가 사용된 제품의 제조 공정에 있어 제조 시간이 길어지는 문제점이 있다.Therefore, there is a problem that the manufacturing time is prolonged in the manufacturing process of products using a large number of light-emitting devices, such as when light-emitting devices are used as pixel units of a display.
본 발명에 따른 검사 장치는 종래 기술과 같이 일 지점에 대한 측정이 아닌, 면 단위로 측정을 수행하는 것을 특징으로 한다.The inspection device according to the present invention is characterized in that it performs measurement on a per-surface basis, rather than on a single point as in the prior art.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(10)를 나타낸 단면도이다.Figure 11 is a cross-sectional view showing the measuring
본 발명에 따르면, 측정부(10)는 렌즈부(12), 밴드패스필터(band-pass filter, 13), 스플리터(splitter, 14), 카메라(15) 및 포토미터(photo-meter, 18)를 포함할 수 있다.According to the present invention, the measuring
렌즈부(12)는 발광소자의 검사 영역을 조절하기 위한 구성이다. 상세하게, 렌즈부(12)는 발광소자가 발생한 빛을 가장 먼저 수광하는 위치에 배치된다. 렌즈부(12)가 빛을 굴절시키는 정도를 조절함으로써 검사 영역을 조절할 수 있게 된다.The
밴드패스필터(13)는 발광소자가 발생시키는 빛 중 특정 파장대만 통과시키기 위한 구성이다. 상세하게, 밴드패스필터(13)는 측정부(10)가 수광한 빛의 렌즈부(12) 다음 광경로 상에 배치되며, 제조하고자 하는 장치의 설계에 맞게 미리 설정된 파장 대역(이하, '목표 파장 대역')의 빛 만을 통과시킨다.The band-
스플리터(14)는 측정부(10)가 수광한 빛을 두 갈래로 나누기 위한 구성이다. 상세하게, 스플리터(14)는 밴드패스필터(13) 다음 광경로 상에 배치되고, 빛을 제1방향(d1) 및 제2방향(d2)으로 분광시킨다. 이에 따라, 제1방향(d1)으로 진행하는 빛은 카메라(15)에서 수광할 수 있고, 제2방향(d2)으로 진행하는 빛은 포토미터(18)에서 수광할 수 있게 된다.The
카메라(15)는 빛의 강도 분포를 측정하기 위한 구성이다. 상세하게, 카메라(15)는 제1방향(d1) 광경로에 배치되며, 수광된 빛의 강도 분포를 측정한다. 즉, 복수개의 발광소자 간 발광 강도의 분포를 파악하여, 불량 소자의 유무 및 위치를 파악할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 측정전 측정부(10)의 정렬 상태를 확인하는 역할을 수행할 수 있다.The
포토미터(18)는 빛의 전체적인 특성을 검사하기 위한 구성이다. 상세하게, 포토미터(18)는 제2방향(d2) 광경로에 배치되며, 수광된 빛의 광선속 및 색좌표를 포함한 광학적 특성을 측정한다. 바람직하게, 포토미터(18)가 수광하는 빛은 핀홀(16), 광섬유(17)를 거쳐 전송되고, 적분구(미도시)를 통해 전송된 빛을 포집하여 광센서(미도시)가 광학적 특성을 측정할 수 있다.The
이와 같이, 본 발명에 따른 측정부(10)는 카메라(15)와 포토미터(18)의 두방향으로 분광하여 측정을 수행함으로써, 광학적 특성 검사와 동시에 복수개의 발광소자에 대한 강도 분포를 측정할 수 있다.In this way, the measuring
또한, 밴드패스필터(13)를 통해 목표 파장대에 대한 검사만 수행함으로써 각각의 발광소자에 대한 스펙트럼 분석이 필요없이 즉각적으로 불량 여부를 판별할 수 있다. 이에 따라, 검사 영역 내의 복수의 발광소자 칩에 대하여 1회의 점등 검사 수행만으로 측정이 완료될 수 있어, 제품의 제조 시간이 현저하게 단축될 수 있다.In addition, by only inspecting the target wavelength band through the band-
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 결과 그래프를 나타낸 것이다. 상세하게, 도 12의 <a>는 측정 픽셀 한 행에 대한 측정 방향을 표시한 것이고, 도 12의 <b>는 상기 한 행에 대한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.Figure 12 shows a graph of measurement results according to an embodiment of the present invention. In detail, <a> in FIG. 12 shows the measurement direction for one row of measurement pixels, and <b> in FIG. 12 is a graph showing measurement results for the one row.
도 12는 측정 픽셀 한 행에 대한 측정 예시를 나타낸 것으로서, 검사 영역내 모든 픽셀에 대해 동일 방식의 측정을 수행하는 것은 당업자에게 용이하다 할 것이다.Figure 12 shows an example of measurement for one row of measurement pixels, and it will be easy for those skilled in the art to perform the same measurement on all pixels in the inspection area.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The preferred embodiments of the present invention described above have been disclosed for illustrative purposes, and those skilled in the art will be able to make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention, and such modifications, changes, and additions will be possible. should be regarded as falling within the scope of the above patent claims.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.Those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains can make various substitutions, modifications and changes without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the present invention is limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It is not limited by
1: 검사 장치
10: 측정부
20: 프로브카드
30: 베드부
40: 정렬센서부
51, 52, 53: 이동부
60: 점검카메라부
70: 핀청소부
W: 기판
C: 발광소자1: Inspection device
10: Measuring part 20: Probe card
30: Bed part 40: Alignment sensor part
51, 52, 53: moving part 60: inspection camera part
70: Pin Cleaner
W: Substrate C: Light emitting device
Claims (7)
수광된 상기 빛을 제1방향 및 제2방향으로 나누고,
상기 제1방향으로 진행한 빛에 대해 상기 검사 영역내의 발광 강도 분포를 측정하고,
상기 제2방향으로 진행한 빛에 대해 광선속 및 색좌표를 포함하는 광학적 특성을 측정하는 측정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
Receives light generated by a light emitting element within an inspection area of a predetermined size,
Dividing the received light into a first direction and a second direction,
Measure the light emission intensity distribution within the inspection area for light traveling in the first direction,
A luminescence characteristics inspection device comprising a measuring unit that measures optical characteristics including a ray flux and color coordinates for light traveling in the second direction.
상기 측정부는,
수광된 상기 빛 중 목표 파장 대역의 빛을 통과시키는 밴드패스필터(band-pass filter);를 포함하고,
상기 측정부는,
상기 목표 파장 대역의 빛에 대해서 상기 발광 강도 분포 및 상기 광학적 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
According to claim 1,
The measuring unit,
A band-pass filter that passes light in a target wavelength band among the received light,
The measuring unit,
A luminescence characteristics inspection device characterized in that the luminescence intensity distribution and the optical properties are measured for light in the target wavelength band.
상기 밴드패스필터 다음 광경로에 위치하고, 수광된 상기 빛을 상기 제1방향 및 상기 제2방향으로 분광시키는 스플리터(splitter);
상기 제1방향으로 진행한 빛에 대해 상기 검사 영역내의 발광 강도 분포를 측정하는 카메라;
상기 제2방향으로 진행한 빛에 대해 광선속 및 색좌표를 포함하는 광학적 특성을 측정하는 포토미터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
According to clause 2,
a splitter located in an optical path next to the band pass filter and splitting the received light into the first direction and the second direction;
a camera that measures light emission intensity distribution within the inspection area for light traveling in the first direction;
A photometer that measures optical characteristics including a ray flux and color coordinates for light traveling in the second direction.
상기 발광소자가 형성된 기판으로부터 상기 발광소자의 단자가 형성되는 방향으로 이격되어 위치되고,
상기 발광소자의 단자와 접촉하여 발광소자와 전기적인 연결을 형성시키는 프로브카드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
According to claim 1,
It is positioned spaced apart from the substrate on which the light-emitting device is formed in the direction in which the terminal of the light-emitting device is formed,
A probe card that contacts a terminal of the light emitting device to form an electrical connection with the light emitting device.
상기 프로브카드는,
발광소자를 향하는 방향의 면으로부터 돌출되도록 형성된 프로브핀;을 포함하고,
상기 프로브핀이 상기 발광소자의 단자와 접촉하여 발광소자와 전기적인 연결을 형성시키는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
According to clause 4,
The probe card is,
It includes a probe pin formed to protrude from the surface in the direction facing the light emitting device,
A light emitting characteristic inspection device, wherein the probe pin contacts a terminal of the light emitting device to form an electrical connection with the light emitting device.
상기 프로브카드는,
상기 프로브카드의 표면상 미리 정해진 위치에 상기 프로브카드의 양면을 관통하는 투명 창 형태로 형성되는 정렬표시부;를 포함하고,
상기 정렬표시부를 통해 상기 프로브카드 및 상기 발광소자가 배치된 기판을 감지함으로써, 상기 프로브카드 및 상기 기판과의 정렬 상태를 감지하는 정렬센서부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.
According to clause 5,
The probe card is,
An alignment indicator formed in the form of a transparent window penetrating both sides of the probe card at a predetermined position on the surface of the probe card,
An alignment sensor unit that detects an alignment state of the probe card and the substrate by detecting the probe card and the substrate on which the light emitting device is disposed through the alignment display unit.
상기 프로브카드는,
투명 소재로 구비되는 프로브기판,
상기 프로브기판의 일 면에 코팅되고 소정의 탄성을 갖는 재질로 구비되는 투명 합성수지층;
상기 투명 합성수지층에 매설되고 상기 프로브핀과 연결되는 회로전극;을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 특성 검사 장치.According to clause 5,
The probe card is,
Probe board made of transparent material,
A transparent synthetic resin layer coated on one side of the probe substrate and made of a material having a predetermined elasticity;
A circuit electrode embedded in the transparent synthetic resin layer and connected to the probe pin.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220148938A KR20240067670A (en) | 2022-11-09 | 2022-11-09 | Light emitting characteristic inspection device of light emitting device |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
KR101900329B1 (en) | 2016-10-13 | 2018-09-20 | 광전자정밀주식회사 | method of measuring optical properties of high power LED and apparatus for measuring optical properties of high power LED |
KR101959484B1 (en) | 2018-10-17 | 2019-03-18 | 주식회사 아이프리시전 | Characteristices measuring apparatus for micro LED and measuring method thereof |
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2022
- 2022-11-09 KR KR1020220148938A patent/KR20240067670A/en unknown
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