TWI447360B - 發光二極體量測裝置 - Google Patents

Description

發光二極體量測裝置

本發明揭露一發光二極體量測裝置，特別是關於一種量測一晶圓型式(wafer form)或晶粒型式(chip form)發光二極體之功率之裝置。

積分球是一個中空球體，球體上可依需求開設數量不等的光輸入孔及光輸出孔，球體內壁為具有漫射及反射性質的塗層。當積分球於實際應用時，被測光束從光輸入口射入，經過積分球體內壁複雜的漫射及反射後，依該塗層之材料決定被積分球體內壁吸收的光能量，其餘從光輸出口射出。積分球的作用就是收集此種由四面八方反射的光，通過特殊的設計，可取樣光輸出口處的光功率、波形和能量，換算後即可得到原入射光束的相應參數。

目前業界使用量測發光二極體的功率等參數的商用設備IS(instrument system)，其所使用的積分球直徑至少為10英吋，並具有一試片座60直接固定於積分球之光輸入口12，其設計只適用於發光二極體封裝體的量測。其示意圖如圖2所示，將欲量測的發光二極體TO封裝體61的接腳62直接插入試片座60，試片座底端連接電源供應器以提供固定電流使得欲量測的發光二極體TO封裝體61發光並射入積分球體內。

本發明藉由一發光二極體量測裝置量測發光二極體晶圓或發光二極體晶粒之功率。

本發明藉由二隻折角角度θ的探針點測未經封裝之發光二極體晶圓或晶粒之表面，將電源傳輸至量測之發光二極體晶圓或晶粒之表面，使其發光。其中探針之折角θ係介於0度到180度間，較佳為30度到150度，最佳則約為120度。

本發明藉由一光聚集單元將欲量測之發光二極體晶圓或發光二極體晶粒所產生的光束導入一中空球體單元中。

本發明藉由一光傳導單元將由中空球體單元射出之光束傳導至一控制模組。

本發明藉由控制模組中之一光譜儀，將由中空球體單元射出之光束之光譜進行積分換算後，進而得到發光二極體晶圓或晶粒入射光束之功率。

參閱第1圖所示之發光二極體量測裝置，係包含一中空球體單元10、一光傳導單元20、一試片量測台30、一光聚集單元40及一控制模組50。其中，於本實施例中，一中空球體單元10為直徑至少為2英吋的積分球(Integrating Sphere)11，且其表面至少具有一光輸入口12及一光輸出口13。本發明與商用設備IS(instrument system)最大不同在於試片量測台結構不同。本發明試片量測台30示意圖如第3圖所示，試片量測台30位於積分球11之光輸入口12下方，可承載欲量測之發光二極體晶圓或晶粒14，其中發光二極體晶圓或晶粒較佳地係尚未經封裝，且試片量測台具有一提供發光二極體晶圓或晶粒14產生光束之電源供應器31，藉由二隻具折角的探針15點測時將電源傳輸至發光二極體晶圓或晶粒14之表面。其中探針之折角θ設計可縮短發光二極體晶圓或晶粒14與光輸入口12的距離，進而增加光聚集的角度；θ係介於0度到180度間，較佳為30度到150度，最佳則約為120度。此外，為了增加將光束導入積分球的效果，於積分球11之光輸入口12與試片量測台30之間設置一光聚集單元40，其至少由一複合式拋物線聚光器(Compound Parabolic concentrator,CPC)所組成，以作為高效率光線聚集器。被測光束從光輸入口射入，經過積分球體內壁複雜的漫射及反射後，依塗層之材料決定被積分球體內壁吸收的光能量，其餘從光輸出口射出；經由一光傳導單元20將光功率、波形和能量等訊號傳導至一控制模組50，經由控制模組換算後即可得到原入射光束的相應參數，例如：功率、波長等。其中光傳導單元20由一光纖所組成，且控制模組內含一光譜儀。

欲量測發光二極體功率之方法如下：提供一如第1圖所示之發光二極體量測裝置，將一發光二極體晶圓或晶粒14放置在試片量測台30之上，藉由二隻具折角的探針於點測時將電源供應器31提供之電源傳輸至發光二極體晶圓或發光二極體晶粒之表面，使其發光。所產生的光束經光聚集單元40，例如複合式拋物線聚光器，聚光後由光輸入口12進入積分球體內，經過積分球體內壁複雜的漫射及反射後，最後光束從光輸出口13射出。將所射出光束之功率、波形和能量等訊號經由一光傳導單元20傳導至一控制模組50，經由控制模組內一光譜儀將所射出光束所發出之光譜進行積分換算後，進而得到一原入射光束之功率值。

以上提供之實施例係用以描述本發明不同之技術特徵，但根據本發明之概念，其可包括或運用於更廣泛之技術範圍。須注意的是，實施例僅用以揭示本發明製程、裝置、組成、製造和使用之特定方法，並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍，當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．中空球體單元

11．．．積分球

12．．．光輸入口

13．．．光輸出口

14．．．發光二極體晶圓或晶粒

15．．．探針

20．．．光傳導單元

30．．．試片量測台

31．．．電源供應器

40．．．光聚集單元

50．．．控制模組

60．．．試片座

61．．．發光二極體TO封裝體

62．．．接腳

θ．．．探針折角角度

第1圖描述本發明發光二極體量測裝置之結構圖。

第2圖描述目前業界使用的商用設備IS(instrument system)試片座之示意圖。

第3圖描述本發明試片量測台之示意圖。

10．．．中空球體單元

11．．．積分球

12．．．光輸入口

13．．．光輸出口

14‧‧‧發光二極體晶圓或晶粒

20‧‧‧光傳導單元

30‧‧‧試片量測台

31‧‧‧電源供應器

40‧‧‧光聚集單元

50‧‧‧控制模組

Claims (10)

1. 一種可量測發光二極體功率之裝置，包括：一中空球體單元，該中空球體單元具有一光輸入口及一光輸出口；一光傳導單元，係與該中空球體單元之光輸出口連接；一試片量測台，係位於該中空球體單元之下且靠近該光輸入口，以承載欲量測之發光二極體；一光聚集單元，係位於該中空球體單元與該試片量測台之間，且可將欲量測之發光二極體所產生的光導入該中空球體單元內；及一控制模組，係藉由該光傳導單元與該中空球體單元之該光輸出口連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該中空球體單元係為一積分球(Integrating Sphere)。
3. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該量測之發光二極體可為未封裝之晶圓形式或晶粒形式。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該光聚集單元至少由一複合式拋物線聚光器(Compound Parabolic Concentrator)所組成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該試片量測台更包括二隻具折角的探針用以點測發光二極體表面而發光。
6. 如申請專利範圍第5項所述之可量測發光二極體功率 之裝置，其中該探針折角成一角度介於30度至150度以增加光聚集的角度。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該控制模組係包含一光譜儀。
8. 如申請專利範圍第7項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該光譜儀可將欲量測之發光二極體所發出之光譜進行積分，進而得到一功率值。
9. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該光傳導單元係為一光纖。
10. 如申請專利範圍第1項所述之可量測發光二極體功率之裝置，其中該光聚集單元直接與該中空球體單元連接。