TWI469236B - 發光二極體封裝界面之檢測裝置及方法 - Google Patents

Description

發光二極體封裝界面之檢測裝置及方法

本發明係關於一種發光二極體(LED)封裝界面之檢測裝置及方法。

LED封裝製程包括固晶、打線、封膠與檢測，其中固晶製程係使用固晶材料(如銀膠、共晶合金或導熱膠等)將LED晶粒黏貼固定在封裝載體或基板上。固晶過程中假如固晶材料發生厚度不均勻、孔洞、特性劣化等現象，將導致固晶界面品質有好壞參差不齊的問題。目前在LED元件封裝完成出廠前的快速光電特性檢測機上並無進行固晶品質優劣篩選的檢測步驟。固晶品質不良會使LED元件熱阻值偏高，導熱不良，在後續客戶應用時，將導致LED過熱，提早光衰或損壞等問題。

目前評估LED元件導熱特性的方法係例如根據標準JEDEC-51、MIL-STD-883、CNS15248採用熱阻量測機台進行熱阻量測，但因熱阻量測步驟複雜又耗時，無法作為LED元件出廠前的即時品管檢測項目。

本發明提出一種快速的LED封裝界面檢測方法及裝置，不必耗時地量測LED元件的熱阻值，每個LED元件只需不到幾秒的時間即能分辨出各個LED元件之間封裝界面(例如固晶)品質的差異。將此檢測方法及裝置與一般LED快速光電特性檢測機結合使用，即能在LED元件出廠前快速的進行固晶不良品的篩檢。

本發明一實施例之發光二極體(LED)封裝界面之檢測裝置，係對於具有一封裝界面之一LED元件進行檢測。LED封裝界面之檢測裝置包含電流源、電壓檢測裝置及測試控制單元。測試控制單元提供至少一控制訊號命令該電流源輸出至少一電流至該LED元件，且提供至少二訊號，分別命令該電壓檢測裝置於一第一時間量測LED元件之一第一正向電壓(forward voltage)，並於一第二時間量測LED元件之一第二正向電壓。其中該測試控制單元計算該第一及該第二正向電壓之電壓差值，並判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。

本發明一實施例之LED封裝界面之檢測方法，係對於具有一封裝界面之一LED元件進行檢測，其包含以下步驟：提供至少一電流至該LED元件；利用該至少一電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。

本發明另一實施例之LED封裝界面之檢測方法，係對於具有封裝界面之複數個LED元件進行檢測，其包含以下步驟：提供至少一電流；利用該至少一電流於一第一時間量測每一個LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測每一個LED元件之一第二正向電壓；計算每一個LED元件之該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及根據每一個LED元件之該電壓差值分類該複數個LED元件。其中量測每一LED元件之第一時間均相同，且量測每一LED元件之第二時間均相同。藉此採用相同檢測條件，以進行複數個LED元件之分類。

本發明另一實施例包含一種用於檢測一LED元件的封裝界面之電腦程式，其包含一含有一電腦可讀取程式指令之電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取程式指令包含以下指令：一第一指令係提供至少一電流至該LED元件；一第二指令係利用該至少一電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；一第三指令係計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及一第四指令係判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。

為充分瞭解本發明之特徵及功效，茲藉由下述具體之實施範例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：LED固晶品質不良時，通入相同額定電流下，固晶不良的LED元件其接面溫度會比固晶品質正常的LED元件高。本發明即藉由上述特性提出即時檢測LED封裝界面方法，以改善傳統以量測LED熱阻值篩檢LED固晶品質複雜又耗時的問題。

圖1顯示一組裝於電路板的LED元件10之封裝界面示意圖，其中LED晶粒11係固晶於封裝載體12上，其中晶粒11及封裝載體12間形成固晶界面13。固晶界面13可包含如銀膠、共晶合金或導熱膠等。LED元件10包含晶粒11、固晶界面13與封裝載體12。封裝載體12組裝於電路板15上，其間形成組裝界面14。按此，實際上與LED晶粒11之散熱有關的封裝界面16係包含固晶界面13及組裝界面14。

本發明的量測原理係利用LED的正向電壓值會隨LED接面溫度的上升而降低的特性。當LED被通入該至少一電流時，LED的PN接面處除了發光之外也會發熱，LED接面溫度便開始上升，LED的正向電壓值便開始迅速降低導致第二正向電壓V2減去第一正向電壓V1之電壓差值dv(負值)持續增加，如圖2所示。在相同的LED晶粒通入相等的電流下，LED正向電壓值下降的速率與所發熱量向外傳導的能力有關。當LED所產生的熱量向外傳導受到阻礙時，LED正向電壓值下降的速率會加快。亦即在相同的通電時間內，量測LED通電瞬間及LED之熱傳導至封裝界面後的正向電壓差值，向外熱傳導能力較差的LED將呈現較大的電壓差值。

在LED元件封裝製程中不良的固晶界面可以藉由上述正向電壓差值的量測而篩檢出來。甚至在LED元件被組裝到電路板或導熱金屬板時，不良的組裝界面所形成的高熱阻界面也能利用上述正向電壓差值的量測進行篩檢。

為瞭解本發明之LED封裝界面之檢測方法，以下說明本發明之LED封裝界面之檢測裝置。參照圖3，本發明之LED封裝界面檢測裝置20包括電流源22、電壓檢測裝置23及測試控制單元24。一實施例中，該LED元件25相當於圖1所示之LED元件10。

圖4顯示本發明LED封裝界面之檢測方法之步驟流程圖，本發明之檢測方法包含步驟S10提供至少一電流至該LED元件；步驟S12利用該至少一電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；步驟S14計算該第一及第二正向電壓之電壓差值；以及步驟S16判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。

以下的各實施例中，請共同參照圖3及圖4以利瞭解本發明之LED封裝界面之檢測裝置及檢測方法。

如圖5所示之本發明第一實施例中，測試控制單元24提供至少一控制訊號S1命令電流源22輸出至少一測試用至少一電流至該LED元件25，且提供至少兩次訊號S2,S3命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓，於是分別於第一時間取得第一正向電壓V1；於第二時間取得第二正向電壓V2。易言之，電流源22依測試控制單元24之控制訊號S1要求提供至少一測試用電流至該LED元件，電壓檢測裝置23依測試控制單元24之訊號S2,S3要求量測該LED元件25之該二個正向電壓。須注意，本發明之裝置的架構並不限於以上所揭示之實施例架構，而可依實際應用所需而變化。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之該LED元件25之該二個正向電壓V1,V2，計算兩者之電壓差值。之後，測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於一預設失效判定值時判定為失效。

此外，將複數個LED元件採取同樣之測試條件(相同之第一及第二時間)，即可判別LED元件為失效(不良品)或有效(良品)，而得以進行分類。亦即在其他實施例中，測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之複數個LED元件25之二個正向電壓V1,V2，計算兩者之電壓差值。之後，測試控制單元24根據預先設定的電壓差值分類表與所量測到的電壓差值，對所測試複數個LED元件25進行分類，即分為良品及不良品。

請一併參考圖3及圖4，圖6為本發明第二實施例之測試用至少一電流及正向電壓與時間之對應關係圖。測試控制單元24提供至少一控制訊號S1命令電流源22輸出至少一測試用電流至該LED元件25，且提供至少兩次訊號S2,S3命令電壓檢測裝置23依序量測該LED元件25之複數個正向電壓，以獲取複數個正向電壓包含於第一時間t1取得的第一正向電壓V1，於第二時間t2取得的第二正向電壓V2。易言之，電流源22依測試控制單元24之控制訊號S1要求提供至少一測試用電流至該LED元件，電壓檢測裝置23依測試控制單元24之訊號S2,S3要求量測該LED元件25之複數個正向電壓。

此外，測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23 所量測之該LED元件25的複數個正向電壓，並讀取於預先設定的時間t1及t2所量測之二個正向電壓V1,V2，計算兩者之電壓差值。其中複數個正向電壓隨著時間持續下降，因此V1正向電壓值大於V2正向電壓值。之後，測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試該LED元件25之電壓差值大於失效判定值時封定為失效。

預先設定的一個電壓差失效判定值是根據LED元件的晶粒與封裝結構及兩個量測時間的間隔td來決定。LED元件的封裝結構如果導熱較差將量測到較大的電壓差值。同樣地，對於具有相同晶粒結構與封裝結構的LED元件而言，兩個量測時間的間隔td越長，電壓差值也會愈大。圖7顯示20個LED元件之正向電壓差值隨通入電流時間增加而增加的實驗量測圖。依第二實施例所敘述，提供至少一電流350毫安培至一LED元件，電壓檢測裝置依序量測LED元件之複數個正向電壓。當至少一電流輸出20微秒後，第一正向電壓V1被量測到，全部的電壓差值係由其他正向電壓(晚於第一正向電壓V1)減第一正向電壓V1而獲得如圖7所示的曲線。在此實驗中預先設定的時間t1為電流輸出20微秒，當預先設定的時間t2為電流輸出0.1秒時第二正向電壓V2被量測到，此時預先設定電壓差失效判定值則設定為200毫伏特，假使LED元件的電壓差值大於預先設定電壓差失效判定值時，LED元件則判斷為失效。再者，若當預先設定的時間t2為電流輸出5秒時第二正向電壓V2被量測到，此時預先設定電壓差失效判定值則設定為250毫伏特。因此，在應用本發明於LED封裝界面檢測與不良品篩檢前，可參考實施例二與本實驗說明，設定適合的電壓差失效判定值。

在第一及第二實施例中，由電流源22所輸出的測試用電流可為脈衝電流或直流電流，且測試用電流值可根據LED元件25的結構設定，通常採用LED元件25的額定電流作為測試用電流。具有1平方毫米的LED晶片面積的LED元件25之額定電流值可為250毫安培至350毫安培之間。此外，若是具有0.1平方毫米的LED晶片面積的LED元件25之額定電流值可為10毫安培至20毫安培之間。再者，電壓量測之間隔時間td係根據測試用電流與LED元件25的結構或樣式而決定，一般而言間隔時間td係介於100微秒至1秒之間。然而本發明並不限於第一實施例及第二實施例中的各項數據。

如圖8所示之本發明的第三實施例中，測試控制單元24提供一第一控制訊號S1命令電流源22輸出一測試用電流至該LED元件25，且提供訊號S2命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V1。接著測試控制單元24提供一第二控制訊號S1'命令電流源22輸出一加熱用電流至該LED元件25。於一加熱間隔時間th之後，測試控制單元24提供一第三控制訊號S1"命令電流源22停止加熱用電流並開始輸出測試用電流。同時測試控制單元24提供一訊號S3命令電壓檢測裝置23於第二時間t2量測該LED元件25之正向電壓V2。

接著，該測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之該LED元件25之該二個電壓V1,V2，並計算兩者之電壓差值。之後，測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試該LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

在第三實施例中，由電流源22所輸出的測試用電流可為脈衝寬度20微秒至100微秒的脈衝電流，且測試用電流值係根據LED元件25的結構設定。在此實施例中採用的測試用電流值可為0.1毫安培至5毫安培之間。由電流源22所輸出的加熱用電流可為脈衝電流或直流電流，且加熱用電流值係根據LED元件25的結構設定。通常採用LED元件25之額定電流值作為加熱用電流。加熱間隔時間th係根據測試用電流值與LED元件25的結構或樣式而決定，一般而言加熱間隔時間th係介於100微秒至1秒之間。相較於第一實施例，第三實施例中的測試用電流值較小，因此可避免由大電流所產生的額外熱量所造成的量測誤差。

相同地，第四實施例中為了於不同時間獲得複數個正向電壓包含電壓V1及V2，如圖9所示，電流源22交互地提供測試用電流及加熱用電流至LED元件25。測試控制單元24提供至少兩訊號S2,S3命令電壓檢測裝置23以該測試用電流依序地量測該LED元件25之複數個正向電壓。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之複數個正向電壓並讀取於預先設定的時間t1及t2所量測之二個正向電壓V1,V2，並計算兩者之電壓差值。其中該些正向電壓隨著時間持續下降，且正向電壓值V1係大於正向電壓值V2。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

如圖10所示之本發明的第五實施例中，測試控制單元24提供一第一控制訊號S1命令電流源22輸出一第一測試用電流至該LED元件25，且提供訊號S2命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V1。接著測試控制單元24提供第二控制訊號S1'命令電流源22輸出一第二測試用電流至該LED元件25，並提供一訊號S3命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V2。在此實施例中，第一測試用電流及第二測試用電流可為脈衝電流，且第一測試用電流值及第二測試用電流值與該LED元件25之額定電流值相等。如圖10所示，第一測試用電流的脈衝寬度係介於20微秒至100微秒之間，且第二測試用電流的脈衝寬度比第一測試用電流的脈衝寬度大。第二測試用電流的脈衝寬度係介於100微秒至1秒之間，可造成該LED元件25的接面溫度上升，正向電壓下降。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之正向電壓(V1及V2)，並計算兩者之電壓差值。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

相同地，第六實施例中為了於不同時間獲得複數個正向電壓，如圖11所示，測試控制單元24提供複數個控制訊號命令電流源22輸出具有脈衝寬度逐漸變寬特性的脈衝式測試用電流至LED元件25並提供複數個訊號命令電壓檢測裝置23依序地量測該LED元件25之複數個正向電壓。該LED元件25之接面溫度將由於脈衝寬度的增加而隨時間上升，亦即該LED元件25的正向電壓隨時間下降。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之複數個正向電壓並讀取於預先設定的時間t1及t2所量測之二個正向電壓V1,V2，並計算兩者之電壓差值。其中該些正向電壓隨著時間持續下降，且正向電壓值V1係大於正向電壓值V2。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

此外，LED接面溫度的下降將導致LED正向電壓的上升。對該LED元件輸入一段時間的加熱用電流之後，停止加熱用電流，改用至少一測試用電流(例如具有短脈衝寬度的脈衝電流)依序地量測LED元件的複數個正向電壓。在此情況下，LED元件的正向電壓快速上升以致於正向電壓差值dv(正值)會隨時間增加。特別是，具有不良封裝界面的該LED元件將比有良好封裝界面品質的LED元件顯示出較大的正向電壓差值。

如圖12所示之本發明的第七實施例中，測試控制單元24提供一第一控制訊號S1命令電流源22輸出一加熱用電流至該LED元件25。於加熱電流輸出一加熱間隔時間th之後，測試控制單元24提供一訊號S2命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V1，並提供一第二控制訊號S1'命令電流源22停止輸出加熱用電流。接著測試控制單元24提供第三控制訊號S1"命令電流源22於一間隔時間td後輸出一具有短脈衝寬度的測試用電流至該LED元件25，並提供一訊號S3命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V2。如圖12所示，測試用電流值及加熱用電流值與LED元件25之額定電流值相等。測試用電流的脈衝寬度係介於20微秒至100微秒之間。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之正向電壓(如V1及V2)，並計算兩者之電壓差值。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。因為LED元件25係由加熱用電流於加熱間隔時間th加熱並藉由具有短脈衝寬度的測試用電流進行量測，LED元件25的接面溫度將於加熱間隔時間th之後下降且其量測到的電壓差值將為正值。

相同地，第八實施例中為了於不同時間獲得複數個正向電壓，如圖13所示，於加熱用電流停止後，測試控制單元24提供複數個控制訊號命令電流源22依序地輸出短脈衝寬度的測試用電流至LED元件25並提供複數個訊號命令電壓檢測裝置23依序地量測LED元件25的正向電壓。電流源22於加熱間隔時間th期間輸出加熱用電流至LED元件25。LED元件25的接面溫度於加熱間隔時間th之後開始下降，正向電壓開始上升。如圖13所示，測試用電流的脈衝寬度係介於20微秒至100微秒之間。測試用電流值及加熱用電流值與LED元件25之額定電流值相等。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之複數個正向電壓並讀取於預先設定的時間t1及t2所量測之二個正向電壓V1,V2，並計算兩者之電壓差值。其中該些正向電壓隨著時間持續上升，且正向電壓值V1係小於正向電壓值V2。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

如圖14所示之本發明的第九實施例中，測試控制單元24提供一第一控制訊號S1命令電流源22輸出一加熱用電流至該LED元件25。於加熱間隔時間th之後，測試控制單元24提供一第二控制訊號S1'命令電流源22停止輸出加熱用電流，並提供第三控制訊號S1"命令電流源22輸出測試用電流至該LED元件25。接著測試控制單元24提供訊號S2命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V1。測試控制單元24提供第四控制訊號S1'''命令電流源22於間隔時間td之後輸出測試用電流，並提供訊號S3命令電壓檢測裝置23量測該LED元件25之正向電壓V2。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23所量測之LED元件25之二個正向電壓(如V1及V2)，並計算兩者之電壓差值。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。因為LED元件25係由加熱用電流於加熱間隔時間th期間加熱並藉由具有短脈衝寬度的測試用電流進行量測，LED元件25的接面溫度將於加熱間隔時間th之後下降且其量測到的電壓差值將為正值。在此實施例中，加熱用電流值與LED元件25之額定電流值相等。測試用電流值係介於0.1毫安培至5毫安培之間，以減少大電流所可能產生的熱效應。測試用電流的脈衝寬度係介於20微秒至100微秒之間。然而本發明並不限於此實施例所述的條件。

相同地，第十實施例中為了於不同時間獲得複數個正向電壓，如圖15所示，當加熱用電流已經停止輸出後，測試控制單元24提供複數個控制訊號命令電流源22依序地輸出短脈衝電流至LED元件25並提供複數個訊號命令電壓檢測裝置23依序地量測該LED元件25之複數個正向電壓。電流源22於加熱間隔時間th內輸出加熱用電流至該LED元件25。在加熱間隔時間th之後，該LED元件25的接面溫度下降，正向電壓開始上升。

測試控制單元24讀取與記錄電壓檢測裝置23於加熱間隔時間th之後所量測之LED元件25之複數個正向電壓並讀取於預先設定的時間t1及t2所量測之二個正向電壓V1,V2，並計算兩者之電壓差值。其中該些正向電壓隨著時間持續上升，且正向電壓值V1係小於正向電壓值V2。接著測試控制單元24根據預先設定的一個電壓差失效判定值，對所測試LED元件25之電壓差值大於失效判定值時判定為失效。

於前述各個實施例中，當測試控制單元24提供控制訊號命令電流源22輸出測試用電流至該LED元件25，且提供訊號命令電壓檢測裝置23量測LED元件25之正向電壓時，可以於電壓量測前設定一延遲時間以減少電壓量測誤差。延遲時間係介於5微秒至50微秒。電壓量測之間隔時間td及加熱間隔時間th係根據測試用電流值與LED元件25的結構或樣式而決定。一般而言，間隔時間td及加熱間隔時間th係介於100微秒及1秒之間。然而，本發明並不以此為限。本發明檢測裝置20所使用之電壓檢測裝置23為一快速且高解析度電壓檢測裝置，其電壓解析度應小於5mV，最佳為小於0.2mV，但本發明並不以此為限；取樣率每秒應高於20萬次，最佳為每秒可取樣100萬次，但本發明並不以此為限。

本發明進一步提供一檢測LED元件之電腦程式，其包含一含有一電腦可讀取程式指令之電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取程式指令包含以下指令：第一指令係提供至少一電流至該LED元件；第二指令係利用該電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；第三指令係計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及第四指令係判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。

當複數個LED元件的封裝界面進行檢測時，測試控制單元24可根據複數個LED的電壓差值進行LED元件25的高低分類。圖16顯示本發明另一實施例LED封裝界面之檢測方法之步驟流程圖。此LED封裝界面之檢測方法包含步驟S20提供至少一電流；步驟S22利用該電流於一第一時間量測該複數個LED元件之第一正向電壓，並於一第二時間量測該複數個LED元件之第二正向電壓；步驟S24計算該第一及第二正向電壓之電壓差值；以及步驟S26根據該複數個電壓差值對複數個LED元件進行分類。其中量測每一該LED元件的該第一時間係相等，且量測每一該LED元件的該第二時間係相等。

本發明提出一種快速的LED封裝界面檢測方法及裝置。對LED通入一小段時間的脈衝電流或直流電流，同時於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓，計算第一正向電壓與第二正向電壓的電壓差值，藉由比較各顆LED正向電壓差值的差異即可分辨LED固晶品質的好壞。因本發明之檢測所需之時間僅需幾個微秒，故與一般LED快速光電特性檢測機結合使用，即能在LED元件出廠前進行線上快速固晶不良品的篩檢。

以上已將本發明專利申請案做一詳細說明，惟以上所述者，僅為本發明專利申請案之較佳實施範例而已，當不能限定本發明專利申請案實施之範圍。即凡依本發明專利申請案申請範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明專利申請案之專利涵蓋範圍內。

10．．．LED元件

11．．．晶粒

12．．．封裝載體

13．．．固晶界面

14．．．組裝界面

15．．．電路板

16．．．封裝界面

20．．．LED封裝界面之檢測裝置

22．．．電流源

23．．．電壓檢測裝置

24．．．測試控制單元

25．．．LED元件

t1．．．第一時間

t2．．．第二時間

th．．．加熱間隔時間

td．．．間隔時間

V1．．．第一正向電壓

V2．．．第二正向電壓

S1,S1',S1",S1"'．．．控制訊號

S2,S3．．．訊號

圖1顯示組裝於電路板的LED元件之封裝界面示意圖。

圖2顯示LED元件之兩正向電壓差值隨通入電流時間增加之關係圖。

圖3顯示本發明一實施例之LED封裝界面檢測裝置之方塊示意圖。

圖4為本發明LED封裝界面之檢測方法之步驟流程圖。

圖5為本發明第一實施例之測試用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖6為本發明第二實施例之測試用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖7顯示LED元件之正向電壓差值隨通入電流時間增加而增加的實驗量測圖。

圖8為本發明第三實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖9為本發明第四實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖10為本發明第五實施例之測試用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖11為本發明第六實施例之測試用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖12為本發明第七實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖13為本發明第八實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖14為本發明第九實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖15為本發明第十實施例之測試用電流與加熱用電流及正向電壓與時間之對應關係圖。

圖16為本發明另一實施例LED封裝界面之檢測方法之步驟流程圖。

20．．．LED封裝界面之檢測裝置

22．．．電流源

23．．．電壓檢測裝置

24．．．測試控制單元

25．．．LED元件

S1,S1',S1",S1"'．．．控制訊號

S2,S3．．．訊號

Claims (35)

1. 一種發光二極體(LED)封裝界面之檢測裝置，對於具有一封裝界面之一LED元件進行檢測，包含：一電流源經配置能提供至少一電流通過該LED元件，使得該LED封裝界面溫度上昇以及正向電壓下降；一電壓檢測裝置經配置在於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓，其中該LED封裝界面的向外熱傳導能力較差時，則該第一及該第二正向電壓具有較大電壓差值；以及一測試控制單元，提供至少一控制訊號命令該電流源輸出該至少一電流至該LED元件，且提供至少二訊號，分別命令該電壓檢測裝置利用該至少一電流於該第一時間量測該LED元件之該第一正向電壓，並於該第二時間量測該LED元件之該第二正向電壓；其中該測試控制單元計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值，並判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效，其中該預設失效判定值係隨著該第一時間與該第二時間之一間隔增長而調高。
2. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流係為一測試用電流，該電流源依序提供該測試 用電流至該LED元件且該電壓檢測裝置依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，其中包括於該第一時間量測該LED元件之該第一正向電壓，於該第二時間量測該LED元件之該第二正向電壓。
3. 根據請求項2所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該電流源輸出該LED元件之該測試用電流值係該LED元件之一額定電流。
4. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該第一時間與該第二時間的間隔時間介於100微秒(μsec)至1秒(sec)之間。
5. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流包含至少一測試用電流及一加熱用電流，該至少一測試用電流值介於0.1毫安培(mA)至5毫安培之間，該加熱用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，該電流源分別於該第一時間與該第二時間輸出該至少一測試用電流至該LED元件，於該第二時間前之一加熱間隔時間，該電流源輸出該加熱用電流至該LED元件，該加熱間隔時間介於100微秒至1秒之間。
6. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該電流源交互地輸出至少一測試用電流及至少一加熱用電流至該LED元件，該電壓檢測裝置以該至少一測試用電 流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，其中包括於該第一時間，當該測試用電流輸出至該LED元件時，量測該第一正向電壓，於該第二時間，當該測試用電流輸出至該LED元件時，量測該第二正向電壓。
7. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流包含一第一測試用電流及一第二測試用電流，該電流源分別於該第一時間及該第二時間輸出該第一測試用電流及該第二測試用電流至該LED元件，該第一測試用電流及該第二測試用電流為脈衝電流，該第二測試用電流的脈衝寬度較該第一測試用電流的脈衝寬度大，該第一測試用電流值及該第二測試用電流值與該LED元件之一額定電流值相等。
8. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流包含多個測試用電流，該多個測試用電流為脈衝電流且逐漸地增加脈衝寬度，該電流源依序地提供該多個測試用電流至該LED元件且該電壓檢測裝置以該多個測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，其中包括於該第一時間量測該LED元件之該第一正向電壓，於該第二時間量測該LED元件之該第二正向電壓，該多個測試用電流值與該LED元件的一額定電流值相等。
9. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該 至少一電流包含一加熱用電流及一測試用電流，該電流源一直到該第一時間之前的一加熱間隔時間內輸出該加熱用電流至該LED元件並於該第二時間輸出該測試用電流至該LED元件，其中該加熱用電流及該測試用電流為脈衝電流，該加熱用電流的脈衝寬度較該測試用電流的脈衝寬度大，該加熱用電流值及該測試用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，且該第一時間與該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。
10. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流包含一加熱用電流及多個測試用電流，該電流源依序地提供該加熱用電流及該多個測試用電流至該LED元件，該電壓檢測裝置以該多個測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，於該第一時間量測該LED元件之該第一正向電壓，於該第二時間量測該LED元件之該第二正向電壓，其中該加熱用電流及該多個測試用電流為脈衝電流，該加熱用電流的脈衝寬度較該多個測試用電流的脈衝寬度大，該加熱用電流值及該多個測試用電流值與該LED元件的一額定電流值相等。
11. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該至少一電流包含一加熱用電流及至少一測試用電流，該至少一測試用電流值小於該加熱用電流值，該電流源於 該第一時間之前於一加熱間隔時間輸出該加熱用電流至該LED元件並分別地於該第一時間與該第二時間輸出該至少一測試用電流至該LED元件，其中該加熱用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，該至少一測試用電流值係介於0.1毫安培至5毫安培之間，且該第一時間與該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。
12. 根據請求項11所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該電流源依序地提供該至少一測試用電流至該LED元件，該電壓檢測裝置以該至少一測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，於該第一時間量測該LED元件之該第一正向電壓，於該第二時間量測該LED元件之該第二正向電壓。
13. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該LED元件包含一LED晶粒及一封裝載體，該封裝界面包含形成於該LED晶粒與該封裝載體間之一固晶界面。
14. 根據請求項13所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該LED元件更包含一電路板，該封裝界面更包含形成於該封裝載體與該電路板間之一組裝界面。
15. 根據請求項1所述之LED封裝界面之檢測裝置，其中該電壓檢測裝置之解析度小於5毫伏特(mV)，取樣率每秒 高於20萬次。
16. 一種LED封裝界面之檢測方法，該方法包含以下步驟：提供至少一電流至該LED元件，其中該至少一電流經配置能流通該LED元件，使得該LED封裝界面溫度上昇以及正向電壓下降；利用該至少一電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值，其中該LED封裝界面的向外熱傳導能力較差時，則該第一及該第二正向電壓具有較大電壓差值；以及判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效，其中該預設失效判定值係隨著該第一時間與該第二時間之一間隔增長而調高。
17. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流為一測試用電流，利用該至少一電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正向電壓及該第二正向電壓。
18. 根據請求項17所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該電流值係與該LED元件的一額定電流值相等。
19. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該第一時間及該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。
20. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含至少一測試用電流及一加熱用電流，該至少一測試用電流值介於0.1毫安培(mA)至5毫安培之間，該加熱用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，於該第一時間與該第二時間提供該至少一測試用電流至該LED元件，於該第二時間前之一加熱間隔時間提供該加熱用電流至該LED元件，該加熱間隔時間介於100微秒至1秒之間。
21. 根據請求項20所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一測試用電流及該加熱用電流交互地提供至該LED元件，利用該至少一測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正向電壓及該第二正向電壓。
22. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含一第一測試用電流及一第二測試用電流，該第一測試用電流為一脈衝電流並於該第一時間提供至該LED元件，該第二測試用電流為一脈衝電流並於該第二時間提供至該LED元件，該第二測試用電流的 脈衝寬度較該第一測試用電流的脈衝寬度大，該第一測試用電流值及該第二測試用電流值與該LED元件之一額定電流值相等。
23. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含多個測試用電流，該多個測試用電流為脈衝電流且逐漸地增加脈衝寬度，利用該多個測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正向電壓及該第二正向電壓，該多個測試用電流值與該LED元件的一額定電流值相等。
24. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含一加熱用電流及一測試用電流，於該第一時間之前的一加熱間隔時間內提供該加熱用電流至該LED元件並於該第二時間提供該測試用電流至該LED元件，其中該測試用電流及該加熱用電流為脈衝電流，該加熱用電流的脈衝寬度較該測試用電流的脈衝寬度大，該加熱用電流值及該測試用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，且該第一時間與該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。
25. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含一加熱用電流及多個測試用電流，該 電流源依序地提供該加熱用電流及該多個測試用電流至該LED元件，該電壓檢測裝置以該多個測試用電流依序地測量該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正向電壓及該第二正向電壓，其中該加熱用電流及該多個測試用電流為脈衝電流，該加熱用電流的脈衝寬度較該多個測試用電流的脈衝寬度大，該加熱用電流值及該多個測試用電流值與該LED元件的一額定電流值相等。
26. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該至少一電流包含一加熱用電流及至少一測試用電流，該至少一測試用電流值小於該加熱用電流值，於該第一時間之前的一加熱間隔時間內提供該加熱用電流至該LED元件，於該第一時間與該第二時間提供該至少一測試用電流至該LED元件，其中該加熱用電流值與該LED元件之一額定電流值相等，該至少一測試用電流值係介於0.1毫安培至5毫安培之間，且該第一時間與該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。
27. 根據請求項26所述之LED封裝界面之檢測方法，其中依序地提供該至少一測試用電流至該LED元件，利用該至少一測試用電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正 向電壓及該第二正向電壓。
28. 根據請求項16所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該LED元件包含一LED晶粒及一封裝載體，該封裝界面包含形成於該LED晶粒與該封裝載體間之一固晶界面。
29. 根據請求項28所述之LED封裝界面之檢測方法，其中該LED元件更包含一電路板，該封裝界面更包含形成於該封裝載體與該電路板間之一組裝界面。
30. 一種複數個LED封裝界面之檢測方法，該方法包含以下步驟：提供至少一電流；利用該至少一電流於一第一時間量測每一個LED元件之一第一正向電壓，並於一第二時間量測每一個LED元件之一第二正向電壓；計算每一個LED元件之該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及根據該複數個之每一個LED元件之該電壓差值分類該複數個LED元件。
31. 根據請求項30所述之複數個LED封裝界面之檢測方法，其中量測該複數個之每一個LED元件的該第一時間係相等，量測該每一個LED元件的該第二時間係相等。
32. 一種用於檢測一LED元件的封裝之電腦程式界面，包含一含有一電腦可讀取程式指令之電腦可讀取儲存媒體，該電腦可讀取程式指令包含：一第一指令係提供至少一電流至該LED元件；一第二指令係利用該至少一電流於一第一時間量測該LED元件之一第一正向電壓並於一第二時間量測該LED元件之一第二正向電壓；一第三指令係計算該第一及該第二正向電壓之一電壓差值；以及一第四指令係判斷當該電壓差值大於一預設失效判定值時，則該LED元件判定為失效。
33. 根據請求項32所述之電腦程式界面，其中該至少一電流為一寬脈衝電流，利用該至少一電流依序地量測該LED元件的複數個正向電壓，該LED元件的該複數個正向電壓包含該第一正向電壓及該第二正向電壓。
34. 根據請求項33所述之電腦程式界面，其中該至少一電流值係與該LED元件的一額定電流值相等。
35. 根據請求項32所述之電腦程式界面，其中該第一時間及該第二時間的間隔時間介於100微秒至1秒之間。