TWI702379B - 發光裝置之測試設備 - Google Patents

Abstract

一種發光裝置之測試設備，包含一積分球、一探針用以於測試上述發 光裝置時傳導一電流至上述發光裝置、以及一連接部與上述積分球相接；其中，上述連接部具有一開孔或缺口，上述探針穿過上述開孔或缺口，且上述連接部具有一光輸入口用以接收上述發光裝置所發出之光。

Description

發光裝置之測試設備

本發明係關於一種發光裝置之測試設備，特別是關於可增加收光之發光裝置之測試設備。

第1圖所示為習知之發光裝置之測試設備。此測試設備包含一承載體102，一電流源104及一積分球103。承載體102可供待測物101置於其上，並且由電流源104透過探針(probe)105a與105b與待測物101之電極接觸而提供一電流至待測物101，待測物101因而放射出光線，其中探針固定裝置106a與106b係分別用以固定探針105a與105b。積分球103為一中空球體，包含一光輸入口103i及一光輸出口103e。待測物101置於積分球103之光輸入口103i附近，且待測物101放射出之光線透過光輸入口103i進入積分球103並為其所收集，光輸入口103i具有一開口內直徑W。待測物101發射出之光線在積分球103之內表面多次散射、反射後會均勻分布到積分球103之內表面上，藉此特性，一偵測器108連接到積分球103之光輸出口103e以量測待測物101之光學特性。偵測器108可透過一光纖107與積分球103之光輸出口103e連接。偵測器108可為一光度計(photometer)、一幅射計(radiometer)、一分光輻射計(spectroradiometer)或一色度計colorimeter)。

如第2圖所示為第1圖之測試設備在收集光線時，待測物與積分球光輸入口之距離及收光角度限制之情形，此測試設備在收集光線時，即使儘量 調整待測物101向積分球103之光輸入口103i靠近，但因受限於探針105a與105b之阻礙，待測物101與積分球103之光輸入口103i之距離H有其限制，一般大致最靠近時可調整至6~8mm，而以一光輸入口103i具有一開口內直徑W為14mm之情形，其收光角θ約當90°~100°，即存在收光角度較小之缺點，容易有光線漏未收集之情形，而影響測試之精準度。

雖然在第1圖說明了習知之發光裝置之測試裝置，然而，此種習知之發光裝置之測試裝置並無法用於測試覆晶式(Flip-Chip type)發光裝置。如第9A或9B圖所示，為習知用以測試覆晶式發光裝置之測試設備，其中第9A圖所示為測試位於邊緣之發光裝置901之情形；而第9B圖所示則為測試位於非邊緣之發光裝置901之情形。此測試設備包含一透明之承載體902，一電流源(圖未示)透過分別以探針固定裝置906a與906b固定之探針905a與905b而提供一電流至待測之發光裝置901。如圖所示，多個發光裝置901以陣列排列黏著於一薄膜912上，薄膜912例如是一藍膜(blue tape)係架附固定於一環狀體911。此多個發光裝置901連同薄膜912皆置於透明之承載體902上。由於發光裝置901是覆晶式之發光裝置，具有兩電極位於相對於其基板之同側，且出光面在基板之另一側。探針905a與905b由發光裝置901之上方與發光裝置901之電極接觸，而發光裝置901由下方出光，其中，承載體902為一透明之承載體，使位於承載體902下方之下積分球903L透過其光輸入口903i收集上述發光裝置901向下之出光。而為了使測試更精準，另一個積分球，即上積分球903U則被設置於發光裝置901之上，用以透過其光輸入口903i’收集發光裝置901向上之光線，此部分主要是反射或散射的光線。而最終之 量測數據為加總下積分球903L與上積分球903U之量測結果。

如第9B圖所示，測試位於非邊緣之發光裝置901時，待測之發光裝置901周圍會有其他發光裝置901，而如第9A圖所示，測試位於邊緣之發光裝置901時，待測之發光裝置901之外側已沒有其他發光裝置901，故位於邊緣之發光裝置901，於測試時，其周圍之情形與位於非邊緣之發光裝置901測試時其周圍之情形不同。更詳細地說，位於邊緣之發光裝置901測試時，部分向上之光線因缺乏其他發光裝置901之反射作用而易漏失。

一種用以測試一發光裝置之測試設備，包含一積分球以及一連接部與上述積分球相接且具有一光輸入口及一開孔或一缺口。

一種發光裝置之測試設備，包含一積分球包含一光輸入口用以接收上述發光裝置所發出之光、一透明承載體位於上述光輸入口之上，用以承載上述發光裝置、以及一反射裝置鄰近上述發光裝置用以反射上述發光裝置所發出之光。

103e:光輸出口

104:電流源

107:光纖

108:偵測器

W:開口內直徑

H:待測物與積分球之光輸入口之距離

θ:收光角

101,301,801,901:發光裝置

102,302:承載體

302p:頂針裝置

103,303,603,803,903L’:積分球

303c,603c,803c:連接部

103i,303i,803i,903i,903i’:光輸入口

303h:開孔

303h’,609h’:缺口

105a、105b,305a、305b,605a、605b,805a、805b,905a、905b:探針

106a、106b,306a、306b,906a、906b:探針固定裝置

309:孔徑調整裝置

309r,609r:開口

309s:供探針移動之走道

W’:內直徑

6031,8031:固定部份

6032,8032:可分離部份

609:中空柱體

609f:固定裝置

609W:上開口之內直徑

609W’:內直徑

803W:固定部份之開口內徑

809D:可分離部份之外徑

810:影像裝置

902:透明承載體

902R,909,911R:反射裝置

903L:下積分球

903U:上積分球

903W:光輸入口內直徑

909W:反射裝置之開口內直徑

911:環狀體

912:薄膜

第1圖所示為習知之發光裝置之測試設備。

第2圖所示為第1圖之發光裝置之測試設備在收集光線時，待測物與積分球光輸入口之距離及收光角度限制之情形。

第3圖顯示本發明第一實施例之發光裝置之測試設備。

第3A圖顯示第3圖中積分球303、連接部303c、及發光裝置301關係之局部放大圖。

第4A圖及第4B圖分別顯示第3圖之測試設備中之積分球及連接部的兩種實施態樣之側視圖。

第5圖所示為第一實施例之積分球及連接部於連接部內嵌裝孔徑調整裝置後之下視圖。

第6圖顯示本發明第二實施例之發光裝置之測試設備。

第7圖顯示第6圖中之連接部之可分離部份。

第8圖顯示本發明第三實施例之發光裝置之測試設備。

第9A圖及第9B圖顯示習知用以測試覆晶式發光裝置之測試設備，其中第9A圖所示為測試多個排列之發光裝置中位於邊緣之發光裝置之示意圖，而第9B圖所示則為測試位於非邊緣之發光裝置之示意圖。

第10圖顯示本發明第四實施例之發光裝置之測試設備。

第11圖顯示本發明第五實施例之發光裝置之測試設備。

第12圖顯示第11圖中之反射裝置與透明承載體之上視圖。

第13圖顯示本發明第六實施例之發光裝置之測試設備。

第14圖顯示第13圖中之環狀體、薄膜、及反射裝置之相對關係之上視圖。

第3圖顯示本發明第一實施例之發光裝置之測試設備，而第4A圖及第4B圖分別顯示此測試設備中之積分球303及連接部303c的兩種實施態樣之側視圖。因此，請同時參閱第3圖及第4A~4B圖，如圖所示，本實施例之測試設備包含積分球303、連接部303c與積分球303相接且具有如第4A圖或第4B圖中之開孔303h或缺口303h’、以及探針305a與305b可與待測之發光裝置301之電極接觸用以於測試發光裝置301時傳導一電流至發光裝置301，發光裝置301因而放射出光線。本實施例之測試設備更包含探針固定裝置306a與306b分別用以固定探針305a與305b、承載體302用以承載發光裝置301、頂針裝置302p設於承載體302中。探針305a與305b係分別穿過第4A圖之開孔303h或第4B圖中之缺口303h’而連接於發光裝置301之電極，如第4A圖顯示，本實施例之連接部303c與積分球303相接且與積分球303為一體形成。連接部303c之內表面可與積分球303之內表面鍍有同樣之反射物質，例如硫酸鋇(BaSiO₄)。連接部303c一端具有一光輸入口303i用以接收發光裝置301所發出之光。在此實施態樣中，連接部303c具有一開孔303h。第4B圖所示為積分球303及連接部303c之另一實施態樣，第4B圖中之積分球303大致與第4A圖所示相同，但在此實施態樣中，連接部303c則具有一缺口303h’。相對於第4A圖之開孔303h為一封閉型態，第4B圖中之缺口303h’為一開放型態。換句話說，在第4A圖中，當探針穿過第4A圖之開孔303h時，探針在穿過處被連接部303c完全環繞，而當探針穿過第4B圖之缺口303h’時，探針在穿過處並不完全被連接部303c環繞。又或者說，第4A圖之開孔303h與光輸入口303i不相連，而第4B圖之缺口303h’與光輸入口303i相連。因為探針穿過開孔303h或缺口303h’，透過此連接部303c之設計，如第3圖所示，發光裝置301不會如習知之 測試設備受限於探針305a與305b之阻礙，而可盡量向光輸入口303i靠近。第3A圖顯示第3圖中積分球303、連接部303c、及發光裝置301關係之局部放大圖，於測試時，發光裝置301與連接部303c之光輸入口303i之最小距離H較佳為小於或等於3mm；收光角θ較佳為大於130°，以有效改善習知技藝收光角不足之缺點，其中收光角θ為在幾何對稱下(即發光裝置301置於光輸入口303i之圓心下方時)發光裝置301中心分別與光輸入口303i之開口內直徑W之兩端構成之兩連線之夾角，且滿足θ=2*tan^-1[(W/2)/H]。透過本發明之設計，調整光輸入口303i之開口內直徑W與發光裝置301在測試時與連接部303c之光輸入口303i之最小距離H可有效增加收光角θ。

本實施例之中之頂針裝置302p，用以控制發光裝置301與光輸入口303i之距離。如第3圖所示，頂針裝置302p設於承載發光裝置301之承載體302中。於測試時，發光裝置301置於承載體302上，且位於頂針裝置302p之正上方，並藉由頂針裝置302p將發光裝置301向上頂起，使發光裝置301再更加向光輸入口303i靠近，因而增加收光角度。然後，移動探針305a與305b並使其與發光裝置301之二電極接觸並供應電流至發光裝置301以點亮發光裝置301。

第5圖所示為本實施例之積分球303及連接部303c之下視圖。如第5圖所示，本實施例之測試設備可選擇性地更包含一孔徑調整裝置309嵌入連接部303c內並且大致與光輸入口303i處切齊。由下視圖看，孔徑調整裝置309具一開口309r小於光輸入口303i，即開口309r之內直徑W’小於光輸入口103i之內直徑W。孔徑調整裝置309包含一反射層位 於孔徑調整裝置309面向積分球303球心之表面，反射層對於發光裝置301所發出之光之反射率大於70%。反射層包含一金屬材料，例如金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)。孔徑調整裝置309具一走道309s以容置或提供探針305a與305b移動之空間。如此，藉由此孔徑調整裝置309，對於不同大小之發光裝置301，可以配合調整光輸入口303i實際之收光之口徑至開口309r之內直徑W’，以調整收光角θ，進而達到更精準之量測。

第6圖顯示本發明第二實施例之發光裝置之測試設備，而第7圖顯示此測試設備中之連接部603c之可分離部份6032。因此，請同時參閱第6圖及第7圖，如第6圖所示，本發明第二實施例之發光裝置之測試設備與第3圖所示之測試設備相較，除了以下描述之差異之處，基本上具有相同的構造。如第6圖所示，本實施例之連接部603c包含一固定部份6031及一可分離部份6032。第6圖左側圖示所示，連接部603c之可分離部份6032分離於固定部份6031，且如第6圖右側圖示所示，於測試發光裝置時，可分離部份6032與固定部份6031相接合。固定部份6031與積分球603一體形成，且其內表面可與積分球603之內表面鍍有同樣之反射物質，例如硫酸鋇(BaSiO₄)。如第7圖所示，可分離部份6032包含一中空柱體609及一固定裝置609f與中空柱體609相接。中空柱體609具有一上開口以與固定部份6031相接，上開口之內直徑609W大致與固定部份6031之開口內直徑相同。中空柱體609之側壁具有缺口609h’用以供探針605a與605b穿過。中空柱體609之底部具有一開口609r，其內直徑609W’小於或等於上開口之內直徑609W。固定裝 置609f與中空柱體609相接，用以移動及固定中空柱體609。固定裝置609f另一端可連接於承載體102。一反射層可設於中空柱體609之面向積分球603之表面，反射層對於發光裝置(圖未示)所發出之光之反射率大於70%，反射材料可以是金屬，例如金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)，其可以是直接鍍在上述之表面上。

因此，如第6圖左側所示，測試前可分離部份6032分離於固定部份6031，便於探針605a與605b之調整，可避免習知技藝受限於探針之阻礙，而能使發光裝置(圖未示)盡量向可分離部份6032之開口609r靠近，增加收光角。而如第6圖右側所示，待調整完後，積分球603可向下移動，透過固定部份6031與可分離部份6032相接，此時，缺口609h’相當於一開孔，僅探針605a與605b穿過其中而進行測試。

第8圖顯示本發明第三實施例之發光裝置之測試設備之剖面圖，如圖所示，本實施例之發光裝置之測試設備包含積分球803、探針805a與805b用以於測試發光裝置801時傳導一電流至發光裝置801、以及連接部803c包含一固定部份8031及一可分離部份8032。固定部份8031可為與積分球803一體形成，且其內表面可與積分球803之內表面鍍有同樣之反射物質，例如硫酸鋇(BaSiO₄)。而可分離部份8032具有開孔，供探針805a與805b分別穿過。同樣地，連接部之可分離部份8032可分離於積分球，且於測試發光裝置時透過固定部份8031與積分球相接合，但相對於上述第二實施例，本實施例之可分離部份8032形成一滑套而可部份嵌入固定部份8031內並與其內壁相接。可分離部份8032分離於固定部份8031，因此可便於探針805a與805b之調整以 接觸發光裝置801之電極。故同樣可避免習知技藝受限於探針之阻礙，而可使發光裝置801盡量向可分離部份8032之開口809r靠近，增加收光角。也因此可分離部份8032之開口內徑也可縮小，以配合用於測試尺寸較小之發光裝置。而待調整完後，積分球803可向下移動，透過固定部份8031與可分離部份8032相接。而如上述，本實施例之可分離部份8032形成一滑套而可部份嵌入固定部份8031內並與其內壁相接。因此，可分離部份8032之外徑809D會大致等於或略小於固定部份8031之開口內徑803W。此外，本實施例更包含一影像裝置810穿過可分離部份8032。此影像裝置810可於可分離部份8032嵌入固定部份8031，透過此影像裝置810輸出影像以確認探針805a與805b與發光裝置801之電極之接觸是否偏移並即時做適當調整。

第10圖顯示本發明第四實施例之發光裝置之測試設備。此發光裝置之測試設備包含：一積分球903L’包含一光輸入口903i用以接收發光裝置901所發出之光、一透明承載體902位於光輸入口903i之上、以及一反射裝置909鄰近待測之發光裝置901用以反射發光裝置901所發出之光。本實施例之發光裝置之測試設備更包括探針905a與905b、探針固定裝置906a與906b用以分別固定探針905a與905b、一環狀體911位於透明承載體902之上、薄膜912例如是一藍膜(blue tape)設於環狀體911中以供發光裝置901黏附於其上。探針905a與905b於測試發光裝置901時傳導一電流至發光裝置901。在本實施例中，反射裝置909置於承載體902之上，反射裝置909具一底部及側壁以形成內凹形狀，例 如是杯狀，碗狀或淺盤狀，且包含一反射層面向承載體902，所述之反射層對於發光裝置901所發出之光之反射率大於70%。反射層之材料包含金屬，例如金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)。反射裝置909在積分球之投影面積大於積分球903L’之光輸入口903i之面積，或反射裝置909之開口內直徑909W約為光輸入口903i內直徑903W之1.3~1.5倍。在一實施例中，調整反射裝置909與待測物之距離使得測試位於非邊緣與邊緣之發光裝置901時測得之差異最小，例如調整反射裝置909之位置使位於非邊緣與邊緣之發光裝置901所測得之光強度值差異最小，並對非邊緣與邊緣之發光裝置901之量測結果做一偏差補償(offset compensation)。

本實施例之發光裝置之測試設備中，固定裝置906a與906b更包括包含一反射層位於固定裝置906a與906b之一面向承載體902之表面，所述之反射層對於發光裝置901所發出之光之反射率大於70%。反射層之材料包含金屬，例如金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)。

第11圖顯示本發明第五實施例之發光裝置之測試設備，其中第12圖顯示第11圖中之反射裝置902R與透明承載體902之上視圖。此實施例為上述第四實施例之變化型。此發光裝置之測試設備包含：一積分球903L’包含一光輸入口903i用以接收發光裝置901所發出之光、一透明承載體902位於光輸入口903i之上、以及一反射裝置902R鄰近發光裝置901用以反射待測之發光裝置901所發出之光。本實施例之發光裝置之測試設備更包括探針905a與905b、探針固 定裝置906a與906b用以分別固定探針905a與905b、一環狀體911位於透明承載體902之上且環繞透明承載體902、薄膜912例如是一藍膜(blue tape)設於環狀體911中以供發光裝置901黏附於其上。探針905a與905b於測試發光裝置901時傳導一電流至發光裝置901。在本實施例中，反射裝置902R設置於透明承載體902上，大致與透明承載體902之承載面平行，且反射裝置902R環繞發光裝置901。透明承載體902可先在外圍區域蝕刻形成凹陷區域以供反射裝置902R形成於此凹陷區域內，如此反射裝置902R與透明承載體902之表面大致為共平面，因此，發光裝置901連同薄膜912置於透明之承載體902上時可較平整地貼附於承載體902上，因而可提升量測的準確性。第12圖顯示反射裝置902R與透明承載體902之上視圖，如圖所示，反射裝置902R呈一圓環狀於透明承載體902上，而圓環狀之中間則露出透明承載體902以供發光裝置901放置於其上，亦即如第11圖所示反射裝置902R環繞發光裝置901之外圍，且反射裝置902R包含一反射層對於發光裝置901所發出之光之反射率大於70%，位於反射裝置902R之面向光輸入口903i之表面，以將發光裝置901所發出之光反射進入光輸入口903i。反射層之材料包含金屬，例如金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)。

第13圖顯示本發明第六實施例之發光裝置之測試設備，第14圖顯示第13圖中之環狀體911、薄膜912、及反射裝置911R之相對關係之上視圖。此實施例為上述第五實施例之變化型。此實施例主要是將上述第五實施例(第11圖)之反射裝置902R之作法改以反射 裝置911R代替，而反射裝置911R係位於薄膜912上，例如是一鍍有反射層之圓環狀貼紙。更詳細地說，本實施例之發光裝置之測試設備包含：一積分球903L’包含一光輸入口903i用以接收發光裝置901所發出之光、一透明承載體902位於光輸入口903i之上、以及一反射裝置902R鄰近發光裝置901用以反射待測之發光裝置901所發出之光。本實施例之發光裝置之測試設備更包括探針905a與905b、探針固定裝置906a與906b用以分別固定探針905a與905b、一環狀體911位於透明承載體902之上、薄膜912例如是一藍膜(blue tape)設於環狀體911中以供發光裝置901附置。探針905a與905b於測試發光裝置901時傳導一電流至發光裝置901。在本實施例中，反射裝置911R位於薄膜912上或接附於環狀體911內側。如此，此反射裝置911R可視發光裝置901之材質及發光裝置901陣列之大小等，選擇鍍有不同反射材料以構成之不同之反射層或不同大小之薄片圓環狀貼紙以貼附於薄膜912上並環繞發光裝置901，因而在測試上更具有彈性。上述反射層對於發光裝置901所發出之光之反射率大於70%，反射層之材料例如是金(Au)，銀(Ag)，或鋁(Al)等金屬。而環狀體911可以供薄膜912設於環狀體911中，例如是一擴張環，可以擴張拉伸薄膜912並調整陣列之發光裝置901間間隔之大小。

本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。舉例而言，本發明之發光裝置之測試設備所用以測試之發光裝置不特定限定於製造流程中何種階段，也不限於以單一顆或陣列之型式於本 發明之發光裝置之測試設備上受測試，例如待測試之發光裝置可以是晶圓(wafer)上未切割之發光二極體，也可以是黏附在藍膜(blue tape)上之發光二極體晶粒(die)，或是晶粒經封裝後之型式等。任何人對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。

303:積分球

303c:連接部

303h:開孔

303i:光輸入口

Claims (10)

1. 一種用以測試一發光裝置之測試設備，包含：一積分球；一連接部，與該積分球相接且具有一光輸入口及一開孔或一缺口；以及一孔徑調整裝置，該孔徑調整裝置設於該光輸入口，並具一開口小於該光輸入口。
2. 如申請專利範圍第1項之測試設備，其中，該連接部具有一底部，該缺口係從該底部往該積分球方向凹陷。
3. 如申請專利範圍第1項之測試設備，另包含一透明承載體位於該光輸入口之上、及一反射裝置鄰近於該透明承載體。
4. 如申請專利範圍第3項之測試設備，其中該光輸入口具有一內直徑，且該反射裝置具有一直徑約為該內直徑的1.3~1.5倍。
5. 如申請專利範圍第3項之測試設備，更包含一環狀體環繞該透明承載體；以及一薄膜置於該透明承載體上，其中該反射裝置位於該薄膜上或該環狀體內側。
6. 如申請專利範圍第1項之測試設備，其中該連接部與該積分球為一體。
7. 如申請專利範圍第1項之測試設備，其中該連接部包含一可分離部份可分離於該積分球。
8. 如申請專利範圍第1項之測試設備，更包括一固定裝置，其中該固定裝置包含面向該光輸入口之一表面及一反射層設於該表面上。
9. 如申請專利範圍第1或7項之測試設備，更包含一影像裝置穿過該連接部。
10. 如申請專利範圍第3項之測試設備，其中該反射裝置設於該透明承載體的一外圍區域，且該反射裝置與該透明承載體各具有一表面，該些表面彼此共平面。

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