TWM444519U - 發光二極體多點測試機 - Google Patents

Description

發光二極體多點測試機

本創作係有關於一種測試機，尤指一種適用於發光二極體測試之多點測試機。

發光二極體(Light-Emitting Diode)是一種能發光的半導體電子元件，其屬於半導體元件之一種。由於發光二極體具有體積小、壽命長、耗電量小等特性，其已普遍地應用於電子產品指示器與顯示裝置上。

現今發光二極體已大量生產，生產過程中會遇到的問題，大部分與量產前的測試有著密切的關係，故發光二極體出貨前的測試十分重要。

一般而言，發光二極體的測試可分為光學特性測試、以及電性測試兩大類。光學特性測試包括：光形、光譜、光通量、光強度、輻射通量、輻射強度等；電性特性包括：順向電壓、逆向電壓、閘流體行為效應、逆向崩潰電壓、及靜電放電效應等。通過光學特性、以及電性測試的發光二極體，通常會具有相當好的使用品質，能為市場所接受。

現今發光二極體的測試主要是以單點測試為主，測試機台一般也只能提供單點測試的功能，故在產能、製造成本上有其限制。因此，若要擴大發光二極體的產能，如何設計可以多點測試的機台便顯得相當重要。若能採用多點測試機台來批次量測發光二極體的光學特性與電性特性，將可有效地降低成本，進而提高發光二極體 在產業上的競爭力。

有鑑於此，本創作提供一種發光二極體多點測試機，其係用以批次測試一晶圓上之複數個發光二極體晶粒，每一發光二極體晶粒包含有複數個接點，發光二極體多點測試機包括：一主控制器；一控制模組，其係電性連接至主控制器；一積分球；一波長偵測模組，其一端係電性連接至主控制器，另一端耦接至積分球；一光偵測器，其係連接至積分球，且電性連接至控制模組；一放大器，其係電性連接至控制模組、及光偵測器；一電源量測單元，其係電性連接至控制模組；一切換單元，其係電性連接至電源量測單元；以及一探針卡，其係電性連接至切換單元，探針卡包括複數個探針，其分別電性接觸複數個發光二極體晶粒之複數個接點；其中，切換單元依序對複數個發光二極體晶粒供電，以使複數個發光二極體晶粒依序發光，波長偵測模組、及光偵測器係分別對該等發光二極體晶粒所發出之光線進行光學測試，電源量測單元係透過複數個探針分別對該等發光二極體晶粒進行電性測試。較佳地，本創作之控制模組係為一PXI控制模組，電源量測單元係為一NI PXI電源量測單元。

本創作光學測試包括：波長偵測模組量測該等發光二極體晶粒所發出光線之峰值波長、主波長、中心波長、及半譜半高波寬中至少其一；光偵測器係量測該等發光二極體晶粒所發出光線之亮度、色度座標、光強度、 及側光中至少其一。電性測試為電源量測單元量測該等發光二極體晶粒之順向電壓、逆向電壓、閘流體行為效應、逆向崩潰電壓、及靜電放電效應中至少其一。

本創作可包括一晶圓承載台，其係電性連接至控制模組，晶圓承載台係用以承載晶圓並可產生三軸位移、及旋轉。本創作亦可包含有一晶圓對準攝影機，其係電性連接至控制模組，晶圓對準攝影機係用以拍攝晶圓。本創作還可包含有一光學顯微攝影機，其係電性連接至控制模組，光學顯微攝影機係用以拍攝晶圓上之複數個發光二極體晶粒。

另外，波長偵測模組可包括一波長卡、及一光遮罩，波長卡係電性耦接至主控制器，並透過一光纖耦接至積分球，光遮罩係設置於積分球內並對應遮蓋於光纖之端口。

經由本創作所提供之發光二極體多點測試機，可精準與穩定地進行發光二極體之光學批次量測與電性批次量測。另外，本創作之發光二極體多點測試機採用PXI控制模組，其可提供快速且精準的量測，可於每秒測量至少三十八顆以上之發光二極體晶粒，故可提供多點測試之功效，進而降低測試機台的採購成本及無塵室的建設成本。

請一併參考第1圖及第2圖，第1圖係本創作一較佳實施例之立體示意圖，第2圖係本創作一較佳實施例之系統架構圖。如圖所示，本創作之發光二極體多點測試機1 包括：一主控制器10、一控制模組11、一波長偵測模組101、一積分球102、一光偵測器103、一放大器104、一晶圓對準攝影機111、一光學顯微攝影機112、一探針卡121、一切換單元122、一電源量測單元123、及一晶圓承載台131。

本創作之發光二極體多點測試機1係用以批次測試一晶圓2上之複數個發光二極體晶粒20，其中，每一發光二極體晶粒20包含有複數個接點21。

本創作之控制模組11係電性連接至主控制器10，波長偵測模組101之一端係電性連接至主控制器10，另一端係耦接至積分球102，光偵測器103係連接至積分球102，且經由放大器104電性連接至控制模組11。晶圓對準攝影機111、光學顯微攝影機112、電源量測單元123、及晶圓承載台131係分別電性連接至控制模組11，探針卡121係經由切換單元122電性連接至電源量測單元123。

較佳地，本創作之控制模組11係為一PXI控制模組，電源量測單元123係為一NI PXI電源量測單元。另外，波長偵測模組101係包括有一波長卡1011、及一光遮罩1012，波長卡1011係電性耦接至主控制器10，並透過一光纖3耦接至積分球102，光遮罩1012係設置於積分球102內並對應遮蓋光纖3之端口。其中，光遮罩1012主要係為了得到光散射，以避免光線直接照射波長卡之感測器。

本創作之操作方法為：先將晶圓2置於晶圓承載台131，接著，晶圓對準攝影機111係拍攝晶圓2，以確定晶圓準確地位於晶圓承載台131上。光學顯微攝影機112係 拍攝晶圓2上之複數個發光二極體晶粒20，以確定發光二極體晶粒20之偵測位置。晶圓承載台131係產生三軸位移、及旋轉，以對應調整晶圓2之方位，其示意圖如第3圖所示。本創作之探針卡121包括有複數個探針1210，控制模組11係控制晶圓承載台131對應調整晶圓2之方位，以使複數個探針1210電性接觸晶圓2上複數個發光二極體晶粒20之複數個接點21。在本實施例中，因組立空間之限制，晶圓對準攝影機111內含有一折射鏡可變換拍攝角度；光學顯微攝影機112內係裝設有補光元件，例如發光二極體，用以於拍攝晶圓2時進行補光。

本創作之主要特色在於：切換單元122係依序對複數個發光二極體晶粒20進行批次供電，以使複數個發光二極體晶粒20依序發光。波長偵測模組101、及光偵測器103係分別量測該等發光二極體晶粒20所發出之光線，電源量測單元123係透過該等探針1210依次對發光二極體晶粒20進行電性測試。其中，波長偵測模組101係量測該等發光二極體晶粒20所發出光線之峰值波長、主波長、中心波長、及半譜半高波寬等，光偵測器103係量測該等發光二極體晶粒20所發出光線之亮度、色度座標、光強度、及側光等，電源量測單元123係分別量測該等發光二極體晶粒20之順向電壓、逆向電壓、閘流體(Thyristor)行為效應、逆向崩潰電壓、及靜電放電(ESD)效應等。

經由本創作所提供之發光二極體多點測試機1，可透過波長偵測模組101、積分球102、光偵測器103、晶圓對準攝影機111、及光學顯微攝影機112等元件進行精準與 穩定的光學量測，並且經由探針卡121、切換單元122、及電源量測單元123提供高精度的電性量測。於量測時，本創作之發光二極體多點測試機1係批次針對複數個發光二極體晶粒20進行量測，其速率可達每秒至少量測三十八顆發光二極體晶粒。由此，本創作之發光二極體多點測試機1除了可提供多點測試之功效，又可同時檢測發光二極體之光學及電學特性，將可有效降低測試機台的配置成本並節省空間及無塵室的建設成本。

1‧‧‧發光二極體多點測試機

10‧‧‧主控制器

101‧‧‧波長偵測模組

1011‧‧‧波長卡

1012‧‧‧光遮罩

102‧‧‧積分球

103‧‧‧光偵測器

104‧‧‧放大器

11‧‧‧控制模組

111‧‧‧晶圓對準攝影機

112‧‧‧光學顯微攝影機

121‧‧‧探針卡

1210‧‧‧探針

122‧‧‧切換單元

123‧‧‧電源量測單元

131‧‧‧晶圓承載台

2‧‧‧晶圓

20‧‧‧發光二極體晶粒

21‧‧‧接點

3‧‧‧光纖

第1圖係本創作一較佳實施例之立體示意圖。

第2圖係本創作一較佳實施例之系統架構圖。

第3圖係本創作一較佳實施例之操作示意圖。

1‧‧‧發光二極體多點測試機

10‧‧‧主控制器

101‧‧‧波長偵測模組

1011‧‧‧波長卡

1012‧‧‧光遮罩

102‧‧‧積分球

103‧‧‧光偵測器

104‧‧‧放大器

11‧‧‧控制模組

111‧‧‧晶圓對準攝影機

112‧‧‧光學顯微攝影機

121‧‧‧探針卡

1210‧‧‧探針

122‧‧‧切換單元

123‧‧‧電源量測單元

131‧‧‧晶圓承載台

Claims (10)

1. 一種發光二極體多點測試機，其係用以批次測試一晶圓上之複數個發光二極體晶粒，每一發光二極體晶粒包含有複數個接點，該發光二極體多點測試機包括：一主控制器；一控制模組，其係電性連接至該主控制器；一積分球；一波長偵測模組，其一端係電性連接至該主控制器，另一端耦接至該積分球；一光偵測器，其係連接至該積分球，且電性連接至該控制模組；一電源量測單元，其係電性連接至該控制模組；一切換單元，其係電性連接至該電源量測單元；以及一探針卡，其係電性連接至該切換單元，該探針卡包括複數個探針，其分別電性接觸該等複數個發光二極體晶粒之該等複數個接點；其中，該切換單元依序對該等複數個發光二極體晶粒供電，以使該等複數個發光二極體晶粒依序發光，該波長偵測模組、及該光偵測器係分別量測該等發光二極體晶粒所發出之光線，該電源量測單元透過該等複數探針分別對該等發光二極體晶粒進行電性測試。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其更包括一晶圓承載台，其係電性連接至該控制模 組，該晶圓承載台係用以承載該晶圓並可產生三軸位移、及旋轉。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體多點測試機，更包含有一晶圓對準攝影機，其係電性連接至該控制模組，該晶圓對準攝影機係用以拍攝該晶圓。
4. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體多點測試機，更包含有一光學顯微攝影機，其係電性連接至該控制模組，該光學顯微攝影機係用以拍攝該晶圓上之該等複數個發光二極體晶粒。
5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其中，該波長偵測模組包括一波長卡、及一光遮罩，該波長卡係電性耦接至該主控制器，並透過一光纖耦接至該積分球，該光遮罩係設置於該積分球內並對應遮蓋於該光纖之端口。
6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其更包括一放大器，其係電性連接至該控制模組，該光偵測器係電性連接至該放大器。
7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其中，該控制模組係為一PXI控制模組。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其中，該波長偵測模組係量測該等發光二極體晶粒所發出光線之峰值波長、主波長、中心波長、及半譜半高波寬中至少其一。
9. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其中，該光偵測器係量測該等發光二極體晶粒所發 出光線之亮度、色度座標、光強度、及側光中至少其一。
10. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體多點測試機，其中，該電源量測單元係量測該等發光二極體晶粒之順向電壓、逆向電壓、閘流體(Thyristor)行為效應、逆向崩潰電壓、及靜電放電(ESD)效應中至少其一。