WO2023080422A1 - 전계 발광 검사 장치 - Google Patents

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WO2023080422A1
WO2023080422A1 PCT/KR2022/013516 KR2022013516W WO2023080422A1 WO 2023080422 A1 WO2023080422 A1 WO 2023080422A1 KR 2022013516 W KR2022013516 W KR 2022013516W WO 2023080422 A1 WO2023080422 A1 WO 2023080422A1
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WO
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substrate
contact protrusions
light emitting
electrode member
emitting diodes
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PCT/KR2022/013516
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English (en)
French (fr)
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민성용
정창규
장경운
황대석
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삼성전자주식회사
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of measuring instruments, e.g. of probe tips
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer

Definitions

  • the present disclosure relates to an electroluminescence inspection device for inspecting electroluminescence characteristics of a subminiature light emitting diode.
  • micro light emitting diodes In general, in order to inspect the characteristics of LED (light emitting diode) chips (performance variation according to the luminance and color of each LED chip), the light emitted from the LED is measured and luminance information and wavelength information are obtained. After that, the corresponding bin rank is determined. In this case, the performance deviation is measured by separating the LEDs one by one.
  • micro light emitting diodes micro LEDs
  • PL photoluminescence
  • the PL test uses a phenomenon in which light is irradiated to a plurality of micro LEDs to induce light emission.
  • the energy of the incident light excites the particles, the absorbed energy escapes through some other path, and the remaining gap is analyzed as light.
  • the data obtained through the PL test are the values of tendency and relativity. Therefore, it is not possible to obtain an absolute value or the like through the PL test.
  • the PL inspection can only inspect the characteristics of the light emitting layer of the micro LED, and there is a problem in that it cannot detect defects in the chip electrode pad portion of the micro LED.
  • a plurality of probe pins provided on a probe substrate are physically brought into contact with the chip electrode pads of a plurality of micro LEDs to inspect the electrical and optical characteristics of the micro LED. can be measured simultaneously.
  • the distance between a pair of chip electrode pads is about several ⁇ m to about 20 ⁇ m.
  • the probe pin since it is difficult to densely manufacture probe pins so as to make contact with micro LED chip electrode pads having fine intervals, manufacturing difficulty is high and productivity is lowered.
  • the probe pin since the probe pin is very thin, it is vulnerable to bending and requires periodic replacement, which increases manufacturing and maintenance costs.
  • the probe pin when the probe pin is bent, it does not properly contact the chip electrode pad of the micro LED, resulting in erroneous detection, thereby reducing test reliability.
  • An object of the present disclosure is to provide an electroluminescence inspection device capable of individually identifying electrical characteristics of a subminiature light emitting diode by reducing manufacturing difficulty and minimizing erroneous detection through a simple structure.
  • the first substrate and a plurality of electrode members arranged on one surface of the first substrate and electrically contacting chip electrode pads of a plurality of photodiodes arranged on a second substrate during an electroluminescence test, wherein each electrode member comprises the first electrode member.
  • an electroluminescence inspection device provided with a plurality of contact protrusions elastically contacting the chip electrode member of the light emitting diode when the substrate is pressed by the second substrate.
  • Each of the electrode members may include a plurality of elastic cores protruding at intervals from one surface of the first substrate; and a conductive pad including a first portion covering one surface of the first substrate and a second portion covering the plurality of elastic cores.
  • the plurality of elastic cores may be made of a polymer having elasticity.
  • the conductive pad may be made of a metal having conductivity.
  • a first portion of the conductive pad may be electrically connected to a first wire formed on one surface of the first substrate.
  • a first portion of the conductive pad may be electrically connected to a via formed in the first substrate.
  • the plurality of contact protrusions may have the same shape.
  • At least some of the plurality of contact protrusions may have a different shape from the rest of the contact protrusions.
  • the plurality of contact protrusions may be formed in a circular shape.
  • the plurality of contact protrusions may have a dome shape in cross section.
  • the plurality of contact protrusions may be formed in an elliptical shape.
  • the plurality of contact protrusions may be formed in a linear shape.
  • the plurality of contact protrusions may be arranged in parallel at intervals along the longitudinal direction of the electrode member.
  • the plurality of contact protrusions may form a hatched pattern inclined with respect to the longitudinal direction of the electrode member.
  • An electroluminescence inspection apparatus may include a driving circuit for applying current to the plurality of light emitting diodes through the plurality of electrode members; a detector for detecting light emitted from the plurality of light emitting diodes; and a control unit configured to determine individual electrical characteristics of the plurality of light emitting diodes and defects of chip electrode pad portions of the plurality of light emitting diodes based on the light sensed by the detector.
  • Each contact protrusion may include a plurality of elastic cores protruding at intervals from one surface of the first substrate; and conductive pads covering the plurality of elastic cores.
  • the plurality of elastic cores may be made of a polymer having elasticity, and the conductive pad may be made of a metal having conductivity.
  • the plurality of contact protrusions may be circular, elliptical or linear.
  • the plurality of contact protrusions may be densely arranged at intervals of several micrometers.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating an electroluminescence inspection apparatus according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is an enlarged view of an electrode member having a plurality of contact protrusions showing a portion A shown in FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrode member taken along line B-B indicated in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are linearly formed.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are formed in an elliptical shape.
  • FIG. 6 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are linear and arranged in a hatched pattern.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a substrate to be inspected on which a plurality of light emitting diodes are arranged.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of moving a substrate to be inspected toward the electroluminescence inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which light emitting diodes of a relay substrate electrically contact electrode members arranged in an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of performing an electroluminescence inspection in a state in which an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure is pressed against a relay substrate.
  • FIG. 11 is a view showing a portion C shown in FIG. 10 and showing a state in which a plurality of elastic cores are elastically compressed by being pressed by a substrate to be inspected.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of separating an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure from a substrate to be inspected.
  • the expression 'same' means not only completely matching, but also including a degree of difference considering a processing error range.
  • FIG. 1 is a plan view showing a probe substrate of an electroluminescence inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an enlarged view of an electrode member having a plurality of circular protrusions showing a portion A shown in FIG. 1
  • FIG. is a cross-sectional view of the electrode member taken along line B-B indicated in FIG. 2 .
  • an electroluminescence inspection apparatus 10 includes a probe substrate 30 and a plurality of first and second probe substrates 30 disposed at predetermined intervals. Second electrode members 51 and 53 may be included.
  • a plurality of electrode members 51 and 53 may be disposed on the front surface of the probe substrate 30 with a gap therebetween.
  • a connector that can be electrically connected to the driving circuit 80 (FIG. 10) for EL inspection may be disposed on the rear surface of the probe substrate 30.
  • the connector may be mounted on a flexible printed circuit board (FPCB) disposed on the rear surface of the probe substrate 30 in a film on glass (FOG) method.
  • FPCB flexible printed circuit board
  • the probe substrate 30 has a plurality of first wires having one end electrically connected to each electrode member 51 and 53 on the front surface and a plurality of second wires having one end electrically connected to the FPCB on the rear surface.
  • first wires having one end electrically connected to each electrode member 51 and 53 on the front surface
  • second wires having one end electrically connected to the FPCB on the rear surface.
  • the other end of the first wire and the other end of the second wire may be electrically connected in a 1:1 ratio by a plurality of vias formed through the probe substrate 30 .
  • the other end of the first wiring and the other end of the second wiring may be electrically connected 1:1 by a plurality of side wirings formed on the edge of the probe substrate 30 .
  • the probe substrate 30 may omit the plurality of first wires and include a plurality of second wires on the rear surface.
  • a part of each electrode member 51 and 53 is electrically connected to one end of a corresponding via, and the other end of each via and the other end of the second wire are electrically connected in a 1:1 ratio. there is.
  • the probe substrate 30 may be made of a glass substrate, but is not limited thereto.
  • the probe substrate 30 is a synthetic resin substrate (eg, polyimide (PI), polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), etc.) or ceramic substrate can be made with
  • the first electrode member 51 and the second electrode member 53 include a first chip electrode pad 71 and a second electrode pad 71 provided on one light emitting diode (see FIG. 9). They may be arranged at intervals sufficient to allow access to the chip electrode pads 73 .
  • the first electrode member 51 and the second electrode member 53 may have substantially the same configuration. Accordingly, only the configuration of the first electrode member 51 will be described below, and the description of the second electrode member 51 will be omitted.
  • the first electrode member 51 includes a plurality of first elastic cores 51a formed on the front surface 31 of the probe substrate 30 and first conductive pads 51b covering the plurality of first elastic cores 51a. can include
  • the plurality of first elastic cores 51a may be formed on the front surface 31 of the probe substrate 30, or may be formed on the organic film when an organic film is formed on the front surface 31 of the probe substrate 30.
  • the plurality of first elastic cores 51a may be densely formed with an interval between adjacent first elastic cores 51a of about several ⁇ m or less.
  • the plurality of first elastic cores 51a may have a circular shape when viewed from a plane and have a substantially dome shape in cross section.
  • the plurality of first elastic cores 51a may be made of a non-conductive or conductive material.
  • the plurality of first elastic cores 51a may be formed of an elastic polymer such as polyimide, a metal having elasticity, or a metal having both elasticity and conductivity.
  • the first conductive pad 51b may be made of metal (eg, any one of Al, Ti, Cr, Ni, Pd, Ag, Ge, and Au or an alloy of two or more of these).
  • the first conductive pad 51b may have an area larger than the area in which the plurality of first elastic cores 51a are arranged. A portion of the first conductive pad 51b is in close contact with the front surface 31 of the probe substrate 30 . Other portions of the first conductive pads 51b may form a plurality of first contact protrusions 51c by being formed along outer circumferential surfaces of the plurality of first elastic cores 51a.
  • the plurality of first contact protrusions 51c are formed along the outer circumferential surfaces of the plurality of first elastic cores 51a, they have a shape corresponding to the shape of each first elastic core 51a and have a plurality of first elastic cores 51a. ) may have an arrangement pattern corresponding to the arrangement pattern of In this case, the plurality of first contact protrusions 51c may be densely formed so that the distance between adjacent first contact protrusions 51c is less than or equal to about several ⁇ m.
  • the plurality of first contact protrusions 51c may be arranged in a regular pattern as shown in FIG. 2 . Alternatively, the plurality of first contact protrusions 51c may be randomly arranged without a certain pattern.
  • the first electrode member 51 may further include a capping layer covering the first conductive pad 51b to prevent the first conductive pad 51b from being oxidized.
  • the capping layer may be formed of an oxide (eg, indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO)).
  • the capping layer may be made of a conductive metal (eg, Au) to prevent oxidation of the first conductive pad 51b and to ensure good electrical contact with the first chip electrode pad 71 .
  • the elastic force acts on the plurality of first elastic cores 51a in a direction opposite to the pressing direction. Accordingly, all of the plurality of first contact protrusions 51c or a part of the plurality of first contact protrusions 51c may come into close contact with the first chip electrode pad 71 . Therefore, a stable electrical connection can be made between the first electrode member 51 and the first chip electrode pad 71 during the electroluminescence test.
  • the plurality of first elastic cores 51a may be densely dispersed at intervals within the area of one first conductive pad 51b. Accordingly, even if misalignment occurs between the substrate 60 to be inspected and the electroluminescence inspection apparatus 10 during the electroluminescence inspection, the first chip electrode pad 71 may be in contact with at least one of the plurality of first contact protrusions 51c. can Accordingly, since non-contact between the first chip electrode pad 71 and the first electrode member 51 can be prevented during the electroluminescence test, reliability of the test can be improved.
  • the second electrode member 53 may be disposed on one side of the first electrode member 51 at a predetermined interval.
  • the second electrode member 53 may have substantially the same configuration as that of the first electrode member 51 .
  • the second electrode member 53 includes a plurality of second elastic cores (not shown) formed on the front surface 31 of the probe substrate 30 and second conductive pads 53b covering the plurality of second elastic cores. ) may be included.
  • the plurality of second elastic cores may have a circular shape when viewed from a plane and have a substantially dome shape in cross section.
  • the second conductive pad 53b may have an area larger than the area in which the plurality of second elastic cores are arranged.
  • a portion of the second conductive pad 53b adheres to the front surface 31 of the probe substrate 30 .
  • Other portions of the second conductive pad 53b may form a plurality of second contact protrusions 53c by being formed along outer circumferential surfaces of the plurality of second elastic cores.
  • the plurality of second contact protrusions 53c of the second electrode member 53 may be arranged in the same pattern as the plurality of first contact protrusions 51c of the first electrode member 53 .
  • the plurality of first contact protrusions 51c of the first electrode member 51 and the plurality of first contact protrusions 53c of the second electrode member 53 are not limited to dome shapes and may be formed in various shapes. .
  • FIG. 4 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are linearly formed.
  • the first electrode member 151 disposed on the probe substrate 130 may include a plurality of elastic cores having a predetermined length and one first conductive pad 151b covering the plurality of elastic cores. there is.
  • each of the plurality of elastic cores has a linear form and may be arranged in parallel at regular intervals along the length direction of the first conductive pad 151b.
  • the plurality of first contact protrusions 151c provided on the first electrode member 151 may have the same shape and pattern as the plurality of elastic cores.
  • the plurality of first contact protrusions 151c may be linearly arranged in parallel at regular intervals along the length direction of the first conductive pad 151b.
  • the plurality of first contact protrusions 151c are arranged at regular intervals as shown in FIG. 4 , but are not limited thereto and may be arranged at irregular intervals. Also, the plurality of first contact protrusions 151c may not be arranged in the same length but may be arranged in different lengths.
  • the second electrode member 153 disposed on the probe substrate 130 may have substantially the same configuration as that of the first electrode member 151 .
  • the second electrode member 153 may include a plurality of linear elastic cores, one second conductive pad 153b covering the plurality of elastic cores, and a plurality of second contact protrusions 153c. there is.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are formed in an elliptical shape.
  • the first electrode member 251 disposed on the probe substrate 230 may include a plurality of elastic cores and one first conductive pad 251b covering the plurality of elastic cores.
  • each of the plurality of elastic cores may have a substantially elliptical shape on a plane, a cross section protruding from the probe substrate 230, and an upper surface having a predetermined curvature.
  • the plurality of first contact protrusions 251c provided on the first electrode member 251 may have the same shape as the plurality of elastic cores.
  • each of the plurality of first contact protrusions 251c may have a substantially elliptical shape on a plane, a cross section protruding from the probe substrate 230 and a top surface having a predetermined curvature.
  • the plurality of first contact protrusions 151c are arranged at regular intervals as shown in FIG. 5 , but are not limited thereto and may be arranged irregularly.
  • the second electrode member 253 disposed on the probe substrate 230 may have substantially the same configuration as that of the first electrode member 251 .
  • the second electrode member 253 includes a plurality of substantially elliptical elastic cores, one second conductive pad 253b covering the plurality of elastic cores, and a plurality of second contact protrusions 253c. can do.
  • FIG. 6 is an enlarged view illustrating an example in which a plurality of contact protrusions are linear and arranged in a hatched pattern.
  • the first electrode member 351 disposed on the probe substrate 330 may include a plurality of elastic cores having a predetermined length and one first conductive pad 351b covering the plurality of elastic cores. there is.
  • a plurality of elastic cores may be arranged in a hatched pattern. That is, each of the plurality of elastic cores has a linear form and may be arranged inclined at a predetermined angle with respect to the longitudinal direction of the first conductive pad 351b or may be arranged parallel to each other. In this case, in the plurality of elastic cores, the uppermost and lowermost elastic cores may have shorter lengths than the rest of the elastic cores.
  • the plurality of first contact protrusions 351c provided on the first electrode member 351 may have the same shape and pattern as the plurality of elastic cores.
  • the plurality of first contact protrusions 351c may form a hatched pattern.
  • the plurality of first contact protrusions 351c are arranged at regular intervals as shown in FIG. 6 , but are not limited thereto and may be arranged at irregular intervals.
  • the second electrode member 353 disposed on the probe substrate 330 may have substantially the same configuration as the first electrode member 351 .
  • the second electrode member 353 may include a plurality of linear elastic cores, one second conductive pad 353b covering the plurality of elastic cores, and a plurality of second contact protrusions 353c. there is.
  • the plurality of second contact protrusions 353c may form a hatched pattern.
  • a light emitting electric field inspection apparatus 10 includes a driving circuit 80 (see FIG. 10) for applying current to a plurality of light emitting diodes 70, and light emitted from the plurality of light emitting diodes 70. It may include a detector (90, see FIG. 10) for detecting, and a control unit for determining individual electrical characteristics of the plurality of light emitting diodes (70) and defects in the chip electrode pad part based on the light detected by the detector (90). there is.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a substrate to be inspected on which a plurality of light emitting diodes are arranged.
  • a plurality of light emitting diodes may be lattice-arranged at a constant pitch on the rear surface of the substrate 60 to be inspected.
  • the plurality of light emitting diodes are inorganic light emitting diodes having a size of 100 ⁇ m or less and emit self-luminescence when a current is applied thereto.
  • the plurality of light emitting diodes may be micro LEDs.
  • the substrate 60 to be inspected may be made of a glass substrate to transmit light emitted from the plurality of light emitting diodes 70 during the electroluminescence inspection.
  • the inspection target substrate 60 may be an epitaxial substrate on which a plurality of light emitting diodes 70 are grown.
  • the substrate to be inspected 60 may be a relay substrate in which a plurality of light emitting diodes 70 transferred from the epitaxial substrate are arranged at a constant pitch.
  • an adhesive layer to which a plurality of light emitting diodes 70 can be attached may be formed on the rear surface of the relay substrate.
  • a light emitting surface of the plurality of light emitting diodes 70 may be attached to the rear surface of the substrate 60 to be inspected by an adhesive layer.
  • light emitted from light emitting surfaces of the plurality of light emitting diodes 70 may pass through the substrate 60 to be inspected.
  • the detectors 90 (see FIG. 10 ) disposed above the inspection target substrate 60 at predetermined intervals may detect light emitted from the light emitting surfaces of the plurality of light emitting diodes 70 .
  • a light emitting surface of the plurality of light emitting diodes 70 may be a surface opposite to a surface on which the first chip electrode pad 71 and the second chip electrode pad 73 are disposed.
  • the plurality of light emitting diodes 70 may be of a flip chip type.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of moving a substrate to be inspected toward the electroluminescence inspection apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the probe substrate 30 may be moved to an inspection position while being loaded on a first stage capable of moving in three axes (Z-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • the first stage may be tilted at a predetermined angle based on three axes (Z-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • the substrate 60 to be inspected may be moved to an inspection position while being loaded on a second stage capable of moving in three axes (Z-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • the first stage may be tilted at a predetermined angle based on three axes (Z-axis, Y-axis, and Z-axis).
  • the substrate 60 to be inspected may be disposed above the probe substrate 30 by the second stage.
  • the probe substrate 30 and the substrate to be inspected 60 may be mutually aligned by driving the first stage and/or the second stage.
  • the probe substrate 30 and the substrate to be inspected 60 are disposed in parallel to each other, and the first and second electrode members 51 and 53 of the probe substrate 30 are disposed on the substrate 60 to be inspected.
  • the first and second chip electrode pads 71 and 73 of the light emitting diode 70 may be arranged to correspond along the Z-axis direction.
  • the second stage lowers the inspection target substrate 60 in the Z-axis direction.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a light emitting diode of a relay substrate electrically contacts an electrode member of an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the first and second chip electrode pads 71 and 73 of the plurality of light emitting diodes 70 corresponding to the plurality of first and second electrode members 51 and 53 of the probe substrate 30 can contact
  • the inspection object After contacting the first and second chip electrode pads 71 and 73 of the plurality of light emitting diodes 70 to the plurality of first and second electrode members 51 and 53 of the probe substrate 30, the inspection object is continuously inspected.
  • the substrate 60 is lowered along the Z-axis direction to a preset position.
  • the plurality of first and second electrode members 51 and 53 of the probe substrate 30 may be pressed by the first and second chip electrode pads 71 and 73 of the plurality of light emitting diodes 70 . there is.
  • the first chip electrode pads 71 of the light emitting diode 70 are densely arranged, even if misalignment occurs between the substrate 60 to be inspected and the probe substrate 30, the first chip electrode pads 71 are provided in plurality. may be in contact with at least one of the first contact protrusions 51c. Therefore, electrical connection between the first chip electrode pad 71 and the first electrode member 51 can be stably made.
  • the plurality of second contact protrusions 53c of the second electrode member 53 is pressed by the corresponding second chip electrode pad 73 of the light emitting diode 70, It can be elastically adhered to the 2-chip electrode pad 73.
  • the second chip electrode pads 73 of the light emitting diodes 70 are densely arranged, even if misalignment occurs between the substrate 60 to be inspected and the probe substrate 30, the plurality of second chip electrode pads 73 may come into contact with at least one of the second contact protrusions 53c. Therefore, electrical connection between the second chip electrode pad 73 and the second electrode member 53 can be stably made.
  • FIG. 10 is a view showing an example of conducting an electroluminescence inspection in a state in which an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure is pressed against a relay substrate
  • FIG. 11 shows a portion C shown in FIG. This is a view showing a state in which the elastic core is elastically compressed by being pressed by the substrate to be inspected.
  • first and second chip electrode pads 71 and 73 of a plurality of light emitting diodes 70 are electrically connected to corresponding first and second electrode members 51 and 53, respectively. In this state, current is applied to the plurality of first and second electrode members 51 and 53 through the driving circuit 80 .
  • the driving circuit 80 may be provided on a printed circuit board provided separately from the probe board 60 . In this case, the driving circuit 80 may be electrically connected to the probe substrate 30 .
  • the driving circuit 80 may be integrally formed with the probe substrate 30 .
  • the driving circuit 80 may be provided on the rear surface of the probe board 30 .
  • the plurality of light emitting diodes 70 emit light when current is applied through the first and second electrode members 51 and 53 .
  • the detector 90 detects light emitted from the plurality of light emitting diodes 70 and passing through the substrate 60 to be inspected.
  • the control unit may determine the characteristics of the plurality of light emitting diodes 70 and whether they are turned on based on the light sensed by the detector 90 .
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of separating an electroluminescence inspection device according to an embodiment of the present disclosure from a substrate to be inspected.
  • the inspection target substrate 60 is separated from the probe substrate 30 by moving upward in the Z-axis direction. Accordingly, the pressure applied to the first electrode member 51 and the second electrode member 53 is released.
  • the plurality of first elastic cores 51a and the plurality of second elastic cores are restored by elastic force. Accordingly, the plurality of first contact projections 51c and the plurality of second contact projections 53c are restored to the dome shape. Therefore, the electroluminescence inspection apparatus 10 according to an embodiment of the present disclosure can be repeatedly used.
  • the electroluminescence inspection apparatus 10 may emit light in units of a predetermined pitch rather than simultaneously emitting light of all light emitting diodes arranged on the inspection target substrate 60 (see FIG. 9 ).
  • the other plurality of light emitting diodes of the substrate 60 to be inspected may be inspected by moving the probe substrate 30 or the substrate 60 to be inspected. .

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Abstract

전계 발광 검사 장치가 개시된다. 개시된 전계 발광 검사 장치는 제1 기판과, 제1 기판의 일면에 배열되고 전계 발광 검사 시 제2 기판에 배열된 복수의 광 다이오드의 칩 전극 패드에 각각 전기적으로 접촉되는 복수의 전극 부재를 포함하며, 각 전극 부재는 제1 기판이 제2 기판에 의해 가압 될 때 발광 다이오드의 칩 전극 부재에 탄력적으로 접촉되는 복수의 접촉 돌기부가 마련될 수 있다.

Description

전계 발광 검사 장치
본 개시는 초소형 발광 다이오드의 전계 발광 특성을 검사하는 전계 발광 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 LED(light emitting diode) 칩의 특성(각 LED 칩의 휘도 및 색상에 따른 성능 편차)를 검사하기 위해 LED에서 방출된 빛을 계측하고 발광(luminance) 정보 및 파장(Wavelength) 정보를 획득한 후 해당하는 빈 랭크(bin rank)를 판별하게 된다. 이 경우, LED를 1개씩 분리하여 성능 편차를 측정한다. 그런데 마이크로 LED(micro light emitting diode)는 LED에 비해 매우 작은 사이즈(예: 약 100㎛ 이하의 사이즈)로 인해 LED처럼 칩을 1개씩 개별적으로 측정할 수 없다. 따라서, 마이크로 LED는 전기적 검사가 아닌 광 발광(PL, photoluminescence) 검사를 통해 마이크로 LED의 특성을 간접적으로 파악하는 방법이 사용되어 왔다.
PL 검사는 복수의 마이크로 LED에 빛을 조사하여 발광을 유도하는 현상을 이용한다. 입사광의 에너지가 입자를 여기(excitation)시키고 흡수된 에너지가 일부 다른 경로를 통해 빠져나가고 남은 갭(gap)만큼이 빛으로 나오는 현상을 분석한다. 그런데 PL 검사를 통해 획득하는 데이터는 경향성 및 상대성 수치이다. 따라서 PL 검사를 통해 절대 수치 등을 획득할 수 없다. 또한, PL 검사는 마이크로 LED의 발광층의 특성만 검사가 가능할 뿐, 마이크로 LED의 칩 전극 패드 부분의 불량을 검출할 수 없는 문제가 있다.
한편 EL 검사의 경우, 프루브 기판(probe substrate)에 마련된 복수의 프루브 핀(probe pin)을 복수의 마이크로 LED의 칩 전극 패드에 물리적으로 접촉시켜 검사하는 방식으로, 마이크로 LED의 전기적 특성 및 광학적 특성을 동시에 측정할 수 있다.
그런데 100㎛ 이하의 사이즈를 가지는 초소형의 마이크로 LED는 한 쌍의 칩 전극 패드의 간격이 약 수㎛~20㎛ 정도이다. 종래의 프루브 기판은 미세한 간격을 가지는 마이크로 LED의 칩 전극 패드에 각각 접촉할 수 있도록 프루브 핀들을 촘촘하게 제작하는 것이 어렵기 때문에 제작 난이도가 높아 생산성이 저하된다. 또한, 프루브 핀은 매우 가늘기 때문에 휨에 취약하여 주기적인 교체가 필요하므로 제작 및 유지 보수 비용이 증가한다. 또한, 프루브 핀이 휘어지는 경우 마이크로 LED의 칩 전극 패드에 제대로 접촉되지 않아 오검출이 발생하여 검사 신뢰성을 저하시킨다.
본 개시의 목적은 간단한 구조를 통해 제작 난이도를 낮추고 오검출을 최소화하여, 초소형 발광 다이오드의 전기적 특성을 개별적으로 파악할 수 있는 전계 발광 검사 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 개시는, 제1 기판; 및 상기 제1 기판의 일면에 배열되고, 전계 발광 검사 시 제2 기판에 배열된 복수의 광 다이오드의 칩 전극 패드에 각각 전기적으로 접촉되는 복수의 전극 부재를 포함하며, 각 전극 부재는 상기 제1 기판이 상기 제2 기판에 의해 가압 될 때 상기 발광 다이오드의 칩 전극 부재에 탄력적으로 접촉되는 복수의 접촉 돌기부가 마련되는 전계 발광 검사 장치를 제공한다.
상기 각 전극 부재는, 상기 제1 기판의 일면에 간격을 두고 돌출된 복수의 탄성 코어; 및 상기 제1 기판의 일면을 덮는 제1 부분과 상기 복수의 탄성 코어를 덮고 제2 부분을 포함하는 도전 패드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 탄성 코어는 탄성을 가지는 폴리머로 이루어질 수 있다.
상기 도전 패드는 도전성을 가지는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 도전 패드의 제1 부분은 상기 제1 기판의 일면에 형성된 제1 배선과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전 패드의 제1 부분은 상기 제1 기판에 형성된 비아(via)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 동일한 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 적어도 일부의 형상이 나머지의 형상과 상이한 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 원형으로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 접촉 돌기부는 단면이 돔 형상일 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 타원형으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 선형으로 이루어질 수 있다. 상기 복수의 접촉 돌기부는 상기 전극 부재의 길이 방향을 따라 간격을 두고 평행하게 배열될 수 있다. 상기 복수의 접촉 돌기부는 상기 전극 부재의 길이 방향에 대하여 경사진 빗금 패턴을 이룰 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치는, 상기 복수의 전극 부재를 통해 상기 복수의 발광 다이오드에 전류를 인가하는 구동 회로; 상기 복수의 발광 다이오드에서 방출되는 광을 감지하는 디텍터; 및 상기 디텍터에서 감지된 광에 기초하여 상기 복수의 발광 다이오드의 개별적인 전기적 특성과 상기 복수의 발광 다이오드의 칩 전극 패드 부분의 결함을 판단하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에서는, 제1 기판; 상기 제1 기판의 일면에 배치되고 제2 기판의 발광 다이오드의 제1 칩 전극 패드와 전기적으로 접촉하는 제1 전극 부재; 및 상기 제1 전극 부재에 인접하게 상기 제1 기판의 일면에 배치되고 상기 제2 기판의 발광 다이오드의 제2 칩 전극 패드와 전기적으로 접촉하는 제2 전극 부재를 포함하고, 상기 제1 전극 부재와 상기 제2 전극 부재는 상기 제1 기판을 상기 제2 기판에 가압 시 상기 제1 칩 전극 패드와 상기 제2 칩 전극 패드에 의해 탄력적으로 변형되는 복수의 접촉 돌기부가 마련되고, 상기 복수의 접촉 돌기부는 상기 제2 기판을 상기 제1 기판으로부터 분리 시 탄성력에 의해 원형으로 복원되는 전계 발광 검사 장치를 제공함으로써, 상기 목적을 달성할 수 있다.
각 접촉 돌기부는, 상기 제1 기판의 일면에 간격을 두고 돌출된 복수의 탄성 코어; 및 상기 복수의 탄성 코어를 덮는 도전 패드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 탄성 코어는 탄성을 가지는 폴리머로 이루어지며, 상기 도전 패드는 전도성을 가지는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 원형, 타원형 또는 선형으로 이루어질 수 있다.
상기 복수의 접촉 돌기부는 수㎛ 간격으로 조밀하게 배열될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1에 표시된 A부분을 나타낸 것으로 복수의 접촉 돌기부를 가지는 전극 부재의 확대도이다.
도 3은 도 2에 표시된 B-B선을 따라 나타낸 전극 부재의 단면도이다.
도 4는 복수의 접촉 돌기부가 선형으로 이루어진 예를 나타낸 확대도이다.
도 5는 복수의 접촉 돌기부가 타원형으로 이루어진 예를 나타낸 확대도이다.
도 6은 복수의 접촉 돌기부가 선형이면서 빗금 패턴으로 배열된 예를 나타낸 확대도이다.
도 7은 복수의 발광 다이오드가 배열된 검사 대상 기판을 나타낸 평면도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치 측으로 검사 대상 기판을 이동시키는 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치에 배열된 전극 부재에 중계 기판의 발광 다이오드가 전기적으로 접촉한 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 중계 기판에 가압한 상태에서 전계 발광 검사를 진행하는 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 표시한 C부분을 나타낸 것으로 복수의 탄성 코어가 검사 대상 기판에 의해 가압되어 탄력적으로 압축된 상태를 보여주는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 검사 대상 기판으로부터 분리하는 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 개시에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서, '동일하다'는 표현은 완전하게 일치하는 것뿐만 아니라, 가공 오차 범위를 감안한 정도의 상이함을 포함한다는 것을 의미한다.
그 밖에도, 본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치의 프루브 기판을 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에 표시된 A부분을 나타낸 것으로 복수의 원형 돌기부를 가지는 전극 부재의 확대도이고, 도 3은 도 2에 표시된 B-B선을 따라 나타낸 전극 부재의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치(10)는 프루브 기판(probe substrate)(30)과, 프루브 기판(10)에 소정 간격을 두고 배치된 복수의 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)를 포함할 수 있다.
프루브 기판(30)은 전면(front surface)에 복수의 전극 부재(51, 53)가 한 쌍씩 간격을 두고 배치될 수 있다.
프루브 기판(30)은 후면(rear surface)에 EL 검사를 위해 구동 회로(80, 도 10)에 전기적으로 연결될 수 있는 커넥터(connector)가 배치될 수 있다. 프루브 기판(30)이 글라스 기판인 경우, 커넥터는 FOG(film on glass) 방식으로 프루브 기판(30)의 후면에 배치된 FPCB(flexible printed circuit board)에 실장될 수 있다.
프루브 기판(30)은 전면(front surface)에 일단이 각 전극 부재(51, 53)와 전기적으로 연결되는 복수의 제1 배선과, 후면에 일단이 FPCB에 전기적으로 연결되는 복수의 제2 배선을 포함할 수 있다.
제1 배선의 타단과 제2 배선의 타단은 프루브 기판(30)에 관통 형성되는 복수의 비아(via)에 의해 각각 1:1로 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
또는, 제1 배선의 타단과 제2 배선의 타단은 프루브 기판(30)의 에지(edge)에 형성된 복수의 측면 배선(side wiring)에 의해 각각 1:1로 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
또는, 프루브 기판(30)은 복수의 제1 배선을 생략하고 후면에 복수의 제2 배선을 포함할 수 있다. 이 경우, 각 전극 부재(51, 53)는 대응하는 비아(via)의 일단에 일부가 전기적으로 접속되고, 각 비아의 타단과 제2 배선의 타단이 각각 1:1로 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
프루브 기판(30)은 글라스 기판으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 프루브 기판(30)은 합성수지 계열(예를 들면, PI(polyimide), PET(polyethylene terephthalate), PES(polyethersulfone), PEN(polyethylene naphthalate), PC(polycarbonate) 등)의 기판 또는 세라믹 기판으로 이루어질 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 전극 부재(51) 및 제2 전극 부재(53)는 하나의 발광 다이오드(70, 도 9 참조)에 구비된 제1 칩 전극 패드(71) 및 제2 칩 전극 패드(73)에 각각 접속할 수 있는 정도의 간격으로 배치될 수 있다.
제1 전극 부재(51) 및 제2 전극 부재(53)는 실질적으로 동일한 구성으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 이하에서는 제1 전극 부재(51)의 구성에 대해서만 설명하고 제2 전극 부재(51)의 설명은 생략한다.
제1 전극 부재(51)는 프루브 기판(30)의 전면(31)에 형성된 복수의 제1 탄성 코어(51a)와, 복수의 제1 탄성 코어(51a)를 덮는 제1 도전 패드(51b)를 포함할 수 있다.
복수의 제1 탄성 코어(51a)는 프루브 기판(30)의 전면(31) 상에 형성될 수 있으며, 또는 프루브 기판(30)의 전면(31)에 유기막이 형성되는 경우 유기막 상에 형성될 수 있다. 복수의 제1 탄성 코어(51a)는 서로 인접한 제1 탄성 코어들(51a) 사이의 간격이 약 수㎛ 이하로 조밀하게 형성될 수 있다.
복수의 제1 탄성 코어(51a)는 평면에서 바라볼 때 원형으로 이루어지고 단면이 대략 돔(dome) 형상으로 이루어질 수 있다.
복수의 제1 탄성 코어(51a)는 비전도성 또는 전도성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1 탄성 코어(51a)는 폴리 이미드(polyimide)와 같은 탄성 폴리머, 탄성을 가지는 금속, 또는 탄성과 전도성을 함께 가지는 금속으로 이루어질 수 있다.
제1 도전 패드(51b)는 금속(예: Al, Ti, Cr, Ni, Pd, Ag, Ge, 및 Au 중 어느 하나 또는 이들 중 2이상의 합금)으로 이루어질 수 있다.
제1 도전 패드(51b)는 복수의 제1 탄성 코어(51a)가 배열된 면적보다 더 큰 면적으로 이루어질 수 있다. 제1 도전 패드(51b)는 일 부분이 프루브 기판(30)의 전면(31)에 밀착된다. 제1 도전 패드(51b)의 다른 부분은 복수의 제1 탄성 코어(51a)의 외주면을 따라 형성됨에 의해 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)를 형성할 수 있다.
복수의 제1 접촉 돌기부(51c)는 복수의 제1 탄성 코어(51a)의 외주면을 따라 형성되므로, 각 제1 탄성 코어(51a)의 형상에 대응하는 형상을 가지며 복수의 제1 탄성 코어(51a)의 배열 패턴에 대응하는 배열 패턴을 가질 수 있다. 이 경우, 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)는 서로 인접한 제1 접촉 돌기부들(51c) 사이의 간격이 약 수㎛ 이하로 조밀하게 형성될 수 있다.
복수의 제1 접촉 돌기부(51c)는 도 2와 같이 일정한 패턴으로 배열될 수 있다. 또는 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)는 일정한 패턴이 없이 랜덤(random)하게 배열될 수도 있다.
제1 전극 부재(51)는 제1 도전 패드(51b)가 산화되는 것을 방지하도록 제1 도전 패드(51b)를 덮는 캡핑층(capping layer)을 더 포함할 수 있다. 캡핑층은 산화물(예: ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide))로 이루어질 수 있다. 또는, 캡핑층은 제1 도전 패드(51b)의 산화를 방지하고 제1 칩 전극 패드(71)와 양호하게 전기적인 접촉이 이루어질 수 있도록 전도성을 가지는 금속(예: Au)으로 이루어질 수 있다.
이와 같이 구성된 제1 전극 부재(51)는 전계 발광 검사 중에 검사 대상 기판(60)을 전계 발광 검사 장치(10) 측으로 누르는 압력에 의해 복수의 제1 탄성 코어(51a) 중 적어도 일부가 눌려 형상이 변형될 수 있다. 이 경우, 복수의 제1 탄성 코어(51a)는 가압 방향의 반대 방향으로 탄성력이 작용한다. 이에 따라, 복수의 제1 접촉 돌기부(51c) 전체 또는 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)의 일부는 제1 칩 전극 패드(71)에 밀착될 수 있다. 따라서 전계 발광 검사 시 제1 전극 부재(51)와 제1 칩 전극 패드(71) 간 안정적으로 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
또한, 복수의 제1 탄성 코어(51a)는 하나의 제1 도전 패드(51b)의 면적 내에서 간격을 두고 조밀하게 분산될 수 있다. 이에 따라, 전계 발광 검사 시 검사 대상 기판(60)과 전계 발광 검사 장치(10) 간 오정렬이 발생하더라도 제1 칩 전극 패드(71)는 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)의 적어도 하나에 접촉될 수 있다. 따라서 전계 발광 검사 시 제1 칩 전극 패드(71)와 제1 전극 부재(51) 간 비접촉을 방지할 수 있으므로 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제2 전극 부재(53)는 제1 전극 부재(51)의 일측에 소정 간격을 두고 배치될 수 있다. 제2 전극 부재(53)는 실질적으로 제1 전극 부재(51)의 구성과 동일하게 이루어질 수 있다.
예를 들면, 제2 전극 부재(53)는 프루브 기판(30)의 전면(31)에 형성된 복수의 제2 탄성 코어(미도시)와, 복수의 제2 탄성 코어를 덮는 제2 도전 패드(53b)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 탄성 코어는 평면에서 바라볼 때 원형으로 이루어지고 단면이 대략 돔(dome) 형상으로 이루어질 수 있다. 제2 도전 패드(53b)는 복수의 제2 탄성 코어가 배열된 면적보다 더 큰 면적으로 이루어질 수 있다. 제2 도전 패드(53b)는 일 부분이 프루브 기판(30)의 전면(31)에 밀착된다. 제2 도전 패드(53b)의 다른 부분은 복수의 제2 탄성 코어의 외주면을 따라 형성됨에 의해 복수의 제2 접촉 돌기부(53c)를 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 전극 부재(53)의 복수의 제2 접촉 돌기부(53c)는 제1 전극 부재(53)의 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)와 동일한 패턴으로 배열될 수 있다.
제1 전극 부재(51)의 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)와 제2 전극 부재(53)의 복수의 제1 접촉 돌기부(53c)는 형상은 돔 형상에 한정되지 않고 다양한 형상으로 이루어질 수 있다.
도 4는 복수의 접촉 돌기부가 선형으로 이루어진 예를 나타낸 확대도이다.
도 4를 참조하면, 프루브 기판(130)에 배치된 제1 전극 부재(151)는 소정 길이를 가지는 복수의 탄성 코어와 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제1 도전 패드(151b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 복수의 탄성 코어는 각각 선형(linear form)이고 제1 도전 패드(151b)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 평행하게 배열될 수 있다. 이에 따라, 제1 전극 부재(151)에 제공되는 복수의 제1 접촉 돌기부(151c)는 복수의 탄성 코어와 동일한 형상 및 패턴을 이룰 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1 접촉 돌기부(151c)는 각각 선형으로 제1 도전 패드(151b)의 길이 방향을 따라 일정한 간격을 두고 평행하게 배열될 수 있다.
복수의 제1 접촉 돌기부(151c)는 도 4와 같이 일정한 간격으로 배열되어 있으나, 이에 한정되지 않고 불규칙한 간격으로 배열될 수 있다. 또한, 복수의 제1 접촉 돌기부(151c)는 동일한 길이로 배열되지 않고 서로 다른 길이로 배열될 수 있다.
프루브 기판(130)에 배치된 제2 전극 부재(153)는 제1 전극 부재(151)의 구성과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극 부재(153)는 선형의 복수의 탄성 코어와, 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제2 도전 패드(153b)와, 복수의 제2 접촉 돌기부(153c)를 포함할 수 있다.
도 5는 복수의 접촉 돌기부가 타원형으로 이루어진 예를 나타낸 확대도이다.
도 5를 참조하면, 프루브 기판(230)에 배치된 제1 전극 부재(251)는 복수의 탄성 코어와 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제1 도전 패드(251b)를 포함할 수 있다.
이 경우, 복수의 탄성 코어는 각각 평면 상에서 대략 타원형으로 보이고 단면이 프루브 기판(230)으로부터 돌출되고 상면이 소정 곡률을 갖는 형상으로 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제1 전극 부재(251)에 제공되는 복수의 제1 접촉 돌기부(251c)는 복수의 탄성 코어와 동일한 형상을 이룰 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1 접촉 돌기부(251c)는 각각 평면 상에서 대략 타원형으로 보이고 단면이 프루브 기판(230)으로부터 돌출되고 상면이 소정 곡률을 갖는 형상으로 이루어질 수 있다.
복수의 제1 접촉 돌기부(151c)는 도 5와 같이 일정한 간격으로 배열되어 있으나, 이에 한정되지 않고 불규칙하게 배열될 수 있다.
프루브 기판(230)에 배치된 제2 전극 부재(253)는 제1 전극 부재(251)의 구성과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극 부재(253)는 각각 대략 타원형의 복수의 탄성 코어와, 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제2 도전 패드(253b)와, 복수의 제2 접촉 돌기부(253c)를 포함할 수 있다.
도 6은 복수의 접촉 돌기부가 선형이면서 빗금 패턴으로 배열된 예를 나타낸 확대도이다.
도 6을 참조하면, 프루브 기판(330)에 배치된 제1 전극 부재(351)는 소정 길이를 가지는 복수의 탄성 코어와 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제1 도전 패드(351b)를 포함할 수 있다.
복수의 탄성 코어는 빗금 패턴으로 배열될 수 있다. 즉, 복수의 탄성 코어는 각각 선형(linear form)이고 제1 도전 패드(351b)의 길이 방향에 대하여 일정한 각도로 경사지게 배열될 수 있고, 서로 평행하게 배열될 수 있다. 이 경우, 복수의 탄성 코어는 최상 측과 최하 측에 위치한 탄성 코어들의 길이는 나머지 탄성 코어들의 길이보다 짧게 형성될 수 있다.
이에 따라, 제1 전극 부재(351)에 제공되는 복수의 제1 접촉 돌기부(351c)는 복수의 탄성 코어와 동일한 형상 및 패턴을 이룰 수 있다. 예를 들면, 복수의 제1 접촉 돌기부(351c)는 빗금 패턴을 이룰 수 있다.
한편, 복수의 제1 접촉 돌기부(351c)는 도 6과 같이 일정한 간격으로 배열되어 있으나, 이에 한정되지 않고 불규칙한 간격으로 배열될 수 있다.
프루브 기판(330)에 배치된 제2 전극 부재(353)는 제1 전극 부재(351)의 구성과 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극 부재(353)는 선형의 복수의 탄성 코어와, 복수의 탄성 코어를 덮는 하나의 제2 도전 패드(353b)와, 복수의 제2 접촉 돌기부(353c)를 포함할 수 있다. 복수의 제2 접촉 돌기부(353c)는 빗금 패턴을 이룰 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르는 발광 전계 검사 장치(10)는 복수의 발광 다이오드(70)에 전류를 인가하는 구동 회로(80, 도 10 참조)와, 복수의 발광 다이오드(70)에서 방출되는 광을 감지하는 디텍터(90, 도 10 참조)와, 디텍터(90)에서 감지된 광에 기초하여 복수의 발광 다이오드(70)의 개별적인 전기적 특성과 칩 전극 패드 부분의 결함을 판단하는 제어부를 포함할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 12를 참조하여 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치로 검사 대상 기판의 복수의 발광 다이오드의 전계 발광 검사를 진행하는 예를 설명한다.
도 7은 복수의 발광 다이오드가 배열된 검사 대상 기판을 나타낸 평면도이다.
도 7을 참조하면, 검사 대상 기판(60)은 배면에 복수의 발광 다이오드가 일정한 피치로 격자 배열될 수 있다.
복수의 발광 다이오드는 100㎛ 이하의 사이즈를 가지는 무기 발광 다이오드(inorganic light emitting diode)로 전류가 인가되면 자발광(self- luminescence) 한다. 예를 들면, 복수의 발광 다이오드는 마이크로 LED일 수 있다.
검사 대상 기판(60)은 전계 발광 검사 시 복수의 발광 다이오드(70)에서 방출되는 빛이 투과하도록 글라스 기판으로 이루어질 수 있다.
검사 대상 기판(60)은 복수의 발광 다이오드(70)를 성장시킨 에피 기판일 수 있다.
또는, 검사 대상 기판(60)은 에피 기판으로부터 이송된 복수의 발광 다이오드(70)가 일정한 피치로 배열된 중계 기판일 수 있다. 이 경우, 중계 기판의 배면에는 복수의 발광 다이오드(70)가 부착될 수 있는 접착층이 형성될 수 있다. 복수의 발광 다이오드(70)는 발광면이 접착층에 의해 검사 대상 기판(60)의 배면에 부착될 수 있다.
전계 발광 검사 시 복수의 발광 다이오드(70)의 발광면에서 방출되는 광은 검사 대상 기판(60)을 투과할 수 있다. 이 경우, 검사 대상 기판(60)의 상측에 소정 간격을 두고 배치된 디텍터(90, 도 10 참조)는 복수의 발광 다이오드(70)의 발광면에서 방출되는 광을 감지할 수 있다.
복수의 발광 다이오드(70)의 발광면은 제1 칩 전극 패드(71) 및 제2 칩 전극 패드(73)가 배치된 면의 반대 면일 수 있다. 복수의 발광 다이오드(70)는 플립 칩(flip chip) 타입일 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치 측으로 검사 대상 기판을 이동시키는 예를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 프루브 기판(30)은 3축(Z축, Y축, Z축) 이동이 가능한 제1 스테이지에 로딩된 상태로 검사 위치로 이동할 수 있다. 또한, 제1 스테이지는 3축(Z축, Y축, Z축)을 기준으로 소정 각도로 틸팅(tilting) 될 수 있다.
검사 대상 기판(60)은 3축(Z축, Y축, Z축) 이동이 가능한 제2 스테이지에 로딩된 상태로 검사 위치로 이동할 수 있다. 또한, 제1 스테이지는 3축(Z축, Y축, Z축)을 기준으로 소정 각도로 틸팅(tilting) 될 수 있다.
검사 대상 기판(60)은 제2 스테이지에 의해 프루브 기판(30)의 상측에 배치될 수 있다. 프루브 기판(30)과 검사 대상 기판(60)은 제1 스테이지 및/또는 제2 스테이지의 구동에 의해 상호 정렬될 수 있다.
이에 따라, 프루브 기판(30)과 검사 대상 기판(60)은 서로 평행하게 배치되고, 프루브 기판(30)의 각 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)에 대하여 검사 대상 기판(60)의 발광 다이오드(70)의 제1 및 제2 칩 전극 패드(71, 73)가 Z축 방향을 따라 대응하도록 배치될 수 있다.
프루브 기판(30)과 검사 대상 기판(60)이 정렬된 상태에서, 제2 스테이지는 검사 대상 기판(60)을 Z축 방향으로 하강시킨다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치의 전극 부재에 중계 기판의 발광 다이오드가 전기적으로 접촉한 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 프루브 기판(30)의 복수의 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)에 대응하는 복수의 발광 다이오드(70)의 제1 및 제2 칩 전극 패드(71, 73)가 접촉할 수 있다.
프루브 기판(30)의 복수의 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)에 복수의 발광 다이오드(70)의 제1 및 제2 칩 전극 패드(71, 73)에 접촉한 후 지속적으로 검사 대상 기판(60)을 미리 설정된 위치까지 Z축 방향을 따라 하강시킨다.
이에 따라, 프루브 기판(30)의 복수의 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)는 복수의 발광 다이오드(70)의 제1 및 제2 칩 전극 패드(71, 73)에 의해 가압될 수 있다.
이때, 제1 전극 부재(51)의 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)는 적어도 일부가 대응하는 발광 다이오드(70)의 제1 칩 전극 패드(71)에 의해 눌려 발광 다이오드(70)의 제1 칩 전극 패드(71)에 탄력적으로 밀착될 수 있다(도 11 참조). 이 경우, 발광 다이오드(70)의 제1 칩 전극 패드(71)는 조밀하게 배열되어 있으므로 검사 대상 기판(60)과 프루브 기판(30) 간 오정렬이 발생하더라도 제1 칩 전극 패드(71)는 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)의 적어도 하나에 접촉될 수 있다. 따라서 제1 칩 전극 패드(71)와 제1 전극 부재(51) 간 전기적인 연결이 안정적으로 이루어질 수 있다.
이와 마찬가지로, 제2 전극 부재(53)의 복수의 제2 접촉 돌기부(53c)는 적어도 일부가 대응하는 발광 다이오드(70)의 제2 칩 전극 패드(73)에 의해 눌려 발광 다이오드(70)의 제2 칩 전극 패드(73)에 탄력적으로 밀착될 수 있다. 이 경우, 발광 다이오드(70)의 제2 칩 전극 패드(73)는 조밀하게 배열되어 있으므로 검사 대상 기판(60)과 프루브 기판(30) 간 오정렬이 발생하더라도 제2 칩 전극 패드(73)는 복수의 제2 접촉 돌기부(53c)의 적어도 하나에 접촉될 수 있다. 따라서 제2 칩 전극 패드(73)와 제2 전극 부재(53) 간 전기적인 연결이 안정적으로 이루어질 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 중계 기판에 가압한 상태에서 전계 발광 검사를 진행하는 예를 나타낸 도면이고, 도 11은 도 10에 표시한 C부분을 나타낸 것으로 복수의 탄성 코어가 검사 대상 기판에 의해 가압되어 탄력적으로 압축된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 복수의 발광 다이오드(70)의 제1 및 제2 칩 전극 패드(71, 73)가 각각 대응하는 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)에 전기적인 연결이 이루어진 상태에서, 구동 회로(80)를 통해 복수의 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)로 전류를 인가한다.
구동 회로(80)는 프루브 기판(60)과 별도로 구비된 인쇄회로기판 상에 제공될 수 있다. 이 경우, 구동 회로(80)는 프루브 기판(30)과 전기적인 연결이 이루어질 수 있다.
또는, 구동 회로(80)는 프루브 기판(30)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들면, 구동 회로(80)는 프루브 기판(30)의 배면에 제공될 수 있다.
복수의 발광 다이오드(70)는 제1 및 제2 전극 부재(51, 53)를 통해 전류를 인가받아 발광하게 된다.
디텍터(90)는 복수의 발광 다이오드(70)에서 방출되어 검사 대상 기판(60)을 투과하는 광을 감지한다.
제어부는 디텍터(90)에서 감지된 광에 기초하여 복수의 발광 다이오드(70)의 특성과 점등 여부를 판단할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치를 검사 대상 기판으로부터 분리하는 예를 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 전계 발광 검사가 완료되면 검사 대상 기판(60)을 Z축 방향으로 상승 이동시켜 프루브 기판(30)으로부터 이격시킨다. 이에 따라, 제1 전극 부재(51)와 제2 전극 부재(53)에 가해졌던 압력이 해제된다.
이 경우, 복수의 제1 탄성 코어(51a)와 복수의 제2 탄성 코어(미도시)는 탄성력에 의해 복원된다. 이에 따라, 복수의 제1 접촉 돌기부(51c)와 복수의 제2 접촉 돌기부(53c)는 돔 형상으로 복원된다. 따라서, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치(10)는 반복적인 사용이 가능한다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따른 전계 발광 검사 장치(10)는 검사 대상 기판(60)에 배열된 모든 발광 다이오드들을 동시에 발광시키지 않고, 일정한 피치 단위로 발광시킬 수 있다(도 9 참조). 검사 대상 기판(60)의 일부 복수의 발광 다이오드의 검사가 완료되면, 프루브 기판(30) 또는 검사 대상 기판(60)을 이동시켜 검사 대상 기판(60)의 다른 복수의 발광 다이오드를 검사할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 전계 발광 검사 장치에 있어서,
    제1 기판; 및
    상기 제1 기판의 일면에 배열되고, 전계 발광 검사 시 제2 기판에 배열된 복수의 광 다이오드의 칩 전극 패드에 각각 전기적으로 접촉되는 복수의 전극 부재;를 포함하며,
    각 전극 부재는 상기 제1 기판이 상기 제2 기판에 의해 가압 될 때 상기 발광 다이오드의 칩 전극 부재에 탄력적으로 접촉되는 복수의 접촉 돌기부가 마련되는 전계 발광 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각 전극 부재는,
    상기 제1 기판의 일면에 간격을 두고 돌출된 복수의 탄성 코어; 및
    상기 제1 기판의 일면을 덮는 제1 부분과 상기 복수의 탄성 코어를 덮고 제2 부분을 포함하는 도전 패드;를 포함하는 전계 발광 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 탄성 코어는 탄성을 가지는 폴리머로 이루어지는 전계 발광 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 도전 패드는 도전성을 가지는 금속으로 이루어지는 전계 발광 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 도전 패드의 제1 부분은 상기 제1 기판의 일면에 형성된 제1 배선과 전기적으로 연결되는 전계 발광 검사 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 도전 패드의 제1 부분은 상기 제1 기판에 형성된 비아(via)와 전기적으로 연결되는 전계 발광 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 동일한 형상을 가지는 전계 발광 검사 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 적어도 일부의 형상이 나머지의 형상과 상이한 형상을 가지는 전계 발광 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 원형으로 이루어지는 전계 발광 검사 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 단면이 돔 형상인 전계 발광 검사 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 타원형으로 이루어지는 전계 발광 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 선형으로 이루어지는 전계 발광 검사 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 상기 전극 부재의 길이 방향을 따라 간격을 두고 평행하게 배열되는 전계 발광 검사 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 접촉 돌기부는 상기 전극 부재의 길이 방향에 대하여 경사진 빗금 패턴을 이루는 전계 발광 검사 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 전극 부재를 통해 상기 복수의 발광 다이오드에 전류를 인가하는 구동 회로;
    상기 복수의 발광 다이오드에서 방출되는 광을 감지하는 디텍터; 및
    상기 디텍터에서 감지된 광에 기초하여 상기 복수의 발광 다이오드의 개별적인 전기적 특성과 상기 복수의 발광 다이오드의 칩 전극 패드 부분의 결함을 판단하는 제어부;를 더 포함하는 전계 발광 검사 장치.
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