台湾专利TW201303321A 發光二極體量測裝置

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专利摘要:
本發明揭露一種發光二極體量測裝置，適用於覆晶式發光二極體之量測，其包含透明基板、間隔構件、軟性透明載體及真空產生器。間隔構件係設置於透明基板之第一面上，軟性透明載體則可拆卸地接合於間隔構件之上，使得軟性透明載體、間隔構件以及透明基板之第一面間形成密閉空間，真空產生器則可連接至此密閉空間。真空產生器可對密閉空間抽氣使軟性透明載體部分平貼於第一面上以形成用來承載覆晶式發光二極體之檢測區。
公开号:TW201303321A
申请号:TW100124863
申请日:2011-07-14
公开日:2013-01-16
发明作者:I-Shih Tseng；Tien-Teng Chang；Jeff Lee；Chih-Yu Cheng；Hsu-Ting Cheng
申请人:Chroma Ate Inc；
IPC主号:G01R31-00

专利说明:
發光二極體量測裝置
本發明係關於一種發光二極體量測裝置，並且特別地，本發明係關於一種可用來量測覆晶式發光二極體並降低量測誤差之發光二極體量測裝置。
照明乃是人類科技進步的一大助力，同時也是文明的標誌。由於工業革命之後工業化集中生產的緣故，人類開始大量集中於都市生活，使都市範圍擴大，相對地需要更多的照明。一般照明市場中以白熾燈、螢光燈、緊湊型螢光燈、高強度放電燈等最為常用。然而上述各種照明器具都有共通的缺點：能量轉換成光源的效率不佳。因此，開發更具發光效率之光源，對於解決全球能源短缺問題將有極大助益。
發光二極體(Light emitting diode,LED)係由半導體材料製成之發光元件，早年，發光二極體以指示光源為其最主要應用，在照明領域應用不廣。近年來，由於發光二極體製造成本持續降低，並且相對地其發光效率和發光之亮度不斷提高，因此可期待發光二極體之照明器具能有效解決上述其他種燈具之發光效率的問題。再加上發光二極體原本具有的壽命長、安全性高、低功率、色彩豐富度、體積小、較環保、驅動及調控彈性高等優點，使得發光二極體在一般照明市場大幅擴張，逐漸成為未來照明燈具的主流趨勢。
目前發光二極體晶片的架構有水平式、垂直式以及覆晶式三種。水平式發光二極體的架構其兩個電極係設置於發光層之上，因此，發光層受到電極之覆蓋而降低了發射光源之面積，便降低了其發光效率。同樣地，垂直式發光二極體的其中一個電極覆蓋在發光層上，亦降低了發光效率。相對地，覆晶式發光二極體的兩個電極與發光層係設置於基板的兩個反對面上，亦即，發光層不會受到電極的影響，因而具有三種架構中最佳的發光效率。同時，覆晶式發光二極體還具有三種架構中最小的熱衰退，相當適合用於發光二極體照明元件。
發光二極體晶片必須先通過測試後才能進行實際的應用，發光二極體的測試流程係將載有發光二極體晶片之晶圓展開後承載於一量測設備之載具上，接著以探針接觸電極使得發光二極體發光，再透過光檢測器(例如積分球或太陽能電池)量測光源，同時藉探針量測發光二極體之電性。一般而言，探針通常是固定的，載具可控制發光二極體之位置來接觸探針，因此，載具與發光二極體之間會以膠帶或膠體將發光二極體固定，避免發光二極體滑動而偏移。
由於覆晶式發光二極體的發光面與電極不在同一平面上，故不適用於現今水平式與垂直式發光二極體的量測系統，必須另外設計專用於覆晶式發光二極體之量測設備。請參閱圖一A，圖一A係繪示先前技術之覆晶式發光二極體量測設備之載具1的示意圖。如圖一A所示，載具1包含基板10以及承載體12，兩者均為高透光之材質，並且兩者間形成一空間。此外，可藉由抽氣裝置14對該空間抽氣。承載體12上具有複數個氣孔120，當抽氣裝置14對該空間抽氣時，空間中產生的負壓透過氣孔120將承載於承載體12上之透明載體16固定住，其中，透明載體16上可利用膠帶或膠體黏貼固定覆晶式發光二極體2。藉此，覆晶式發光二極體2所發出之光可穿過透明載體16、承載體12與基板10而被光檢測器所感測。
然而，在上述量測設備中，氣孔120將會影響到量測之結果。請參閱圖一B，圖一B係繪示圖一A之覆晶式發光二極體2固定於承載體12上的示意圖。如圖二B所示，透明載體16於接近承載體12的氣孔120之位置，會被氣孔120內之負壓吸引而變形，連帶使承載於其上之覆晶式發光二極體2偏轉。偏轉後之覆晶式發光二極體2所發出的光源因入射角度改變而可能會被透明載體16、承載體12與基板10折射或全反射，導致量測到的結果產生誤差。因此，位於氣孔120附近之覆晶式發光二極體2必須承載於遠離氣孔120之區域而再進行一次量測。同時，為了維持整個透明載體16固定於承載體12之上，承載體12上須分佈多個氣孔120，使得受影響的覆晶式發光二極體2之數量更多。換言之，上述覆晶式發光二極體的量測設備將會消耗多餘的人力物力，不利於覆晶式發光二極體的發展。
因此，本發明之一範疇在於提供一種新式的發光二極體量測裝置，可用於量測覆晶式發光二極體並解決先前技術之問題。
根據一具體實施例，本發明之發光二極體量測裝置包含透明基板、間隔構件、軟性透明載體以及真空產生器。軟性基板具有第一面，間隔構件則可設置於第一面之上。軟性透明載體可拆卸地接合於間隔構件之上，並於接合處施壓使得軟性透明載體、間隔構件及透明基板的第一面之間形成無氣漏之密閉空間。真空產生器可連接到密閉空間中，並且可對密閉空間抽氣。
於本具體實施例中，當真空產生器對密閉空間抽氣時，軟性透明載體會受到密閉空間中之負壓影響而產生形變，其中央部分進一步地平貼在透明基板的第一面上而形成檢測區，並且，檢測區可用來承載覆晶式發光二極體。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱圖二，圖二係繪示根據本發明之一具體實施例之發光二極體量測裝置3的剖面示意圖。如圖二所示，發光二極體量測裝置3具有透明基板30、間隔構件32、軟性透明載體34以及真空產生器36。於實務中，透明基板可為具有高透光度之玻璃基板。
於本具體實施例中，間隔構件32係設置於透明基板30的第一面300之上，並將第一面300圍出一區域。軟性透明載體34可拆卸地接合於間隔構件32之上，當透明載體34接合至間隔構件32上時，可於兩者接合處施力使得兩者緊密接觸至無氣漏的程度，舉例而言，可於軟性透明載體34接觸間隔構件32之位置施予朝向間隔構件32之力，使得軟性透明載體34擠壓間隔構件32而形成緊密接觸。透明載體34緊密接觸間隔構件32可密封間隔構件32於第一面300上所圍出之區域，使得軟性透明載體34、間隔構件32以及第一面300之間形成密閉空間S1。
真空產生器36具有一管路360穿過間隔構件32而連接至密閉空間S1，並且可藉管路360對密閉空間S1抽氣。由於軟性透明載體34與間隔構件32緊密接觸，使密閉空間S1呈無氣漏狀態，故對密閉空間S1抽氣可於其中產生負壓。軟性透明載體34具有可撓性，因此當密閉空間S1中呈現負壓時，軟性透明載體34之另一面會受到大氣壓力壓迫而形變，並朝向密閉空間S1中凹陷。
請一併參閱圖三，圖三係繪示圖二之發光二極體量測裝置3的真空產生器36對密閉空間S1抽氣的剖面示意圖。如圖三所示，當真空產生器36對密閉空間S1抽氣至一定程度時，軟性透明載體34之中央部分會凹陷而平貼至第一面300之上，而平貼於第一面300上之軟性透明載體34可定義出一個檢測區340，並且由於此部分完全平貼在第一面300之上，檢測區340上呈一平順之平面。檢測區340於可用以承載發光二極體，特別是可用來承載覆晶式的發光二極體。於實務中，覆晶式發光二極體可透過透明膠帶或透明膠體固定於檢測區上，為了圖面整潔起見，圖三並未繪示出透明膠帶或透明膠體。
於實際應用中，可先測試軟性透明載體依真空產生器提供密閉空間之負壓所產生的形變，並藉此定義出軟性透明載體之檢測區。於進行覆晶式發光二極體之量測程序時，先將覆晶式發光二極體之晶圓展開並藉透明膠帶或膠體固定至檢測區中，接著進行抽氣動作。當抽氣至檢測區完整平貼透明基板時，再維持穩定負壓以進行量測。
請參閱圖四，圖四係繪示根據本發明之另一具體實施例之發光二極體量測裝置4量測覆晶式發光二極體5的剖面示意圖。如圖四所示，發光二極體量測裝置4包含透明基板40、間隔構件42、軟性透明載體44、真空產生器46、探針組480以及光檢測器482，其中透明基板40、間隔構件42、軟性透明載體44及真空產生器46係與上述具體實施例相對應之單元大體上相同，故於此不再贅述。
於本具體實施例中，探針組480係設置於對應軟性透明載體44之一側，其可用以接觸承載於軟性透明載體44上之覆晶式發光二極體5的P-N電極。透過探針組480，可對覆晶式發光二極體5供給檢測電源。當覆晶式發光二極體5被供給檢測電源時，其發光層朝向軟性透明載體44發出光源，並且光源穿過軟性透明載體44以及透明基板40而被設置於對應透明基板40之一側的光檢測器482所接收。
由於覆晶式發光二極體5係承載於軟性透明載體44的檢測區340之上，並且當真空產生器46對密閉空間S2抽氣時軟性透明載體44之檢測區340會平貼於透明基板40之第一面400，因此，覆晶式發光二極體5之發光層可正向面對軟性透明載體44以及透明基板40，故可避免光線自其他角度入射軟性透明載體44或透明基板40而可能產生的折射或全反射。據此，本具體實施例之發光二極體量測裝置的量測結果不受先前技術之氣孔影響。
於實務中，上述各具體實施例之光檢測器、探針組、透明基板、以及真空產生器均可連接到一控制/處理系統。此控制/處理系統可控制真空產生器對密閉空間抽氣，並且可控制透明基板之移動使覆晶式發光二極體的電極接觸探針組，亦可透過探針組供給檢測電源予覆晶式發光二極體並同時量測其電性，以及，透過光檢測器量測覆晶式發光二極體的發光特性。
上述各具體實施例中，軟性透明載體以及間隔構件的形狀、大小可根據實際應用而調整。舉例而言，針對不同尺寸之發光二極體晶圓，可設計不同大小之軟性透明載體以及間隔構件，使得展開後的晶圓可完全承載於檢測區內。一般而言，軟性透明載體以及間隔構件的大小可根據所需之檢測區大小、間隔構件之高度、軟性透明載體之可變形程度、以及真空產生器對密閉空間所產生之負壓大小推算。此外，根據所需檢測區之形狀，亦可設計不同形狀之間隔構件及軟性透明載體。
請參閱圖五，圖五係繪示根據本發明之另一具體實施例之發光二極體量測裝置6的剖面示意圖。如圖五所示，發光二極體量測裝置6具有透明基板60、間隔構件62、軟性透明載體64以及真空產生器66。本具體實施例與上述各具體實施例不同處，在於本具體實施例之真空產生器66用來對密閉空間S3抽氣之管路660係穿過透明基板60而連接至密閉空間S3。請注意，本具體實施例之其他單元係與上述各具體實施例大體上相同，故於此不再贅述。
於本具體實施例中，由於密閉空間S3內產生負壓時，軟性透明載體64通常是中央部分下陷而平貼透明基板60之第一面600，因此為了不妨礙檢測區640之平順度以及為了維持密閉空間S3之負壓，管路660之開口可設置於接近間隔構件62之位置，如同圖五所示。
綜上所述，本發明之發光二極體量測裝置適用於量測覆晶式的發光二極體，其係利用真空吸引力使承載覆晶式發光二極體之軟性透明載體可平貼並固定於透明基板上。相較於利用氣孔吸附並固定透明載體之先前技術，本發明可避免承載於氣孔附近之覆晶式發光二極體偏轉而導致量測結果誤差率過高。換言之，本發明之發光二極體量測裝置可更有效率地檢測覆晶式發光二極體的發光特性，降低人力物力的浪費。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
1．．．載具
10．．．基板
12．．．承載體
14．．．抽氣裝置
16．．．透明載體
120．．．氣孔
2．．．覆晶式發光二極體
3、4、6．．．發光二極體量測裝置
30、40、60．．．透明基板
32、42、62．．．間隔構件
34、44、64．．．軟性透明載體
36、46、66．．．真空產生器
300、400、600．．．第一面
340、440、640．．．檢測區
360、460、660．．．管路
S1、S2、S3．．．密閉空間
480．．．探針組
482．．．光檢測器
5．．．覆晶式發光二極體
圖一A係繪示先前技術之覆晶式發光二極體量測設備之載具的示意圖。
圖一B係繪示圖一A之覆晶式發光二極體固定於承載體上的示意圖。
圖二係繪示根據本發明之一具體實施例之發光二極體量測裝置的剖面示意圖。
圖三係繪示圖二之發光二極體量測裝置的真空產生器對密閉空間抽氣的剖面示意圖。
圖四係繪示根據本發明之另一具體實施例之發光二極體量測裝置量測覆晶式發光二極體的剖面示意圖。
圖五係繪示根據本發明之另一具體實施例之發光二極體量測裝置的剖面示意圖。
4．．．發光二極體量測裝置
40．．．透明基板
42．．．間隔構件
44．．．軟性透明載體
46．．．真空產生器
400．．．第一面
440．．．檢測區
460．．．管路
S1．．．密閉空間
480．．．探針組
482．．．光檢測器
5．．．覆晶式發光二極體

权利要求:
Claims (7)
[1] 一種發光二極體量測裝置，用於量測一覆晶式發光二極體，該發光二極體量測裝置包含：一透明基板，具有一第一面；一間隔構件，設置於該第一面上；一軟性透明載體，可拆卸地接合於該間隔構件上，其中當該軟性透明載體接合於間隔構件上時，該軟性透明載體、該間隔構件及該透明基板之該第一面之間形成一密閉空間；以及一真空產生器，連接至該密閉空間並用以對該密閉空間抽氣；其中，當該透明載體接合於該間隔構件上且該真空產生器對該密閉空間抽氣時，該軟性透明載體部分平貼於該第一面上以形成一檢測區，該檢測區係用以承載該覆晶式發光二極體。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體量測裝置，進一步包含一光檢測器，該光檢測器係用以接收自該透明基板而來之光線。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體量測裝置，進一步包含一探針組，用以接觸承載於該檢測區上之該覆晶式發光二極體的一P-N電極，以及對該P-N電極供給一檢測電源。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之發光二極體量測裝置，其中當該探針組接觸接觸承載於該檢測區上之該覆晶式發光二極體的該P-N電極並供給該檢測電源時，該覆晶式發光二極體對應該檢測電源而發光穿過該軟性透明載體之該檢測區以及該透明基板。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體量測裝置，其中該透明基板係一玻璃基板。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體量測裝置，其中該真空產生器進一步包含一管路，並且該管路係穿過該間隔構件而與該密閉空間連接，該真空產生器係透過該管路對該密閉空間抽氣。
[7] 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體量測裝置，其中該真空產生器進一步包含一管路，並且該管路係穿過該透明基板而與該密閉空間連接，該真空產生器係透過該管路對該密閉空間抽氣。

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