台湾专利TW201323861A 非接觸式發光二極體檢查裝置

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专利摘要:
本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置，作為用於利用照相機拍攝發光二極體後，把拍攝的圖形與預先輸入的對象圖形進行比較，判別發光二極體的良好或不良的檢查裝置，其包括：載物檯部，其搭載該發光二極體，使該發光二極體固定於檢查位置或輸送；照明部，其包含第一照明部及第二照明部，其中，該第一照明部位於該載物檯部的上方，向該發光二極體照射藍色以下波長範圍的可見光，該第二照明部位於該第一照明部的上方，向該發光二極體照射綠色波長範圍的可見光；照相機，其位於該照明部的上方，拍攝該發光二極體的影像；視覺處理部，其判讀該照相機拍攝的影像，並判別該發光二極體的良好或不良；以及控制部，其包括控制該載物檯部及該照相機部的運動控制器。
公开号:TW201323861A
申请号:TW101142747
申请日:2012-11-15
公开日:2013-06-16
发明作者:Dong-Ho Lee；Bo-Hyeok An
申请人:Mirtec Co Ltd；
IPC主号:H01L22-00

专利说明:
非接觸式發光二極體檢查裝置
本發明係關於發光二極體檢查裝置，尤指能夠獲得關於發光二極體內部各元件之明確的影像資訊之非接觸式發光二極體檢查裝置。
發光二極體(LED,Light Emitting Diode)是利用半導體的p-n結合結構注入的少數載流子(電子或電洞)，藉由它們的複合而發光的電子元件。也就是說，如果向特定光源的半導體施加順向電壓，則通過陽極與陰極的接合部分，電子與電洞在移動的同時相互複合，成為比電子與電洞遠離時小的能量，因此產生的能量之差異而發出光。
最近發光二極體由於發光效率的提高，其應用範圍從初期的信號指示用，進一步擴大到如手機用背光模組(BLU,Back Light Unit)或液晶顯示器(LCD,Liquid Crystal Display)的平板顯示裝置的光源及照明用。這是因為發光二極體比以往用作照明的燈泡或螢光燈耗電小、壽命長。
發光二極體可以製造成發光二極體組件。一般而言，發光二極體組件包括：發光二極體晶片、供發光二極體晶片貼裝的主體、在主體上方覆蓋發光二極體晶片的螢光矽。發光二極體組件可以在發光二極體晶片旁還包括齊納二極體(zener diode)。
發光二極體晶片是在基板上生長相互不同的導電型的半導體層及在其之間激發的活性層之後，在各半導體層形成電極加以製造。發光二極體晶片與齊納二極體透過引線接合(wire bonding)，與導線架(lead frame)電性連接。
在發光二極體晶片與齊納二極體的上方填充螢光矽的過程中，在螢光矽填充過少的情況下，內部的接合引線露出，可能因發熱而斷開。相反地，在螢光矽填充過多的情況下，稍後組裝於模組時會無法組裝，造成光的發散角比設定值大的不良。因此，需要檢查發光二極體組件的螢光矽之填充狀態及接合引線之連接狀態等的程序。作為本發明的先前技術，參照大韓民國公司專利公報第2009-0053591號將會理解。
本發明之目的在於提供一種非接觸式發光二極體檢查裝置，透過鮮明地進行對發光二極體的各元件之影像對比，從而能夠更明確地獲得關於發光二極體內部的接合引線連接狀態及發光二極體主體的圖案之影像資訊。
本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置，作為用於利用照相機拍攝發光二極體後，把拍攝的圖形與預先輸入的對象圖形進行比較，判別發光二極體的良好或不良的裝置，包括：載物檯部，其搭載該發光二極體，使該發光二極體固定於檢查位置或輸送；照明部，其包含第一照明部及第二照明部，其中，該第一照明部位於該載物檯部的上方，並向該發光二極體照射藍色以下波長範圍的可見光，該第二照明部位於該第一照明部的上方，並向該發光二極體照射綠色波長範圍的可見光；照相機，其位於該照明部的上方，拍攝該發光二極體的影像；視覺處理部，其判讀該照相機拍攝的影像，並判別該發光二極體的良好或不良；以及控制部，其包括控制該載物檯部及該照相機部的運動控制器。
該第一照明部可以針對該發光二極體，以布魯斯特角(brewster’s angle)照射光。
該非接觸式發光二極體檢查裝置更可以包括偏光濾光鏡，該偏光濾光鏡位於該第一照明部前，用以隔絕從該第一照明部所發出的光中之特定偏振光成分，此時，該偏光濾光鏡可以隔絕垂直偏振光(s-polarized)成分。
該藍色以下波長可以為495nm以下，該綠色波長可以為495 nm至570nm。
該發光二極體可以包含在表面形成有包括金(Au)成分的接合引線及圖案的主體部。
5‧‧‧發光二極體
10‧‧‧載物檯部
20‧‧‧照明部
22‧‧‧第一照明部
22a‧‧‧第一燈
24‧‧‧第二照明部
24a‧‧‧第二燈
24b‧‧‧偏光濾光鏡
25‧‧‧視野確保部
30‧‧‧照相機
40‧‧‧視覺處理部
50‧‧‧控制部
60‧‧‧輸送傳送帶
100‧‧‧入射光
110‧‧‧反射光
120‧‧‧介質
200‧‧‧界面
202‧‧‧法線
θB‧‧‧布魯斯特角
第1圖係為顯示出本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置之側視剖面圖。
第2圖係為顯示向金屬物質照射光時的不同光波長之反射率的圖表。
第3圖的(a)係為顯示出原有發光二極體檢查裝置的第一照明部對發光二極體模組提供光源為綠色波長範圍的可見光時的發光二極體之接合引線部分的影像。
第3圖的(b)係為顯示出本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置之第一照明部提供的光源為藍色以下波長範圍之可見光時的發光二極體之接合引線部分的影像。
第4圖係為顯示布魯斯特角(Brewster’s angle)原理的概念圖。
第5圖的(a)係為顯示出在向作為檢查對象物的發光二極體照射藍色以下波長範圍之可見光時的發光二極體主體之影像。
第5圖的(b)係為顯示出根據本發明一個實施例，當向發光二極體同時照射第一照明部提供的藍色以下波長範圍之可見光與第二照明部提供的綠色波長範圍之可見光時獲得的發光二極體之影像。
第6圖係為顯示出本發明一個實施例的整體非接觸式發光二極體檢查裝置的側視圖。
以下將參照附圖，說明本發明的較佳實施例。
但是，本發明的實施例可以變形為多種不同形態，本發明的範圍並非限定於以下說明的實施例。另外，本發明的實施例是為向所屬技術領域的技術人員更完整地說明本發明而提供的。因此，為了明確說明，附圖中的元件之形狀及大小等可能會誇張，附圖上以相同符號表示的元件是相同元件。
第1圖顯示出本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置之側視剖面圖。第6圖顯示出本發明一個實施例的整體非接觸式發光二極體檢查裝置的側視圖。如第1圖、第6圖所示，非接觸式發光二極體檢查裝置包括載物檯部(10)、照明部(20)、照相機(30)、視覺處理部(40)及控制部(50)。
載物檯部(10)提供作為檢查對象物的發光二極體(5)安置之空間。載物檯部(10)可以包括用於調節及固定發光二極體(5)的位置之位置調節部(圖未示)及固定部(圖未示)。
照明部(20)位於在載物檯部(10)的上方。照明部(20)為確保發光二極體(5)的準確影像資訊而向發光二極體(5)提供照明。在貫通中央的視野確保部(25)之外側面配置有多個燈，使得該等燈在四周對該發光二極體(5)照明。
該照明部(20)包括第一照明部(22)及第二照明部(24)。
第一照明部(22)安裝於照明部(20)的下方，向該發光二極體(5)提供以比垂直小的角度入射之光源。第一照明部(22)包括向側上方傾斜一定傾角度並提供光源的第一燈(22a)。第一照明部(22)提供的光源較佳為藍色以下波長(約495nm以下)範圍的可見光。利用第2圖說明其理由。
第2圖是顯示向金屬物質照射光時的不同光波長之反射率的圖表。作為檢查對象物的發光二極體之接合引線表面一般係以金(Au)進行鍍金。參照第2圖可知，當對金(Au)照射波長為約200nm至約500nm的光時，反射率為約40%以下。即，如果把藍色波長的光照射於以金(Au)鍍金的接合引線，則大部分被吸收，在拍攝發光二極體的影像中，顯示得比周圍暗。因此，明暗對比鮮明，從而能夠更準確地獲知接合引線的連接狀態。
第3圖的(a)顯示出原有發光二極體檢查裝置的第一照明部(22)針對作為檢查對象物的發光二極體提供光源為綠色波長範圍的可見光時的之發光二極體的接合引線部分之影像。
參照第3圖的(a)可知，發光二極體的以金(Au)鍍金之接合引線部分與成為接合引線之背景的發光二極體主體部之顏色區別不明確。特別是由於紅色圓圈內的接合引線的顏色不均一，因而存在後述的視覺處理部(40)錯誤判斷為接合引線斷開的憂慮。這是因為第一照明部(22)提供的綠色波長範圍的可見光不僅在發光二極體主體部進行反射，而且在以金(Au)鍍金的接合引線表面也進行反射，從而在用照相機拍攝的影像中，接合引線與背景部分區分不鮮明。
第3圖的(b)顯示出本發明一個實施例的非接觸式發光二極體檢查裝置的之第一照明部提供的光源為藍色以下波長範圍的可見光時之發光二極體的接合引線部分之影像。藍色以下波長範圍的可見光在以金(Au)所構成的發光二極體的接合引線表面大部份被吸收，因而可以確認，在拍攝發光二極體的影像中，以紅色箭頭表示的接合引線部分與背景部分區別鮮明。
為進一步提高在發光二極體的接合引線表面的藍色以下波長範圍的可見光之吸收率，可以利用布魯斯特角(Brewster’s angle)原理。第4圖是顯示布魯斯特角(Brewster’s angle)原理的概念圖。光在經過折射率不同的兩種介質之間時，通常在該界面(200)出現反射。但是，如果某種偏振光形態的光以特定的入射角入射，則在界面(200)不反射，而是折射，透過不同的介質(120)。此時，由界面(200)的法線(202)與入射光(100)構成的入射角是布魯斯特角(θB)。
在該角度中，偏光的光的電場與入射的平面並排，因而不反射。該偏振光狀態的光被稱為水平偏振光或p-偏光(p-polarized)狀態，這是因與入射的平面平行(parallel)而得名。如果偏光成為與光入射的平面垂直之狀態，則稱為垂直偏振光或s-偏光(s-polarized)狀態，來自表示垂直意義的德語senkrecht。因此，如果無偏光狀態的入射光(100)以布魯斯特角(θB)入射，則反射光(110)始終為s-偏光狀態。
再次參照第1圖，透過在第一照明部(22)前配置隔絕s-偏光成分的偏光濾光鏡(24b)，在第一照明部(22)發出的入射光相對於發光二極體(5)的表面以布魯斯特角入射的情況下，透過阻止入射光在發光二極體(5)的表面反射，而能夠獲得更明確的發光二極體(5)之影像。
不過，作為對檢查對象物，即，對發光二極體(5)的照明，如果使用藍色以下波長範圍的可見光，那麼，如第5圖的(a)所示，除發光二極體的接合引線部分外，存在難以識別發光二極體的主體部圖案等的問題。為解決這種問題，在第一照明部(22)的上方配置第二照明部(24)，向該發光二極體(5)提供垂直入射的光源。該第二照明部(24)可以包括第二燈(24a)及半反射鏡(half mirror,24b)，其中，該第二燈(24a)位於該第二照明部(24)的側部，提供光源，該半反射鏡(half mirror,24b)與第二燈(24a)隔開一定距離，並沿斜線配置。
該第二照明部(24)提供的光源較佳為綠色波長範圍(約495nm至約570nm)的可見光。其理由是，發光二極體晶片的圖案與底面平行，為鏡面(mirror-like surface)，因而第二照明部(24)相對於晶片的圖案垂直地提供的綠色波長光向照相機方向進行正反射。
而且，本發明的非接觸式發光二極體檢查裝置透過使用藍色及綠色波長範圍，從而只考慮比全部可見光區域的光學系統更窄區域的波長範圍。因此，色像差小，照相機鏡頭的設計比較容易，能夠以低廉的材料製作鏡頭。
第5圖的(b)顯示出根據本發明一個實施例，當向作為檢查對象物的發光二極體同時照射第一照明部提供的藍色以下波長範圍的可見光與第二照明部提供的綠色波長範圍的可見光時獲得的發光二極體影像。第5圖的(b)與第5圖的(a)相比，可以確認：能夠更鮮明地獲得發光二極體主體部的圖案影像。
再次參照第1圖，照相機(30)位於照明部(20)的上方，能夠拍攝該發光二極體(5)的影像。在第1圖中，只顯示了一個照相機(30)，但本發明的視覺檢查裝置可以具有倍率不同的多個照相機(圖未示)，根據使用者的需要，多樣地變化發光二極體(5)的檢查範圍。另外，還可以在該照相機(30)與照明部(20)之間具有倍率相互不同的多個鏡頭(圖未示)，多樣地變化發光二極體(5)的檢查範圍。
另一方面，視覺處理部(40)把從該照相機(30)獲得的影像資訊與預先輸入的對象圖形進行比較，來判斷發光二極體(5)的良好或不良。
該控制部(50)作為包括對該載物檯部(10)、該照相機(30)的驅動及動作進行控制的運動控制器(圖未示)的構成元件，也可以控制本發明的視覺檢查裝置的整體驅動。
即，該控制部(50)如第6圖所示，能夠使結合於輸送傳送帶(60)的視覺檢查裝置在固定的發光二極體(5)上方，向前、後、左、右輸送，以便按照預先設置的發光二極體(5)之拍攝區域，向該照相機(30)傳送拍攝控制信號。
另外，該控制部(50)根據系統控制程序，不僅擔負視覺檢查裝置的拍攝位置控制與拍攝的影像的處理及照明部(20)控制等物理性控制，還執行檢查作業及數據演算作業。
而且，該控制部(50)負責用於把作業內容及檢查結果輸出到顯示器的輸出裝置控制，並能夠供作業者輸入設置及各種事項的輸入裝置控制等視覺檢查裝置的總體控制。本發明並非限定於上述的實施例及附圖，而由申請專利範圍限定。因此，在不超出申請專利範圍所記載的本發明之技術思想的範圍內，可以進行多種形態的置換、變形及變更，這是所屬技術領域的技術人員不言而喻的，這也屬於申請專利範圍所記載的技術思想。
根據本發明的非接觸式發光二極體檢查裝置，透過鮮明地進行對發光二極體的各元件之影像對比，從而能夠更明確地獲得關於發光二極體內部的接合引線連接狀態及發光二極體主體的圖案的影像資訊。
5‧‧‧發光二極體
10‧‧‧載物檯部
20‧‧‧照明部
22‧‧‧第一照明部
22a‧‧‧第一燈
24‧‧‧第二照明部
24a‧‧‧第二燈
24b‧‧‧偏光濾光鏡
30‧‧‧照相機
40‧‧‧視覺處理部
50‧‧‧控制部

权利要求:
Claims (7)
[1] 一種非接觸式發光二極體檢查裝置，作為用於利用照相機拍攝發光二極體後，把拍攝的圖形與預先輸入的對象圖形進行比較，判別發光二極體的良好或不良的檢查裝置，其特徵在於該非接觸式發光二極體檢查裝置包括：載物檯部，其搭載該發光二極體，使該發光二極體固定於檢查位置或輸送；照明部，其包含第一照明部及第二照明部，其中，該第一照明部位於該載物檯部的上方，並向該發光二極體照射藍色以下波長範圍的可見光，該第二照明部位於該第一照明部的上方，並向該發光二極體照射綠色波長範圍的可見光；照相機，其位於該照明部的上方，用於拍攝該發光二極體的影像；視覺處理部，其判讀該照相機拍攝的影像，並判別該發光二極體的良好或不良；以及控制部，其包括控制該載物檯部及該照相機部的運動控制器。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中該第一照明部針對該發光二極體，以布魯斯特角(brewster’s angle)照射光。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中更包括偏光濾光鏡，該偏光濾光鏡位於該第一照明部前，用以隔絕從該第一照明部所發出的光中之特定偏振光成分。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中該偏光濾光鏡隔絕垂直偏振光(s-polarized)成分。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中該藍色以下的波長為495nm以下。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中該綠色波長為495nm至570nm。
[7] 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式發光二極體檢查裝置，其中該發光二極體包含在表面形成有包括金(Au)成分的接合引線及圖案的主體部。

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