一種倒裝led晶片測試機與測試方法
2023-05-23 06:45:01 4
專利名稱：一種倒裝led晶片測試機與測試方法
技術領域：
本發明涉及一種晶片測試機與測試方法，具體涉及一種倒裝LED晶片測試機與測試方法。
背景技術：
倒裝LED晶片實質上是在傳統工藝的基礎上，將LED晶片的發光區與電極區不設計在同一個平面，這時則由電極區朝向燈杯底部進行貼裝，可以省掉焊線這一工序。與正裝LED晶片相比，倒裝LED晶片產品具有低電壓、高亮度、高可靠性、高飽和電流密度以及較好的散熱功能等優點，加上能在倒裝焊的襯底上集成保護電路，對晶片可靠性及性能有明顯幫助。此外，與正裝和垂直結構相比，使用倒裝焊方式，更易於實現超大功率晶片級模組、多種功能集成的晶片光源技術，在LED晶片模組良率及性能方面有較大的優勢。倒裝LED晶片產品以超聲鍵合或回流焊方式封裝，通常以封裝產品的測試結果作為衡量倒裝LED產品性能的依據，這樣的測試方式具有一定的滯後性，且不能在晶片階段客觀地反映倒裝LED晶片工藝的優缺點，無法在晶片階段及時提供測試數據作為分光分色的依據。圖1為正裝LED晶片測試機的結構示意圖，工作盤安裝於軸轉動裝置，測試時光源採集裝置在工作盤上方採集光線，由於倒裝LED晶片的出光方向與正裝LED晶片的出光方向相反，因此採用圖1所示的正裝LED晶片的測試機及測試方法測試倒裝LED晶片也無法提供客觀可靠的測試數據。
發明內容
針對現有技術的上述問題，本發明的目的是提供一種在倒裝LED晶片的晶片階段即能及時對倒裝LED晶片進行測試，提供的測試數據可作為分光分色的依據並可客觀反映倒裝LED晶片工藝的倒裝LED晶片測試機與測試方法。為實現上述目的，本發明的一種倒裝LED晶片測試機，包括晶片裝載裝置、晶片測試裝置和光源採集裝置，晶片測試裝置包括探針，晶片裝載裝置包括用於放置待測倒裝LED晶片的工作盤和軸轉動裝置，該測試機還包括支撐部，工作盤通過支撐部連接於軸轉動裝置，工作盤與軸轉動裝置之間留有可容置光源採集裝置的間隙；工作盤為透明的工作盤，測試時光源採集裝置移動到工作盤下方並採集倒裝LED晶片發出的光線。其中，支撐部包括上承載臺、下承載臺和若干個支撐腳，下承載臺固定於軸轉動裝置，支撐腳設置於上承載臺與下承載臺之間，支撐腳兩端分別與上承載臺和下承載臺固定連接，上承載臺設置有透光孔，工作盤固定於上承載臺並位於透光孔的上方。其中，該測試機還包括手動對位裝置，手動對位裝置與軸轉動裝置連接。其中，晶片裝載裝置還包括抽真空裝置，工作盤中空，工作盤頂面設置有真空吸附孔，抽真空裝置設置有抽真空管，抽真空管連接於中空的工作盤內。其中，晶片測試裝置還包括用於採集晶片的位置和數量信息的圖形採集(XD。其中，光源採集裝置包括收光器。
其中，光源採集裝置還包括積分球，積分球與收光器連接。一種倒裝LED晶片的測試方法，包括以下步驟:
A.上片:將倒裝LED晶片放置於透明的工作盤頂面，然後對工作盤抽真空，使倒裝LED晶片的位置固定；
B.位置掃描:將工作盤移動到圖形採集CXD的下方，圖形採集CXD對倒裝LED晶片進行影像掃描，獲得倒裝LED晶片的位置坐標與晶片數量信息；
C.自動對位:依據步驟B獲得的倒裝LED晶片的位置信息移動工作盤，使工作盤移動到探針的下方，且探針分別對準倒裝LED晶片的P、N電極；
D.測試:光源採集裝置移動到透明的工作盤下方，軸轉動裝置驅動工作盤上升使探針分別接觸倒裝LED晶片的P、N電極，倒裝LED晶片發光，光源採集裝置採集光源信息，移動工作盤使每顆倒裝LED晶片逐個接觸探針並發光，同時採集每顆倒裝LED晶片的光源信息；
E.下片:測試完成後，工作盤下降使探針脫離倒裝LED晶片的P、N電極，工作盤真空釋放，取下測試完畢的倒裝LED晶片。其中，在步驟C之後，步驟D之前還包括以下步驟:
Cl.手動對位:工作盤移動到探針下方時，若探針與倒裝LED晶片的P、N電極尚未對準，則通過手動對位裝置調整工作盤的位置使探針分別對準倒裝LED晶片的P、N電極。其中，在步驟E後還包括以下步驟:
F.數據處理:對步驟D中採集到的倒裝LED晶片測試數據分別進行分類設定，作為下面晶片分類的依據；
G.晶片分類:讀取倒裝LED晶片的測試數據，並依據步驟F中的分類設定結果對倒裝LED晶片進行分類。本發明的有益效果是:本發明通過改裝傳統的正裝LED晶片測試機，結合本發明的測試方法，使其能對倒裝LED晶片進行測試並能得到準確的測試結果，為倒裝LED晶片在晶片階段及時提供分光分色的依據；設備使用成本低、利用率高，倒裝LED晶片採用本發明的測試機與測試方法進行測試具有比封裝測試模式更高的選擇性和靈活性。
圖1為正裝LED晶片測試機的結構示意圖。圖2為倒裝LED晶片測試機進行位置掃描時的結構示意圖。圖3為倒裝LED晶片測試機的工作盤移動到探針下方時的示意圖。圖4為倒裝LED晶片測試機進行測試時的示意圖。圖5為倒裝LED晶片測試機的上承載臺與工作盤的結構示意圖。圖6為倒·裝LED晶片的一種測試方法的流程圖。圖7為倒裝LED晶片的另一種測試方法的流程圖。圖8為倒裝LED晶片的又一種測試方法的流程圖。附圖標記包括:
1 一軸轉動裝置2—下承載臺3—上承載臺
4一支撐腳5—透光孔6—工作盤 7—真空吸附孔8—倒裝LED晶片 9一探針
10—圖形採集CXD 11—收光器12—固定螺絲。
具體實施例方式為了使發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。如圖1所示為傳統的正裝LED晶片測試機的結構示意圖，本發明的一種倒裝LED晶片測試機就是通過改裝這種傳統的正裝LED晶片測試機而成。如圖2 5所示為本發明的測試機，該倒裝LED晶片測試機包括晶片裝載裝置、晶片測試裝置和光源採集裝置，晶片測試裝置包括探針9，探針9的接觸方向朝下，探針9用於接通待測LED晶片的電極使LED晶片發光；晶片裝載裝置包括用於放置待測倒裝LED晶片8的工作盤6和軸轉動裝置1，工作盤6下方設置有支撐部，工作盤6通過支撐部連接於軸轉動裝置1，工作盤6為透明的工作盤6，軸轉動裝置I可驅動設置於其上的工作盤6在X、Y、Z三個方向上移動，其中X、Y、Z方向分別為左右、前後、上下方向；測試時工作盤6移動到探針9下方並上升使探針分別接觸倒裝LED晶片的P、N電極以使倒裝LED晶片發光，光源採集裝置移動到工作盤6下方並採集倒裝LED晶片發出的光線。相比圖1的傳統的正裝LED晶片測試機，如圖4所示，本發明的倒裝LED晶片測試機通過設置支撐部，支撐起工作盤6使工作盤6的下方留有空間給光源採集裝置，並使用透明的工作盤6，調整光源採集裝置的位置到工作盤6下方，採集方向朝上，倒裝LED晶片8放置於工作盤6頂面，測試時探針9接觸倒裝LED晶片8的電極使晶片發光，通過透明的工作盤6照射到光源採集裝置上，光源採集裝置採集測試數據完成測試。本發明的測試機主要測試倒裝LED晶片8的波長範圍、亮度和電壓。支撐部包括上承載臺3、下承載臺2和支撐腳4，上承載臺3和下承載臺2皆為矩形的鋼板，下承載臺2螺接固定於軸轉動裝置1，支撐腳4設置於上承載臺3與下承載臺2之間，支撐腳4的形狀為長方體，支撐腳4的數量為4條，分別設置於承載臺的四個角，支撐腳4兩端分別與上承載臺3和下承載臺2通過固定螺絲12螺接固定，如圖5所示，工作盤6通過固定螺絲12螺接固定於上承載臺3，上承載臺3對應工作盤6的位置設置有一圓形的透光孔5，以保證上承載臺3不會擋住光線。工作盤6中空，頂面設置有真空吸附孔7，測試機的裝載裝置還設置有抽真空裝置，抽真空裝置設置有抽真空管，抽真空管的一端連接於中空的工作盤6內。抽真空裝置對中空的工作盤6內部抽真空，通過工作盤6頂面的真空吸附孔7吸住放置在工作盤6上的LED晶片，從而保證LED晶片在整個測試過程中位置不會發生偏移，探針9對位準確。如圖2所示，本發明的測試機還包括圖形採集CXD 10，圖形採集CXD 10的作用是採集工作盤6上的LED晶片的位置坐標和晶片數量信息，軸轉動裝置I可依據此信息移動使LED晶片的電極剛好位於探針9的下方，這個過程稱為自動對位；該測試機還包括手動對位裝置，手動對位裝置與軸轉動裝置I連接，手動對位裝置設置有手動搖杆，手動對位裝置可通過手動搖杆控制軸轉動裝置移動，若自動對位過程中對位有誤差，探針9與倒裝LED晶片8的Ρ、Ν電極微微錯開，則利用手動對位裝置進行對位，使探針9與倒裝LED晶片8的P、N電極對準。光源採集裝置包括收光器11，收光器11可移動，測試時收光器11移動到工作盤6下方，還可設置一個積分球(圖中未示出)，積分球與收光器11連接，積分球採集光並將光傳到收光器11，設置積分球可提高測試精度。收光器11通過光纖與數據處理設備連接，光纖將測試數據傳到數據處理設備進行數據處理。本發明的測試機的工作過程詳見下面的測試方法。本發明還提供了一種利用上述測試機對倒裝LED晶片8進行測試的測試方法，如圖6所示，該測試方法包括以下步驟:
A.上片:此時工作盤6位於初始位置，將倒裝LED晶片8放置於透明的工作盤6頂面，然後抽真空裝置對工作盤6抽真空，使倒裝LED晶片8緊貼於工作盤6的頂面，倒裝LED晶片8的位置固定；
B.位置掃描:如圖2所示，軸轉動裝置I驅動工作盤6移動到圖形採集CXD10的下方，圖形採集CXD 10對倒裝LED晶片8進行影像掃描，獲得倒裝LED晶片8的位置坐標與晶片
數量信息；
C.自動對位:軸轉動裝置I依據步驟B獲得的倒裝LED晶片8的位置坐標信息移動，使工作盤6移動到探針9的下方，且探針9分別對準倒裝LED晶片8的P、N電極；
D.測試:光源採集裝置從其初始位置移動到透明的工作盤6下方，軸轉動裝置I驅動工作盤6微微上升使探針9分別接觸倒裝LED晶片8的P、N電極，倒裝LED晶片8發光，光源採集裝置的收光器11或積分球採集光源信息，移動工作盤使每顆倒裝LED晶片逐個接觸探針並發光，同時採集每顆倒裝LED晶片的光源信息；
E.下片:測試完成後，工作盤6微微下降使探針9脫離倒裝LED晶片8的P、N電極，光源採集裝置移動到光源採集裝置的初始位置，然後軸轉動裝置I移動使工作盤6移動到工作盤6的初始位置，真空釋放，取下測試完畢的倒裝LED晶片8。如上述步驟C中自動對位不夠準確，探針9與倒裝LED晶片8的P、N電極微微錯開，如圖7所示，此時需在步驟C之後，步驟D之前加入如下步驟:
Cl.手動對位:工作盤6移動到探針9下方時，若探針9與倒裝LED晶片8的P、N電極尚未對準，則通過手動對位裝置手動調整工作盤6的位置使探針9分別對準倒裝LED晶片8的P、N電極。測試完成後，如圖8所示，需對測試數據進行處理，此時在步驟E之後需要以下兩個步驟:
F.數據處理:對步驟D中採集到的倒裝LED晶片8測試數據分別進行分類設定，作為下面晶片分類的依據；
G.晶片分類:讀取倒裝LED晶片8的測試數據，並依據步驟F中的分類設定結果對倒裝LED晶片8進行分類。其中步驟F中，對採集到的各項數據如波長、亮度和電壓分別進行分類設定。經過測試對晶片進行分類，解決了現有技術中倒裝LED晶片在封裝後才能進行分類的問題，大大提高了分類的準確度。以上內容僅為本發明的較佳實施例，對於本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種倒裝LED晶片測試機，包括晶片裝載裝置、晶片測試裝置和光源採集裝置，晶片測試裝置包括探針，晶片裝載裝置包括用於放置待測倒裝LED晶片的工作盤和軸轉動裝置，其特徵在於:該測試機還包括支撐部，工作盤通過支撐部連接於軸轉動裝置，工作盤與軸轉動裝置之間留有可容置光源採集裝置的間隙；工作盤為透明的工作盤，測試時光源採集裝置移動到工作盤下方並採集倒裝LED晶片發出的光線。
2.根據權利要求1的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:支撐部包括上承載臺、下承載臺和若干個支撐腳，下承載臺固定於軸轉動裝置，支撐腳設置於上承載臺與下承載臺之間，支撐腳兩端分別與上承載臺和下承載臺固定連接，上承載臺設置有透光孔，工作盤固定於上承載臺並位於透光孔的上方。
3.根據權利要求1的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:該測試機還包括手動對位裝置，手動對位裝置與軸轉動裝置連接。
4.根據權利要求1的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:晶片裝載裝置還包括抽真空裝置，工作盤中空，工作盤頂面設置有真空吸附孔，抽真空裝置設置有抽真空管，抽真空管連接於中空的工作盤內。
5.根據權利要求1的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:晶片測試裝置還包括用於採集晶片的位置和數量信息的圖形採集CCD。
6.根據權利要求1的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:光源採集裝置包括收光器。
7.根據權利要求6的一種倒裝LED晶片測試機，其特徵在於:光源採集裝置還包括積分球，積分球與收光器連接。
8.一種倒裝LED晶片的測試方法，其特徵在於，包括以下步驟: A.上片:將倒裝LED晶片放置於透明的工作盤頂面，然後對工作盤抽真空，使倒裝LED晶片的位置固定； B.位置掃描:將工作盤移動到圖形採集CXD的下方，圖形採集CXD對倒裝LED晶片進行影像掃描，獲得倒裝LED晶片的位置坐標與晶片數量信息； C.自動對位:依據步驟B獲得的倒裝LED晶片的位置信息移動工作盤，使工作盤移動到探針的下方，且探針分別對準倒裝LED晶片的P、N電極； D.測試:光源採集裝置移動到透明的工作盤下方，軸轉動裝置驅動工作盤上升使探針分別接觸倒裝LED晶片的P、N電極，倒裝LED晶片發光，光源採集裝置採集光源信息，移動工作盤使每顆倒裝LED晶片逐個接觸探針並發光，同時採集每顆倒裝LED晶片的光源信息； E.下片:測試完成後，工作盤下降使探針脫離倒裝LED晶片的P、N電極，工作盤真空釋放，取下測試完畢的倒裝LED晶片。
9.根據權利要求8的一種倒裝LED晶片的測試方法，其特徵在於:在步驟C之後，步驟D之前還包括以下步驟: Cl.手動對位:工作盤移動到探針下方時，若探針與倒裝LED晶片的P、N電極尚未對準，則通過手動對位裝置調整工作盤的位置使探針分別對準倒裝LED晶片的P、N電極。
10.根據權利要求8的一種倒裝LED晶片的測試方法，其特徵在於，在步驟E後還包括以下步驟:F.數據處理:對步驟D中採集到的倒裝LED晶片測試數據分別進行分類設定，作為下面晶片分類的依據； G.晶片分類:讀取倒裝LED晶片的測試數據，並依據步驟F中的分類設定結果對倒裝LED晶片 進行分類。
全文摘要
一種倒裝LED晶片測試機，包括晶片裝載裝置、晶片測試裝置和光源採集裝置，晶片測試裝置包括探針，晶片裝載裝置包括用於放置待測倒裝LED晶片的工作盤和軸轉動裝置，該測試機還包括支撐部，工作盤通過支撐部連接於軸轉動裝置，工作盤與軸轉動裝置之間留有可容置光源採集裝置的間隙；工作盤為透明的工作盤，測試時光源採集裝置移動到工作盤下方並採集倒裝LED晶片發出的光線；本發明的一種倒裝LED晶片的測試方法，包括上片、位置掃描、自動對位、測試與下片等步驟。本發明通過改裝正裝LED晶片測試機，結合本發明的測試方法，使其能對倒裝LED晶片進行測試並能得到準確的測試結果，為倒裝LED晶片在晶片階段提供分光分色的依據。
文檔編號G01R31/26GK103149524SQ20131005859
公開日2013年6月12日 申請日期2013年2月25日 優先權日2013年2月25日
發明者王維昀, 毛明華, 馬滌非, 徐冰 申請人:東莞市福地電子材料有限公司