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JP2010091341A - Ledの試験装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】多数のLEDを複数回に分けて試験することを可能して、試験に要する時間及び労力を低減する。
【解決手段】試験装置は、LED12で発光された光が下方側から入射して、上方へ通過することを許す複数の第1の光通路を備える支持体30と、該支持体の上側に配置されたカバー32であって、第1の光通路の上方を左右方向へ伸びる第2の光通路を有するカバーと、左右方向への当該シャッタ34の移動にともなって光ガイドの上端に順次対向される開口を有するシャッタと、第2の光通路内に左右方向へ移動可能に配置された反射鏡36であって、光ガイドを経た光を第2の光通路内において左右方向へ指向させる反射鏡と、シャッタ及び反射鏡を左右方向へ移動させる移動させるアクチュエータと、反射鏡により反射されて第2の光通路内を進む光を受光する受光器40とを含む。
【選択図】図4

Description

本発明は、複数のLED(発光ダイオード)を試験する装置に関し、特にLEDウエーハのような基板に備えられた複数LEDの検査、すなわち試験をする装置に関する。
LEDが正しい光を発生するか否かの試験をする装置は、種々提案されている(特許文献1,2,3等を参照)
しかし、上記いずれの従来技術も、一つのLEDで発光された光を光学系により受光器に導く構造を有する光学機器に構成されているにすぎないから、LEDを1つずつ試験することができるにすぎない。このため、LEDウエーハや配線基板のようなLED基板に備えられた複数のLEDを試験する場合、LED毎に試験しなければならず、試験に時間と労力を要する。
上記課題を解決するために、上記のような光学機器を複数用いて、LED基板に備えられた多数のLEDを同時に又は複数回に分けて試験することが考えられる。しかし、そのような装置では、一回で試験可能のLEDの数と同数の光学系及び受光器を必要とするから、装置が複雑化し、高価になる。
また、平面的に見たときの光学系及び受光器の大きさがLEDのそれに比べてきわめて大きいから、光学系を複雑な形状にしなければならず、したがって装置が複雑化し、高価になる。
特開2006−234497号公報 特開2006−30153号公報 特許第31008646号公報
本発明は、装置の複雑化及び高価化を招くことなく、多数のLEDを複数回に分けて試験することを可能して、試験に要する時間及び労力を低減することを目的とする。
本発明に係る試験装置は、左右方向に整列して配置された、上下方向に伸びる複数の第1の光通路であって、それぞれが、その上端部及び下端部をそれぞれ上方及び下方に向けられて、LEDで発光された光が下方側から入射して、上方へ通過することを許す複数の第1の光通路を備える、支持体と、該支持体の上側に配置されたカバーであって、前記第1の光通路の上方を左右方向へ伸びる第2の光通路を有するカバーと、前記第1の光通路を経る光が前記第2の光通路に達することを解除可能に遮断するように、前記支持体と前記カバーとの間に左右方向へ移動可能に配置されたシャッタであって、左右方向への当該シャッタの移動にともなって前記光ガイドの上端に順次対向される開口を有するシャッタと、前記第2の光通路内に左右方向へ移動可能に配置された反射鏡であって、前記光ガイドを経た光を前記第2の光通路内において左右方向へ指向させる反射鏡と、前記シャッタ及び前記反射鏡を左右方向へ移動させる移動させるアクチュエータと、前記反射鏡により反射されて前記第2の光通路内を進む光を受光する受光器とを含む。
さらに、各第1の光通路の下端に配置された弾性変形可能の筒状の遮光部を含むことができる。該遮光部は、対応する第1の光通路に連通されて、外部の光が対応する第1の光通路に入ることを防止する。
本発明に係る試験装置は、さらに、前記第1の光通路毎に備えられた接触子であって、当該接触子の針先が対応する第1の光通路部の下端部に刺し通された接触子を含むことができる。
本発明に係る試験装置は、さらに、前記支持体の下側に配置された配線基板を含むことができる。この場合、前記接触子は、前記LEDの電極に接触可能に前記配線基板に配置されていてもよい。
各第1の光通路は、前記支持体を上下方向に貫通して前記第2の光通路及び下方に開放する内部空間を有する筒状の光ガイドにより形成されていてもよい。また、光ガイドの下端部の前記内部空間の部分は、前記光ガイドの軸線に直角な断面積が下端側ほど小さい截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有していてもよい。
前記支持体は、支持ベースと、該支持ベースの上に配置された支持ブロックとを備えることができ、また前記カバーは前記支持ブロックに配置されていてもよく、さらに前記シャッタは前記支持ベースと前記カバーとの間に配置されていてもよい。
前記シャッタは、前記開口を有する板状部材を含むことができ、また前記第2の光通路は、前記一列に配置された複数の前記第1の光通路の側に開放する溝を含むことができる。さらに、前記反射鏡は前記シャッタに取り付けられていてもよい。
例えば、複数のLEDがLED基板に一列に配置されている場合、試験装置とLED基板とは、シャッタ及び反射鏡の移動方向(左右方向)とLEDの配列方向とが一致するように、維持される。
上記の状態で、LEDが点灯され、シャッタ及び反射鏡が左右方向に移動されると、シャッタは、第1の光通路を第2の光通路に順次連通させて、LEDからの光を反射鏡に順次入射させるように、第1の光通路を第2の光通路に順次切り替える。これにより、反射鏡が第2の光通路内を指向させる光を順次切り換えるから、受光器に入射する光の順番がLEDの配列の順に順次切り換えられる。
平面的に見て、第1の光通路及び受光器の大きさがLEDのそれに比べて大きいときは、シャッタ及び反射鏡が一回の移動で複数おきのLEDからの光を受光器に順次導き、シャッタ及び反射鏡が一回移動されるたびに、第1の光通路とLEDとの相対的位置が変位するように、第1の光通路に対向するLEDが切り換えられる。
上記のように、本発明によれば、シャッタを左右方向へ移動させることにより受光器に導く光をシャッタにより順次切り替えるようにしたから、多数のLEDを複数回に分けて試験することができ、しかも一回で試験可能のLEDの数と同数の光通路及び受光器を必要としない。
上記の結果、本発明によれば、装置が簡略化し、廉価になると共に、試験に要する時間及び労力が著しく低減する。
[用語の説明]
本発明においては、図2において、上下方向(Z方向)を上下方向といい、左右方向を左右方向(X方向)といい、紙面に垂直な方向(Y方向)を前後方向という。しかし、これらの方向は、LED基板を試験装置に配置する姿勢に応じて異なる。
したがって、上記の方向は、試験装置による試験時のLED基板の姿勢に応じて、左右方向(X方向)及び前後方向(Y方向)を含む面(XY面)が、水平面、水平面に対し傾斜する傾斜面、及び水平面に垂直の垂直面のいずれかの面内となるように決定される。
[試験装置の実施例]
図1から図5を参照するに、試験装置10は、多数のLED12をLEDウエーハのようなLED基板14にマトリクス状に配置した基板を被検査体16とし、それらLED12を列毎に複数回に分けて試験する装置に適用されている。
LED基板14は、多数のLED12を図6に斜線で示すLED領域18に図7に示すようにマトリクス状に配置している。図7は、3列×6個のLEDアレイを示すにすぎないが、実際にはそれよりさらに多いLED12がLED基板14に配置されている。
図5,7及び8に示すように、各LED12は、発光部20と、正側の電極22と、負側の電極24とを、電極22及び24が発光部20の両側に位置する状態に、ベース部26の上面に有しており、またベース部26の下面においてLED基板14に配置されている。
再度図1から図5を参照するに、試験装置10は、支持体30と、支持体30の上側に配置されたカバー32と、支持体30及びカバー32の間に左右方向へ移動可能に配置された板状のシャッタ34と、LED12からの光を左右方向における一方側(図1及び2において、右方側)に指向させる反射鏡36と、シャッタ34及び反射鏡36を左右方向へ移動させる移動させるアクチュエータ38と、反射鏡36により反射された光を受光する受光器40と、支持体30の下側に配置された配線基板42と、LED12の電極22及び24に接触可能に配線基板42の下面に配置された複数対の接触子44とを含む。
配線基板42、支持ベース46及び支持ブロック48は、ボルトのような複数のねじ部材により、分離可能に結合されている。また、上記の、支持体30、カバー32、シャッタ34、反射鏡36、アクチュエータ38、受光器40、配線基板42、接触子44等は、試験用ヘッドを構成している。
支持体30は、配線基板42の上に配置された板状又は枠状の支持ベース46と、支持ベース46の上に配置された支持ブロック48とを備えており、また支持ベース48においてプローバ(ハンドリング装置)のフレーム(図示せず)にボルトのような適宜な手段により取り外し可能に取り付けられる。
支持体30は、上下方向に伸びる複数の第1の光通路50を備える。第1の光通路50は、左右方向に整列した1列に配置されている。カバー32は、第1の光通路50の上方を左右方向へ伸びる第2の光通路52を有する。両光通路50及び52は、シャッタ34を介して連通される。
左右方向における第1の光通路50の配置ピッチは、図6に示す領域18のLED12を列毎に複数回に分けて試験することができる値、すなわち列方向におけるLED12の配置ピッチの整数倍の値とされている。図示の例では、4つの第1の光通路50が設けられているように示しているにすぎないが、実際には、より多くのLED12が一列に設けられている。
各第1の光通路50は、支持ベース46及び支持ブロック48並びに配線基板42を上下方向に貫通して第2の光通路52の側(上方)及び被検査体16の側(下方)に開放する内部空間を有する筒状の光ガイドにより形成されている。
各第1の光通路50、すなわち光ガイドは、その上端部及び下端部をそれぞれ上方及び下方に向けられて、LED12で発光された光が下方側から入射して、上方へ通過することを許すが、外部の光が内部空間内に入ることを防止する。
各第1の光通路50(光ガイド)の下端部の、内部空間の部分50a(図5参照)は、各第1の光通路50の軸線に直角な断面の面積(縦断面積)が下端側ほど小さくなる截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有しており、また配線基板42より下方に突出されている。
各第1の光通路50の下端には、蛇腹状の遮光部54(図5参照)が設けられている。遮光部54は、対応する接触子44が対応する電極22又は24に押圧されたとき、他のLED12に押圧されて、外部の光が第1の光通路50に入ることを防止する。
カバー32は、下方に開放しかつ左右方向へ伸びる逆コ字状の溝となる第2の通路52を形成するように、逆コ字状の縦断面形状を有しており、またボルト、溶接等の適宜な手段により支持ブロック48に取り付けられている。カバー32は、これの下端部内側を前後方向に間隔をおいて左右方向に伸びる一対の段部56を有する。各段部56は、内方及び下方に向けられている。
第2の通路52の左方側の端部は閉塞されている。これに対し、第2の通路52の右方側の端部は、各LED12からの光が受光器40に入射するように、受光器40に連通されて、受光器40により閉鎖されている。
図示の例では、カバー32は、前後方向に間隔をおいて左右方向へ平行に伸びるように支持ブロック48に取り付けられた一対の板部材32aと、両板部材32aの間の空間の上部を閉塞するように板部材32aの上部に取り付けられた他の板部材32bとにより、逆コ字状の第2の通路52を形成しており、また閉塞ブロック32cにより第2の通路52の左方側の端部は閉塞している。
シャッタ34は、幅の狭い長板状の形状を有しており、また幅方向の各縁部をカバー32の段部56に受け入れられて、左右方向へ移動可能に支持ベース48とカバー30との間に位置されている。
シャッタ34は、左右方向への移動にともなって、第1の光通路50の上端に順次対向される開口58を有する。このため、シャッタ34は、左右方向への移動にともなって、第1の光通路50を経る光が第2の光通路52に達することを解除可能に遮断する。
反射鏡36は、左右方向へ移動可能に第2の光通路52内に配置されており、また第1の光通路50及びシャッタ34の開口58を経た光を第2の光通路52内において左右方向受光器40の側へ指向させるように、及び反射鏡34と一体的に移動可能に、ホルダ60により反射鏡34に取り付けられている。
アクチュエータ38は、図示の例では、可動子62と、可動子62を支持する固定子64とを用いるリニアモータである。可動子62は、ホルダ60を介してシャッタ34及び反射鏡36を左右方向へ移動させるように、結合具66でホルダ60に結合されている。固定子64は、左右方向へ伸びる状態に、支持ブロック48の上に取り付けられたている。しかし、リニアモータ以外の移動機構を用いてもよい。
図示してはいないが、カバー32は、結合具66が左右方向への可動子62の移動にともなって左右方向へ移動することを許す、左右方向に長い長穴を一方の板部材32aに有する。その長穴は、外部の光が第1の光通路52に入ることを防止するように、ゴムシートのような適宜な覆いにより覆われている。
受光器40は、受光した光の少なくとも色相(波長、周期等)及び強度(明度)を検出する高度計のような既知の光検出装置であり、第2の光通路52を経る光を受光するように、カバー32の端部に取り外し可能に取り付けられている。
配線基板42は、それぞれが配線パターンの一部である複数の配線(図示せず)を有すると共に、各配線に電気的に接続された取り付けランド(図示せず)を下面に有し、各取り付けランドに接触子44を片持ち梁状に取り付けた一般的なプローブ基板である。
配線基板42には、コネクタ68が上面に取り付けられている。コネクタ68は、配線基板42の配線に電気的に接続された複数の端子を備えており、また支持ベース46及び支持ブロック48を上下方向に貫通して、端子を上方に露出させている。コネクタ68は、試験装置10をテスターの電気回路(図示せず)に接続するために用いられる。
接触子44は、図示の例では、金属細線から製作されたニードルタイプのプローブであり、また2つずつ1組とされて第1の光通路50毎に備えられている。各第1の光通路50の接触子44は、先端部を対応する遮光部54を対応する側から内側に刺し通されて、針先をLED12の電極22又は24に当接可能とされている。
[試験装置による試験方法]
被検査体16は、LED12の配列方向がシャッタ34及び反射鏡36の移動方向となり、かつシャッタ34の最左端に位置する第1の光通路50に対応する接触子44の針先が1つの列の最左端に位置するLED12の電極22及び24が接触子44の針先に押圧可能の状態に、試験装置10に配置される。
上記状態において、各第1の光通路50の下端が所定のLED12に対向されて、各第1の光通路50に対応する接触子44の針先が所定のLED12の電極22及び24と接触子44の針先に相対的に押圧される。
また、上記状態において、シャッタ34は、図4に実線で示すように、開口58を最左端に位置する第1の光通路50の上端に位置させて、その第1の光通路50を第2の光通路52に連通させているが、他の第1の光通路50をその上端部において閉鎖している。そのような状態において最左端に位置するLED12に通電されて、そのLED12が発光する。
最左端に位置するLED12からの光は、遮光部54、第1の光通路50及び開口58を経て第2の光通路52に達し、反射鏡36により第2の光通路52を受光器40に指向されて、最終的に受光器40に入射する。
受光器40は、受けた光の色相及び強度にそれぞれ対応する信号を発生し、それらの信号を前記した電気回路に出力する。受光器40からの電気信号は、電気回路において、入力して電気信号を基に、対応するLED12が正しい色相及び強度を有する光を発生しているか否かの判定に用いられる。
最左端に位置するLED12の試験が終了すると、シャッタ34が第1の光通路50の配置ピッチ分だけ右方に移動される。これにより、左方から2番目に位置する第1の光通路50が開口48を介して第2の光通路52に連通されるから、その第1の光通路50に対向されているLED12に通電されて、そのLED12からの光が受光器40に受光される。
その後は、次の第1の光通路50が開口58を介して第2の光通路52に連通されるように、シャッタ34が第1の光通路50の配置ピッチ分だけ右方に移動されて、次の第1の光通路50に対向されたLED12に通電され、そのLED12からの光が受光器40に受光され、そのLED12の正否の試験が行われる工程が繰り返される。シャッタ34がLED12の配置ピッチ分ずつ右方に移動されたときの、シャッタ34の位置を図4に破線で示す。
全ての第1の光通路50を経る光が受光器40に受光された後、1列に整列されたLED12に未判定のLEDが存在すると、最左端に位置する第1の光通路50が最左端に位置する未判定のLED12の光の通過を許すように、LED12の電極22及び24と接触子44の針先とが離間された状態で、被検査体16が第1の光通路50に対して右方に移動され、次いでLED12の電極22及び24と接触子44の針先とが相対的に押圧される。
上記の位置において、未判定の最左端に位置するLED12に通電され、そのLED12からの光が受光器40に導かれてそのLED12の試験が行われる試験工程と、シャッタ34を第1の光通路50の配置ピッチ分だけ移動させて試験を行う工程とが繰り返される。
1列中の全てのLED12の試験が終了すると、次の列のLED12の試験のために、LED12の電極22及び24と接触子44の針先とが離間された状態で、被検査体16が第1の光通路50に対して前後方向に移動されて、上記各工程が実行される。
各LED12の正否の判定は、全てのLED12からの光の色相及び強度に対応する信号を電気回路に取り込んだ後に行ってもよい。また、LED12への通電は、そのLEDの光を受光器40に導くとき間だけに行ってもよいし、接触子44の針先が電極22及び24に押圧されている全てのLED12の光を受光器に導いている間中行ってもよい。
シャッタ34を左右方向へ一回移動させることにより、列方向におけるLED12の配置ピッチの整数分の1のLED12からの光を順次切り換えて受光器40に導くことができる数の第1の光通路50を設けてもよい。
また、シャッタ34を左右方向へ一回移動させるのみで、一列に配置された全てのLED12からの光を順次切り換えて受光器40に導くことができる数の第1の光通路50を設けてもよい。
さらに、図6及び図7に示すように、LED12がLED基板14と平行の面内を前後方向に複数列に配置されているときは、前後方向にも、上記のように複数の第1の光通路12の列を複数列に設けてもよい。
[試験装置の他の実施例]
図9に示す電気的接続装置80は、図10に示すように、発光部20と、正(又は負)の電極22(又は24)とをベース部26の上面に有し、負(又は正)の電極24(又は22)をベース部26の下面に有するLED82の試験に適用される。
試験装置80は、各第1の光通路部50毎に1つの接触子44を用いる点を除いて、図1から図5に示す試験装置10と同様に構成されている。このため、各LCD82は、接触子44とLED基板14とにより通電されることを除いて、図8に示すLED12と同様に試験される。
本発明は、上記した形状を有するLED12及び82のみならず、両電極22及び24をベース部26の同じ又は異なる側面矢、下面等にソナアエラLED等、他の形状を有するLEDにも適用することができる。
本発明は、上記実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された趣旨を逸脱しない限り、種々に変更することができる。
本発明に係る試験装置の一実施例を示す平面図である。 図1に示す試験装置の正面図である。 図1に示す試験装置の右側面図である。 図1における4−4線に沿って得た断面図である。 第1の光通路の下端部とLEDとの関係を示す拡大断面図である。 図1に示す試験装置により試験するLED基板の一実施例を示す斜視図である。 図6に示すLED基板に配置されたLEDアレイの一部を示す斜視図である。 図6に示すLEDアレイ中の1つのLEDの一実施例を示す平面図である。 本発明に係る試験装置の一実施例を示す、図5と同種の断面図である。 図9に示す試験装置により試験するLEDの一実施例を示す平面図である。
符号の説明
10,80 試験装置
12,82 LED
14 LED基板
16 被検査体
18 LED領域
20 発光部
22,24 電極
26ベース部
30 支持体
32 カバー
34 シャッタ
36 反射鏡
38 アクチュエータ
40 受光器
42 配線基板
44 接触子
46 支持ベース
48 支持ブロック
50,52 第1及び第2の光通路
50a 光ガイドの下端部
54 遮光部
56 段部
58 シャッタの開口
60 ホルダ
62 可動子
64固定子
66 結合具
68コネクタ

Claims (9)

  1. 左右方向に整列して配置された、上下方向に伸びる複数の第1の光通路であって、それぞれが、その上端部及び下端部をそれぞれ上方及び下方に向けられて、LEDで発光された光が下方側から入射して、上方へ通過することを許す複数の第1の光通路を備える、支持体と、
    該支持体の上側に配置されたカバーであって、前記第1の光通路の上方を左右方向へ伸びる第2の光通路を有するカバーと、
    前記第1の光通路を経る光が前記第2の光通路に達することを解除可能に遮断するように、前記支持体と前記カバーとの間に左右方向へ移動可能に配置されたシャッタであって、左右方向への当該シャッタの移動にともなって前記光ガイドの上端に順次対向される開口を有するシャッタと、
    前記第2の光通路内に左右方向へ移動可能に配置された反射鏡であって、前記光ガイドを経た光を前記第2の光通路内において左右方向へ指向させる反射鏡と、
    前記シャッタ及び前記反射鏡を左右方向へ移動させる移動させるアクチュエータと、
    前記反射鏡により反射されて前記第2の光通路内を進む光を受光する受光器とを含む、LEDの試験装置。
  2. さらに、各第1の光通路の下端に配置された弾性変形可能の筒状の遮光部を含み、該遮光部は、対応する第1の光通路に連通されて、外部の光が対応する第1の光通路に入ることを防止する、請求項1に記載のLEDの試験装置。
  3. さらに、前記第1の光通路毎に備えられた接触子であって、当該接触子の針先が対応する第1の光通路部の下端部に刺し通された接触子を含み、請求項1及び2のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
  4. さらに、前記支持体の下側に配置された配線基板を含み、前記接触子は、前記LEDの電極に接触可能に前記配線基板に配置されている、請求項3に記載のLEDの試験装置。
  5. 各第1の光通路は、前記支持体を上下方向に貫通して前記第2の光通路及び下方に開放する内部空間を有する筒状の光ガイドにより形成されており、該第1の光通路の下端部の前記内部空間の部分は、前記光ガイドの軸線に直角な断面積が下端側ほど小さい截頭円錐形又は截頭角錐形の形状を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
  6. 前記支持体は、支持ベースと、該支持ベースの上に配置された支持ブロックとを備え、前記カバーは前記支持ブロックに配置されており、前記シャッタは前記支持ベースと前記カバーとの間に配置されている、請求項1から5のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
  7. 前記シャッタは、前記開口を有する板状部材を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
  8. 前記第2の光通路は、前記一列に配置された複数の第1の光通路の側に開放する溝を含む、請求項1から7のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
  9. 前記反射鏡は前記シャッタに取り付けられている、請求項1から7のいずれか1項に記載のLEDの試験装置。
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