先進LED產品應用及相關檢測技術：材料世界網

單晶矩陣模組或多晶封裝的LED元件已經是目前LED產品之趨勢，其應用領域除一般照明及FPD背光源外，也陸續跨足半導體設備，如黃光微影及UV顯影曝光機之光源。然而，不論何種面光源的應用，都必須將LED原本的點光源型態，模組化成一維的線光源，再利用導光板轉成面光源，或直接組裝成二維之面光源。所以，LED的亮度測試與分檢是LED產品生產過程中必要且重要的工作。但目前市售的輝度測試設備與分檢機多為常溫下之單晶、單通道之通用設備，因此，針對會受溫度及接觸電阻等因素影響精確度之測試與分檢機，以及光源驅動器等組件，往往還是需要一些客製化的治具加以輔助，以達到精確且快速的量測結果。

LED關鍵技術及應用
LED具有省電、輕巧、壽命長、高耐久性等特徵，70年代開始商業化之後，便快速朝向高輝度、多色化，以及高發光效率方向發展；80年代陸續出現GaAsP 高輝度紅光LED與AlGaAs綠光LED；90年代則有AlGaInP高輝度紅光、橙色LED 與GaInN藍光、綠光LED被開發。此外，在特殊專業照明上的應用，如半導體製程中的微影黃光製程之光源，以及顯影曝光之曝光機的光源，儘管如此，短期內LED要取代一般照明仍有其技術門檻需克服，最常遇見的問題，首先為LED的亮度/流明仍然不足。由美國DOE測試報告顯示，雖然LED晶片效率逐漸提升，但僅少數LED光源的光通量可以取代現有傳統光源，所以多晶LED及LED模組化便成為LED 設計的重點。在發光效率上，LED的發光效率不斷提升，目前發光效率已達到180 lm/W，單顆LED封裝效率可達110 lm/W以上，製作成模組後，一般整體效率為60 lm/W。

LED分檢機
LED測試分檢機大致包含LED的機械傳送、光電測試與分選結果檔位(Bin)儲存等三個部分。就機械傳送來說，依不同封裝型態傳送測試的方式有以振動轉盤、料帶或料管等方式進行傳送。在光電特性測試上，通常會以封裝後LED的主波長、發光強度、工作電壓等幾個關鍵參數進行測試與分選。測試分選後的LED，一般可分選為32個檔位進行儲存以完成分選。然而由於對LED品質提升的要求，演進到後來的LED分檢機可分選成64 Bin，甚至到132Bin。

此外，目前國內所生產的LED分檢機，主要是進行元件外貌完整及外型尺寸檢驗；而光電及電性檢測部分則依客戶的需求，外購積分球（發光強度檢測）、光譜儀（主波長檢測）及電位計（工作電壓檢測）機組（通常是通過認證的美國或日本產品）組裝而成。但一般LED元件在進行光電功能檢測時，探針與接腳的接觸力太大，恐傷及LED元件，常比照外型尺寸檢驗的夾持力；如此一來，由於探針與接腳的接觸力不足，產生接觸較大的接觸電阻與寄生電阻，造成檢測的結果不穩定。

圖六即為導線腳夾持力與接觸電阻的關係圖，由此可觀察接觸電阻會隨著接觸力的增加而漸漸達到一穩定的數值。因此，一旦發生LED元件光電或電性檢測結果不穩定時，無法釐清是否為量測探針與原件接腳接觸不確實，還是LED元件品質不穩定。LED元件製造廠總是認為封測廠的機台不穩定，而封測廠則認為LED元件品質不穩定，無法確實解決問題。針對這些問題，工研院先後開發可分類食人魚LED光源在熱飄後的主波長、發光強度、工作電壓的加熱組件，以及具夾持力最佳化設計之多晶LED分類檢測機構。

圖六、導線腳夾持力與接觸電阻的關係圖

光輝度檢測設備
LED模組之測試設備主要由光學測試系統、機電控制系統、光源驅動器與分析軟體等四大系統組成（圖八），又可分為CCD光譜儀、光源控制驅動器、定位系統主機、系統主機、電氣暨機電定位參數輸入主機螢幕等主要元件。其工作程序係將待測物安裝對位後，同時光源驅動器依照事先決定之電氣參數點亮光源，再由機電系統依定位參數，帶動CCD光譜儀之檢測頭至固定位置，並量測待測點之光學資料，而CCD光譜儀經由取得相關資料，計算出量測點上的輝度、色度座標等資訊，再傳送至系統主機。系統主機經由計算各個量測點之輝度、色度的差異，進而於主機螢幕上顯示出LED光源模組的輝度與色度均勻性，並連同量測資料及計算分析結果儲存於儲存裝置，讓使用者可進行分析及統計，並針對量測及修復進行相關工作…以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文

圖八、光輝度檢測設備