CN102072811A - 光学检测装置及使用该装置的检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种光学检测设备及方法，用以量测半导体发光组件的各项光参数，其包含有一光学侦测装置，以及用来承载至少一半导体发光组件的一承载座，且该承载座对应该半导体发光组件底部的顶面设有一反射裝置，用以反射该半导体发光组件的底部光线而部分射向该光学侦测装置，进而提高光参数量测的准确度。
Description
技术领域
本发明与光学检测技术有关，具体而言，是指一种半导体发光组件的光参数量测设备与方法。
背景技术
一般光源的光参数量测是通过积分球(Light Integrating Sphere)搭配一侦测器来进行，积分球是开设有一输入孔与一输出孔的球体，球体内壁则均匀涂布有高反射率的硫酸钡涂层，侦测器则设置于输出孔。因此，当待测光源发出的光线自该输入孔入射于积分球之后，将会在积分球内部均匀地反射与漫射，因而可由该侦测器准确量测该光源所输出光线的强度、照度等光参数。
公知半导体发光组件的光参数量测设备与方法，如美国专利第6,734,959号发明专利所揭示，一半导体发光组件是放置在一承载座上，一积分球则对准该半导体发光组件上方，运用二探针导电点亮该半导体发光组件上每一发光单元之后，再由该积分球收集来自该发光单元所发出的部份光线来进行光参数量测。
实际上，半导体发光组件多为360度发光的，然而，由于探针的存在，进而导致半导体发光组件无法置入积分球当中进行完整的收光。以现有的光学检测设备来说，积分球的输入孔外周缘与该半导体发光组件中心所构成的收光角度仅有12°～120°，换句话说，公知的光学检测设备根本无法收集前述收光角度以外的光线，而且只能够量测该半导体发光组件顶部所发出的光线，完全无法量测该半导体发光组件底部所发出的光线，量测的准确度因此大打折扣。
此外，受限于半导体发光组件的制程良率，不同发光组件的光形不尽相同，顶部和底部发光的比例也存有差异，且封装后的成品将会应用到底部所发出的光线，因此，如果无法将半导体发光组件底部所发出的光线纳入量测范围，造成各项光学参数量测上的误差，对于业者在质量管控上将会造成很大的困扰。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光学检测设备及使用该装置的检测方法，可同时收集半导体发光组件顶部与底部所发出的光线并进行量测，提高量测的准确度。
本发明的另一目的在于提供一种光学检测设备及使用该装置的检测方法，其仅就原本的检测设备作小幅修改，转换成本低廉。
为实现上述目的，本发明提供的量测半导体发光组件光参数的光学检测设备，包含有用来承载至少一半导体发光组件的一承载座，以及一光学侦测装置，该光学检测设备的特征在于：该承载座对应该半导体发光组件底部的顶面更设有一反射裝置。
本发明提供的量测半导体发光组件光参数的光学检测方法，其步骤包含：
将至少一半导体发光组件放置于一承载座的顶面，且该承载座的顶面设有一反射裝置；
将一光学侦测装置对准该半导体发光组件；
启动该光学侦测装置所对准的该半导体发光组件，同时，该反射裝置将反射或散射(scatter)该半导体发光组件的底部光线而部分射向该光学侦测装置，再以该光学侦测装置进行光参数量测。
因此，本发明只需在原有检测设备的承载座上设置反射裝置即可，应用该反射裝置来反射或散射半导体发光组件底部所发出的光线，进而提高量测的准确度，转换成本低廉，从而达成本发明的目的。
其中，该反射裝置可采用硫酸钡、分布式布拉格反射层(DistributedBragg Reflectors，DBR)、金属反射层(Metallic Reflector)、或者金属反射层与透光层、保护层所构成的复合结构。
附图说明
图1是本发明较佳实施例所使用的设备示意图；
图2是本发明第一实施例中承载座的剖视图；
图3是本发明第一实施例的承载座直接承载一半导体发光组件的示意图；
图4是本发明第二实施例中承载座的剖视图；
图5是本发明第三实施例中承载座的剖视图；
图6是本发明第四实施例中承载座的剖视图。
附图中主要组件符号说明
10光学检测设备；20光学侦测装置；21探针；22积分球；221输入孔；23侦测器；30承载座；31反射裝置；32金属反射层；33透光层；34保护层；35凹槽；40胶膜；50半导体发光组件；51发光单元。
具体实施方式
为了更了解本发明的特点所在，举以下一较佳实施例并配合附图说明如下。
请参阅图1，本发明所提供一种光学检测装置包含有一光学侦测装置20与一承载座30。其中，该承载座30可用以承载至少一半导体发光组件50，且该承载座30对应该半导体发光组件底部的顶面还设有一反射裝置31，而该光学侦测装置20位于该半导体发光组件50相对远离于该承载座30之一侧，且该光学侦测装置20包含有二探针21、一积分球22与一侦测器23，该积分球开设有一输入孔221，该侦测器23则安装于该积分球相对该输入孔221的一侧，该侦测器23可以是光功率计(optical power meter)或光检测计(photo detector)之类的侦测器。须要说明的是，就本发明而言，该光学侦测装置20不一定要包含该积分球22。由于该光学侦测装置20的详细结构与工作原理是公知技术，在此拟不赘述。
本发明所提供第一实施例，请参考图2，该承载座30的顶面设有一反射裝置31，用以反射该半导体发光组件50底部所发出的光线而射向该光学侦测装置20，增加该积分球22所收集的光线量而提高光参数量测的准确度。该反射裝置31于本实施例中为一分布式布拉格反射层(DistributedBragg Reflectors，DBR)，由不同光学介质交替组成的多层膜材料，以提供高质量的反射效果。
此外，前述实施例的反射裝置31亦可改用金属反射层(MetallicReflector)。
另外说明的是，本实施例还包含有由透光材质所制成的一胶膜40，该胶膜的透光度至少在40％以上；在本实施例中，其透光度为80％；且该胶膜40一面具有黏着性，可用来黏附固定一个以上的半导体发光组件50，再将该半导体发光组件50和胶膜40共同置放于该承载座30顶面；但是，该承载座30亦可直接承载包含复数个半导体发光组件的硅片(wafer)，硅片上具有多数个发光单元51(即待切割的半导体发光组件)，如图3所示，在此一情形下将不需要使用该胶膜40。
请参考图4，本发明第二实施例的承载座30顶面同样设有一反射裝置31，其主要差异在于：该反射裝置31是由一金属反射层32，以及位于金属反射层32上方的一透光层33所共同构成。
本实施例中，该透光层33是由玻璃、石英，或者聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚氯乙烯(PolyVinyl Chloride，PVC)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate，EVA)等可透光的多分子材料所制成。该金属反射层32则为铝(Al)、银(Ag)、铬(Cr)、铑(Rh)等具有较高光射率的金属所制成，且该金属反射层32可以电镀，或者溅镀、蒸镀等物理或化学方法而直接形成于该承载座30的顶面，再以该透光层33覆盖，可避免该金属反射层32因接触空气而造成的氧化、硫化与反射率下降的问题。
或者，该金属反射层32亦可以电镀，或者溅镀、蒸镀等物理或化学方法而形成于该透光层33的一面，随即将该透光层33与该金属反射层32一并覆盖于该承载座30的顶面。
再请参考图5，本发明第三实施例所提供的承载座30顶面同样设有一反射裝置31，而该反射裝置31是由上而下依序为一透光层33、一金属反射层32与一保护层34，该金属反射层32同样为具有较高光射率的金属所制成，而该保护层则由钛(Ti)、金(Au)、铂(Pt)、钨(W)、二氧化硅(SiO2)或氮化硅(Si3N4)等一般用于形成介电保护层的物质所制成。
值得一提的是本实施例中反射裝置31的制作过程，是先将该金属反射层32形成于该透光层33的表面，随即再以电镀，或者溅镀、蒸镀等物理或化学方法而形成该保护层34于该金属反射层32表面，避免该金属反射层32产生氧化。待反射裝置31制作完成后，再置放于该承载座30的表面，用以反射该半导体发光组件50底部所发的光线。
除此之外，再请参阅图6，本发明第四实施例所提供的承载座30顶面更开设有一凹槽35，而可容设并定位一反射裝置31，该反射裝置31的制作过程如前段叙述。
针对上述第一至第四实施例，本发明可用于检测半导体发光组件50以及半导体发光组件的晶圆上的多数个发光单元51，亦可将一胶膜40与至少一半导体发光组件50承载于对应该反射裝置31的位置，同样可达成本发明的目的与预定功效。
本发明亦可在该半导体发光组件50四周设置至少一反光组件，藉以反射该半导体发光组件50向四周发射之光线而朝向该光学侦测装置20，进而提高该光学侦测装置20所收集的光量。
本发明还提供一种应用前述光学检测设备10的光学检测方法，其步骤包含：
a)将至少一半导体发光组件50放置于承载座30的反射裝置31上；
b)将光学侦测装置20中积分球22的输入孔221对准该半导体发光组件50；
c)利用该二探针21电性连通该半导体发光组件50而启动的，此时，该半导体发光组件50将被点亮而同时在其顶部与底部发出光线，位于该半导体发光组件50底部的反射裝置31将接收来自该半导体发光组件50底部的光线，并加以反射而使其行进方向朝向该光学侦测装置20的积分球22，再以该光学侦测装置20的侦测器23对于所收集的光线进行光参数量测。
综上所陈，本发明通过在承载座上设置一高反射质量的反射裝置，故可有效将半导体发光组件底部所发出的光线反射向上，使光学侦测装置可以收集到来自半导体发光组件底部的光线，进而提高各项光参数量测的准确度，并且不需要更换原有的检测设备，而只需作小幅的改良，转换成本低廉。
Claims (30)
1.一种光学检测设备，用以量测半导体发光组件的光参数，包含有一承载座，用以承载至少一半导体发光组件；以及一光学侦测装置，其中，该光学检测设备的特征在于：
该承载座对应该半导体发光组件底部的顶面设有一反射裝置。
2.如权利要求1所述光学检测设备，其中，该反射裝置为一分布式布拉格反射层。
3.如权利要求1所述的光学检测设备，其中，该反射裝置为一硫酸钡反射层。
4.如权利要求1所述的光学检测设备，其中，该反射裝置为一金属反射层。
5.如权利要求4所述的光学检测设备，其中，该金属反射层由铝、银、铬、金或铑其中之一制成。
6.如权利要求4所述的光学检测设备，其中，该反射裝置具有一透光层位于该金属反射层远离该承载座的一侧。
7.如权利要求6所述的光学检测设备，其中，该透光层是由玻璃、石英、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、或者乙烯-乙酸乙烯酯共聚物其中之一制成。
8.如权利要求4或5所述的光学检测设备，其中，该金属反射层是以电镀或物理气相沉积方法所形成。
9.如权利要求4或5所述的光学检测设备，其中，该金属反射层是以化学蒸镀方法所形成。
10.如权利要求4或6所述的光学检测设备，其中，该反射裝置具有一保护层位于该金属反射层与该承载座之间。
11.如权利要求10所述的光学检测设备，其中，该保护层是由钛、金、铂、钨二氧化硅或氮化硅其中之一制成。
12.如权利要求11所述的光学检测设备，其中，该保护层是以电镀或物理气相沉积方法所形成。
13.如权利要求11所述的光学检测设备，其中，该保护层是以化学蒸镀方法所形成。
14.如权利要求1所述的光学检测设备，其中，该半导体发光组件是黏附于一胶膜而置放于该承载座上，且该胶膜的透光度在40％以上。
15.如权利要求14所述的光学检测设备，其中，该胶膜的透光度在80％以上。
16.如权利要求1所述的光学检测设备，其中，该半导体发光组件四周设置有至少一反光组件。
17.一种光学检测方法，用以量测半导体发光组件的光参数，其步骤包含：
将至少一半导体发光组件放置于一承载座的顶面，且该承载座的顶面设有一反射裝置；
将一光学侦测装置对准该半导体发光组件；
启动该光学侦测装置所对准的该半导体发光组件，该反射裝置将反射或散射该半导体发光组件的底部光线而使其部分射向该光学侦测装置，之后再以该光学侦测装置进行光参数量测。
18.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该反射裝置为一分布式布拉格反射层。
19.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该反射裝置为一硫酸钡反射层。
20.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该反射裝置为一金属反射层。
21.如权利要求20所述的光学检测方法，其中，该金属反射层是由铝、银、铬、金或铑其中之一制成。
22.如权利要求20所述的光学检测方法，其中，该反射裝置具有一透光层位于该金属反射层远离该承载座的一侧。
23.如权利要求22所述的光学检测方法，其中，该透光层是由玻璃、石英、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氯乙烯、或者乙烯-乙酸乙烯酯共聚物其中之一制成。
24.如权利要求20或22所述的光学检测方法，其中，该反射裝置具有一保护层位于该金属反射层与该承载座之间。
25.如权利要求24所述的光学检测方法，其中，该保护层是由钛、金、铂、钨、二氧化硅或氮化硅其中之一制成。
26.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该光学侦测装置包含有一积分球与一侦测器，用以收集并量测该光积分球所收集的光线。
27.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该该光学侦测装置包含有二探针，用以启动该半导体发光组件而使的发光。
28.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该半导体发光组件黏附于一胶膜而置放于该承载座上，且该胶膜的透光度在40％以上。
29.如权利要求28所述的光学检测方法，其中，该胶膜的透光度在80％以上。
30.如权利要求17所述的光学检测方法，其中，该半导体发光组件四周设置有至少一反光组件。
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