JPH0218973A

JPH0218973A - 発光ダイオード試験装置

Info

Publication number: JPH0218973A
Application number: JP63167667A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Yuda; 湯田　政光
Original assignee: Shibasoku Co Ltd
Current assignee: Shibasoku Co Ltd
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1990-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（１）発明の属する技術分野本発明は、発光ダイオードの生産工程の途中で、または
品質管理や受は入れ検査において、発光ダイオードの測
定試験、リード切断および分類などを行う自動装置に関
するものである。

（２）従来技術とその問題点第１図（ａ）に従来の発光ダイオード試験装置の１例を
示す。リードフレームを用いた発光ダイオードが第１図
（ｂ）に示すように収納されたマガジン５１゜５２、５
３がマガジントレー５４に装着された後、マガジントレ
ー５４は所定の位置まで自動搬送される。

各マガジン５１．５２．５３からリードフレームを用い
た発光ダイオードが各測定チャネル５５．５６．５７に
同時に引込まれ、間欠送りにより測定部５Ｂ、　５９゜
６０ツイで切断部６１．６２．６３に搬送される。切断
された発光ダイオードは、測定結果による品質別にソー
ター６４により分類されて品質分類ごとの製品収容箱６
５．６６、６７に収容される。発光ダイオードを切離し
た後のリードフレームはリードフレーム収納箱６８に収
納される。製品収容箱に収容された発光ダイオミドが予
め設定された個数に達すると、設定個数に達した収容箱
はそのシャッターが開き、第１図には図示されていない
袋詰機により梱包され、梱包装収納箱に収容される。

従来の発光ダイオード試験装置では、逆電流（ｒｉ）。

小電流順電圧（Ｖｙ＋）、大電流順電圧（■ＦＺ）、順
電流（Ｉ、）などの電気的特性を測定すると同時に光度
の測定を行うものがあった。

また、第１図（ａ）のような大規模の装置ではないが発
光ダイオードの光度と色調を同時に測定できる発光ダイ
オード試験器もあった。

さらに、それぞれに被測定発光ダイオードを装着したｎ
個の測定ヘッドを並列同時駆動することにより、ｎ個の
被測定発光ダイオードの特性を測定する装置もあったが
、この方式で発光ダイオードの色調を測定しようとすれ
ば被測定発光ダイオード１個について色調測定器１台を
必要とした。

複数の色調測定器を用いて測定すれば単位時間当たりの
処理数は増加できるが、色調測定器が高価であるため、
非常にコストが大きくなる欠点があった。

（３）発明の目的本発明は、色調測定を含めての測定時間を短縮すること
により、処理能力を大幅に向上した発光ダイオード試験
装置を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、従来複数（ｎ）個の発光ダ
イオードの光学特性を同時に複数（ｎ）の測定ラインで
測定する場合に高価な光特性測定器をｎ台必要とした点
を改良して、１台の光特性測定器でｎ台の光特性測定器
を用いる場合とほぼ同様の短時間で測定できるようにし
た発光ダイオード試験装置を提供することにある。

（４）発明の構成（４−１）発明の特徴と従来の技術との差異本発明は複
数の搬送ラインにより、並行して同時に複数の測定ヘッ
ドに供給された被測定発光ダイオードを、時系列的に順
次発光させ、それらの発光光をそれぞれの光ファイバを
通して１箇所に集中し、１台の光特性測定器により複数
の発光ダイオードの光特性を測定できるようにしたこと
を最も主要な特徴とする。

従来、それぞれに被測定発光ダイオードを装着した複数
（ｎ）個の測定ヘッドを並列的に同時に動作させて、同
時測定を行う発光ダイオード試験装置があったが、色調
を測定することはできなかった。

また、電気的特性を測定するとともに、光度と色調を同
時に測定できる測定器はあったが、単独の発光ダイオー
ドを１個ずつ測定するものであり、生産ラインなどで使
用するには、測定速度の点で問題があった。

本発明はこれに対し、複数の測定ヘッドに供給された被
測定発光ダイオードを時系列的に順次発光させ、それら
の発光光をそれぞれの光ファイバを通して１箇所に集中
し、１台の光特性測定器により複数の発光ダイオードの
光特性を測定できるようにした点で従来の技術とは異な
る。また、光度と色調の同時測定も可能である。

また、被測定発光ダイオードがどの測定ヘントに配置さ
れても同一の測定結果を得るための利得調節器を備えて
いる。

色調測定にあたっては、絶対値の測定方式だけでなく、
基準品と比較しての相対値を測定することもできる。

さらに、好ましい実施例においては、複数の被測定発光
ダイオードの緒特性の測定期間中に、同時に並行して測
定ずみの発光ダイオードを個別に分離、切断する作業お
よび分類１個数管理などが同時に行われる。

（４−２）実施例第２図（ａ）は本発明の第一の実施例を示す図である。

被測定発光ダイオードのピーク波長λ２を測定する実施
例について説明する。３個のマガジンから引込まれた３
個の被測定発光ダイオード２゜３．４からの光は、それ
ぞれ集光レンズ、６．７．８を経て鏡筒１０．１１．１
２中の光フアイバ入射口１４１５、１６からそれぞれの
光ファイバ１Ｂ、　１９．２０に入る。３個の被測定発
光ダイオード２，３．４は供給電流が高速で切替えられ
、順次発光するが特定の時点では３個の発光ダイオード
の中の１個の発光ダイオードの光が束ねた光フアイバ部
２１を通って光フアイバ出射口２２からハーフミラ−２
３を照射する。ハーフミラ−２３からの透過光は集光レ
ンズ２８を経て色調測定部２７に入り、入射スリット２
９からコリメータミラー３０（凹面鏡）を照射し、反射
光を平行光とする。コリメータミラー３０からの平行光
は反射形回折格子３１で反射されるが反射形回折格子３
１からの光は、波長に応じて反射角が変わり、集光ミラ
ー３２で反射されてイメージセンサ３３を照射し、ピー
ク波長が測定できる。イメージセンサとしてはＣＣＤセ
ンサなどが用いられる。

一方、ハーフミラ−２３からの反射光は集光レンズ２４
を経て太陽電池２５を照射し、光量に比例する電流を発
生し、光度測定結果表示装置２６に入力され、被測定発
光ダイオードの光度が表示されるが、この光度測定部は
後述の第二の実施例と同一であるので、第二の実施例で
説明する。

第２図（ｂ）は本発明の第二の実施例を示す図である。

カラーセンサを用いて色調を測定する実施例について説
明する。

基準発光ダイオード１および３個のマガジンから引き込
まれた３個の被測定発光ダイオード２゜３．４からの光
はそれぞれ集光レンズ５，６．７゜８を経て鏡筒９．１
０．１１．１２中の光フアイバ入射口１３．１４．１５
．１６からそれぞれの光ファイバ１７゜１８、１９．２
０に入る。３個の被測定発光ダイオード２．３．４およ
び１個の基準発光ダイオード１は供給電流が高速で切替
えられ順次発光するが、基準発光ダイオード１は一連の
測定の都度毎回動作させる代わりに適当な間隔をおいて
動作するようにしてもよい。特定の時点では４個の発光
ダイオード１．２．３．４の中の１個の発光ダイオード
の光が束ねた光フアイバ部２１を通って光フアイバ出射
口２２からハーフミラ−２３を照射する。ハーフミラ−
２３からの透過光は集光レンズ２８を通りさらにカラー
センサ４８を照射する。カラーセンサ４８はこの実施例
では半導体のｐｎｐ構造を利用したモノリシックカラー
センサを用いている。カラーセンサ４８からの出力は、
それぞれ電流／電圧変換器４９゜増幅器５０を経て対数
演算器７０に入る。その出力はアナログ／ディジタル変
換器７１を経て、演算器７２で以下に説明するような演
算処理を受けた後、表示器７３に表示される。

色調測定は絶対値測定としてもよいが、基準発光ダイオ
ード（基準ＬＥＤ）との相対値として測定する方が好ま
しい。これはカラーセンサ４８．対数演算器７０などに
よる誤差や温度変化などが、そのまま直接に測定誤差と
ならないからである。

測定のシーケンスを第４図に示す。まず基準発光ダイオ
ード１（基準ＬＥＤ）に対しての光特性測定開始信号で
あるスタート１パルスにより一連の測定が始まる。最初
に基準発光ダイオードｌ（基準ＬＥＤ）に短期間電流が
供給されて発光し、その間に基準発光ダイオード１（基
準ＬＥＤ）の色調が測定され、その測定値をＡとする。

次に被測定発光ダイオード２　（ＬＥＤ−１）に対する
光特性測定開始信号としててのスタート２パルスにより
基準発光ダイオード１（基準ＬＥＤ）の場合と同様にし
て被測定発光ダイオード２　　（ＬＥＤ−１）の色調が
測定され、その測定値を８１とする。ついでＡとＢ、の
差Ｃ４が計算されて出力される。

次に被測定発光ダイオード３　　（ＬＥＤ　−２）に対
する光特性測定開始信号としてのスタート２パルスによ
り被測定発光ダイオード２　　（ＬＥＤ−１）の場合と
同様に被測定発光ダイオード３（ＬＥＤ２）の色調Ｂ２
が測定され、Ａと８２の差Ｃ２が計算されて出力される
。被測定発光ダイオード４　　（ＬＥＤ−３）について
も同様にＡと８３の差が出力される。この様に複数個の
発光ダイオードは順次切替えられて逐次発光しその都度
同一の光特性測定器によってそれぞれの光特性が測定さ
れる。

光度測定については、第一の実施例（第２図（ａ））の
場合と同様であるが、ハーフミラ−２３からの反射光は
集光レンズ２４を経て太陽電池２５を照射し、光量に比
例する電流を発生し、光度測定結果表示装置２６に入力
される。レンズ５〜８及びオプティカルファイバ１７〜
２０などからなる複数の光学系の光伝達特性を完全に等
しくすることは容易ではないから、同じ発光ダイオード
でも、その装着場所が第２図（ｂ）の２．３．４のうち
のいずれに装着されていても測定値が異なることがない
ようにする必要がある。

このため、第３図の光度測定結果表示装置２６の詳細図
中に示すような利得調節器３７が設けられ、これにより
一つの発光ダイオードが３個の測定チャネルのうちのい
ずれに装着されても同じ測定値を示すように調節される
。第３図中に利得調節器３７について詳細を示している
。第３図中３６は測定範囲の調節器であり、この例では
４つの測定範囲が選べるようになっている。利得調節器
３７は測定チャネルごとに、また各測定チャネルについ
ては測定範囲ごとに調節できるようになっているが、そ
の調節の手順は以下に説明する通りである。まず基準発
光ダイオードを第１のチャネルＣＨＩの測定ヘッドに装
着し、スイッチ３８と３９を接とする。

ついで測定レンジを定め例えば９．９９ｍｃｄとしてス
イッチ３４−Ａを接とし、これに対応する測定チャネル
ＣＨＩ用の調節器のスイッチ４４−Ａを接とする。

基準発光ダイオードの順電流ＩＦを所定の値とし、この
時の表示器４６の表示が所定の基準値となるように抵抗
Ｒ３を調節する。

以下同様にして連動する切替スイッチ４０−４１ついで
４２−４３により測定チャネルすなわち被測定発光ダイ
オードの装着場所ごとに、また各測定チャネルについて
測定レンジごとに、それぞれに対応した利得調節が行わ
れる。すなわち、測定チャネルＣＨＩの９９．９ｍｃｄ
の測定レンジに対してはスイッチ３４−Ｂ、４４−Ｂを
接とし、９９９ｍｃｄの測定レンジに対してはスイッチ
３４−Ｃ，４４−Ｃを接とする。

被測定発光ダイオードを測定する際には、測定チャネル
ＣＨＩ、ＣＨ２，ＣＨ３に対応して切替スイッチ３８−
３９．４０−４１．４２−４３の各連動スイッチの接点
が時系列的に接となり、各チャネルの出力はＡ／Ｄ変換
器４５を経てディジタル信号となり表示器４６にそれぞ
れの光度を表示するとともに、図面には図示していない
ソーターへ送られて良否に応じて分類される。

このようにして、３個の被測定発光ダイオードは順次切
替られて逐次動作発光するとともに、第２図（ａ）、第
２図（ｂ）に示すようにハーフミラ−２３で光が分岐さ
れているので、個々の発光ダイオードについて光度と色
調をほぼ同時に測定することが可能である。

第５図に１個の発光ダイオードについての電気的測定と
光特性測定との時間的経過の１例を示す。

まずＩＲ（逆電流）、■Ｆ１（小電流順電圧）、ＶＦ２
（大電流順電圧）、ＩＦ（順電流）などの電気的特性が
測定される。続いて光度及び色調の光特性測定を行うが
、外光の影響をとり除（ために、まず外光のみで測定し
、続いて外光と発光ダイオードからの発光の和について
測定し、演算により外光の影響をとり除いて発光ダイオ
ードのみの光特性すなわち光度と色調の同時測定を前述
の手順により行う。

第６図は色調測定時マシン搬送とは無関係に固定されて
いる基準発光ダイオードへの光特性測定開始信号である
スタート１パルスと、３個の被測定見光ダイオードへの
光特性測定開始信号であるスタート２パルスのタイミン
グダイヤグラムである。

第７図は第６図中の測定時間約０．６５秒の細部を示す
ものでＩＲ＋　ＶＦＩＩ　Ｖｙｚ　＋　Ｉｔなどの電気
的特性および光度と色調の測定の時間的関係と被測定発
光ダイオードに対する光特性測定開始信号であるスター
ト２パルスと、測定ＥＮＤパルスのタイミングを併記し
たものである。

第８図（ａ）は本発明の第一の実施例の方式、第８図（
ｂ）は電気的測定器１台と光特性測定器３台とを用いた
３ヘッド並列駆動方式における各測定器の動作時間を示
したものである。第８図（ａ）（ｂ）から、電気的測定
器と光特性測定器の動作時間を対比して見ることができ
る。第８図（ｂ）の方式では、光特性測定器を３台必要
とするのに対して、第８図（ａ）の実施例方式では光フ
ァイバで被測定発光ダイオードの光を１箇所に集めてい
るので、高価な光特性測定器は１台あればよいことがわ
かる。

第９図は単独ヘッド方式と第８図（ト））で説明した３
ヘッド並列駆動方式のタイミングダイヤグラムを総合的
に対比して示したもので、第９図（ａ）の３ヘッド並列
駆動方式は第９図（ｂ）の単独ヘッド方式に比し発光ダ
イオード１個あたりの処理時間が約１７３となり、測定
時間が大幅に短縮できることがわかる。

第８図と第９図とから、本発明の実施例方式の採用によ
り、３ヘッド並列駆動方式と同じく短い測定時間で運用
ができ、しかも、光特性測定器は一台あればよいことが
わかる。

本発明装置により、リードフレームを用いた発光ダイオ
ードの特性を測定する場合の被測定発光ダイオードの機
械的な動きは、次のとおりである。

リードフレームを用いた発光ダイオードが収容されてい
るマガジンをマガジントレーに装着し、マガジントレー
を所定の位置まで自動搬送しマガジンから、被測定発光
ダイオードを各チャネルに同時に引込み間欠送りにより
測定部、ついで切断部に搬送し、切断後のリードフレー
ムは、リードフレーム収納箱に入れる。また切り離され
た発光ダイオードは測定結果により分類収納される。発
光ダイオードが所定の数になると、収納箱のシャッター
が開き、袋詰機により梱包され袋収納箱に収納される。

（５）発明の効果発光ダイオードの光学的特性を測定する場合、従来被測
定発光ダイオード１個について光特性測定器１台で測定
していた。複数ラインと複数ヘッドにより測定すれば単
位時間当たりの処理数を増加できるが、高価な光特性測
定器を複数台必要とした。本発明のように光ファイバを
使用して複数の発光ダイオードからの光を１箇所にまと
めて、光特性測定器を１台にすれば、大幅なコスト低減
につながる特殊効果が得られる。

また、光度測定と色調測定を同時に行うことができるか
ら、処理能力が向上する。

従来発光ダイオードは主として検査コストの関係から色
調測定は全数行わずに出荷されていたがこの技術を製造
ラインに入れることにより発光ダイオードの全数につい
て色調測定を行って出荷可能となる。全部の発光ダイオ
ードについて色調測定を行って出荷することにより発光
ダイオードをバー状もしくはパネル状に並べて使用する
場合、人間の目でみて色調のばらつきをなくすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発光ダイオード試験装置、第２図（ａ）
は本発明の第一の実施例の構成図、第２図（ｂ）は本発
明の第二の実施例の構成図、第３図は本発明に用いる利
得調節器の説明図、第４図は本発明に用いる相対的色調
測定のシーケンス、第５図は本発明による１個の発光ダ
イオードの特性測定のタイミングダイヤグラム、第６図
は本発明による色調測定時の測定スタートパルスのタイ
ミングダイヤグラム、第７図は本発明による測定サイク
ルの１サイクル中の詳細を示す図、第８図（ａ）（ｂ）
は本発明の第一の実施例の方式と３ヘッド並列駆動方式
による電気的特性測定器と光特性測定器の動作タイミン
グ、第９図は３ヘッド並列駆動方式と単独ヘッド方式の
タイミングダイヤグラムの対比図である。１・・・基準発光ダイオード、２．３．４・・・被測定
発光ダイオード、　５．６．７．８・・・集光レンズ、
９、１０．　ＩＬ　１２・・・鏡筒、　１３．１４．１
５．１６・・・光フアイバ入射口、１７．１８．１９．
２０・・・光ファイバ、２１・・・束ねた光フアイバ部
、　２２・・・光フアイバ出射口、　２３・・・ハーフ
ミラ−２４・・・集光レンズ、２５・・・太陽電池、　
２６・・・光度測定結果表示装置、２７・・・色調測定
部、　２８・・・集光レンズ、　２９・・・入射スリッ
ト、　３０・・・コリメータミラー　　３１・・・反射
形回折格子、　３２・・・集光ミラー　　３３・・・イ
メージセンサ、　３４−Ａ、３４−Ｂ、３４−Ｃ，３４
Ｄ・・・スイッチ、　３６・・・測定範囲調節器、３７
・・・利得調節器、　３Ｂ、　３９．４０．４１．４２
．４３・・・スイッチ、　４４−Ａ、４４−Ｂ、４４−
Ｃ，４４−Ｄ・・・スイッチ、　４５・・・Ａ／Ｄ変換
器、　　４６・・・表示器、　４８・・・カラーセンサ
、　４９・・・電流／電圧変換器、　５０・・・増幅器
、　５Ｌ　５２．５３・・・マガジン、　５４・・・マ
ガジントレー　　５５．５６．５７・・・測定チャネル
、　５８．５９．６０・・・測定部、　６１．６２゜６
３・・・切断部、　６４・・・ソーター　　６５．６６
、６７・・・製品収容箱、　６８・・・リードフレーム
収納箱、７０・・・対数演算器、　７１・・・アナログ
／ディジタル変換器、　７２・・・演算器、　７３・・
・表示器。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の搬送ラインにより並行して複数の測定ヘッ
ドに供給された被測定発光ダイオードが時系列的に順次
発光させられ、それらの発光光は各測定ヘッドに対応す
るそれぞれの光ファイバを通して１箇所に集中され、１
台の光特性測定器により複数の発光ダイオードの光学特
性を測定できるようにしたことを特徴とする発光ダイオ
ード試験装置。
（２）光ファイバにより１箇所に集中した光はハーフミ
ラーにより二つに分岐され、それぞれの分岐光により光
度と色調を同時に測定するように構成された請求項（１
）記載の発光ダイオード試験装置。
（３）特定の発光ダイオードを基準の発光ダイオードと
し、基準の発光ダイオードの色調Ａを測定する手段と、
第１の被測定発光ダイオードの色調Ｂ＿１を測定して後
ＡとＢ＿１の差を求める手段と、第２の被測定発光ダイ
オードの色調Ｂ＿２を測定してのちＡとＢ＿２の差を求
める手段と、第３の被測定発光ダイオードの色調Ｂ＿３
を測定してＡとＢ＿３の差を求める手段と、……第ｎ番
目の被測定発光ダイオードの色調Ｂ＿ｎを測定してＡと
Ｂ＿ｎの差を求める手段と、前記の基準発光ダイオード
とｎ個の被測定発光ダイオードのそれぞれの色調の測定
開始時期を指定するための手段とを備えた請求項（１）
記載の発光ダイオード試験装置。
（４）前記のｎ個の被測定発光ダイオードがどの測定ヘ
ッドに配置されても同一の測定結果を得るように、それ
ぞれの測定ヘッドに対応する利得調節器が備えられた請
求項（１）記載の発光ダイオード試験装置。