[发明专利]大功率LED芯片封装质量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率LED芯片的检测方法，特别是一种适用于大功率LED封装质量检测的接触式检测方法。

背景技术

大功率LED作为第四代电光源，被称为“绿色照明光源”。随着社会的不断进步，人类生活要求的不断提高，大功率LED灯将得到进一步的普及，并将最终取代白炽灯、卤钨灯和荧光灯等传统照明工具成为新一代光源。但是，在大功率LED生产过程中，由于LED芯片封装技术的局限性，使芯片在封装过程中会出现电极氧化、虚焊等问题。据相关资料统计：在整个LED半导体失效模式中，由焊接造成的失效率占25%～30%。因此，对大功率LED芯片封装质量检测方法的研究具有一定的实用性。

目前，LED芯片的检测方法有很多，但大多数适用于对封装前的芯片检测和封装后的成品检测，这些检测方法主要分为接触式检测和非接触式检测。接触式检测方法主要包括：四探针法、OBIC（Optical Beam Induced Current）法和Vander Pauw法。四探针法是利用探针直接接触LED芯片的两极，通过对两级注入电流获得样品的电压电流关系，测量半导体材料的少子寿命、迁移率、电阻率等参数；OBIC法是基于PN结的光电效应实现的，根据外加不同偏置电压时LED芯片PN结产生的光生信号的变化规律来检测LED芯片的功能和工作状态；Vander Pauw法可以用来测量更小的测试区域。而非接触式检测方法主要包括：激光SQUID法和无线探针板法。激光SQUID法是通过测量光电流产生的磁场分布来实现PN结的检测；无线探针板法要求附加一套发送接收电路才能完成对芯片的整体测试，且无法确认故障位置，效率较低且成本高。

中国专利申请01112096.7公开了一种半导体基片品质评价方法，它采用光源断续地照射在待测半导体基片表面，从而诱发基片光致发光，再将光致发光强度转变为电信号，并有检测器件检测。该方法适用于外延片的检测。中国专利申请02265834.3和02136269.6分别公开了关于LED平均发光强度测量装置，适用于对LED成品的封装质量检测。中国专利申请200710078657.X公开了一种适用于小型LED芯片封装质量非接触在线检测方法，但不适用于大功率LED芯片封装质量的检测。

总之，现有的LED检测方法主要适用于LED外延片检测或成品检测，不适用于大功率LED封装质量的在线批量检测。如何实现LED芯片封装质量的高效在线检测，已经成为LED封装行业急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能实现大功率LED芯片封装质量批量在线接触式检测的方法。

本发明所涉及的一种大功率LED芯片封装质量检测方法，该方法基于PN结的光生伏特效应，也即利用适当波长的光垂直照射焊接后的LED芯片PN结，由于光照作用引起载流子的定向运动，从而在PN结内形成自n区向p区的光生电流I。该光生电流强度不仅与光照强度、PN结结面积、电子和空穴的扩散长度和光激发电子空穴对的产生率有光，还与芯片的焊接质量有关；当PN结失效或存在焊接缺陷，将不产生或产生较小的光生电流I。因此，在保证被测LED和与其相同型号的标准LED收到相同光场照射的前提下，通过比较它们产生的光生电流信号的差值，就可以快速判断出被测LED的芯片封装质量。该检测方法的特征在于：所述的光源装置产生均匀光场，垂直照射在所述支架上的各待测大功率LED和标准LED的受光面上；所述的引脚夹具将各LED的PN结上产生的光生伏特信号分别引入信号采样比较电路；所述的多路信号采样比较电路将各待测LED和标准LED产生的光生电流信号转变为光生电压信号，并进行比较和差值放大处理；所述的中央控制系统对经模拟开关输入的电压差值进行模数转换和进一步的分析、判断，并将封装质量不合格的待测LED所在位置显示在所述的显示屏上，同时发出光、声报警。

本发明所涉及的一种大功率LED芯片封装质量检测方法，包括光源装置，其特征在于：所需的光源装置为一种在光出射面具有光照均匀性的光源，测量时该均匀光场垂直照射在各待测LED和标准LED的受光面上，从而保证了各LED产生光生电流的外界光照强度条件具有一致性。

本发明所涉及的一种大功率LED芯片封装质量检测方法，包括一个标准LED，其特征在于：所述的标准LED与待测LED同类型，并且LED芯片焊接良好；所述的标准LED用于为测量提供参考标准。