(57)【要約】  簡単な構成で効率的かつ、実装された状態に近い高精度な測定を実現できる光量測定装置を提供する。  光量測定装置１は、放射状に光を発光するＬＥＤ１０１を載置するテーブル１０と、ＬＥＤ１０１の端子１０２に接触し電力を供給して、ＬＥＤ１０１を発光させるプローブ２０と、ＬＥＤ１０１から発光された光を受光し、その光量を測定するフォトディテクタ３０とを有し、プローブ２０がテーブル１０に対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、プローブ２０がテーブル１０に対して近接する方向に移動することによって、プローブ１０は端子１０２に接触し、フォトディテクタ３０における測定は、プローブ２０をテーブル１０に向けて移動させた移動量に対して端子１０２からプローブ２０が受ける反力が飽和状態となった領域で行われる。
2014103022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、
前記半導体発光素子の端子に接触し電力を供給して、前記半導体発光素子を発光させるプローブと、
前記半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
を有し、
前記プローブは、前記テーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、
前記プローブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端子に接触し、
前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させた移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が飽和状態となった領域で行われる
光量測定装置。
【請求項２】
前記プローブは可撓性を有している
請求項１に記載の光量測定装置。
【請求項３】
前記プローブの先端側に、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有している
請求項１又は２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
前記プローブは、当該プローブを保持する部材側に、保持部を有し、
前記保持部は、前記プローブ本体部よりも前記テーブルに対して離間する方向に屈曲している
請求項３に記載の光量測定装置。
【請求項５】
前記テーブルが高反射率特性の平面を有し、前記半導体発光素子は、高反射率特性の前記平面上に載置される請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項６】
前記プローブの一部に脆弱性を有し、前記プローブ全体として可撓性を有している請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項７】
前記プローブが前記半導体発光素子に接触し、測定後、当該半導体発光素子から離す前に更に押圧動作を行う請求項１〜６のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項８】
複数のプローブを備え、それぞれの前記プローブの先端部における前記半導体発光素子と接触する高さ位置の互いのズレ量が、所定範囲に含まれるように調整する接触位置調整部を備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子用の光量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の製造工程は、多数の工程を有し、品質保証のため、最終製品前のチップの段階などで、発光量の測定が行われる。この測定においては、素子の特性そのものに影響を与えずに行い、かつ正確な測定が求められる。このような光量測定の工程において、半導体発光素子の光量を測定する装置には、例えば、特許文献１のＬＥＤチップの光学特性測定装置がある。【０００３】
特許文献１には、透明なプレートの上に粘着シートを介してＬＥＤチップを載置し、プレートの下方に設けられた光学検出手段によって、その光学特性を測定する技術が開示されている。【０００４】
また、特許文献２には、表面と裏面の両面から光を出射する発光素子を透明のステージ上に配置し、上側と下側の両方に光検出手段を備える技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４９１３１号公報
【特許文献２】特開２００７−１９２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、粘着シートと透明なプレートによる光学特性への影響を考慮するため基準光をＬＥＤチップがないところに照射する必要があり、また、その基準光の光学特性を検出する光学検出手段を必要とする。このため装置構成が複雑となる。【０００７】
特許文献２では、発光素子からの光量を上側光検出手段と下側検出手段によって検出するため高精度で測定できるものの、上側光検出手段以外に下側検出手段も必要となり、装置構成が複雑となる。また、上記従来の技術では、ＬＥＤなどの発光素子の端子を介して電圧を印加するプローブが、発光素子の発光面に対して垂直方向や端子に対して斜め上方から接触させることによる問題があった。【０００８】
例えば、垂直方向からプローブを接触させる場合には、発光面からの発光量を精度よく測るためにフォトディテクタを近接し、より多くの光を測定する必要があるが、プローブが存在するため、近接できず、精密に測定ができない問題がある。また、特許文献１の技術では垂直方向であっても、端子に対して斜め上方からであっても、プローブが端子に接触する際のタイミングや複数のプローブ間での押圧力の差により、発光素子がめくれたり、ずれたり、飛び跳ねたり、回転してしまい、たくさんある検査対象となる発光素子の発光量測定を効率よくできないという問題がある。さらに、プローブの端子に対する接触角度と押圧力によっては、プローブ先端が端子に刺さってしまい、プローブ動作時に発光素子ごと、移動してしまう問題もある。また、電圧印加時にプローブ先端が端子に溶着し、プローブ動作時に発光素子ごと移動し、効率的な測定を妨害してしまう問題もある。
この問題は、チップを弱い力で固定した場合に発生しやすい。これを避けるために粘着力の強い粘着シートを使用すると、検査後のチップ分別工程で、チップが粘着シートから剥がれ難いなどの問題が起きてしまう。
理想的には、広い角度で大量の光量を測定し、裏面も同時に測定する方法がよい。さらに、チップが軽量でずれやすいので、真上から均等に荷重を加えて触針するのがよい。【０００９】
特許文献１および特許文献２の技術は、装置構成が複雑となり、測定に時間がかかる上、コストが高くなる。また、これらの技術は、発光量測定においては粘着シートにより拡散されたり、減衰されたりするため、素子本来の特性を正確に、精度よく測定できるものではない。このためステムやパッケージに実装された状態に近い状態での発光特性の測定が困難となっている。さらに、プローブの配置位置や形状や動作などによる非効率が生じている。これらの問題は、粘着シートを使わずにチップを配置したうえで、触針の際にチップがずれない仕組みにし、より多くの光を測定することで解決できる。【００１０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、簡単な構成で効率的かつ、実装された状態に近い高精度な測定を実現できる光量測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明に係る光量測定装置は、放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、半導体発光素子の端子に接触し電力を供給して、半導体発光素子を発光させるプローブと、半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部とを有し、プローブがテーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、プローブがテーブルに対して近接する方向に移動することによって、プローブは端子に接触し、受光部における測定は、プローブをテーブルに向けて移動させた移動量に対して端子からプローブが受ける反力が飽和状態となった領域で行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光量測定装置で測定する半導体発光素子の発光状況の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光量測定装置で測定する半導体発光素子の配光強度分布ついての説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光量測定装置である。
【図４】本発明の一実施形態に係る光量測定装置の制御・測定系についての説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る光量測定装置の要部拡大図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る光量測定装置のプローブの拡大図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る光量測定装置による電力供給時の動作を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る光量測定装置による電力供給後の動作を示す図である。
【図９】ストレートプローブを備えた光量測定装置である。
【図１０】光量測定装置におけるプローブの端子に対する加重と押込み量と関係について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜発光ダイオードの発光状況について＞
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置で測定する半導体発光素子１０１の発光状況の説明図である。本実施形態では、半導体発光素子の一例として発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ（Light Emitting Diode）」という）を用いる。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、ＬＥＤ１０１は、発光面１０１ａから光を放射状に出射する。本発明の一実施形態に係る光量測定装置によれば、両面から発光するＬＥＤであっても測定可能であるが、説明のため、ここでは、ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａが、ＬＥＤ１０１の上面となっている状態のものを例にして説明する。ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａの法線を発光中心軸ＬＣＡという。
【００１５】
発光面１０１ａを含む平面上の一方向を基準軸（Ｘ軸）とした場合に、当該平面上のＸ軸からの反時計回りの角度をφとする。また、φを固定した場合における、発光中心軸ＬＣＡとなす角度をθと定義する。ＬＥＤ１０１が発光して、発光面１０１ａから出射される光の強度は、発光中心軸ＬＣＡからの角度θ等によって異なる。
【００１６】
光量は、φの値が０°から３６０°について、θの値が０°から９０°までの範囲内にある光の強度を全て積算し、ＬＥＤ１０１の裏側についても行い、両者を加算した値である。この光量によって、そのＬＥＤ１０１が各種の使用に適切であるか否かを検査することが可能となる。
【００１７】
ＬＥＤ１０１から放射状に出射される光の強度は、θおよびφ毎に異なる値となる。図１（ｂ）で、光の強度を視覚的に表わす。図１（ｂ）において、Ｘ軸とＹ軸との交点部分がθ＝０°を表わしている。円上の各点がθ＝９０°の各φの位置をそれぞれ表わしている。図１の（ｃ）は、φの値が一定の位置における断面図である。
【００１８】
ここで、ＬＥＤ１０１からの同一の距離、かつ、発光中心軸ＬＣＡからの角度θの位置における、光の強度を配光強度Ｅ（θ）と定義する。この配光強度Ｅ（θ）を各θに応じて図示したものが配光強度分布である。
【００１９】
なお、図１の説明では、ＬＥＤ１０１から十分に遠い位置で測定することによって、ＬＥＤ１０１がほぼ点として考えることができると仮定している。ＬＥＤ１０１は、通常、発光された光を検出するフォトディテクタと比較すると極めて小さいことから、このように仮定することが可能である。図２以降の説明においても、特に記載のない限り、同様とする。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置で測定する半導体発光素子の配光強度分布ついての説明図である。
【００２１】
図２（ａ）は、図１（ｃ）と同じくφの値が一定の位置における断面図である。図２（ａ）で示すように、配光強度Ｅ（θ）は、ＬＥＤ１０１からの距離ｒが一定の位置において、一定のφの角度での、各θにおける光の強度のことである。ＬＥＤ１０１は、通常、その製造誤差等によってＬＥＤ１０１毎に異なる配光強度分布を有する。この異なるＬＥＤ１０１の配光強度分布として、図２（ｂ）で示すようなｃｏｓ（コサイン）型や、図２（ｃ）で示すようなドーナツ型などが存在し得る。
【００２２】
配光強度分布がｃｏｓ型やドーナツ型のＬＥＤ１０１は、あくまで例であり、この２つの特性を有するＬＥＤ１０１を測定の対象に限定する趣旨ではない。通常のＬＥＤ１０１では、θ＝０°にピーク強度を有するｃｏｓ型と、θ＝３０°付近にピーク強度を有するドーナツ型との間の特性を有することが多い。すなわち、検査対象の通常のＬＥＤ１０１は、θが０°〜３０°の範囲にピーク強度を有する場合がほとんどであることが知られている。
【００２３】
＜光量測定装置について＞
次に、図３を用いて、本発明の一実施形態に係る光量測定装置の構成について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置である。
【００２４】
光量測定装置１は、ＬＥＤ１０１の発光光量および波長を同時に測定可能な装置である。光量測定装置１は、テーブル１０と、プローブ２０と、フォトディテクタ３０と、後述するプローブ２０をテーブル１０に対して相対的に近接および離間する方向に移動可能にするマニピュレータ部を有する。
【００２５】
プローブ２０は、プローブ先端部２１ａとプローブ本体部２１とプローブ保持部２２を有する。プローブ２０の先端側に、プローブ本体部２１よりもテーブル１０に対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部２１ａ、及び当該プローブ先端部２１ａに連なる略水平に配置されたプローブ本体部２１を有している。また、プローブ２０のプローブ本体部２１は、テーブル１０の上面に対して平行に近い、つまり水平に近い状態になっており、たわみ易くなっている。したがって、プローブ２０として、上下方向に可撓性を有している。プローブ２０は、当該プローブ２０を保持する部材側に、プローブ保持部２２を有し、プローブ保持部２２がプローブ本体部２１よりもテーブルに対して離間する方向に屈曲している。つまり、プローブ保持部２２は、テーブル１０の水平面とプローブ保持部２２の延長線が作る角度が、テーブル１０の水平面とプローブ本体部２１の延長線が作る角度に比べて大きくなっている。プローブ保持部２２はさらに、プローブ高さを調整するマニピュレータ部に接続されている。
【００２６】
なお、プローブの一部に脆弱性を有し、プローブ全体として可撓性を有するようなプローブであっても良い。具体的には、例えば、プローブ本体部の一部を細く形成したり、一部、例えば、保持部に近い部位をプローブ本体部２１とは別の可撓性を有する物質で形成するなどしてもいい。
【００２７】
マニピュレータ部は、テーブル１０に対して平行に設けられたステージ４０と、ステージ４０に対して垂直方向に設けられ、ステージ４０の高さを上下に変化させるネジ部４１と、プローブ保持部２２と接続するプローブ固定部４２と、プローブ固定部４２に設けられた接点４２ａとステージ４０に設けられた接点４０ａとの接触状況によって高さを検知するタッチハイトセンサ４３と、プローブ固定部４２とステージ４０との微小な高さ調整やプローブ２０に柔軟性を持たせるためのバネ４４から構成される。バネ４４の調整によるプローブ固定部４２の制御によって、プローブ２０の高さが厳密に制御される。
【００２８】
テーブル１０は、検査対象のＬＥＤ１０１を載置する平面をもつ測定試料台であり、略水平に設置される。テーブル１０のＬＥＤ１０１を載置する平面は、高反射率特性を有し、正反射面を構成するものを用いる。これによりＬＥＤ１０１の裏面から発光する光も、ＬＥＤ１０１の上面に配置した受光部であるフォトディテクタ３０によって測定することができる。なお、フォトディテクタ３０における測定は、プローブ２０をテーブル１０に向けて移動させた移動量に対して端子１０２からプローブ２０が受ける反力が飽和状態となった領域で行われる。フォトディテクタ３０は、プローブ２０が上述のようにＬＥＤ１０１の側面側から接触するように設けられているため、ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａに近接しやすい。
【００２９】
テーブル１０におけるＬＥＤ１０１を載置する平面と、これに載置されたＬＥＤ１０１とは、互いに略平行となる。なお、テーブル１０は、単一の部品だけでなく、複数の部品で構成されてもよい。
【００３０】
テーブル１０は、例えば、ガラスや金属、樹脂、セラミックス材料、サファイア、水晶、溶融石英ガラス、硬質ガラス等の材料で形成された平面テーブルと、フォトディテクタ３０側の表面に正反射面の反射平面を具備する反射板とで構成する。この反射板の正反射面は、例えば、金属の鏡面仕上げでもよいし、誘電体多層膜により反射面を形成してもよい。なお、ＬＥＤ１０１は、反射板の正反射面に直接載置することが好ましい。但し、正反射面への傷を避けるための保護用として、薄く透明な保護膜を正反射面上に設けたり、１ｍｍ程度の透明なガラスをＬＥＤ１０１との間に挟んだりしてもよい。
【００３１】
なお、テーブル１０の反射板として、種々の反射率特性を有する部材を用いることが可能である。一例としては、Ａｇ反射板（反射率９８％）、ＭＩＲＯ（登録商標）反射板（反射率９５％）、Ａｌ反射板（反射率８０％）、誘電体多層鏡等の部材がある。反射板が高反射率特性（好適には９５％以上１００％未満）を有する部材で形成されていると、ＬＥＤ１０１から出射された光を漏れなくフォトディテクタ３０に受光させることができる。
【００３２】
反射板は、材質や反射率の異なる複数種類を備え、適宜変更できる。ユーザーは、検査工程の検査基準となるＬＥＤがどのような実装形態であるかによって、反射板の種類を適宜選択し、交換することができる。具体的には、ユーザーは、反射板の種類を、検査基準となるＬＥＤが実装される被実装物の反射率と同一又は略同等の反射率特性を有するものに選択し、変換することができる。
【００３３】
プローブ２０は、ＬＥＤ１０１に電力を供給してＬＥＤ１０１を発光させる。プローブ先端部２１ａが、ＬＥＤ１０１の発光面１０１ａの端子に接触する。ＬＥＤ１０１の光学特性（光量、波長）測定時に、プローブ２０は、ＬＥＤ１０１の端子（電極）に接触して電力を供給する。また、プローブ２０は、後述する光量測定装置１の電気特性計側部５０と接続されており、ＬＥＤ１０１の電気特性も同時に測定することができる。
【００３４】
プローブ２０をＬＥＤ１０１に接触させる際、テーブル１０およびＬＥＤ１０１が固定されている状態で、プローブ２０を移動させてもよい。逆に、プローブ２０が固定されている状態で、テーブル１０およびＬＥＤ１０１を移動させてもよい。本実施形態では、テーブル１０およびＬＥＤ１０１が固定されている状態で、プローブ２０を移動させる例で説明する。
【００３５】
ＬＥＤ１０１から発光された光は、フォトディテクタ３０によって受光される。ＬＥＤ１０１の裏面から出射された光は、テーブル１０の反射板の表面で正反射され、フォトディテクタ３０側へ進行する。特に、テーブル１０の反射板が略一様な平板形状に形成されているため、ＬＥＤ１０１から出射された光は、漏れなくフォトディテクタ３０側に進行させることができる。以上のように、ＬＥＤ１０１の表面からだけでなく、裏面から発光する光も、高反射率特性を有し、正反射面を構成するテーブル１０の平面からの反射により、フォトディテクタ３０によって受光することができ、測定精度を向上させることができる。また、１つのフォトディテクタ３０で測定可能なため、装置構成を簡略化できる。
【００３６】
図４は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置の制御・測定系についての説明図である。光量測定装置１は、テーブル１０と、プローブ２０と、フォトディテクタ３０と、電気特性計側部５０と、演算部６０と、出力部７０と、を少なくとも有する。フォトディテクタ３０は、ＬＥＤ１０１の発光によって出射された光を受光し、受光した光の全ての強度を積算した量に応じて、アナログ信号を生成する。
【００３７】
フォトディテクタ３０は、さらに生成したアナログ信号を、アンプ（ＡＭＰ）３１に出力する。このアナログ信号は、受光した光の光量情報に相当する。フォトディテクタ３０は、受光した光のθ毎の強度から、φ方向で積算した配光強度分布を測定することもできる。アンプ３１は、フォトディテクタ３０から出力されたアナログ信号に対して増幅およびＡＤ変換を行い、演算部が検出可能な電圧値に変換し演算部へ出力する。
【００３８】
次に、波長測定部８０を説明する。波長測定部８０は、導光部８１と、光ファイバ８２と、分光器８３と、を少なくとも有する。
【００３９】
導光部８１は、ＬＥＤ１０１から出射された光を受けて、導光部８１の内部に光が入射する入射面を有している。入射面から入射した光は、導光部８１の長手方向と略平行に導光される。導光部８１は、フォトディテクタ３０が受光する光の最外周ラインＫ上に配置されている。導光部８１は、測定対象のＬＥＤ１０１から等距離に保持されている。また、導光部８１は、θおよびφの角度方向に回動可能に保持されている。いずれにしても、導光部８１は、フォトディテクタ３０での受光に影響の無い位置に保持されている。導光部８１は、導光部８１の入射面から入射した光を、光ファイバ８２を介して分光器８３へ導光する。分光器８３は、導光部８１によって導光された光の波長および強度（配光強度を含む）を測定し、演算部６０へ出力する。
【００４０】
光量測定装置１は、所定角度までの光量と所定角度における波長を同時に測定することができる。このため、光量測定装置１は、連続してかつ高速にＬＥＤ１０１の各測定を行うことが可能となる。
【００４１】
次に、電気特性計側部５０を説明する。電気特性計側部５０は、ＨＶユニット５１と、ＥＳＤユニット５２と、切替えユニット５３と、位置決めユニット５４と、を少なくとも有する。
【００４２】
位置決めユニット５４は、プローブ２０を位置決め固定する。具体的には、位置決めユニット５４は、テーブル１０が移動する形式のものであれば、プローブ先端部２１ａの位置を一定の位置に保持する機能を有する。逆に、位置決めユニット５４は、プローブ２０が移動する形式のものであれば、プローブ先端部２１ａの位置をＬＥＤ１０１が載置されるテーブル１０上の所定の位置に移動させ、その後その位置に保持する機能を有する。本実施形態ではマニピュレータ部が位置決めユニット５４として機能している。
【００４３】
ＨＶユニット５１は、定格電圧を印加して、定格電圧に対するＬＥＤ１０１での各種電気特性を検出する役割を有している。通常、このＨＶユニット５１からの電圧の印加状態で、ＬＥＤ１０１が発光する光をフォトディテクタ３０が測定を行う。ＨＶユニット５１が検出した各種特性情報は演算部６０に出力される。
【００４４】
ＥＳＤユニット５２は、ＬＥＤ１０１に一瞬の間大きな電圧をかけて静電気放電させ静電気破壊されないか等の検査を行うユニットである。ＥＳＤユニット５２が検出した静電破壊情報は演算部６０に出力される。
【００４５】
切替えユニット５３は、ＨＶユニット５１とＥＳＤユニット５２との切替えを行う。切替えユニット５３によって、プローブ２０を介してＬＥＤ１０１に印加される電圧が変更される。そして、この変更によって、ＬＥＤ１０１の検査項目が、定格電圧での各種特性を検出、又は、静電破壊の有無を検出にそれぞれ変更される。
【００４６】
演算部６０は、アンプ３１によって出力された受光光量および配光強度の情報、分光器８３からの光の波長および配光強度の情報、ＨＶユニット５１が検出した各種電気特性情報、ＥＳＤユニット５２が検出した静電破壊情報、の入力を受ける。演算部６０は、これらの入力からＬＥＤ１０１の各種特性を分別・分析を行う。各種特性の分析後、演算部６０は、その分析結果を必要に応じて、出力部７０から画像出力、情報出力等する。
【００４７】
次に本実施形態に係る光量測定装置の一部拡大図を用いて、説明する。図５は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置の要部拡大図である。図６は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置のプローブの拡大図である。
【００４８】
高反射率特性を有し、正反射面を構成するテーブル１０の平面上にＬＥＤ１０１が載置されている。ＬＥＤ１０１には、少なくとも２つの端子１０２が形成されている。この端子１０２に対して、プローブ２０のプローブ先端部２１ａが接する。プローブ先端部２１ａは、プローブ本体部２１よりもテーブル１０に対して近接する方向に曲折している。プローブ本体部２１はさらに、プローブ２０を保持する部材側に、プローブ保持部２２を有し、このプローブ保持部２２がプローブ本体部２１よりもテーブルに対して離間する方向に屈曲している。
【００４９】
次に本実施形態に係る光量測定装置による電力供給時の動作を説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置による電力供給時の動作を示す図である。
【００５０】
硬いテーブル１０の平面上に載置されたＬＥＤ１０１に対して、プローブ２０が近づいていく（図７のＡからＢ）。プローブ２０は、前述した位置決めユニット５４によって制御され、プローブ２０のプローブ先端部２１ａがＬＥＤ１０１の端子１０２に近づいていく。端子１０２は非常に小さく、また、ＬＥＤ１０１の厚みも薄く、ＬＥＤ１０１が軽いため、粘着シートなどを利用せずにテーブル上に固定されていないＬＥＤ１０１に対しては、プローブ先端部２１ａの高さを厳密に制御する必要がある。プローブ先端部２１ａの高さを厳密に制御しない場合、左右のプローブ２０が端子に接触する際のタイミングや左右のプローブ間での押圧力の差により、またテーブル１０が硬いこともあり、ＬＥＤ１０１がめくれたり、ずれたり、飛び跳ねたり、回転してしまう。
【００５１】
そこで、本実施形態では、複数のプローブを備え、それぞれのプローブの先端部におけるＬＥＤ１０１と接触する高さ位置の互いのズレ量が、所定範囲に含まれるように調整する接触位置調整部を備える（図３参照のこと）。接触位置調整部は、プローブ固定部４２に設けられた接点４２ａとステージ４０に設けられた接点４０ａとの接触状況によって高さを検知するタッチハイトセンサ４３と、プローブ固定部４２とステージ４０との微小な高さ調整やプローブ２０に柔軟性を持たせるためのバネ４４によって構成される。プローブ先端部２１ａの高さの厳密な制御は、この接触位置調整部によって行われる。具体的には、タッチハイトセンサ４３からの検出信号と、バネ４４の制御によって、プローブ先端部２１ａの高さの厳密な制御が実現される。これにより、複数のプローブがＬＥＤに接触するタイミングや押圧力も制御できる。
【００５２】
以上により、図７Ｂで示すように、プローブ２０のプローブ先端部２１ａがＬＥＤ１０１の端子１０２に接触する。この状態で、電力が供給され、ＬＥＤ１０１が発光する。図７Ｃは、図７Ｂの状態を上側から見た図である。２つの端子１０２は、ＬＥＤ１０１の左右離間した位置であって、さらに、奥行方向にも離間した位置に設けられる。これにより、プローブ２０のプローブ先端部２１ａが互いの端子１０２に接触しずらくなる。
【００５３】
次に本実施形態に係る光量測定装置による電力供給後の動作を説明する。図８は、本発明の一実施形態に係る光量測定装置による電力供給後の動作を示す図である。
【００５４】
図８Ａは、テーブル１０の平面上に載置されたＬＥＤ１０１に対して、プローブ２０のプローブ先端部２１ａが接触し、電力の供給が終了した状態を示している。ここで、プローブ２０の端子１０２に対する接触角度と押圧力によっては、プローブ先端部２１ａが端子１０２に刺さってしまったり、電力供給時にプローブ先端部２１ａが端子１０２に溶着してしまうことがある。このようになった場合には、プローブ２０動作時にＬＥＤ１０１ごと、移動してしまい、測定の効率が落ちてしまう。
【００５５】
そこで、プローブ２０がＬＥＤ１０１に接触し、電力供給を行い、測定後、ＬＥＤ１０１からプローブ２０を離す前に更に押圧動作を行う。これにより、プローブ先端部２１ａが端子１０２の表面を滑り、溶着している部分がなくなり、また、刺さった部分も押圧動作により外れやすくなる。従って、プローブ２０をＬＥＤ１０１から完全に離すことが可能となる。
【００５６】
図８Ｂは、押圧動作を示している。プローブ２０を押し込む動作を行うことで、プローブ先端部２１ａが、プローブ２０の可撓性または、プローブ本体部２１とプローブ先端部２１ａによる可撓性により、端子１０２に接しているプローブ先端部２１ａがΔｘ分だけＬＥＤ１０１の内側方向に移動する。
【００５７】
図８Ｃは、押圧動作後のＬＥＤ１０１を上からみた図を示している。ここで示すように、プローブ先端部２１ａが刺さっていた部分またはプローブ先端部２１ａが端子１０２と溶着していた部分の小さな跡が、押圧動作によりＬＥＤ１０１の内側方向に広がっている。これにより、溶着している部分がなくなり、また、刺さった部分も押圧動作により外れやすくなる。
【００５８】
したがって、図８Ｄで示すように、プローブ２０をＬＥＤ１０１から完全に離すことが可能となる。
【００５９】
次に、本実施形態に係る光量測定装置におけるプローブの端子に対する加重と押込み量と関係について説明する。図９は、ストレートプローブを備えた光量測定装置である。図１０は、光量測定装置におけるプローブの端子に対する加重と押込み量と関係について示した図である。
【００６０】
図９は、プローブ２０をストレートプローブ２５に替えた光量測定装置である。図３と同じ構成については同じ符号を用い、説明を省略する。ストレートプローブ２５がＬＥＤ１０１に対して斜め上方からＬＥＤ１０１の端子１０２に接触している状態を示している。
【００６１】
図９のようなストレートプローブ２５を用いた場合、図１０で示すように、押込み量に応じて、加重（ｇｆ）が線形的に増えていく。一方、本実施形態のようにプローブ先端部２１ａが曲折しており、プローブ本体部２１が水平に近い状態であるためにたわみ易く、可撓性を有するプローブ２０である場合には、押込み量、つまりプローブ２０をテーブル１０に向けて移動させた移動量に対して、加重、つまり端子１０２からプローブ２０が受ける反力が飽和状態となる。この飽和状態の領域において、プローブ２０を端子１０２に接触させる。実施例では、触針からの押込み量５０μｍ、荷重は約５ｇｆの飽和状態の領域で接触している。この状態で電力を供給することで、端子１０２の変形を抑え、かつ加重を最小限に抑えられる。これにより、プローブ先端部２１ａが刺さったりすることも抑えることができ、効率的に測定を行うことができる。チップから外す際には、さらに５０μｍの押込み動作を行うことで、位置ずれを起こすことなく、また電力供給時に発生する溶着があっても完全に離すことができる。外す時の荷重は最大で５．５ｇｆ以下であった。
【符号の説明】
【００６２】
１    光量測定装置
１０    テーブル
２０    プローブ
２１    プローブ本体部
２１ａ  プローブ先端部
２２    プローブ保持部
２５    ストレートプローブ
３０    フォトディテクタ
３１    アンプ
４０    ステージ
４１    ネジ部
４２    プローブ固定部
４３    タッチハイトセンサ
４４    バネ
５０    電気特性計側部
６０    演算部
７０    出力部
８０    波長測定部
１０１    ＬＥＤ
１０１ａ  発光面
１０２    端子
【図１】
2014103022.tif 000003
【図２】
2014103022.tif 000004
【図３】
2014103022.tif 000005
【図４】
2014103022.tif 000006
【図５】
2014103022.tif 000007
【図６】
2014103022.tif 000008
【図７】
2014103022.tif 000009
【図８】
2014103022.tif 000010
【図９】
2014103022.tif 000011
【図１０】
2014103022.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月16日(2014.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、
前記半導体発光素子の端子に接触し電力を供給して、前記半導体発光素子を発光させるプローブと、
前記半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
を有し、
前記プローブは、前記テーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、
前記プローブの先端側に、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、
前記プローブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端子に接触し、
前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させた移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が一定となった状態で行われる
光量測定装置。
【請求項２】
前記プローブは可撓性を有している
請求項１に記載の光量測定装置。
【請求項３】
前記プローブは、当該プローブを保持する部材側に、保持部を有し、
前記保持部は、前記プローブ本体部よりも前記テーブルに対して離間する方向に屈曲している
請求項１または２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
前記テーブルが高反射率特性の平面を有し、前記半導体発光素子は、高反射率特性の前記平面上に載置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項５】
前記プローブの一部に脆弱性を有し、前記プローブ全体として可撓性を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項６】
前記プローブが前記半導体発光素子に接触し、測定後、当該半導体発光素子から離す前に更に押圧動作を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項７】
複数のプローブを備え、それぞれの前記プローブの先端部における前記半導体発光素子と接触する高さ位置の互いのズレ量が、所定範囲に含まれるように調整する接触位置調整部を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明に係る光量測定装置は、放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、半導体発光素子の端子に接触し電力を供給して、半導体発光素子を発光させるプローブと、半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部とを有し、プローブがテーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、プローブの先端側に、プローブ本体部よりもテーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、プローブがテーブルに対して近接する方向に移動することによって、プローブは端子に接触し、受光部における測定は、プローブをテーブルに向けて移動させた移動量に対して端子からプローブが受ける反力が一定となった状態で行われる。
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月9日(2015.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、
前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、
前記半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
を有し、
前記プローブは、前記テーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、
前記プローブの先端側に、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、
前記プローブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端子に接触し、
前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させた移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が一定となった状態で行われる光量測定装置。
【請求項２】
前記プローブは可撓性を有している請求項１に記載の光量測定装置。
【請求項３】
前記プローブは、当該プローブを保持する部材側に、保持部を有し、
前記保持部は、前記プローブ本体部よりも前記テーブルに対して離間する方向に屈曲している請求項１または２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
前記テーブルが８０％以上の反射率特性の平面を有し、前記半導体発光素子は、前記平面上に載置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項５】
前記プローブの一部に脆弱性を有し、前記プローブ全体として可撓性を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項６】
前記プローブが前記半導体発光素子に接触し、測定後、当該半導体発光素子から離す前に更に押圧動作を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項７】
複数のプローブを備え、それぞれの前記プローブの先端部における前記半導体発光素子と接触する高さ位置の互いのズレ量が、所定範囲に含まれるように調整する接触位置調整部を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項８】
光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、
前記テーブルに対して近接する方向に移動して前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、
前記光を受光し、その光量を測定する受光部と、
を備え、
前記プローブは、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有することを特徴とする光量測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明に係る光量測定装置は、放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、前記半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、を有し、前記プローブは、前記テーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、前記プローブの先端側に、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、前記プローブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端子に接触し、前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させた移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が一定となった状態で行われる。また、本発明に係る光量測定装置は、光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、前記テーブルに対して近接する方向に移動して前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、前記光を受光し、その光量を測定する受光部と、を備え、前記プローブは、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有することを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月5日(2016.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射状に光を発光する半導体発光素子を載置するテーブルと、
前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、
前記半導体発光素子から発光された光を受光し、その光量を測定する受光部と、
を有し、
前記プローブは、前記テーブルに対して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、
前記プローブの先端側に、プローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、
前記プローブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端子に接触し、
前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させた移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が一定となった状態で行われる光量測定装置。
【請求項２】
前記プローブは可撓性を有している請求項１に記載の光量測定装置。
【請求項３】
前記プローブは、当該プローブを保持する部材側に、保持部を有し、
前記保持部は、前記プローブ本体部よりも前記テーブルに対して離間する方向に屈曲している請求項１または２に記載の光量測定装置。
【請求項４】
前記テーブルが８０％以上の反射率特性の平面を有し、前記半導体発光素子は、前記平面上に載置される請求項１〜３のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項５】
前記プローブの一部に脆弱性を有し、前記プローブ全体として可撓性を有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項６】
前記プローブが前記半導体発光素子に接触し、測定後、当該半導体発光素子から離す前に更に押圧動作を行う請求項１〜５のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【請求項７】
複数のプローブを備え、それぞれの前記プローブの先端部における前記半導体発光素子と接触する高さ位置の互いのズレ量が、所定範囲に含まれるように調整する接触位置調整部を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の光量測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明に係る光量測定装置は、放射状に光を発光す
る半導体発光素子を載置するテーブルと、前記半導体発光素子の端子に接触し、電力を供
給して前記半導体発光素子を発光させるプローブと、前記半導体発光素子から発光された
光を受光し、その光量を測定する受光部と、を有し、前記プローブは、前記テーブルに対
して近接および離間する方向に移動可能に形成されており、前記プローブの先端側に、プ
ローブ本体部よりも前記テーブルに対して近接する方向に曲折しているプローブ先端部、
及び当該プローブ先端部に連なる略水平に配置されたプローブ本体部を有し、前記プロー
ブが前記テーブルに対して近接する方向に移動することによって、前記プローブは前記端
子に接触し、前記受光部における測定は、前記プローブを前記テーブルに向けて移動させ
た移動量に対して前記端子から前記プローブが受ける反力が一定となった状態で行われる。
【国際調査報告】
2014103022.tif 000013
2014103022.tif 000014
2014103022.tif 000015
2014103022.tif 000016