CN100470749C - 发光二极管的晶圆级测试方法及构造 - Google Patents
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Abstract
本发明是有关于一种发光二极管的晶圆级测试方法及构造。该发光二极管的晶圆级测试方法，首先提供有一LED半导体晶圆，将一胶带贴附在该LED半导体晶圆的背面，再切割该LED半导体晶圆成为多个在该胶带上的LED芯片，在测试上述多个LED芯片时，以一探测卡的多个探触结构欧姆接触上述多个LED芯片的P型电极与N型电极，每一探触结构包括有一光侦测器，其是对应于上述多个LED芯片上方，用以侦测上述多个LED芯片发生的光源。本发明可以达到大量与快速地晶圆级测试多个发光二极管，其还可以达到大量与快速地测试LED覆晶芯片的功效，非常适于实用。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管的测试方法及构造，特别是涉及一种发光二极管的晶圆级测试方法及构造。
背景技术
现有习知的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是由P-N接合半导体构成，当电流从P侧流向N侧随即发光，而能高效率的将电能转换成光源。现有习知的发光二极管的制造流程，是先制备一LED半导体晶圆，将晶圆切割为LED芯片之后，重新排列在一带状输送带上，以两端探针接触单一LED芯片的P型电极与N型电极，测试其是否发光之后，再移动探针并测试下一颗LED芯片，故其是以逐一点测方式测试每一LED芯片，测试时间冗长，接下来将每一LED芯片个别放置在一基板(或导线架)上，打线电性连接该LED芯片与基板(或导线架)，再以透明树脂或玻璃盖密封该LED芯片，最后再测试一次已封装后的LED芯片，其制程与测试中需要相当多种不同的搬运型态，而导致制造与测试机台过多，且效率不彰。
由此可见，上述现有的发光二极管的测试方法及构造在测试方法、产品结构及使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决发光二极管的测试方法及构造存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般发光二极管的测试方法及构造又没有适切的测试方法及构造能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的发光二极管的测试方法及构造存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新的发光二极管的晶圆级测试方法及构造，能够改进一般现有的发光二极管的测试方法及构造，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的发光二极管的测试方法存在的缺陷，而提供一种新的发光二极管的晶圆级测试方法，所要解决的技术问题是使其可以达到大量与快速地晶圆级测试多个发光二极管，从而更加适于实用。
本发明的另一目的在于，提供一种发光二极管的晶圆级测试方法，所要解决的技术问题是使其可以达到大量与快速地测试LED覆晶芯片，从而更加适于实用。
本发明的还一目的在于，提供一种发光二极管的晶圆级构造，所要解决的技术问题是使其可以在晶圆正面探触个别LED覆晶芯片与正面接收测试光源，达到LED晶圆等级测试，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种发光二极管(LED)的晶圆级测试方法，其包括以下的步骤：提供一LED半导体晶圆，该LED半导体晶圆具有一正面及一背面，该正面设有多个P型电极及多个N型电极；贴附一胶带于该LED半导体晶圆的背面；切割该LED半导体晶圆而形成多个在该胶带上的LED芯片；以及以一探测卡测试上述多个LED芯片，该探测卡包括有多个探触结构，每一探触结构具有多个探触端及一光侦测器，上述多个探触端是欧姆接触上述多个LED芯片的上述多个P型电极与上述多个N型电极，而上述多个光侦测器是设于对应探触结构的探触端之间，当一电压藉由上述多个探触结构施加予上述多个LED芯片，上述多个光侦测器是用来侦测上述多个LED芯片发出的光。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术措施来进一步实现。
前述的发光二极管的晶圆级测试方法，其中所述的上述多个接触端是欧姆接触所有上述多个LED芯片的P型电极与N型电极，而上述多个光侦测器是对准且邻近于上述多个LED芯片。
前述的发光二极管的晶圆级测试方法，其中所述的每一光侦测器具有一光纤传递管。
前述的发光二极管的晶圆级测试方法，其中所述的LED半导体晶圆包括有一封装树脂层，其是为透明。
前述的发光二极管的晶圆级测试方法，其中所述的上述多个P型电极与上述多个N型电极包括有凸块。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到上述目的，本发明提供了一种发光二极管的晶圆级测试方法，首先，提供有一LED半导体晶圆，该LED半导体晶圆具有一正面及一背面，该正面设有多个P型电极及多个N型电极；接下来，将一胶带贴附于该LED半导体晶圆的背面，再切割该LED半导体晶圆而形成多个在该胶带上的LED芯片；之后，以一探测卡测试上述多个LED芯片，该探测卡包括有多个探触结构，该每一探触结构具有多个探触端及一光侦测器，上述多个探触端是欧姆接触上述多个LED芯片的上述多个P型电极与上述多个N型电极，较佳地，是完全接触上述多个LED芯片的上述多个P型电极与上述多个N型电极，而上述多个光侦测器是设于对应探触结构的探触端之间，当一电压由上述多个探触结构施加予上述多个LED芯片，由上述多个光侦测器侦测上述多个LED芯片发生的光源。该LED半导体晶圆可以是裸晶圆或是包括有封装树脂层的已封装半导体晶圆。
借由上述技术方案，本发明发光二极管的晶圆级测试方法及构造至少具有下列优点：
本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，是使其一LED半导体晶圆是贴附于一胶带再切割成多个LED芯片，以一具有光侦测器的探测卡欧姆接触(ohmic contact)上述多个LED芯片的P型电极与N型电极，上述多个光侦测器是侦测上述多个LED芯片发出的光源，而可以达到大量与快速地晶圆级测试多个发光二极管，从而更加适于实用。
本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，是在一LED半导体晶圆正面上的P型电极与N型电极包括有凸块，而提供多个覆晶型态的LED芯片(即该LED半导体晶圆的背面为发光面)，在该LED半导体晶圆的正面上以一具有光侦测器的探测卡进行光源测试，而可以达到大量与快速地测试LED覆晶芯片，从而更加适于实用。
本发明的发光二极管的晶圆级构造，是在一LED半导体基板的正面设有多个P型电极以及多个N型电极，且一透明的封装树脂层系形成于该半导体基板的正面，达到正面的晶圆级探触与正面的光源接受检测，而能够对LED覆晶芯片进行低成本与可量产的测试。此外，在该透明的封装树脂层的保护下LED覆晶芯片在探触时不会被污染或刮伤。
综上所述，本发明特殊的发光二极管的晶圆级测试方法，其首先提供有一LED半导体晶圆，将一胶带贴附在该LED半导体晶圆的背面，再切割该LED半导体晶圆成为多个在该胶带上的LED芯片，在测试上述多个LED芯片时，以一探测卡的多个探触结构欧姆接触上述多个LED芯片的P型电极与N型电极，每一探触结构包括有一光侦测器，其是对应于上述多个LED芯片的上方，用以侦测上述多个LED芯片发生的光源。本发明可以达到大量与快速地晶圆级测试多个发光二极管，其还可以达到大量与快速地测试LED覆晶芯片的功效。本发明的发光二极管的晶圆级构造，可以在晶圆正面探触个别LED覆晶芯片与正面接收测试光源，达到LED晶圆等级测试。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类测试方法及产品中未见有类似的测试方法及结构设计公开发表或使用而确属创新，其不论在测试方法、产品结构或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的发光二极管的测试方法及构造具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，所提供的LED半导体晶圆的截面示意图。
图2是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，在贴附一胶带之后该LED半导体晶圆的截面示意图。
图3是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，在晶圆切割之后该LED半导体晶圆的截面示意图。
图4是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，在探测卡测试过程中该LED半导体晶圆的截面示意图。
10：LED半导体晶圆 11：正面
12：背面 13：P型电极
14：N型电极 15：LED芯片
16：封装树脂层 17：导接垫
20：胶带 30：切割刀具
40：探测卡 41：探触结构
42：接触端 43：光侦测器
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的发光二极管的晶圆级测试方法及构造其具体实施方式、测试方法、步骤、结构、特征及功效，详细说明如后。
请参阅图1所示，是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法所提供的LED半导体晶圆的截面示意图。依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法，其主要包括以下步骤：首先，提供有一LED半导体晶圆10(LED是为Light Emitting Diode的简称，或称发光二极管)，该LED半导体晶圆10具有一正面11及一背面12，该LED半导体晶圆10包括有一基板层以及由III、V族半导体或是由不纯物构成的P型层与N型层(图中未绘出)，现有习知的液相成长或汽相成长方法均能制得该P型层与该N型层，该LED半导体晶圆10的正面11设有多个P型电极13及多个N型电极14，分别电性连接该P型层与该N型层，在本实施例中，该LED半导体晶圆10是一种经过晶圆级封装制程的晶圆，一透明的封装树脂层16是形成于LED半导体晶圆10的正面11，较佳地，该透明的封装树脂层16可包括有萤光材料，以改变LED半导体晶圆10(LED芯片15，如图3所示)所发出的光源颜色，且另一封装树脂层16是可形成于LED半导体晶圆10的背面12，而上述多个P型电极13与上述多个N型电极14可以是凸块或金属垫，在本实施例中，上述多个P型电极13与上述多个N型电极14是为凸出于封装树脂层16的凸块，其是通过该封装树脂层16而电性导接至LED半导体晶圆10的导接垫17，上述多个P型电极13与上述多个N型电极14又以等高为较佳。
接下来，请参阅图2所示，是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法在贴附一胶带之后该LED半导体晶圆的截面示意图，将一胶带20贴附于LED半导体晶圆10的背面12，该胶带20是具有黏着性，例如UV胶带。再请参阅图3所示，是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法在晶圆切割之后该LED半导体晶圆的截面示意图，以切割刀具30切割LED半导体晶圆10而形成多个在胶带20上的LED芯片15，使得每一LED芯片15包括有至少一P型电极13及至少一N型电极14，并且使得相邻的LED芯片15的P型层与N型层为电性独立。
接下来，请参阅图4所示，是依据本发明的发光二极管的晶圆级测试方法在探测卡测试过程中该LED半导体晶圆的截面示意图，以一探测卡40测试上述多个LED芯片15，该探测卡40包括有多个探触结构41，该每一探触结构41具有多个探触端42及一光侦测器43，上述多个探触端42是为探针或测试凸点，每一光侦测器43具有一光纤传递管(glass fabric tube)，在本实施例中，上述多个探触结构41是完全对应上述多个LED芯片15，在测试的过程中，上述多个探触端42是欧姆接触(ohmic contact)上述多个LED芯片15的上述多个P型电极13与上述多个N型电极14，较佳地，上述多个探触端42是完全接触或是分区接触上述多个LED芯片15的上述多个P型电极13与上述多个N型电极14，而上述多个光侦测器43是设置于对应探触结构41的探触端42之间，当一电压由上述多个探触结构41施加予上述多个LED芯片15，上述多个LED芯片15将会发出光源，由上述多个光侦测器43侦测上述多个LED芯片15发生光源的亮度与色相，以判别产品的良劣。此外，除了已完成晶圆级封装的晶圆之外，本发明的发光二极管的晶圆级测试方法能够运用在裸晶圆的LED半导体晶圆，其包含多个例如打线型态或覆晶型态的LED裸芯片，其测试效率远高于以往如现有技术那样逐一点测，而能以全晶圆欧姆接触或是区块欧姆接触测试一LED半导体晶圆，能够大幅缩短测试时间，而可以达到LED芯片或LED芯片尺寸封装构造的晶圆极测试。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1、一种发光二极管的晶圆级测试方法，其特征在于其包括以下步骤：
提供一发光二极管半导体晶圆，该发光二极管半导体晶圆具有一正面及一背面，该正面设有多个P型电极及多个N型电极；
贴附一胶带于该发光二极管半导体晶圆的背面；
切割该发光二极管半导体晶圆而形成多个在该胶带上的发光二极管芯片；以及
以一探测卡测试上述多个发光二极管芯片，该探测卡包括有多个探触结构，每一探触结构具有多个探触端及一光侦测器，上述多个探触端是欧姆接触上述多个发光二极管芯片的上述多个P型电极与上述多个N型电极，而上述多个光侦测器是设于对应探触结构的探触端之间，当一电压藉由上述多个探触结构施加予上述多个发光二极管芯片，上述多个光侦测器是用来侦测上述多个发光二极管芯片发出的光。
2、根据权利要求1所述的发光二极管的晶圆级测试方法，其特征在于其中所述的上述多个接触端是欧姆接触所有上述多个发光二极管芯片的P型电极与N型电极，而上述多个光侦测器是对准且邻近于上述多个发光二极管芯片。
3、根据权利要求1所述的发光二极管的晶圆级测试方法，其特征在于其中所述的每一光侦测器具有一光纤传递管。
4、根据权利要求1所述的发光二极管的晶圆级测试方法，其特征在于其中所述的发光二极管半导体晶圆包括有一封装树脂层，其为透明。
5、根据权利要求1所述的发光二极管的晶圆级测试方法，其特征在于其中所述的上述多个P型电极与上述多个N型电极包括有凸块。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |