【概述】

本研究中使用ATA-2210高壓放大器，搭建一套自動(dòng)化Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)。最終實(shí)現(xiàn)對(duì)Micro-LED芯片陣列發(fā)光質(zhì)量的綜合評(píng)估與缺陷芯片的自動(dòng)篩選，驗(yàn)證該驅(qū)動(dòng)方式在實(shí)際芯片檢測(cè)中的可行性與實(shí)用性。
 

實(shí)驗(yàn)名稱：Micro-LED芯片單端電接觸式檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

研究方向：Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)硬件選型與設(shè)計(jì)、Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)可重復(fù)性與定位精度分析、Micro-LED芯片二維亮度分布計(jì)算原理、Micro-LED芯片亮度均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)、Micro-LED芯片發(fā)光質(zhì)量評(píng)估與缺陷檢測(cè)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>基于單端電接觸式驅(qū)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)并搭建一套自動(dòng)化Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)硬件集成與軟件開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)芯片光譜與圖像數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集，同時(shí)建立高精度的二維亮度分布計(jì)算方法并提出亮度均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)Micro-LED芯片陣列發(fā)光質(zhì)量的綜合評(píng)估與缺陷芯片的自動(dòng)篩選，驗(yàn)證該驅(qū)動(dòng)方式在實(shí)際芯片檢測(cè)中的可行性與實(shí)用性。

測(cè)試設(shè)備：源測(cè)量單元、任意波形發(fā)生器、ATA-2210高壓放大器（Aigtek）、同軸光顯微鏡、工業(yè)相機(jī)、光譜儀、工控機(jī)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

基于單端電接觸式驅(qū)動(dòng)完成檢測(cè)系統(tǒng)的硬件選型與集成，通過(guò)C#開(kāi)發(fā)配套控制軟件，實(shí)現(xiàn)供電、光譜采集、圖像拍攝與微動(dòng)平臺(tái)的自動(dòng)化協(xié)同工作；隨后開(kāi)展系統(tǒng)性能測(cè)試，驗(yàn)證光譜測(cè)量重復(fù)性與芯片定位精度；再通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合建立圖像灰度與實(shí)際亮度的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)芯片二維亮度分布的精準(zhǔn)計(jì)算，并提出四項(xiàng)均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)；最后利用該系統(tǒng)對(duì)5×5Micro-LED芯片陣列進(jìn)行自動(dòng)化掃描檢測(cè)，綜合光譜、平均亮度與亮度均勻性數(shù)據(jù)完成發(fā)光質(zhì)量評(píng)估，篩選出不合格芯片并驗(yàn)證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

圖1Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)示意圖

圖2Micro-LED芯片檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)物圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1、完成了Micro-LED芯片單端電接觸式檢測(cè)系統(tǒng)的硬件搭建與軟件開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了光譜與圖像數(shù)據(jù)的自動(dòng)化采集。

2、系統(tǒng)性能測(cè)試表明，光譜重復(fù)測(cè)量最大相對(duì)誤差為0.138%，芯片圖像采集定位精度小于1μm，具備高穩(wěn)定性與高精度。

3、建立了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的二維亮度計(jì)算方法，高低檔位均實(shí)現(xiàn)高精度亮度擬合，可準(zhǔn)確獲取芯片表面亮度分布。

4、提出四項(xiàng)亮度均勻性評(píng)價(jià)指標(biāo)，能夠客觀量化芯片發(fā)光均勻性，與直觀觀察結(jié)果一致。

5、利用系統(tǒng)完成5×5芯片陣列的自動(dòng)化檢測(cè)，可依據(jù)亮度與均勻性有效篩選出缺陷芯片，檢測(cè)結(jié)果與人工判斷相符。

6、驗(yàn)證了單端電接觸式驅(qū)動(dòng)方式在Micro-LED芯片實(shí)際檢測(cè)中的可行性與實(shí)用性。

圖3Micro-LED芯片發(fā)光質(zhì)量綜合評(píng)估結(jié)果圖：a)5×5大小的Micro-LED芯片陣列顯微圖像（圖

中比例尺均為20μm，小圖左上角為芯片序號(hào)）；b)芯片光譜歸一化峰值強(qiáng)度和峰值波長(zhǎng)數(shù)據(jù)圖；c)

芯片平均亮度數(shù)據(jù)圖；d)亮度變異系數(shù)ULCV值數(shù)據(jù)圖

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

一、高電壓輸出能力——克服單端接觸驅(qū)動(dòng)高電壓需求，穩(wěn)定點(diǎn)亮Micro-LED

二、寬頻帶與方波驅(qū)動(dòng)能力——精準(zhǔn)匹配不同驅(qū)動(dòng)波形與頻率的優(yōu)化需求

三、數(shù)控增益精細(xì)可調(diào)與監(jiān)測(cè)功能——靈活適配不同芯片的驅(qū)動(dòng)需求并保障實(shí)驗(yàn)復(fù)現(xiàn)性

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)。