CN104090222A - 一种原位多功能光电器件探针测试装置 - Google Patents

一种原位多功能光电器件探针测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种原位多功能光电器件探针测试装置，设计了全新的测试装置，基于此装置，可以实现真空、氮气、氧气等各种不同环境下对光电器件的自动测试，通过探针触碰方式，实现密封测试腔体内全程自动化操作，实现了针对光电器件的保护，测试过程方便快捷，测试结果客观准确，并且大大提高光电器件的测试效率。

Description

一种原位多功能光电器件探针测试装置
技术领域
本发明涉及一种原位多功能光电器件探针测试装置。
背景技术
目前，各种各样的光电器件被广泛用于人们的日常生活中，而每种光电器件的研究和开发都需要对其性能进行反复测试，从而优化其结构、评估其性能稳定性。实验室传统的测试方法是把光电器件放置于手套箱或空气中手动逐点测量，以有机发光二极管(OLED)的测试为例，一般需要测三组参数：发光点的电流电压曲线、亮度和光谱。有机发光二极管在实验室的测试法包括如下：
用夹子夹在有机发光二极管器件某个发光点的正负极上，夹好后固定在固定托上，通过电流电压源给器件加一系列电压，测得这个发光点的电流电压曲线；同时通过亮度色度计(PR655)对准发光点聚焦来测得每个电压下的光谱和亮度；
测完一个点后，把有机发光二极管器件取下来，用夹子夹在有机发光二极管器件的其它发光点的正负极上，依次重复（1）的操作，直到所有点都测完。
该方法存在以下不足：
①测量时光电器件暴露于空气中，当光电器件对水气和氧气敏感时，光电器件性能测试的重复性不好，如果在手套箱或封装后测试，操作步骤繁杂，成本较高；
②由于光电器件的电极一般较薄，而测试时需人工用夹子夹住光电器件的电极，因此，常常因人工操作不当损伤电极，得不到准确的测试结果；
③测试时，需手工操作，逐点测量，操作复杂，效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于全新设计结构，能够实现密封环境下，通过探针触碰方式，针对光电器件实现快速、简便和自动化测试的原位多功能光电器件探针测试装置。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种原位多功能光电器件探针测试装置，包括密封测试腔体、样品台、探针阵列装置、接线槽、信号采集/发射装置、光电测试仪器、第三电控旋转升降装置和第三控制器；其中，密封测试腔体上设有密封门，样品台与第三电控旋转升降装置相连设置在密封测试腔体内，第三控制器位于密封测试腔体的外部，第三控制器通过导线与第三电控旋转升降装置相连接；探针阵列装置包括探针本体、第一电控升降装置和第一控制器，其中，探针本体与第一电控升降装置相连接，位于密封测试腔体内样品台的下面，第一控制器和接线槽位于密封测试腔体的外部，第一电控升降装置通过导线与第一控制器相连接，探针本体包括至少两根探针，接线槽内包括数量与探针数量相一致的接线柱，各个探针分别通过导线与各个接线柱相连接；信号采集/发射装置包括信号采集/发射本体、第二电控平面运动装置和第二控制器，其中，信号采集/发射本体与第二电控平面运动装置相连接，位于密封测试腔体内样品台的上方，第二控制器和光电测试仪器位于密封测试腔体的外部，第二电控平面运动装置通过导线与第二控制器相连接；光电测试仪器通过光纤与信号采集/发射本体相连接。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括第一计算机终端，所述信号采集/发射本体为光采集器，所述光电测试仪器的输出端与第一计算机终端相连接。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括多功能电源电表和第二计算机终端，所述信号采集/发射本体为发射探头，所述接线槽内的接线柱经多功能电源电表与第二计算机终端相连接。
本发明所述一种原位多功能光电器件探针测试装置采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明设计的原位多功能光电器件探针测试装置，设计了全新的测试装置，基于此装置，可以实现真空、氮气、氧气等各种不同环境下对光电器件的自动测试，并可实现密封测试腔体内全程自动化操作，实现了针对光电器件的保护，测试过程方便快捷，测试结果客观准确，并且大大提高光电器件的测试效率。
附图说明
图1是本发明设计的原位多功能光电器件探针测试装置的结构示意图；
其中，1. 密封测试腔体，2. 样品台，3. 探针阵列装置，4. 接线槽，5. 信号采集/发射装置，6. 光电测试仪器，7. 密封门，8. 探针本体，9. 第一电控升降装置，10. 第一控制器，11. 信号采集/发射本体，12. 第二电控平面运动装置，13. 第二控制器，14. 第三电控旋转升降装置，15. 第三控制器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 
如图1所示，本发明设计的一种原位多功能光电器件探针测试装置，包括密封测试腔体1、样品台2、探针阵列装置3、接线槽4、信号采集/发射装置5、光电测试仪器6、第三电控旋转升降装置14和第三控制器15；其中，密封测试腔体1上设有密封门7，样品台2与第三电控旋转升降装置14相连设置在密封测试腔体1内，第三控制器15位于密封测试腔体1的外部，第三控制器15通过导线与第三电控旋转升降装置14相连接；探针阵列装置3包括探针本体8、第一电控升降装置9和第一控制器10，其中，探针本体8与第一电控升降装置9相连接，位于密封测试腔体1内样品台2的下面，第一控制器10和接线槽4位于密封测试腔体1的外部，第一电控升降装置9通过导线与第一控制器10相连接，探针本体8包括至少两根探针，接线槽4内包括数量与探针数量相一致的接线柱，各个探针分别通过导线与各个接线柱相连接；信号采集/发射装置5包括信号采集/发射本体11、第二电控平面运动装置12和第二控制器13，其中，信号采集/发射本体11与第二电控平面运动装置12相连接，位于密封测试腔体1内样品台2的上方，第二控制器13和光电测试仪器6位于密封测试腔体1的外部，第二电控平面运动装置12通过导线与第二控制器13相连接；光电测试仪器6通过光纤与信号采集/发射本体11相连接；本发明设计的原位多功能光电器件探针测试装置，基于以上装置设计，可以实现真空、氮气、氧气等特殊气体环境下对光电器件的自动测试，并可实现密封测试腔体1内全程自动化操作，测试过程方便快捷，测试结果客观准确，并且大大提高光电器件的测试效率。
本发明设计的原位多功能光电器件探针测试装置基于以上技术方案的基础之上，其中，还包括第一计算机终端，所述信号采集/发射本体11为光采集器，所述光电测试仪器6的输出端与第一计算机终端相连接；或者所述信号采集/发射本体11也可以为发射探头，当信号采集/发射本体11为发射探头时，还包括多功能电源电表和第二计算机终端，所述接线槽4内的接线柱经多功能电源电表与第二计算机终端相连接，其中，多功能电源电表采用Keithley 2400；发射探头采用SPHERE-300LED-A。
本发明设计的原位多功能光电器件探针测试装置在实际应用过程当中，将刚刚制备好的光电器件从器件制备系统的蒸镀位经密封测试腔体1的密封门7传递到密封测试腔体1中样品台2上，通过控制第三控制器15，经第三电控旋转升降装置14对样品台2进行位置调整，探针本体8在第一电控升降装置9的作用下，使探针接触到光电器件的电极，进行测试。其中，当所述信号采集/发射本体11为光采集器时，光采集器与第二电控平面运动装置12相连接，位于密封测试腔体1内样品台2的上方，第二控制器13和光电测试仪器6位于密封测试腔体1的外部，第二电控平面运动装置12通过导线与第二控制器13相连接；光电测试仪器6通过光纤与光采集器相连接，还包括第一计算机终端，所述光电测试仪器（6）的输出端与第一计算机终端相连接；基于此种结构，实现诸如针对电致发光二极管器件的测试，将电致发光二极管器件放置在密封测试腔体1内样品台2上，通过控制第三控制器15，经第三电控旋转升降装置14对样品台2进行位置调整，控制第一控制器10，使得与之相连位于密封测试腔体1内的第一电控升降装置9工作，进行高度位置调整，探针本体8在第一电控升降装置9的作用下与电致发光二极管器件的电极接触；控制第二控制器13，使得与之相连位于密封测试腔体1内的第二电控平面运动装置12工作，光采集器在第二电控平面运动装置12的作用下进行前后左右平面移动，使得光采集器对准电致发光二极管器件；接线槽4外接电流电压源，经接线柱、导线和探针点亮该电致发光二极管器件相应的发光点，其中电流电压源可通过Keithley 2400实现，光采集器采集该发光点的光信号经光纤发送至光电测试仪器6，第一计算机终端通过光电测试仪器6获得该光信号，并采用现有技术的信号测试方法对该光信号进行测试，通过上述过程依次针对该电致发光二极管器件上的每一个发光点进行测试，从而得到该电致发光二极管器件的伏安曲线、光谱和亮度等的参数，实现对该电致发光二极管器件性能的测试。
当所述信号采集/发射本体11为发射探头时，发射探头与第二电控平面运动装置12相连接，位于密封测试腔体1内样品台2的上方，第二控制器13和光电测试仪器6位于密封测试腔体1的外部，第二电控平面运动装置12通过导线与第二控制器13相连接；还包括多功能电源电表和第二计算机终端，所述接线槽4内的接线柱经多功能电源电表与第二计算机终端相连接，即接线槽4内的接线柱与多功能电源电表相连，同时多功能电源电表与第二计算机终端相连，信号由接线槽4内的接线柱经多功能电源电表输送至第二计算机终端；基于此种结构，实现诸如针对太阳能电池器件的测试，将太阳能电池器件放置在密封测试腔体1内样品台2上，通过控制第三控制器15，经第三电控旋转升降装置14对样品台2进行位置调整，控制第一控制器10，使得与之相连位于密封测试腔体1内的第一电控升降装置9工作，进行高度位置调整，探针本体8在第一电控升降装置9的作用下与太阳能电池器件的测试点相接触；控制第二控制器13，使得与之相连位于密封测试腔体1内的第二电控平面运动装置12工作，发射探头在第二电控平面运动装置12的作用下进行前后左右平面移动，使得发射探头对准太阳能电池器件，发射探头通过光纤连接的光电测试仪器6，位于光电测试仪器6内的氙灯点光源工作发光，光信号经光纤发送至发射探头，发射探头将该光信号照射到该太阳能电池器件上；第二计算机终端通过多功能电源电表经探针、导线和接线柱获取该太阳能电池器件的该测试点的电压电流曲线，然后第二计算机终端通过现有技术的测试方法对该电压电流曲线进行测试，通过上述过程依次针对该太阳能电池器件上的每一个测试点进行测试，实现该太阳能电池器件的性能测试。
通过上述方法实现了电致发光二极管器件、太阳能电池器件的全程自动测试，测试过程方便快捷，测试结果客观准确，并且大大提高光电器件的测试效率，不仅如此，在实际测试过程中，由于经密封测试腔体1的密封环境，可以实现真空、氮气、氧气等特殊气体环境下对光电器件的自动测试。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1. 一种原位多功能光电器件探针测试装置，其特征在于：包括密封测试腔体（1）、样品台（2）、探针阵列装置（3）、接线槽（4）、信号采集/发射装置（5）、光电测试仪器（6）、第三电控旋转升降装置（14）和第三控制器（15）；其中，密封测试腔体（1）上设有密封门（7），样品台（2）与第三电控旋转升降装置（14）相连设置在密封测试腔体（1）内，第三控制器（15）位于密封测试腔体（1）的外部，第三控制器（15）通过导线与第三电控旋转升降装置（14）相连接；探针阵列装置（3）包括探针本体（8）、第一电控升降装置（9）和第一控制器（10），其中，探针本体（8）与第一电控升降装置（9）相连接，位于密封测试腔体（1）内样品台（2）的下面，第一控制器（10）和接线槽（4）位于密封测试腔体（1）的外部，第一电控升降装置（9）通过导线与第一控制器（10）相连接，探针本体（8）包括至少两根探针，接线槽（4）内包括数量与探针数量相一致的接线柱，各个探针分别通过导线与各个接线柱相连接；信号采集/发射装置（5）包括信号采集/发射本体（11）、第二电控平面运动装置（12）和第二控制器（13），其中，信号采集/发射本体（11）与第二电控平面运动装置（12）相连接，位于密封测试腔体（1）内样品台（2）的上方，第二控制器（13）和光电测试仪器（6）位于密封测试腔体（1）的外部，第二电控平面运动装置（12）通过导线与第二控制器（13）相连接；光电测试仪器（6）通过光纤与信号采集/发射本体（11）相连接。
2. 根据权利要求1所述一种原位多功能光电器件探针测试装置，其特征在于：还包括第一计算机终端，所述信号采集/发射本体（11）为光采集器，所述光电测试仪器（6）的输出端与第一计算机终端相连接。
3. 根据权利要求1所述一种原位多功能光电器件探针测试装置，其特征在于：还包括多功能电源电表和第二计算机终端，所述信号采集/发射本体（11）为发射探头，所述接线槽（4）内的接线柱经多功能电源电表与第二计算机终端相连接。
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