CN112750714A - Led芯片检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种LED芯片检测方法，包括：提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位；在每个所述芯片检测位表面形成压电层；在形成所述压电层的检测基板表面形成柔性导电层；将多个LED芯片批量转移至所述检测基板；对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。本发明实施例实现了在LED芯片固晶焊线之前对LED芯片的检测，缩短了LED芯片的检测周期，提高了检测效率；当检测出LED芯片出现质量问题时，可以及时修复后再将LED芯片转移至驱动基板，避免LED芯片与驱动基板键合后产生不良品而增加维修成本。

Description

LED芯片检测方法
技术领域
本发明实施例涉及半导体技术领域，尤其涉及一种LED芯片检测方法。
背景技术
Micro-LED比现有的OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)技术亮度更高、发光效率更好、但功耗更低，许多厂家将其视为下一代显示技术而开始积极布局。
Micro-LED需要三原色(红绿蓝三种颜色)LED芯片结合，但是三种颜色的LED芯片制造工艺以及发光参数(驱动电流，热膨胀系数)等差异较大，导致良率不高。现有的针对LED芯片检测的技术方案是将成品通电后，通过探头检测坏点，必须在Micro-LED转移和完成固晶焊线之后才能进行检测，不仅耗费时间长，而且在芯片和驱动基板绑定后再修复较为困难且成本高昂，成功率低。如果在一个模块上出现几个坏点，就需要更换整个显示模块。若坏点较多只能报废，使得产品不良率增加，造成生产成本过高。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种LED芯片检测方法，以在固晶焊线之前实现对LED芯片质量的检测，缩短检索耗时，提高检测效率。
本发明实施例提供一种LED芯片检测方法，包括：
提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位；
在每个所述芯片检测位表面形成压电层；
在形成所述压电层的检测基板表面形成柔性导电层；
将多个LED芯片批量转移至所述检测基板；
对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。
进一步的，在每个所述芯片检测位表面形成压电层之前，还包括：
在所述检测基板上除所述芯片检测位之外的表面形成绝缘层。
进一步的，在所述压电层上形成柔性导电层包括：
在所述压电层表面和所述绝缘层表面形成柔性导电层。
进一步的，将多个LED芯片批量转移至所述检测基板之前，还包括：
提供一晶圆片，所述晶圆片包括衬底和多个LED芯片；
将涂覆有弱胶层的蓝膜覆于所述晶圆片上，以使所述多个LED芯片粘附于所述蓝膜上；
通过激光剥离技术将所述多个LED芯片与所述衬底分离。
进一步的，将多个LED芯片批量转移至所述检测基板包括：
拉伸所述蓝膜，以使所述蓝膜上粘附的多个LED芯片的芯片间距达到预设间距；
将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中。
进一步的，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中包括：
根据芯片间距误差，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片选择出多个芯片区域，其中，每个芯片区域中LED芯片之间的芯片间距相同；
分别将每个芯片区域的LED芯片转移至对应的芯片检测位中。
可选的，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中包括：
通过转移装置抓取拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片，并将其移动至对应的芯片检测位中。
可选的，所述芯片检测位包括第一对位标记，所述LED芯片包括第二对位标记，所述LED芯片转移至所述芯片检测位时，所述第一对位标记与所述第二对位标记对齐。
进一步的，所述压电层的材料为氧化锌或PVDF高分子压电材料。
进一步的，所述柔性导电层包括聚合物基体和导电组分，所述聚合物基体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述导电组分为石墨烯、碳纳米管、金属纳米线或导电高分子。
本发明实施例实现了在LED芯片固晶焊线之前对LED芯片的检测，缩短了LED芯片的检测周期，提高了检测效率；当检测出LED芯片出现质量问题时，可以及时修复后再将LED芯片转移至驱动基板，避免LED芯片与驱动基板键合后产生不良品而增加维修成本。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种LED芯片检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例二提供的一种LED芯片检测方法的流程示意图；
图3A为本发明实施例二提供的检测基板的结构示意图；
图3B为本发明实施例二提供的LED芯片转移至检测基板的示意图；
图3C为本发明实施例二提供的LED芯片检测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“批量”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种LED芯片检测方法的流程示意图。本发明实施例提供的LED芯片检测方法可应用于Micro-LED技术领域。如图1所示，本发明实施例一提供的LED芯片检测方法包括：
S110、提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位。
具体的，检测基板上的芯片检测位为凹槽，用于承载LED芯片(也即Micro-LED芯片)，其尺寸与LED芯片适配。
S120、在每个所述芯片检测位表面形成压电层。
具体的，压电层可以通过蒸镀的方式形成。蒸镀形成压电层的材料为压电材料，这种压电材料通电后会产生电压并发生膨胀，如氧化锌(ZnO)、PVDF高分子压电材料等。一般的，压电层的材料采用氧化锌，其制备难度较低，且能够控制纳米结构的生长。
S130、在形成所述压电层的检测基板表面形成柔性导电层。
具体的，可以通过蒸镀的方式在形成压电层的检测基板表面形成柔性导电层。最终，在压电层之上形成有柔性导电层，以及检测基板上除芯片检测位之外的表面形成有柔性导电层。
柔性导电层具有导电性，又有一定的柔韧性，可以弯曲、拉伸、扭转等，并且，柔性导电层在发生形变时，其导电性能会保留。柔性导电层通过柔性导电材料(FlexibleConductive Materials，FCMs)形成，FCMs通常需要柔性的聚合物基体作为支撑，再负载导电组分，形成导电网络。
本实施例中，柔性导电层的聚合物基体为PET(Polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PDMS(Poly Dimethyl Siloxane，聚二甲基硅氧烷)、PU(Polyurethane，聚氨酯)或SBS(Styrene-Butadiene-Styrene Block Copolymer，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)。柔性导电层的导电组分通常是一些纳米导电材料，比如：石墨烯、碳纳米管、金属纳米线、导电高分子(聚乙烯二氧噻吩)等。
S140、将多个LED芯片批量转移至所述检测基板。
具体的，对多个LED芯片进行批量转移，使LED芯片落入检测基板的芯片检测位中，一个芯片检测位对应一个LED芯片。
S150、对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。
具体的，对LED芯片表面施加压力，使其LED芯片的一个电极与检测基板表面的柔性导电层充分接触。对检测基板施加电压是指对检测基板的压电层和柔性导电层施加电压。压电层通电后膨胀，顶住压电层之上的柔性导电层往LED芯片另一个电极方向运动，从而使LED芯片另一个电极也接触到柔性导电层。那么，LED芯片的两个电极均与柔性导电层连通，LED芯片导电，若LED芯片发光，则说明LED芯片质量合格；若LED芯片不发光，则说明LED芯片质量有问题。如此，可以在LED芯片批量转移至驱动基板前实现对LED芯片的检测，避免LED芯片与驱动基板键合后产生不良品而增加维修成本。
本发明实施例提供的LED芯片检测方法通过提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位；在每个所述芯片检测位表面形成压电层；在形成所述压电层的检测基板表面形成柔性导电层；将多个LED芯片批量转移至所述检测基板；对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。实现了在LED芯片固晶焊线之前对LED芯片的检测，缩短了LED芯片的检测周期，提高了检测效率；当检测出LED芯片出现质量问题时，可以及时修复后再将LED芯片转移至驱动基板，避免LED芯片与驱动基板键合后产生不良品而增加维修成本。
实施例二
图2为本发明实施例二提供的一种LED芯片检测方法的流程示意图，本实施例是对上述实施例的进一步细化。如图2所示，本发明实施例提供的LED芯片检测方法包括：
S201、提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位。
参考图3A，本实施例中，检测基板30包括多个芯片检测位31。一般的，检测基板30上两两芯片检测位之间的间隔距离相同。为了提高LED芯片转移至芯片检测位后的稳固性，芯片检测位可以设置为三角形、圆形、矩形或梯形。
S202、在所述检测基板上除所述芯片检测位底部之外的表面形成绝缘层。
参考图3A，本实施例中，检测基板30上除芯片检测位31底部之外的表面形成有绝缘层32，也即，芯片检测位31底部没有绝缘层32。
S203、在每个所述芯片检测位表面形成压电层。
参考图3A，本实施例中，通过蒸镀的方式在芯片检测位31底部表面形成压电层33。压电层33通电后会产生电压并发生膨胀，其材料可以采用氧化锌(ZnO)、PVDF高分子压电材料等材料。
S204、在所述压电层表面和所述绝缘层表面形成柔性导电层。
参考图3A，本实施例中，柔性导电层34形成于压电层33表面和绝缘层32表面。对于一个芯片检测位31来说，其包括两段柔性导电层34，一段是形成于压电层33表面，另一段形成于绝缘层32表面，两段柔性导电层34断开设置，分别对应LED芯片的两个电极。一般的，LED芯片的两个电极为N极和P极，将压电层33表面的柔性导电层34称为柔性导电层34的P极341，将绝缘层32表面的柔性导电层34称为柔性导电层34的N极342。
S205、提供一晶圆片，所述晶圆片包括衬底和多个LED芯片。
本实施例中，晶圆片上是加工好的多个LED芯片，衬底作为晶圆片的最底层，LED芯片位于晶圆片的表层，且表层是LED芯片具有电极的一面(简称为LED芯片电极面)。晶圆片上，LED芯片之间的芯片间距通常非常小，与检测基板上芯片检测位之间的间距不匹配。
S206、将涂覆有弱胶层的蓝膜覆于所述晶圆片上，以使所述多个LED芯片粘附于所述蓝膜上。
具体的，蓝膜作为LED芯片转移的载体，在其上涂覆弱胶层，使LED芯片能够更加牢固的粘附于蓝膜上，避免转移过程中LED芯片掉落。可以理解，LED芯片粘附于蓝膜，实际上是LED芯片电极面粘附于蓝膜，此时LED芯片的非电极面仍然连接晶圆片。
S207、通过激光剥离技术将所述多个LED芯片与所述衬底分离。
一般的，晶圆片的衬底和LED芯片之间具备一缓冲层，激光剥离技术是通过激光照射使缓冲层分解，从而使LED芯片和衬底分离。那么最后粘附于蓝膜上的是独立的LED芯片，LED芯片之间的间距为晶圆片上芯片间距。
S208、拉伸所述蓝膜，以使所述蓝膜上粘附的多个LED芯片的芯片间距达到预设间距。
具体的，由于要将LED芯片转移到检测基板的芯片检测位中，故LED芯片之间的距离应该与检测基板上芯片检测位之间的距离匹配。拉伸蓝膜使LED芯片之间的芯片间距增大，直至达到预设间距。预设间距是预先设定的与芯片检测位之间的距离匹配的LED芯片的芯片间距。蓝膜拉伸可以通过扩膜机实现，芯片间距则通过扩膜机的AOI(Auto OpticalInspection，自动光学检测)数据来确定，AOI数据即为检测基板上的芯片检测位间距。
S209、将拉伸后的所述蓝膜覆上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中。
具体的，通过LED芯片转移装置的转移头抓取拉伸后的蓝膜上的多个LED芯片，使LED芯片和蓝膜分离，然后将LED芯片移动至芯片检测位中，如图3B所示，完成LED芯片的转移。LED芯片在转移时，转移头抓取其非电极面，使其电极面与蓝膜分离并落入芯片检测位中。
参考图3B，LED芯片40的电极面包括两个电极，N极42和P极41。一般的，LED芯片40转移至检测基板30后，其P极41落入芯片检测位31中，且与芯片检测位31底部的柔性导电层34的P极341不接触。LED芯片40的N极42处于芯片检测位31之外，其与芯片检测位31之外的柔性导电层34的N极342接触。
可选的，将拉伸后的蓝膜覆多个LED芯片转移至多个芯片检测位时，还可以包括如下操作：根据芯片间距误差，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片选择出多个芯片区域，其中，每个芯片区域中LED芯片之间的芯片间距相同；分别将每个芯片区域的LED芯片转移至对应的芯片检测位中。
具体的，芯片间距误差是指蓝膜拉伸后的实际芯片间距与预设间距的误差。在拉伸蓝膜时，是通过扩膜机的机械手对蓝膜进行拉伸，基于蓝膜材质以及扩膜机的精准度等问题，则可能存在：蓝膜上靠近机械手区域中的芯片间距误差与蓝膜上远离机械手区域中的芯片间距误差不同。一般的，可以通过软件计算方式确定蓝膜上的每两个LED芯片之间的芯片间距。
一般的，蓝膜上靠近机械手区域中的芯片间距较为均匀，其与预设间距的误差较小，而蓝膜上远离机械手区域中的芯片间距与预设间距的误差较大。为了提高LED芯片的转移精度，使得每个LED芯片都能够准确地落入对应的芯片检测位，可以根据芯片间距误差将拉伸后的蓝膜选择出多个芯片区域，其中，每个芯片区域中，芯片间距为相同的误差等级，也即，每个芯片区域中LED芯片之间的芯片间距认为是相同的。芯片区域的选择可用通过AOI软件实现。优选的，在芯片间距误差较小的区域划分较大的芯片区域，在芯片间距误差较大的区域划分较小的芯片区域。例如，在蓝膜上靠近机械手的区域对LED芯片进行1000*1000阵列的划分，在蓝膜上远离机械手的区域对LED芯片进行100*100阵列的划分。划分芯片区域后，分别将每个芯片区域的LED芯片通过转移装置转移至对应的芯片承载位中，即实现了LED芯片的批量转移。
可选的，可以在芯片检测位上设置第一对位标记，在LED芯片上设置第二对位标记。在转移时，通过第一对位标记和第二对位标记的对齐进行芯片检测位和LED芯片的定位，这样使得LED芯片能够更加准确的落入对应的芯片检测位中，提高LED芯片转移的精准性。
S210、对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。
参考图3C，本实施例中，对多个LED芯片40表面施加压力可以是在多LED芯片40表面盖上一块盖合板50，然后对盖合板50施加压力，如此可使检测基板30上的多个LED芯片40受力均匀，使得检测结果更为准确。对检测基板30施加电压是指对检测基板30的压电层33和柔性导电层34施加电压。由于压电层33与检测基板30直接接触，故对检测基板30直接施加电压即使得压电层33导电。由于柔性导电层34包括N极342和P极341，对柔性导电层34施加电压是同时对柔性导电层34的N极342和P极341施加电压。电压的施加可以通过电压探针实现。
压电层33通电后膨胀，顶住压电层33之上的柔性导电层34的P极341往LED芯片40的P极41方向运动，从而使LED芯片40的P极41与柔性导电层34的P极341接触。LED芯片40的N极42与柔性导电层34的N极342接触。若LED芯片40发光，则说明LED芯片40质量合格；若LED芯片40不发光，则说明LED芯片40质量有问题。
可选的，本实施例中，对LED芯片进行检测，可以通过电压探针对单个LED芯片实现单点检测，也即一组电压探针检测一个LED芯片。也可以将检测基板上所有的柔性导电层的N极连通，将所有的柔性导电层的P极连通，如此，通过一组电压探针即可对检测基板上所有的LED芯片进行检测。
本发明实施例提供的LED芯片检测方法实现了在LED芯片固晶焊线之前对LED芯片的检测，缩短了LED芯片的检测周期，提高了检测效率；当检测出LED芯片出现质量问题时，可以及时修复后再将LED芯片转移至驱动基板，避免LED芯片与驱动基板键合后产生不良品而增加维修成本，进一步提高LED芯片在转移过程中的良率。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种LED芯片检测方法，其特征在于，包括：
提供一检测基板，所述检测基板包括多个芯片检测位；
在每个所述芯片检测位表面形成压电层；
在形成所述压电层的检测基板表面形成柔性导电层；
将多个LED芯片批量转移至所述检测基板；
对所述多个LED芯片表面施加压力以及对所述检测基板施加电压，以对所述LED芯片进行检测。
2.如权利要求1所述的LED芯片检测方法，其特征在于，在每个所述芯片检测位表面形成压电层之前，还包括：
在所述检测基板上除所述芯片检测位之外的表面形成绝缘层。
3.如权利要求2所述的LED芯片检测方法，其特征在于，在所述压电层上形成柔性导电层包括：
在所述压电层表面和所述绝缘层表面形成柔性导电层。
4.如权利要求1所述的LED芯片检测方法，其特征在于，将多个LED芯片批量转移至所述检测基板之前，还包括：
提供一晶圆片，所述晶圆片包括衬底和多个LED芯片；
将涂覆有弱胶层的蓝膜覆于所述晶圆片上，以使所述多个LED芯片粘附于所述蓝膜上；
通过激光剥离技术将所述多个LED芯片与所述衬底分离。
5.如权利要求4所述的LED芯片检测方法，其特征在于，将多个LED芯片批量转移至所述检测基板包括：
拉伸所述蓝膜，以使所述蓝膜上粘附的多个LED芯片的芯片间距达到预设间距；
将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中。
6.如权利要求5所述的LED芯片检测方法，其特征在于，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中包括：
根据芯片间距误差，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片选择出多个芯片区域，其中，每个芯片区域中LED芯片之间的芯片间距相同；
分别将每个芯片区域的LED芯片转移至对应的芯片检测位中。
7.如权利要求5所述的LED芯片检测方法，其特征在于，将拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片转移至多个芯片检测位中包括：
通过转移装置抓取拉伸后的所述蓝膜上的多个LED芯片，并将其移动至对应的芯片检测位中。
8.如权利要求7所述的LED芯片检测方法，其特征在于，所述芯片检测位包括第一对位标记，所述LED芯片包括第二对位标记，所述LED芯片转移至所述芯片检测位时，所述第一对位标记与所述第二对位标记对齐。
9.如权利要求1-8任一项所述的LED芯片检测方法，其特征在于，所述压电层的材料为氧化锌或PVDF高分子压电材料。
10.如权利要求1-8任一项所述的LED芯片检测方法，其特征在于，所述柔性导电层包括聚合物基体和导电组分，所述聚合物基体包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，所述导电组分为石墨烯、碳纳米管、金属纳米线或导电高分子。
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