CN116338414B - 一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Micro‑LED巨量转移电性能测试装置及测试方法，涉及测试装置技术领域，测试装置包括工作台，工作台上安装有测试组件，还包括外加温度场装置；测试组件包括安装架、安装杆、若干连接杆和若干测试头；测试头包括安装头和探针，探针包括活动杆和容纳杆，容纳杆上设置有容纳孔，活动杆位于容纳孔内的一端设置有永磁体一，容纳孔的孔底设置有永磁体二；安装杆设置在安装架上，相邻两连接杆之间设置有热致伸缩材料。本发明能够减少Micro‑LED损坏的几率；测试组件能够根据需要调整测试头之间的间距，从而在一个测试装置上实现对多个目标基板上不同间距的Micro‑LED的电性测试。

Description

一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及测试装置技术领域，具体涉及一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置及测试方法。

背景技术

Micro-LED是一种新型的LED，因其具有反应迅速、亮度高、功耗低等诸多优点；在实际应用时，通过多个Micro-LED芯片和一个发光基板组成显示背板，多个Micro-LED芯片在发光基板上形成一定形状的阵列，以实现显示功能。一般地，业界将多个Micro-LED芯片转移到发光基板上形成显示背板的过程称之为巨量转移。

在巨量转移完成后，通常需要对目标基板上的Micro-LED进行电性能测试，但是现有的电性能测试的探针在测试时与Micro-LED芯片接触的时候为刚性接触，容易造成Micro-LED芯片的损坏，并且，由于不同的目标基板上的Micro-LED的间距是不同的，就需要更换多种相应的测试装置进行测试，测试装置通用率较低。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置及测试方法，本发明的测试头能够实现对目标基板上的Micro-LED的柔性接触，减少Micro-LED损坏的几率；测试组件能够根据需要调整测试头之间的间距，从而在一个测试装置上实现对多个目标基板上不同间距的Micro-LED的电性测试。

本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，包括工作台，所述工作台上安装有测试组件，还包括外加温度场装置；所述测试组件包括安装架、安装杆、若干连接杆和若干测试头；

所述测试头包括安装头和探针，所述探针安装在安装头上，所述探针包括活动杆和容纳杆，所述容纳杆上设置有与活动杆一端配合的容纳孔，所述活动杆位于容纳孔内的一端设置有永磁体一，所述容纳孔的孔底设置有永磁体二，所述永磁体一与永磁体二为相斥设置；

所述安装杆设置在安装架上，若干所述连接杆可活动平行间隔安装在安装杆上，若干所述测试头间隔安装在连接杆上，相邻两连接杆之间设置有热致伸缩材料，所述热致伸缩材料在外加温度场装置产生温度场后发生形变以改变相邻两连接杆之间的间距。

优选的，所述安装架上还设置有若干对连接杆进行限位的锁止组件，所述锁止组件在外加温度场装置产生温度场时取消对连接杆的限位且在温度场消失时形成对连接杆的限位。

优选的，所述安装架上设置有导向杆，所述导向杆与安装杆为平行设置，所述锁止组件与导向杆配合形成对连接杆的限位。

优选的，所述锁止组件包括安装块和锁止机构，所述安装块安装在连接杆上，所述安装块上设置有与导向杆配合的导向孔，所述安装块上还设有与导向孔连通的容纳腔，所述锁止机构安装在所述容纳腔内。

优选的，所述锁止机构包括套环、锁止块、弹簧二、推杆和电磁铁，所述推杆活动安装在容纳腔内且一端伸入到导向孔内，所述锁止块安装在推杆位于导向孔内的一端，所述推杆远离锁止块的一端设置有限位环和永磁体三，所述套环采用热致伸缩材料制成，所述套环套设在推杆上，所述套环的一端与限位环抵接，另一端与容纳腔的腔壁抵接，所述电磁铁安装在容纳腔内与永磁体三处于同一高度，所述弹簧二的一端与电磁铁连接，另一端与推杆连接。

优选的，所述容纳腔内还设置有限位凸台，所述限位凸台用于对推杆的移动进行限位。

优选的，所述安装杆的两端设置有弹簧一，所述弹簧一的一端与安装架抵接，另一端与连接杆抵接，所述弹簧一在安装时具有预紧力，预紧力大于热致伸缩材料未加温度场时的弹力，小于热致伸缩材料加温度场时的弹力。

优选的，所述工作台包括底座、活动架和升降台，所述活动架可活动安装在底座上，所述升降台安装在活动架上且可以在活动架上升降，所述测试组件安装在升降台下端面。

优选的，所述底座上设置有导向滑杆，所述活动架下端面设置有与导向滑杆配合的导向座。

优选的，所述活动架上设置有升降台配合的滑轨，所述活动架的上端设置有步进电机，所述步进电机的输出端设置有丝杆，所述升降台上设置有与丝杆配合的螺纹孔。

本发明还公开了一种采用上述一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置进行测试的测试方法，所述测试方法包括以下步骤，

S1、测试前，保持外加温度场关闭，热致伸缩材料处于初始状态，先将电磁铁通电，电磁铁与永磁体三产生吸力，锁止块与导向杆的表面脱离，连接杆在弹簧一的预紧力的作用下处于初始位置，然后控制电磁铁断电；

S2、测量当前两个测试头的间距和目标基板Micro-LED的间距，当相邻两个测试头的间距小于目标基板Micro-LED的间距时，根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料和套环施加温度场，改变热致伸缩材料和套环的纵向形变；当相邻两个测试头的间距大于目标基板Micro-LED间距时，对电磁铁通电，使连接杆和测试头回到初始位置，接着根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料和套环施加温度场，改变热致伸缩材料和套环的纵向形变，热致伸缩材料带动连接杆移动调整测试头之间的间距，同时推杆带动锁止块与导向杆的表面脱离，间距调整完成后，控制外加温度场装置关闭；

S3、控制步进电机带动升降台下降，使探针与目标基板上的Micro-LED接触完成对目标基板上的Micro-LED的电性能测试。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的测试头能够实现对目标基板上的Micro-LED的柔性接触，减少Micro-LED损坏的几率；测试组件能够根据需要调整测试头之间的间距，从而在一个测试装置上实现对多个目标基板上不同间距的Micro-LED的电性测试。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的测试组件的俯视图；

图3是本发明的测试组件的主视图；

图4是本发明的锁止组件的剖视图；

图5是本发明的探针的剖视图。

附图标注：1、底座，2、导向座，3、导向滑杆，4、活动架，5、步进电机，6、丝杆，7、升降台，8、滑轨，9、安装架，10、安装块，11、弹簧一，12、安装头，13、连接杆，14、热致伸缩材料，15、导向杆，16、容纳杆，17、活动杆，18、容纳孔，19、永磁体二，20、永磁体一，21、导向孔，22、容纳腔，23、电磁铁，24、永磁体三，25、限位环，26、套环，27、推杆，28、锁止块，29、安装杆，30、限位凸台，31、弹簧二。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明实施例说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明实施例。如在本发明实施例说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本发明的具体实施例如附图所示，一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，包括工作台，所述工作台上安装有测试组件，还包括外加温度场装置；所述测试组件包括安装架9、安装杆29、若干连接杆13和若干测试头；

如图5所示，所述测试头包括安装头12和探针，所述探针安装在安装头12上，所述探针包括活动杆17和容纳杆16，所述容纳杆16上设置有与活动杆17一端配合的容纳孔18，所述活动杆17位于容纳孔18内的一端设置有永磁体一20，所述容纳孔18的孔底设置有永磁体二19，所述永磁体一20与永磁体二19为相斥设置；

所述安装杆29设置在安装架9上，若干所述连接杆13可活动平行间隔安装在安装杆29上，若干所述测试头间隔安装在连接杆13上，相邻两连接杆13之间设置有热致伸缩材料14，所述热致伸缩材料14在外加温度场装置产生温度场后发生形变以改变相邻两连接杆13之间的间距。

在上述方案中，当探针往下运动与Micro-LED接触时，活动杆会克服永磁体一20与永磁体二之间的斥力往上运动一部分距离形成缓冲，使得本方案的测试头能够实现对目标基板上的Micro-LED的柔性接触，减少Micro-LED损坏的几率，同时，永磁体一20与永磁体二之间的斥力能够保证探针与Micro-LED的紧密接触，确保电性能测试的正常进行；并且，本方案的测试组件能够根据需要调整测试头之间的间距，从而在一个测试装置上实现对多个目标基板上不同间距的Micro-LED的电性测试。

其中，作为本发明的另一个实施例，具体如图2和图4所示，所述安装架9上还设置有若干对连接杆13进行限位的锁止组件，所述锁止组件在外加温度场装置产生温度场时取消对连接杆13的限位且在温度场消失时形成对连接杆13的限位。

更进一步的，所述安装架9上设置有导向杆15，所述导向杆15与安装杆29为平行设置，所述锁止组件与导向杆15配合形成对连接杆13的限位。

在本实施例中，所述锁止组件包括安装块10和锁止机构，所述安装块10安装在连接杆13上，所述安装块10上设置有与导向杆15配合的导向孔21，所述安装块10上还设有与导向孔21连通的容纳腔22，所述锁止机构安装在所述容纳腔22内。

更具体的，在本实施例中，所述锁止机构包括套环26、锁止块28、弹簧二、推杆27和电磁铁23，所述推杆27活动安装在容纳腔22内且一端伸入到导向孔21内，所述锁止块28安装在推杆27位于导向孔21内的一端，所述推杆27远离锁止块28的一端设置有限位环25和永磁体三24，所述套环26采用热致伸缩材料制成，所述套环26套设在推杆27上，所述套环26的一端与限位环25抵接，另一端与容纳腔22的腔壁抵接，所述电磁铁23安装在容纳腔22内与永磁体三24处于同一高度，所述弹簧二31的一端与电磁铁23连接，另一端与推杆27连接。其中，需要说明的是，在初始的一段时间内，套环在受到外加温度场的产生的弹力大于弹簧二产生的弹力，从而保证套环在受到外加温度场后能够推动推杆压缩弹簧二，使锁止块与导向杆脱离。

优选的，所述容纳腔22内还设置有限位凸台30，所述限位凸台30用于对推杆27的移动进行限位。

在本实施例中，所述安装杆29的两端设置有弹簧一11，所述弹簧一11的一端与安装架9抵接，另一端与连接杆13抵接，所述弹簧一11在安装时具有预紧力，预紧力大于热致伸缩材料14未加温度场时的弹力，小于热致伸缩材料14加温度场时的弹力。

其中，需要说明的是，为保证连接杆与安装杆之间运动的顺畅性，连接杆与安装杆之间的摩擦力较小，当外加温度场消失后，热致伸缩材料回到初始状态，不再对连接杆起到支撑作用，导致连接杆不能够稳定限位在安装杆上，造成连接杆在测试的过程中发生位移，影响电性能测试的正常进行，所以，需要在测试的过程中一直持续施加温度场，容易造成能源的浪费。

通过上述实施例所记载的技术方案，如图4所示，正常状态下，锁止块在弹簧二的弹力的作用下与导向杆的表面紧密接触实现限位，其中，锁止块与导向杆接触的表面为粗糙表面，当外加温度场装置施加温度场时，通过热致伸缩材料制成的套环也会发生纵向形变，其轴向长度变长，套环轴向长度变长推动推杆往左运动，使得锁止块与导向杆的表面脱离，锁止组件对连接杆的限位取消，连接杆可在安装杆上正常移动；当外加温度场装置施加的温度场消失后，锁止块在弹簧二的弹力的作用下往右运动与导向杆紧密接触，锁止组件形成对连接杆的限位；当需要对连接杆的位置进行复位还原时，只需要控制电磁铁通电并且保持外加温度场装置关闭，电磁铁通入电流后与永磁体三之间产生吸力，锁止块与导向杆的表面脱离，连接杆在弹簧一的预紧力的作用下回到初始位置。

上述方案利用测试过程中改变测试头之间的间距所需要施加的温度场使热致伸缩材料制成的套环发生形变，解除对连接杆的限位，从而充分利用外加的温度场，并且实现了改变测试头间距与解除对连接杆的限位的同时进行，能够做到同时响应，不会存在误差。

作为本发明的另一个实施例，所述工作台包括底座1、活动架4和升降台7，所述活动架4可活动安装在底座1上，所述升降台7安装在活动架4上且可以在活动架4上升降，所述测试组件安装在升降台7下端面。

在本实施例中，所述底座1上设置有导向滑杆3，所述活动架4下端面设置有与导向滑杆3配合的导向座2。

在本实施例中，更进一步的，所述活动架4上设置有升降台7配合的滑轨8，所述活动架4的上端设置有步进电机5，所述步进电机5的输出端设置有丝杆6，所述升降台7上设置有与丝杆6配合的螺纹孔。通过步进电机的旋转带动丝杆转动，从而带动升降台在活动架上上下运动。

其中，需要说明的是，本发明的热致伸缩材料与连接杆之间均为接触连接，即两者之间并不是固定的，当外加温度场消失后，热致伸缩材料回到初始状态，连接杆保持不动。

其中，热致伸缩材料具体为为钛合金记忆材料。

本发明还公开了一种采用上述任意一项一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置进行测试的测试方法，测试方法具体包括以下步骤：

S1、测试前，保持外加温度场关闭，热致伸缩材料14处于初始状态，先将电磁铁23通电，电磁铁23与永磁体三24产生吸力，锁止块28与导向杆15的表面脱离，连接杆13在弹簧一11的预紧力的作用下处于初始位置，然后控制电磁铁23断电；

S2、测量当前两个测试头的间距和目标基板Micro-LED的间距，当相邻两个测试头的间距小于目标基板Micro-LED的间距时，根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料14施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料14和套环26施加温度场，改变热致伸缩材料14和套环26的纵向形变；当相邻两个测试头的间距大于目标基板Micro-LED间距时，对电磁铁23通电，使连接杆13和测试头回到初始位置，接着根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料14施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料14和套环26施加温度场，改变热致伸缩材料14和套环26的纵向形变，热致伸缩材料14带动连接杆13移动调整测试头之间的间距，同时推杆27带动锁止块28与导向杆15的表面脱离，间距调整完成后，控制外加温度场装置关闭；外加温度场装置关闭后，热致伸缩材料回到初始状态（形变前的纵向长度），锁止块在弹簧二的作用下与导向杆15的表面紧密接触，形成对连接杆的限位；

S3、控制步进电机5带动升降台7下降，使探针与目标基板上的Micro-LED接触完成对目标基板上的Micro-LED的电性能测试。

其中，具体的，步骤S2中，假设热致伸缩材料形变前纵向长度为c1，根据所需要检测的Micro-LED间距确定施加的外物温度场条件，得到热致伸缩材料纵向线形变系数c，则热致伸缩材料形变后纵向长度为c2，其中，c2＝c1×c。

以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，包括工作台，所述工作台上安装有测试组件，其特征在于：还包括外加温度场装置；所述测试组件包括安装架（9）、安装杆（29）、若干连接杆（13）和若干测试头；

所述测试头包括安装头（12）和探针，所述探针安装在安装头（12）上，所述探针包括活动杆（17）和容纳杆（16），所述容纳杆（16）上设置有与活动杆（17）一端配合的容纳孔（18），所述活动杆（17）位于容纳孔（18）内的一端设置有永磁体一（20），所述容纳孔（18）的孔底设置有永磁体二（19），所述永磁体一（20）与永磁体二（19）为相斥设置；

所述安装杆（29）设置在安装架（9）上，若干所述连接杆（13）可活动平行间隔安装在安装杆（29）上，若干所述测试头间隔安装在连接杆（13）上，相邻两连接杆（13）之间设置有热致伸缩材料（14），所述热致伸缩材料（14）在外加温度场装置产生温度场后发生形变以改变相邻两连接杆（13）之间的间距；

所述安装架（9）上还设置有若干对连接杆（13）进行限位的锁止组件，所述锁止组件在外加温度场装置产生温度场时取消对连接杆（13）的限位且在温度场消失时形成对连接杆（13）的限位；

所述安装架（9）上设置有导向杆（15），所述导向杆（15）与安装杆（29）为平行设置，所述锁止组件与导向杆（15）配合形成对连接杆（13）的限位；

所述锁止组件包括安装块（10）和锁止机构，所述安装块（10）安装在连接杆（13）上，所述安装块（10）上设置有与导向杆（15）配合的导向孔（21），所述安装块（10）上还设有与导向孔（21）连通的容纳腔（22），所述锁止机构安装在所述容纳腔（22）内；

所述锁止机构包括套环（26）、锁止块（28）、弹簧二（31）、推杆（27）和电磁铁（23），所述推杆（27）活动安装在容纳腔（22）内且一端伸入到导向孔（21）内，所述锁止块（28）安装在推杆（27）位于导向孔（21）内的一端，所述推杆（27）远离锁止块（28）的一端设置有限位环（25）和永磁体三（24），所述套环（26）采用热致伸缩材料制成，所述套环（26）套设在推杆（27）上，所述套环（26）的一端与限位环（25）抵接，另一端与容纳腔（22）的腔壁抵接，所述电磁铁（23）安装在容纳腔（22）内与永磁体三（24）处于同一高度，所述弹簧二（31）的一端与电磁铁（23）连接，另一端与推杆（27）连接。

2.根据权利要求1所述的一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，其特征在于：所述容纳腔（22）内还设置有限位凸台（30），所述限位凸台（30）用于对推杆（27）的移动进行限位。

3.根据权利要求2所述的一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，其特征在于：所述安装杆（29）的两端设置有弹簧一（11），所述弹簧一（11）的一端与安装架（9）抵接，另一端与连接杆（13）抵接，所述弹簧一（11）在安装时具有预紧力，预紧力大于热致伸缩材料（14）未加温度场时的弹力，小于热致伸缩材料（14）加温度场时的弹力。

4.根据权利要求3所述的一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，其特征在于：所述工作台包括底座（1）、活动架（4）和升降台（7），所述活动架（4）可活动安装在底座（1）上，所述升降台（7）安装在活动架（4）上且可以在活动架（4）上升降，所述测试组件安装在升降台（7）下端面。

5.根据权利要求4所述的一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置，其特征在于：所述活动架（4）上设置有升降台（7）配合的滑轨（8），所述活动架（4）的上端设置有步进电机（5），所述步进电机（5）的输出端设置有丝杆（6），所述升降台（7）上设置有与丝杆（6）配合的螺纹孔。

6.一种采用如权利要求5所述的一种Micro-LED巨量转移电性能测试装置进行测试的测试方法，其特征在于：所述测试方法包括以下步骤，

S1、测试前，保持外加温度场关闭，热致伸缩材料（14）处于初始状态，先将电磁铁（23）通电，电磁铁（23）与永磁体三（24）产生吸力，锁止块（28）与导向杆（15）的表面脱离，连接杆（13）在弹簧一（11）的预紧力的作用下处于初始位置，然后控制电磁铁（23）断电；

S2、测量当前两个测试头的间距和目标基板Micro-LED的间距，当相邻两个测试头的间距小于目标基板Micro-LED的间距时，根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料（14）施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料（14）和套环（26）施加温度场，改变热致伸缩材料（14）和套环（26）的纵向形变；当相邻两个测试头的间距大于目标基板Micro-LED间距时，对电磁铁（23）通电，使连接杆（13）和测试头回到初始位置，接着根据目标基板上Micro-LED的间距，计算所需要对热致伸缩材料（14）施加的外加温度场数值，控制外加温度场装置对热致伸缩材料（14）和套环（26）施加温度场，改变热致伸缩材料（14）和套环（26）的纵向形变，热致伸缩材料（14）带动连接杆（13）移动调整测试头之间的间距，同时推杆（27）带动锁止块（28）与导向杆（15）的表面脱离，间距调整完成后，控制外加温度场装置关闭；

S3、控制步进电机（5）带动升降台（7）下降，使探针与目标基板上的Micro-LED接触完成对目标基板上的Micro-LED的电性能测试。