CN116930720A - 一种Micro LED芯片测试方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种Micro LED芯片测试方法及装置，方法包括提供一基板，在基板上制备两通孔，并在基板上沉积导电金属层；刻蚀导电金属层，以在基板上形成电极总线；在基板上涂覆绝缘保护层，并在绝缘保护层上开设若干测试孔，以漏出预设位置的电极总线；在测试孔上沉积测试电极，使测试电极与待测芯片电极一一对应并贴合；采用激光照射待测芯片，得到待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量待测芯片的电压信号及电流信号；将测试电极的阴极和阳极分别汇总到阴极总线、阳极总线，并将阴极总线与阳极总线接入测试信号源，以测试电压信号及电流信号。本发明接触的对待测芯片进行测试，无需探针卡对待测芯片进行测试，有效降低测试成本。
Description
技术领域
本发明涉及芯片测试技术领域，特别涉及一种Micro LED芯片测试方法及装置。
背景技术
Micro-LED又称微型发光二极管，是指高密度集成的LED阵列，阵列中的LED像素点距离在10微米量级，每一个LED像素都能自发光。Micro-LED技术，即LED微缩化和矩阵化技术。指的是在一个芯片上集成的高密度微小尺寸的LED阵列，如LED显示屏每一个像素可定址、单独驱动点亮，可看成是户外LED显示屏的微缩版，将像素点距离从毫米级降低至微米级。该技术将传统的无机LED阵列微小化，每个尺寸在10微米尺寸的LED像素点均可以被独立的定位、点亮。也就是说，原本小间距LED的尺寸可进一步缩小至10微米量级。Micro-LED的显示方式十分直接，将10微米尺度的LED芯片连接到TFT驱动基板上，从而实现对每个芯片放光亮度的精确控制，进而实现图像显示。
现有技术当中，由于Micro LED芯片的尺寸太小，无法实用传统探针式点测方法进行测试，使用非接触检测方式PL、AOI等都无法得到每颗芯片的实际光电性能，后续芯片进行巨量转移后在对坏损的芯片进行测试和修复工程量巨大，而传统探针卡的检测方式不仅制作方法复杂而且价格昂贵。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种Micro LED芯片测试方法及装置，以至少解决上述现有技术当中的不足。
本发明提供一种Micro LED芯片测试方法，所述测试方法包括：
提供一基板，在所述基板上制备两通孔，并在所述基板上沉积导电金属层；
刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线；
在所述基板上涂覆绝缘保护层，并在所述绝缘保护层上开设若干测试孔，以漏出预设位置的所述电极总线；
在所述测试孔上沉积测试电极，使所述测试电极与待测芯片电极一一对应并贴合；
采用激光照射所述待测芯片，得到所述待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量所述待测芯片的电压信号及电流信号；
将所述测试电极的阴极和阳极分别汇总到阴极总线、阳极总线，并将所述阴极总线与所述阳极总线接入测试信号源，以测试所述电压信号及所述电流信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在基板上沉积导电金属层，并刻蚀导电金属层，在基板上形成电极总线，然后在涂覆一层绝缘层，并在绝缘层上开设若干漏出电极总线的测试孔，然后在测试孔内沉积测试电极，并使测试电极与待测芯片的电极对应并贴合，最后通过激光照射待测芯片，得到待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量待测电极的电压信号和电流信号，并通过测试信号源测试电压信号和电流信号，通测试电极可以对待测芯片进行接触测试，可以测试出待测芯片的实际光电性能，而且无需使用探针对待测芯片进行测试，有效降低了在对待测芯片进行测试时的成本。
进一步的，所述基板采用蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃或聚乙烯中的一种制成，所述基板的厚度为200μm-5000μm。
进一步的，所述导电金属层的厚度为0.5μm-10μm；
其中，所述在所述基板上沉积导电金属层的步骤包括：
采用化学镀的方式在所述基板上沉积一层所述导电金属层。
进一步的，所述刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线的步骤包括：
采用光刻的方式刻蚀预设部分的所述导电金属层，留下指定部分的所述导电金属层形成所述电极总线。
进一步的，所述绝缘保护层为硅胶、橡胶、聚氨酯或聚酰亚胺中的一种制成，所述绝缘保护层弹性模量低于200N/mm2。
进一步的，所述激光的功率密度为5mW/mm2-100mW/mm2，所述激光的波长小于所述待测芯片的发光波长至少50nm。
进一步的，所述激光在单颗所述待测芯片上的停留时间为0.1ms-10ms。
进一步的，所述以测试所述电压信号及所述电流信号的步骤之后，所述方法还包括：
基于所述测试信号源发出的电信号，以使所述待测芯片进行发光；
通过收光器接收所述待测芯片发出的光，并通过所述收光器对所述待测芯片上的衬底进行灰度分析。
本发明还提供一种Micro LED芯片测试装置，应用于上述的Micro LED芯片测试方法，所述测试装置包括：
基板；
电极总线，设于所述基板的上表面，所述电极总线的底部贯穿所述基板；
绝缘保护层，设于所述电极总线的上表面，所述绝缘保护层上开设有若干用于漏出所述电极总线的测试孔；
测试电极，设置在所述测试孔内并与所述电极总线连接。
进一步的，所述测试装置还包括：
测试阴极总线与测试阳极总线，分别连接所述测试电极的阴极、阳极；
测试信号源，与所述阴极总线及所述阳极总线连接。
附图说明
图1为本发明第一实施例中的Micro LED芯片测试方法的流程图；
图2为本发明第三实施例中的Micro LED芯片测试装置的结构示意图；
图3为本发明第三实施例中的Micro LED芯片测试装置的工作结构示意图
图4为本发明第三实施例中的Micro LED芯片测试装置中测试电极的结构示意图；
图5为本发明第三实施例中的Micro LED芯片测试装置中测试信号源的工作结构示意图。
主要元件符号说明：
10、衬底；11、待测芯片；12、芯片电极；
20、测试电极；201、基板；202、电极总线；203、绝缘保护层；204、触点；
30、测试信号源；31、待测芯片阳极；32、待测芯片阴极；
41、测试阳极总线；42、测试阴极总线。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的Micro LED芯片测试方法，所述测试方法包括步骤S1至步骤S6；
S1，提供一基板，在所述基板上制备两通孔，并在所述基板上沉积导电金属层；
具体的，基板采用蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃或聚乙烯中的一种制成，在本实施例中，基板采用蓝宝石制成，需要解释的是，蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃以及聚乙烯均为不导电材质，因此基板是不导电的，值得说明的是，基板的厚度为200μm-5000μm，在本实施例中，基板的厚度为200μm。
其中，所述并在所述基板上沉积导电金属层的步骤包括：
采用化学镀的方式在所述基板上沉积一层所述导电金属层，在该步骤中，导电金属层的厚度范围为0.5μm-10μm，在本实施例中，导电金属层的厚度具体为0.5μm。
S2，刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线；
需要说明的是，在刻蚀导电金属层时，将导电金属层中不需要的地方刻蚀掉，导电金属层中留下来的地方形成电极总线。
具体的，在所述刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线的步骤中包括：
采用光刻的方式刻蚀预设部分的所述导电金属层，留下指定部分的所述导电金属层形成所述电极总线。在该步骤中，采用光刻的方式对导电金属层进行选择性刻蚀，将导电金属层中不需要的地方刻蚀掉，导电金属层中留下来的地方形成电极总线。
S3，在所述基板上涂覆绝缘保护层，并在所述绝缘保护层上开设若干测试孔，以漏出预设位置的所述电极总线；
需要指出的是，绝缘保护层为硅胶、橡胶、聚氨酯或聚酰亚胺中的一种制成，在本实施例中，绝缘保护层采用橡胶制成，橡胶易得，且成本低，并且不导电，而绝缘保护层的弹性模量低于200N/mm2，在本实施例中，绝缘保护层的弹性模量为150N/mm2，通过在绝缘保护层上特定的位置开设测试孔，可根据需求在绝缘保护层上指定的位置开设测试孔，从而使得指定的位置上的电极总线露出。
S4，在所述测试孔上沉积测试电极，使所述测试电极与待测芯片电极一一对应并贴合；
具体的，将测试电极与待测芯片的电极一一对应，并使得测试电极与待测芯片的电极紧密贴合，测试电极与待测芯片的电极贴合时保持1kg-10kg的压力，在本实施例中，测试电极与待测芯片的电极贴合时的压力为1kg，需要指出的是，由于绝缘保护层在本实施例中其弹性模量为150N/mm2，因此绝缘保护层在受到压力时，在测试电极与待测芯片的电极紧密贴合时会产生一定压力，此时绝缘保护层受到该压力，由于绝缘保护层在本实施例中采用橡胶制成，因此绝缘保护层会产生形变，可以补足待测芯片与测试电极接触时的高低差，确保待测芯片的电极与测试电极之间的良好接触性。
S5，采用激光照射所述待测芯片，得到所述待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量所述待测芯片的电压信号及电流信号；
需要解释的是，使用激光照射待测芯片，激光的功率密度范围为5mW/mm2-100mW/mm2，在本实施例中激光的功率密度为5mW/mm2，且激光的波长小于所述待测芯片的发光波长至少50nm，在本实施例中，激光的波长小于待测芯片的发光波长25nm，通过激光依次照射多个待测芯片，芯片受激光照射会产生强烈的光致发光效应，在具体实施时，接着使用光传感器接受滤光片过滤掉对应激光波长的光可以得到待测芯片的发光信息。
值得说明的是，除了光致发光还会有光致发电现象，在测试电极测量到待测芯片的电压信号和电流信号时，激光会在待测芯片表面快速闪动，激光在单颗待测芯片的停留时间为0.1ms-10ms，在本实施例中激光在待测芯片上的停留时间为0.1ms，即每秒激光可以照射100颗待测芯片。
S6，将所述测试电极的阴极和阳极分别汇总到阴极总线、阳极总线，并将所述阴极总线与所述阳极总线接入测试信号源，以测试所述电压信号及所述电流信号；
需要解释的是，找出测试电极中的阴极和阳极，并分别汇总到阴极总线、阳极总线上，阴极总线和阳极总线均接入到测试信号源上，并分别接入到测试信号源上的阴极和阳极上，在待测芯片被激光照射后，可以测试光致发电产生的电信号。
具体的，在所述步骤S6之后，测试方法还包括步骤S61至步骤S62：
S61，基于所述测试信号源发出的电信号，以使所述待测芯片进行发光；
S62，通过收光器接收所述待测芯片发出的光，并通过所述收光器对所述待测芯片上的衬底进行灰度分析。
需要解释的是，测试信号源可以作为电信号输出端，使衬底上的所有待测芯片进行发光，并通过收光器对整片衬底进行灰度分析，从而可以测试通电压下，待测芯片的光强信息。
值得说明的是，通过阴极总线和阳极总线均接入到测试信号源上，可以将待测芯片并联起来，既可以进行单个待测芯片的电性测试，也可作为电源对待测芯片发光强度进行灰度测试。
综上，本发明上述实施例当中的Micro LED芯片测试方法，通过在基板上沉积导电金属层，并刻蚀导电金属层，在基板上形成电极总线，然后在涂覆一层绝缘层，并在绝缘层上开设若干漏出电极总线的测试孔，然后在测试孔内沉积测试电极，并使测试电极与待测芯片的电极对应并贴合，最后通过激光照射待测芯片，得到待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量待测电极的电压信号和电流信号，并通过测试信号源测试电压信号和电流信号，通测试电极可以对待测芯片进行接触测试，可以测试出待测芯片的实际光电性能，而且无需使用探针对待测芯片进行测试，有效降低了在对待测芯片进行测试时的成本。
实施例二
本发明第二实施例中的Micro LED芯片测试方法与第一实施例中的Micro LED芯片测试方法的不同之处在于：
S1，提供一基板，在所述基板上制备两通孔，并在所述基板上沉积导电金属层；
具体的，基板采用蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃或聚乙烯中的一种制成，在本实施例中，基板采用蓝宝石制成，需要解释的是，蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃以及聚乙烯均为不导电材质，因此基板是不导电的，值得说明的是，基板的厚度为200μm-5000μm，在本实施例中，基板的厚度为5000μm。
其中，所述并在所述基板上沉积导电金属层的步骤包括：
采用化学镀的方式在所述基板上沉积一层所述导电金属层，在该步骤中，导电金属层的厚度范围为0.5μm-10μm，在本实施例中，导电金属层的厚度具体为10μm。
S3，在所述基板上涂覆绝缘保护层，并在所述绝缘保护层上开设若干测试孔，以漏出预设位置的所述电极总线；
需要指出的是，绝缘保护层为硅胶、橡胶、聚氨酯或聚酰亚胺中的一种制成，在本实施例中，绝缘保护层采用橡胶制成，橡胶易得，且成本低，并且不导电，而绝缘保护层的弹性模量低于200N/mm2，在本实施例中，绝缘保护层的弹性模量为100N/mm2，通过在绝缘保护层上特定的位置开设测试孔，可根据需求在绝缘保护层上指定的位置开设测试孔，从而使得指定的位置上的电极总线露出。
S4，在所述测试孔上沉积测试电极，使所述测试电极与待测芯片电极一一对应并贴合；
具体的，将测试电极与待测芯片的电极一一对应，并使得测试电极与待测芯片的电极紧密贴合，测试电极与待测芯片的电极贴合时保持1kg-10kg的压力，在本实施例中，测试电极与待测芯片的电极贴合时的压力为10kg，需要指出的是，由于绝缘保护层在本实施例中其弹性模量为100N/mm2，因此绝缘保护层在受到压力时，在测试电极与待测芯片的电极紧密贴合时会产生一定压力，此时绝缘保护层受到该压力，由于绝缘保护层在本实施例中采用橡胶制成，因此绝缘保护层会产生形变，可以补足待测芯片与测试电极接触时的高低差，确保待测芯片的电极与测试电极之间的良好接触性。
S5，采用激光照射所述待测芯片，得到所述待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量所述待测芯片的电压信号及电流信号；
需要解释的是，使用激光照射待测芯片，激光的功率密度范围为5mW/mm2-100mW/mm2，在本实施例中激光的功率密度为100mW/mm2，且激光的波长小于所述待测芯片的发光波长至少50nm，在本实施例中，激光的波长小于待测芯片的发光波长50nm，通过激光依次照射多个待测芯片，芯片受激光照射会产生强烈的光致发光效应，在具体实施时，接着使用光传感器接受滤光片过滤掉对应激光波长的光可以得到待测芯片的发光信息。
值得说明的是，除了光致发光还会有光致发电现象，在测试电极测量到待测芯片的电压信号和电流信号时，激光会在待测芯片表面快速闪动，激光在单颗待测芯片的停留时间为100ms，即每秒激光可以照射10000颗待测芯片，大幅有效的提升测试效率。
综上，本发明第二实施例中的Micro LED芯片测试方法与第一实施例中的MicroLED芯片测试方法不同之处产生的效果在于：通过使用功率密度为100mW/mm2的低能激光在待测芯片上快速照射引起的光致发光和光致发电对单个待测芯片的光电性能进行有效测试，并且通过使得激光在单颗待测芯片的停留时间为100ms，大幅有效的提升测试效率。
实施例三
请参阅图2至图5，所示为本发明第三实施例中的Micro LED芯片测试装置，应用于上述实施例中的Micro LED芯片测试方法，所述测试装置包括基板201、电极总线202、绝缘保护层203及测试电极20；
所述电极总线202设于所述基板201的上表面，所述电极总线202的底部贯穿所述基板201，所述绝缘保护层203设于所述电极总线202的上表面，所述绝缘保护层203上开设有若干用于漏出所述电极总线202的测试孔，所述测试电极20设置在所述测试孔内并与所述电极总线202连接。
具体的，在本实施例中，测试装置还包括测试阴极总线42、测试阳极总线41以及测试信号源30，所述测试阴极总线42以及所述测试阳极总线41分别连接所述测试电极20的阴极、阳极，所述测试信号源30与所述测试阴极总线42及所述测试阳极总线41连接。
在具体实施时，将待测芯片11的芯片电极12与测试电极20一一对应，并使得芯片电极12与测试电极20上的触点204紧密贴合接触，接着通过激光依次照射待测电极，图3中箭头方向为激光的照射方向，使得待测芯片11产生强烈的光致发光效应，并且还会有光致发电现象，从而使得测试电极20能够测量待测芯片11的电压信号及电流信号。
进一步的，待测芯片阳极31通过测试阳极总线41与测试信号源30连接，待测芯片阴极32通过测试阴极总线42与测试信号源连接，此时通过测试信号源30作为电信号输出端，使得衬底10上所有的待测芯片全部发光，并通过收光器对整片衬底10进行灰度分析，测试通电压下，所有待测芯片的光强信息。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述测试方法包括：
提供一基板，在所述基板上制备两通孔，并在所述基板上沉积导电金属层；
刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线；
在所述基板上涂覆绝缘保护层，并在所述绝缘保护层上开设若干测试孔，以漏出预设位置的所述电极总线；
在所述测试孔上沉积测试电极，使所述测试电极与待测芯片电极一一对应并贴合；
采用激光照射所述待测芯片，得到所述待测芯片的发光信息，并通过测试电极测量所述待测芯片的电压信号及电流信号；
将所述测试电极的阴极和阳极分别汇总到阴极总线、阳极总线，并将所述阴极总线与所述阳极总线接入测试信号源，以测试所述电压信号及所述电流信号。
2.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述基板采用蓝宝石、石英、玻璃、有机玻璃或聚乙烯中的一种制成，所述基板的厚度为200μm-5000μm。
3.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述导电金属层的厚度为0.5μm-10μm；
其中，所述在所述基板上沉积导电金属层的步骤包括：
采用化学镀的方式在所述基板上沉积一层所述导电金属层。
4.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述刻蚀所述导电金属层，以在所述基板上形成电极总线的步骤包括：
采用光刻的方式刻蚀预设部分的所述导电金属层，留下指定部分的所述导电金属层形成所述电极总线。
5.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述绝缘保护层为硅胶、橡胶、聚氨酯或聚酰亚胺中的一种制成，所述绝缘保护层弹性模量低于200N/mm2。
6.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述激光的功率密度为5mW/mm2-100mW/mm2，所述激光的波长小于所述待测芯片的发光波长至少50nm。
7.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述激光在单颗所述待测芯片上的停留时间为0.1ms-10ms。
8.根据权利要求1所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述以测试所述电压信号及所述电流信号的步骤之后，所述方法还包括：
基于所述测试信号源发出的电信号，以使所述待测芯片进行发光；
通过收光器接收所述待测芯片发出的光，并通过所述收光器对所述待测芯片上的衬底进行灰度分析。
9.一种Micro LED芯片测试装置，应用于如权利要求1-8任一项所述的Micro LED芯片测试方法，其特征在于，所述测试装置包括：
基板；
电极总线，设于所述基板的上表面，所述电极总线的底部贯穿所述基板；
绝缘保护层，设于所述电极总线的上表面，所述绝缘保护层上开设有若干用于漏出所述电极总线的测试孔；
测试电极，设置在所述测试孔内并与所述电极总线连接。
10.根据权利要求9所述的Micro LED芯片测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
测试阴极总线与测试阳极总线，分别连接所述测试电极的阴极、阳极；测试信号源，与所述阴极总线及所述阳极总线连接。
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