一種發光二極體的晶元測試方法和晶元測試系統與流程
2024-03-31 14:54:05
本發明涉及光電子技術領域，特別涉及一種發光二極體的晶元測試方法和晶元測試系統。
背景技術：
發光二極體(英文：lightemittingdiode，簡稱：led)作為光電子產業中極具影響力的新產品，具有體積小、使用壽命長、顏色豐富多彩、能耗低等特點，廣泛應用於照明、顯示屏、信號燈、背光源、玩具等領域。
led的核心結構是led晶片，led晶片的製作主要包括外延片的生長、晶片製造和晶元的分割，在完成晶元的分割後，就可以得到單個的led晶片。
led晶片在製作完成後需要進行多種光電參數的測試，只有在測試合格後才能符合市場的需要。隨著近幾年市場對led的需求量急劇增加，對led的生產效率提出了更高要求。在對led晶片進行測試的過程中，如果逐一對晶元上的每一個led晶片進行所有光電參數的測試，就會大大降低測試的效率，從而降低生產效率，而如果減少測試的光電參數數量或是led晶片的數量，則無法確保未測試的光電參數滿足預設標準，且也無法確保未進行測試的led晶片合格，從而降低了led的品質。
技術實現要素：
為了解決現有led的晶元測試無法兼顧效率和品質的問題，本發明實施例提供了一種發光二極體的晶元測試方法和晶元測試系統。所述技術方案如下：
一方面，本發明實施例提供了一種發光二極體的晶元測試方法，其特徵在於，所述晶元測試方法包括：
對同一片所述待測試晶元上的所述led晶片進行抽樣測試，得到抽樣測試結果，所述抽樣測試結果包括多種光電參數的測試結果；
將所述抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，以得到未達標光電參數；
對同一片所述待測試晶元上的每個所述led晶片進行所述未達標光電參數的逐一測試，根據所述未達標光電參數的測試結果確定每個led晶片是否合格。
優選地，所述多種光電參數包括抗靜電電壓、開啟電壓、工作電壓、電壓暫態峰值與穩定值之差、漏電流、反向擊穿電壓、亮度、主值波長、峰值波長、半波長、cie色度x坐標和cie色度y坐標中的多種。
優選地，所述抽樣測試結果為所述多種光電參數中的任一種的良率或所述多種光電參數中的任一種的平均值。
進一步地，所述抽樣測試的樣本均勻分布於所述待測試晶元上。
優選地，所述抽樣測試的樣本總數不小於同一片所述待測試晶元上的所述led晶片的總數的1％，且不大於同一片所述待測試晶元上的所述led晶片的總數的10％。
另一方面，本發明實施例提供了一種發光二極體的晶元測試系統，所述晶元測試系統包括：
第一測試單元，用於對同一片所述待測試晶元上的所述led晶片進行抽樣測試，得到抽樣測試結果，所述抽樣測試結果包括多種光電參數的測試結果；
處理單元，用於將所述抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，以得到未達標光電參數；
第二測試單元，用於對同一片所述待測試晶元上的每個所述led晶片進行所述未達標光電參數的逐一測試，根據所述未達標光電參數的測試結果確定每個led晶片是否合格。
優選地，所述多種光電參數包括抗靜電電壓、開啟電壓、工作電壓、電壓暫態峰值與穩定值之差、漏電流、反向擊穿電壓、亮度、主值波長、峰值波長、半波長、cie色度x坐標和cie色度y坐標中的多種。
優選地，所述抽樣測試結果為所述多種光電參數中的任一種的良率或所述多種光電參數中的任一種的平均值。
進一步地，作為樣本的所述led晶片均勻分布於所述待測試晶元上。
優選地，所述抽樣測試的樣本總數不小於同一片所述待測試晶元上的所述led晶片的總數的1％，且不大於10％。
本發明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：通過對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，並將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，從而得到未達標光電參數，在後續對所有的led晶片進行逐一測試時，則只逐一測試未達標光電參數，由於在進行逐一測試的過程中，有部分光電參數不再進行測試，從而可以減少測試的項目，提高測試的效率，同時由於已經進行了抽樣測試，因此可以確保在逐一測試中未進行測試的光電參數也滿足工藝的要求。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發明實施例提供的一種發光二極體的晶元測試方法的流程圖；
圖2是本發明實施例提供的另一種發光二極體的晶元測試方法的流程圖；
圖3是本發明實施例提供的一種發光二極體的正向電壓變化示意圖；
圖4是本發明實施例提供的一種發光二極體的晶元測試系統的示意圖。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
圖1是本發明實施例提供的一種發光二極體的晶元測試方法的流程圖，如圖1所示，該測試方法包括：
s11：進行抽樣測試。
具體地，對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，得到抽樣測試結果，其中，抽樣測試結果包括多種光電參數的測試結果。
s12：獲取未達標光電參數。
具體地，將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，以得到未達標光電參數。
s13：進行逐一測試。
具體地，對同一片待測試晶元上的每個led晶片進行未達標光電參數的逐一測試，根據未達標光電參數的測試結果確定每個led晶片是否合格。
若抽樣測試中有多種光電參數未達標，則在進行逐一測試時，需要將未達標的每一種光電參數都進行測試。
通過對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，並將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，從而得到未達標光電參數，在後續對所有的led晶片進行逐一測試時，則只逐一測試未達標光電參數，由於在進行逐一測試的過程中，有部分光電參數不再進行測試，從而可以減少測試的項目，提高測試的效率，同時由於已經進行了抽樣測試，因此可以確保在逐一測試中未進行測試的光電參數也滿足工藝的要求。
圖2是本發明實施例提供的另一種發光二極體的晶元測試方法的流程圖，如圖2所示，該測試方法包括：
s21：選取抽樣測試的樣本。
具體地，從待測試晶元上的所有led晶片中選取一定數量的led晶片作為抽樣測試的樣本。
優選地，抽樣測試的樣本總數不小於同一片待測試晶元上的led晶片的總數的1％，且不大於同一片待測試晶元上的led晶片的總數的10％。若樣本總數太小，則會導致抽樣測試的誤差過大，降低測試的準確性，若樣本總數太大，雖然可以提高測試的準確性，但是會延長測試的時間，導致測試的效率降低。
抽樣測試的樣本均勻分布於待測試晶元，避免大量的樣本集中於某一區域，以降低製作過程中，led晶片的位置分布對光電參數的影響。
s22：對樣本進行逐一測試。
具體地，對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，以得到抽樣測試結果，其中抽樣測試結果包括多種光電參數的測試結果。
優選地，多種光電參數可以包括抗靜電電壓、開啟電壓、工作電壓、電壓暫態峰值與穩定值之差、漏電流、反向擊穿電壓、亮度、主值波長、峰值波長、半波長、cie(法文：commissioninternationaledel'eclairage，中文：國際照明委員會)色度x坐標和cie色度y坐標中的多種。這些均為led測試過程中所常進行測試的光電參數，通過對這些光電參數進行測試以確保生產出的led的品質滿足工藝要求。
圖3是本發明實施例提供的一種發光二極體的正向電壓變化示意圖，如圖3所示，圖中的橫坐標t表示測試時間，縱坐標v表示電壓值，vfp表示電壓暫態峰值，是發光二極體的正向電壓的瞬時最高值，vf表示電壓穩定值，是發光二極體的正向電壓穩定後的數值，電壓暫態峰值與穩定值之差即為vfp與vf之差，通常電壓暫態峰值與穩定值之差用vfd表示，電壓暫態峰值與穩定值之差vfd可以用來檢測led的閘流體效應。
可選地，抽樣測試結果可以為多種光電參數中的任一種的良率或多種光電參數中的任一種的平均值。例如，可以選取電壓暫態峰值與穩定值之差的良率作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果，一般電壓暫態峰值與穩定值之差小於0.1伏可以認為合格，以樣本中，電壓暫態峰值與穩定值之差小於0.1伏的樣本數佔樣本總數的百分比作為電壓暫態峰值與穩定值之差的良率。當然也可以選取電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值作為抽樣測試結果。
進一步地，預設標準為同一光電參數的良率的閥值或同一光電參數的平均值的閥值。例如，當選取電壓暫態峰值與穩定值之差的良率作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果時，電壓暫態峰值與穩定值之差的預設標準的閥值可以是99％，若樣本的電壓暫態峰值與穩定值之差的良率低於閥值99％，則表明電壓暫態峰值與穩定值之差這個光電參數未達標，反之達標。當然若選取電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果時，則可以將電壓暫態峰值與穩定值之差的預設標準的閥值設為0.05伏，若樣本的電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值大於該閥值0.05伏，則表明電壓暫態峰值與穩定值之差這個光電參數未達標，反之達標。
需要說明的是，不同的晶元之間，抽樣測試結果可能會不同，也可能會相同，因此對多個不同的晶元進行測試時，應對不同的晶元分別進行抽樣測試。
s23：獲取未達標光電參數。
具體地，將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，以得到未達標光電參數。通過將樣本的抽樣測試結果與對應的預設標準進行比較，當某一光電參數的抽樣測試結果不滿足該光電參數的預設標準時，則認為該光電參數未達標，若滿足則認為該光電參數達標。
容易理解的是，若抽樣測試的結果顯示所有的光電參數均未達標，則在後續測試中，需要對所有的光電參數進行測試。
s24：對待測試晶元所分割的所有led晶片進行逐一測試。
具體地，對同一片待測試晶元上的每個led晶片進行未達標光電參數的逐一測試，根據未達標光電參數的測試結果確定每個led晶片是否合格。若樣本中的某一光電參數達標，則在後續的逐一測試中可以不再進行該光電參數的測試，從而可以減少測試的次數，提高測試效率。在對某個led晶片進行所有未達標光電參數的逐一測試後，若所有測試結果都滿足預設標準，則認為該led晶片合格，若存在至少一項不合格，則認為該led晶片不合格。例如在抽樣測試中，電壓暫態峰值與穩定值之差的測試結果達標，從而在步驟s24中，無需對led晶片進行電壓暫態峰值與穩定值之差的測試。
容易想到的是，樣本由於在抽樣測試的過程中已經進行過測試，因此在對所有led晶片進行逐一測試時可以不再對樣本進行測試，從而進一步提高測試的效率。
圖4是本發明實施例提供的一種發光二極體的晶元測試系統的示意圖，該系統用於執行圖1或圖2所示的發光二極體的晶元測試方法，如圖4所示，晶元測試系統包括第一測試單元31、處理單元32和第二測試單元34，其中，第一測試單元31用於對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，得到抽樣測試結果，其中，抽樣測試結果包括多種光電參數的測試結果，處理單元32用於將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，以得到未達標光電參數，第二測試單元34用於對同一片待測試晶元上的每個led晶片進行未達標光電參數的逐一測試，根據未達標光電參數的測試結果確定每個led晶片是否合格。
該系統還可以包括存儲單元33，存儲單元33用於存儲多種光電參數的抽樣測試結果和多種光電參數的預設標準。
通過對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，並將抽樣測試結果分別與對應的多種光電參數的預設標準進行比較，從而得到未達標光電參數，在後續對所有的led晶片進行逐一測試時，則只逐一測試未達標光電參數，由於在進行逐一測試的過程中，有部分光電參數不再進行測試，從而可以減少測試的項目，提高測試的效率，同時由於已經進行了抽樣測試，因此可以確保在逐一測試中未進行測試的光電參數也滿足工藝的要求。
實現時，第一測試單元31和第二測試單元34可以為同一設備，也可以為不同的設備，第一測試單元31和第二測試單元34可以採用現有的發光二極體測試設備。
處理單元32和存儲單元33可以是發光二極體製造管理系統，發光二極體製造管理系統中可以存儲有包括多種光電參數的預設標準的標準文件，第一測試單元31在完成測試後將測試結果上傳至發光二極體製造管理系統，發光二極體製造管理系統將測試結果和標準文件對比，生成記錄有未達標光電參數的記錄文件，在第二測試單元34進行測試時，發光二極體製造管理系統可以將記錄文件下發至第二測試單元34，由第二測試單元34根據記錄文件進行未達標光電參數的測試。此外，記錄文件還可以記錄有測試條件、測試模式，以指導第二測試單元34進行調試，有利於提高測試的效率和準確性。
具體地，當第一測試單元31和第二測試單元34為不同的設備時，第一測試單元31和第二測試單元34可以同時與發光二極體製造管理系統通訊連接，第一測試單元31可以用於對同一片待測試晶元上的led晶片進行抽樣測試，並將抽樣測試結果上傳至發光二極體製造管理系統，發光二極體製造管理系統根據預先存儲的標準文件和接收到的抽樣測試結果進行對比，其中，標準文件記錄有多種光電參數的預設標準，從而得到未達標光電參數的種類，並生成記錄有未達標光電參數的種類的記錄文件，發光二極體製造管理系統可以將該記錄文件下傳至第二測試單元34，第二測試單元34根據記錄文件中所記錄的未達標光電參數的種類對同一片待測試晶元上的每個led晶片進行逐一測試，測試的項目包括所有未達標光電參數。
優選地，抽樣測試的樣本總數不小於同一片待測試晶元上的led晶片的總數的1％，且不大於10％。在選擇樣本時，若樣本總數太小，則會導致抽樣測試的誤差過大，降低測試的準確性，若樣本總數太大，雖然可以提高測試的準確性，但是會延長測試的時間，導致測試的效率降低。
容易想到的是，作為樣本的led晶片在晶元上應該均勻分布，避免大量的樣本集中於某一區域，以降低製作過程中，led晶片的位置分布對光電參數的影響。
優選地，多種光電參數可以包括抗靜電電壓、開啟電壓、工作電壓、電壓暫態峰值與穩定值之差、漏電流、反向擊穿電壓、亮度、主值波長、峰值波長、半波長、cie色度x坐標和cie色度y坐標中的多種。這些均為led測試過程中所常進行測試的光電參數，通過對這些光電參數進行測試以確保生產出的led的品質滿足工藝要求。
可選地，抽樣測試結果可以為同一光電參數的良率或同一光電參數的平均值。例如，可以選取電壓暫態峰值與穩定值之差的良率作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果，電壓暫態峰值與穩定值之差可以用來檢測led的閘流體效應，一般電壓暫態峰值與穩定值之差小於0.1伏可以認為合格，以樣本中，電壓暫態峰值與穩定值之差小於0.1伏的樣本數佔樣本總數的百分比作為電壓暫態峰值與穩定值之差的良率。當然也可以選取電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值作為抽樣測試結果。
進一步地，預設標準為同一光電參數的良率的閥值或同一光電參數的平均值的閥值。例如，當選取電壓暫態峰值與穩定值之差的良率作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果時，電壓暫態峰值與穩定值之差的預設標準的閥值可以是99％，若樣本的電壓暫態峰值與穩定值之差的良率低於閥值99％，則表明電壓暫態峰值與穩定值之差這個光電參數未達標，反之達標。當然若選取電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值作為電壓暫態峰值與穩定值之差這一光電參數的抽樣測試結果時，則可以將電壓暫態峰值與穩定值之差的預設標準的閥值設為0.05伏，若樣本的電壓暫態峰值與穩定值之差的平均值大於該閥值0.05伏，則表明電壓暫態峰值與穩定值之差這個光電參數未達標，反之達標。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。