准确而高性价比的测验关于保证LED器材的可靠性和质量至关重要。LED测验在出产的不同阶段具有不同类型的测验序列,例如规划研制阶段的测验、出产进程中的晶圆级测验、以及封装后的终究测验。本文侧重讨论电气特征剖析,而在恰当的时分介绍部分光学丈量技能。
LED测验在出产的不同阶段具有不同类型的测验序列,例如规划研制阶段的测验、出产进程中的晶圆级测验、以及封装后的终究测验。LED的测验一般包括电气和光学丈量,而本文侧重讨论电气特征剖析,只在恰当的时分介绍部分光学丈量技能。图1给出了典型二极管的电气I-V曲线。完好的测验应该包括许多的电压值与对应的电流作业点,可是一般情况下有限的采样点就足以测验出器材的质量因数。
图1:典型LED的直流I-V曲线和测验点
许多测验需求供给已知的电流然后丈量电压,而别的一些测验需求供给电压然后丈量发生的电流。因而,具有集成的、同步的源和丈量功用的高速测验仪器关于这类测验对错常抱负的。
正向电压测验
在LED测验序列中,正向电压(VF)测验查验的是可见光LED上的正向作业电压。当在二极管上加载一个正向电流时,它开端导通。刚开端在低电流下,二极管上的电压降快速上升,可是跟着驱动电流的添加,电压斜率开端变平。二极管一般作业在这个电压相对安稳的区域。在这些作业条件下对二极管进行测验也十分有用。VF测验需求供给一个已知的电流然后丈量二极管上发生的电压降。典型的测验电流规模从几十毫安到几安,而发生的电压巨细一般在几伏的规模。有些制造商运用这种测验的成果进行器材分拣,由于正向电压与LED的色度(由颜色主波长或许互补波长及其纯度一起表征的颜色质量)相关。
光学测验
正向偏置电流也用于光学测验,由于电子电流与发光的强弱密切相关。经过在待测器材邻近放一个光电二极管或许累计球捕捉宣布的光子能够测出光强度(opTIcal power)。然后将光转换成电流,运用安培计或许源丈量仪器的一个通道丈量电流的巨细。
在许多测验运用中,二极管的电压和宣布的光能够运用巨细固定的电流源一起测出来。此外,运用分光计能够在相同巨细的驱动电流下测出比如光谱输出之类的具体参数。
反向击穿电压测验
对LED加载一个反向偏置电流能够测出反向击穿电压(VR)。测验电流的巨细应该设置为当电流略微添加时测出的电压值不再显着增大的方位。当电压高于这个电压值时,反向偏置电流的大幅添加导致反向电压改变不显着。这个参数目标一般是一个最小值。在测验VR时要在必定的时刻内加载一个小的反偏电流,然后丈量LED上的电压降。丈量成果的巨细规模一般为几十伏。
漏电流测验
一般地,漏电流(IL)的丈量运用中等巨细的电压(几伏到几十伏)。漏电流测验丈量的是当加载的反向电压低于击穿电压时LED上走漏的小电流。在出产进程中保证漏流不超越必定的阈值是漏流丈量的常用做法,也是阻隔丈量更遍及的做法。其间有两个原因。榜首,低电流丈量需求较长的安稳时刻,因而它们需求更长的时刻才干完结。第二,环境搅扰和电噪声对低值信号具有较大的影响,因而需求额定的屏蔽办法。这些额定的屏蔽办法添加了测验夹具的杂乱性,而且或许搅扰主动机械手的操作。
智能仪器进步LED出产测验才能
曩昔,在许多LED出产测验体系中人们常常选用PC机操控测验的各个方面。换句话说,在测验序列的每个组成部分中,每个测验有必要对信号源和测验仪器别离装备,履行所需的操作,然后将数据回来给操控PC。操控PC然后进行pass/fail判别并履行相应的操刁难DUT进行分拣。发送和履行的每条指令都浪费了名贵的测验时刻,因而降低了处理才能。明显,在这类以PC为中心的测验结构中,大部分测验序列时刻都被PC和测验仪器之间的通讯所耗费了。
相反,当时许多智能仪器,例如2600A系列数字源表,经过削减通讯总线上的通讯量,使得大幅进步杂乱测验序列的才能成为或许。在这些仪器中,测验序列的首要部分嵌入在仪器内部。测验脚本处理器(TSP)是一种万能的测验序列引擎,能够运用内置的pass/fail判据、数学和计算公式操控测验序列和数字I/O端口。TSP能够将用户自定义的测验序列保存在存储器中然后依据指令履行它。这样就约束了测验序列中每一步的设置和装备时刻,经过最大极限削减与PC和仪器的通讯而进步了测验产能。这类仪器的编程进程相对简略:1)创立脚本;2)将脚本下载到仪器中;3)调用脚本履行。关于2600A系列仪器,用户能够运用仪器自身供给的Test Script Builder软件编写或许下载脚本,或许从用Visual Basic或LabVIEW等言语编写的用户运用程序中下载到仪器中。
单LED器材测验体系
图2是测验单个LED的测验体系简化模块图。关于主动化测验,一般包括一台PC和一个元件机械手(晶圆级丈量需求一个探针台)。
在这个测验结构中,PC机的首要作用是将丈量数据保存在数据库中用于材料记载。第二个作用是针对不同的部件重新装备测验序列。2600A系列的共同之处在于它们能够独立于PC操控器独自作业。每台仪器上内嵌的TSP支撑用户编写能够在仪器自身上履行的完好测验规划。换句话说,用户能够编写完好的pass/fail测验序列脚本,无需仪器重编程即可经过仪器面板运转它。
图2:依据数字源表的单LED测验体系模块图
出产测验体系能够运用元件机械手将单个LED传送到测验夹具上,进行电气触摸。该夹具屏蔽了环境光,而且安装了光电探测器(PD)进行光学丈量。在如图2所示的装备中,运用了一台2602A型双通道数字源表完结两种衔接。其间,源丈量单元A(SMUA)为LED供给测验信号并丈量其电呼应,而SMUB在光学丈量进程中用于监测光电二极管。
测验序列在编程开端时运用元件机械手的一条数字线作为“测验发动(SOT)”信号。当数字源表检测到这个SOT信号后,LED特征剖析测验就开端了。
在一切的电气和光学测验都完结之后,体系为元件机械手设置一条标志“丈量完结”的数字线。此外,仪器自身的智能功用履行一切的pass/fail操作,经过仪器上的数字I/O端口向元件机械手发送一条数字指令,依据pass/fail判据对LED进行分拣。然后,能够设定两个操作一起履行:将数据传输到PC进行计算进程操控,一起将一个新的DUT传送到测验夹具上。