最初LED主要被用于指示或察看燈用,而且一般以單顆器件出現(xiàn),所以對波長的分選和亮度的控制要求并不高。但是把LED作為陣列察看時(shí),由于人眼對于色彩波長和亮度的敏感性,用沒有分選過的LED變就會產(chǎn)生不均勻的現(xiàn)象,進(jìn)而影響人們的視覺效果。LED通常按照主波長、發(fā)光強(qiáng)度、光通亮、色溫、工作電壓、反向擊穿電壓等幾個(gè)關(guān)鍵引數(shù)進(jìn)行測試與分選。LED的測試與分選是LED生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)必要工序,也是LED芯片生產(chǎn)和封裝成本的重要組成部分。
一、LED分選方法
LED的分選有兩種方法:一是以芯片為基礎(chǔ)的分選,二是對封裝好的LED進(jìn)行分選。
1.芯片的分選
目前,芯片的測試分選有兩種方法:一種方法是測試分選由同一臺機(jī)器完成,它的優(yōu)點(diǎn)是可靠,但速度很慢,產(chǎn)能低;另一種方法是測試和分選由兩臺機(jī)器完成,測試裝置記錄下每個(gè)芯片的位置和引數(shù),然后把這些資料傳遞到分選裝置上,進(jìn)行快速分選、這樣做的優(yōu)點(diǎn)是快速,但缺點(diǎn)是可靠性比對低,容易出錯(cuò),因?yàn)樵跍y試與分選兩個(gè)步驟之間通常還有襯底減薄和芯片分離的工藝,而在這個(gè)過程中,外延片有可能碎裂、局部殘缺碎裂或局部殘缺,使得實(shí)際的芯片分散與儲存在分選機(jī)裡的資料不符,造成分選困難。從根本上解決芯片測試分選瓶頸問題的關(guān)鍵是改善外延片均勻性。
2.LED的分選
封裝后的LED可以按照波長、發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光角度以及工作電壓等進(jìn)行測試分選。其結(jié)果是把LED分成很多檔(Bin)和類彆,然后測試分選機(jī)會自動地根據(jù)設(shè)定的測試標(biāo)準(zhǔn)把LED分裝在不同的Bin盒內(nèi)。由于人們對于LED的要求越來越高,早期的分選機(jī)是32Bin,后來增加到64Bin,現(xiàn)在已有72Bin的商用分選機(jī)。即使這樣,此類LED技術(shù)指標(biāo)仍然無法滿足生產(chǎn)和市場的需求。
大型顯示屏幕或其他高檔應(yīng)用用戶,對LED的品質(zhì)要求較高。特彆是在波長與亮度一致性的要求上很嚴(yán)格。假如LED封裝廠在芯片採購時(shí)沒有提出嚴(yán)格的要求,則這些封裝廠在大量的封裝后會發(fā)現(xiàn),封裝好的LED中只有很少數(shù)量的產(chǎn)品能滿足某一用戶的要求,其餘大部分將變成倉儲裡的存貨。這種情形迫使LED封裝廠在採購LED芯片時(shí)提出嚴(yán)格的要求,特點(diǎn)是波長、亮度和工作臺電壓的指標(biāo);比如,過去對波長要求是+2nm,而現(xiàn)在則要求為+1 nm,甚至在某些應(yīng)用上,已提出+0.5 nm的要求。這樣對于芯片廠就產(chǎn)生了巨大的壓力,在芯片銷售前必須進(jìn)行嚴(yán)格的分選。
二、LED分選裝置
目前,LED芯片的測試分選裝置主要由美國和日本廠商提供,而LED的測試分選裝置大多由中國臺灣、中國香港提供,中國大陸還沒有能提供類似裝置的廠家。LED芯片分選機(jī)主要含括兩大硬體部分(機(jī)器手、微探針和光電測試儀)和一套系統(tǒng)軟體,而這三部分分彆由不同廠家提供再集成起來;而LED測試分選取機(jī)則含括LED的機(jī)械傳送,儲存和光電測試兩部分。
LED分選技術(shù)在外延片的均勻度得到控制以前,研發(fā)快速低成本芯片分選工藝和裝置。隨著W級功率LED技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)LED產(chǎn)品引數(shù)偵測標(biāo)準(zhǔn)及測試方法已無法滿足照明應(yīng)用的需要,需開發(fā)全新的測試標(biāo)準(zhǔn)和方法,包含更多的與照明相關(guān)的光學(xué)內(nèi)容。傳統(tǒng)LED的篩選方式不合適照明用大功率LED,必須開發(fā)新的篩選試驗(yàn)辦法,剔除早期失效品,保證產(chǎn)品的可靠性。