一种角度分辨样品台及半导体检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及光学检测设备技术领域，尤其涉及一种角度分辨样品台及半导体检测设备。


背景技术：

2.随着社会向着全面信息化、智能化方向发展，显示技术也不断迎来革新。在众多显示技术中，micro-led被认为是具有颠覆性的新一代显示技术，受到广泛的关注和研究。
3.在目前micro-led器件中，由于电极遮挡、衬底吸收、出光面全反射等问题，器件的光提取效率受到影响，发光性能受到限制，因此优化micro-led器件的光提取效率就变得尤为重要。通过优化出光角度、改善侧壁出光或制作表面透镜等手段，可以对micro-led器件的光提取效率进行大幅度的改善和提高。但是，micro-led器件的出光角度、侧壁出光比例等参数需要使用角度分辨的光学测试仪器，而目前micro-led器件的尺寸越来越小，甚至低于10μm，因目前受限于测试设备的欠缺，往往只能使用模拟计算或传统led测试设备进行测试，模拟计算的精度和准确度缺乏实验验证，而传统led测试设备是为大尺寸led灯珠(面板)所设计，无法进行便捷的角度分辨测试。
4.基于以上背景，在此提出一种适用于micro-led等半导体发光器件的角度分辨的光学测试仪器。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种角度分辨样品台及半导体检测设备，以使光学组件可从不同角度对待测试样品进行测试，实现角度分辨光学测试，从而方便操作并提高测试精度。
6.本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
7.一种角度分辨样品台，包括：
8.转台组件，所述转台组件包括工作台，所述工作台用于承载待测试样品；
9.滑轨，所述转台组件滑动设置在所述滑轨上以改变待测试样品发出的光的角度，且所述转台组件能够锁定于所述滑轨上。
10.在一个可选的方案中，所述滑轨呈弧形结构或万向球形结构。
11.在一个可选的方案中，所述角度分辨样品台还包括支撑轴和基座，所述基座与所述滑轨滑动连接，所述基座与所述工作台之间通过所述支撑轴连接，所述支撑轴用于驱动所述工作台绕所述支撑轴的中心线旋转。
12.在一个可选的方案中，所述基座与所述滑轨之间通过磁性吸附方式锁定；或者，
13.所述基座与所述滑轨之间设置有锁定件，所述锁定件螺纹贯穿所述基座的侧壁后与所述滑轨相抵接以将所述基座锁定于所述滑轨上。
14.在一个可选的方案中，所述基座包括依次堆叠的第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台，所述基座用于驱动所述工作台沿第一x轴方向、第一y轴方向以及第一z轴方向
中的至少一个方向进行移动，所述第一x轴方向、第一y轴方向以及第一z轴方向相互垂直。
15.在一个可选的方案中，所述角度分辨样品台还包括探针组件，所述探针组件包括连接板和探针本体，所述连接板的一端与所述支撑轴或工作台转动连接，所述连接板的另一端延伸至所述工作台的外周区域，所述探针本体设置在所述连接板上，所述探针本体能够绕所述工作台的外周旋转并锁定于所述工作台外周，所述探针本体部分延伸至所述工作台上以对待测试样品进行供电。
16.在一个可选的方案中，所述连接板的一端设置有轴孔，所述连接板通过所述轴孔转动套设在所述支撑轴上；
17.所述轴孔与所述支撑轴过盈配合；或者，
18.所述轴孔的孔壁和/或所述支撑轴的外周面设置有粗糙面；或者，
19.所述轴孔与所述支撑轴之间设置有紧固件。
20.在一个可选的方案中，所述探针组件还包括位于工作台外周区域的连接板上的探针座，所述探针座与所述探针本体连接，所述探针座用于驱动所述探针本体沿第二x轴方向、第二y轴方向以及第二z轴方向中的至少一个方向进行移动或摆动，所述第二x轴方向、第二y轴方向以及第二z轴方向相互垂直。
21.在一个可选的方案中，所述工作台绕所述支撑轴中心线旋转的角度为0
°‑
360
°
，当所述滑轨呈弧形结构时，所述滑轨的圆心角小于等于180
°
，所述滑轨所在的平面与所述工作台的承载面垂直。
22.一种半导体检测设备，包括上述的角度分辨样品台。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果至少包括：通过转台组件与滑轨配合，可灵活改变待测试样品的位置和角度，使光学组件可从不同角度对待测试样品进行测试，满足多角度分辨光学测试需求，整体操作简单方便，且能有效提高测试精度。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例的工作台在水平状态下角度分辨样品台的结构示意图。
25.图2是本实用新型实施例的工作台在非水平状态下角度分辨样品台的结构示意图。
26.图3是本实用新型实施例的转台组件与探针组件的连接结构示意图。
27.图4是本实用新型实施例的连接板与支撑轴的一种锁定结构示意图。
28.图5是本实用新型实施例的工作台在不同角度下与光学组件配合的示意图。
29.图中：1、转台组件；11、工作台；12、支撑轴；13、基座；2、滑轨；3、探针组件；31、连接板；32、探针本体；33、探针座；4、锁定件；5、紧固件；6、光学组件；7、待测试样品。
具体实施方式
30.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
31.本实用新型中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根
据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本实用新型保护范围内。
32.参见图1-2所示，本实用新型提供一种角度分辨样品台，包括：转台组件1和滑轨2。
33.转台组件1包括工作台11，工作台11用于承载待测试样品7，待测试样品7包括但不局限于micro-led器件，通过光学组件6可对待测试样品7进行光性能检测。工作台11的形状可以是圆形、正多边形或其他形状，作为优选方式，本实施例的工作台11的形状为圆形，优点是圆形的工作台11无尖角突出，使用过程更为安全，且台边缘各处到台中心距离相等，便于其他部件安装布局。
34.待测试样品7若需周向旋转调整位置，可使待测试样品7相对工作台11转动，或者，也由工作台11带动待测试样品7同步转动实现。作为优选方式，本实施例的转台组件1还包括支撑轴12，支撑轴12用于支撑工作台11，支撑轴12的数量可以是一个或多个，支撑轴12的形状可以是圆柱形、棱柱形或其他形状，作为优选方式，本实施例的支撑轴12的数量为一个、形状为圆柱形，支撑轴12设置在工作台11的下方且与工作台11固定连接，保证支撑轴12的中心线与工作台11的圆心处于同一直线上，即支撑轴12的一端固定在工作台11的中心位置，此设计一方面使支撑轴12能够更平衡、稳定的支撑工作台11，另一方面支撑轴12可带动工作台11绕支撑轴12的中心线旋转，从而带动待测试样品7实现360
°
的全方位转动，以使光学组件6与待测试样品7的相对方向和位置在2π立体角范围内变化，光学组件6可以从不同角度对待测试样品7进行测试，进行2π立体角内的角度分辨。
35.作为优选方式，转台组件1还包括驱动机构(未示出)，驱动机构可以是分度器或电机，分度器或电机可驱动支撑轴12旋转，进而带动工作台11绕支撑轴12的中心线进行旋转，工作台11绕支撑轴12中心线旋转的角度为0
°‑
360，分度器或电机的步进范围在1
°‑
360
°
内自定义，当分度器或电机暂停后，工作台11停止旋转且位置固定，从而实现工作台11上待测试样品7的周向旋转位置调整，并且采用分度器或电机控制工作台11转动，实现了自动化控制，操作简单，位置精度高。
36.转台组件1滑动设置在滑轨2上以改变待测试样品7发出的光的角度，且转台组件1能够锁定于滑轨2上。
37.具体地，以弧形结构的滑轨2为例，本实施例中滑轨2呈开口朝上的半圆环形状，滑轨2的圆心角小于等于180
°
，此范围限制可保证在-90
°
～90
°
的范围内进行角度分辨光学测试时，工作台11上的待测试样品7始终处于光学组件6的检测范围内(图1和图2示)。滑轨2可采用硬质材料制成，以使滑轨2具有足够的支撑强度，例如，滑轨2可采用碳素钢或铁制成。转台组件1滑动设置在滑轨2上，作为优选方式，本实施例的转台组件1还包括基座13，基座13与滑轨2滑动连接，基座13与工作台11之间通过支撑轴12连接，具体地，基座13底部具有与滑轨2适配的滑槽(未示出)，基座13骑设在滑轨2的内侧且可进行弧形滑动，转台组件1能够锁定于滑轨2上，并且滑轨2所在的平面与工作台11的承载面交叉，以实现角度分辨光学测试。优选地，滑轨2所在的平面与工作台11的承载面垂直，从而更方便工作台11的角度调节控制；还是如图1和图2所示，转台组件1在弧形滑动时，待测试样品7与滑轨2的圆心重叠，以保证待测试样品7的感兴趣区域到光学组件6的距离不变，以及待测试样品7始终处于光学组件6的收集端的焦面上，从而有效保证焦面稳定，在测试过程中，无需单独操作将待测试样品7调整至光学组件6的采集区域，避免因焦距变化而增加调整焦距的次数。
38.基座13与弧形结构的滑轨2之间可采用以下锁固方式。例如，基座13与滑轨2之间
可通过磁性吸附方式锁定，具体地，滑轨2为铁轨，基座13为电磁铁，基座13沿滑轨2滑至任意位置都可快速锁固，该方式具有操作简单、锁定方便的优势。或者是，基座13与滑轨2之间设置有锁定件4，例如锁定件4为螺栓，锁定件4(见图1和图2)螺纹贯穿基座13的侧壁后与滑轨2相抵接以将基座13锁定于滑轨2上，此方式成本低，且不受滑轨2的材质限制。
39.除弧形结构以外，滑轨2也可以采用万向球形结构(未示出)，转台组件1滑动设置在万向球形结构的滑轨2上同样能调节工作台11的角度，从而改变待测试样品7发出的光的角度。需说明的是，万向球形结构的滑轨2实际上就是一个球体形状，工作台11可直接或通过基座13间接与该球体形状组成球窝关节结构，具体的说就是在工作台11的底部设置与滑轨2匹配的球窝，或者在基座13底部设置滑轨2匹配的球窝，从而使工作台11可绕滑轨2进行不同方向的角度调节，以改变待测试样品7发出的光的角度，并且相对弧形结构的滑轨2而言，万向球形结构的滑轨2的自由度更好。
40.综上，在将转台组件1设置在滑轨2上后，工作台11上的待测试样品7本身可经人工操作进行周向的调整，或者由支撑轴12连带同步旋转实现周向调整，同时转台组件1又可沿滑轨2滑动实现上下翻转调整，具体见图5所示，从而光学组件6与待测试样品7的相对方向和位置在2π立体角范围内变化，使光学组件6可从不同角度对待测试样品7进行测试，满足多角度分辨光学测试需求，整体操作简单方便，且能有效提高测试精度。
41.在一具体实施方式中，参见图3所示，基座13包括依次堆叠的第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台，基座13用于驱动转台组件1沿第一x轴方向、第一y轴方向以及第一z轴方向中的至少一个方向进行移动，第一x轴方向、第一y轴方向以及第一z轴方向相互垂直。
42.由第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台组成的基座13具有调整位置的功能，基座13可沿第一x轴方向、第一y轴方向以及第一z轴方向自由移动，通过基座13可对工作台11上的待测试样品7进行位置微调，使待测试样品7始终处于光学组件6的最佳检测范围，同时三轴调节设计也提高了工作台11的自由度，使得样品台能够适用于更多尺寸的待测试样品7的测试，以及其他更多的应用场景。
43.上述第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台可以均是手动调节式的，也可以各自连接第一驱动器进行自动控制。例如，第一z位移台连接第一z向驱动器、第一y位移台连接第一y向驱动器、第一x位移台连接第一x向驱动器，第一z向驱动器用于驱动第一y位移台和第一x位移台沿第一z轴方向移动，第一y向驱动器用于驱动第一x位移台沿第一y轴方向移动，第一x向驱动器用于驱动转台组件1沿第一x轴方向移动，从而实现基座13的微调功能。需说明的是，本实施例的第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台自下而上依次叠放，支撑轴12安装在最上层的第一x位移台上，而在其他变形实施方式中，第一z位移台、第一y位移台和第一x位移台还可以采用其他的叠放方式，只要能够实现在三个相互垂直的方向调整支撑轴12的位置即可。
44.在一具体实施方式中，角度分辨样品台还包括探针组件3，探针组件3包括连接板31和探针本体32，连接板31的一端与支撑轴12或工作台11转动连接，连接板31的另一端延伸至工作台11的外周区域，探针本体32设置在连接板31上，探针本体32能够绕工作台11的外周旋转并锁定于工作台11外周，探针本体32部分延伸至工作台11上以对待测试样品7进行供电。
45.上述探针组件3具有两个状态，即锁定状态和非锁定状态。在锁定状态下，连接板31的一端与支撑轴12固定并可随工作台11同步旋转，在非锁定状态下，连接板31的一端可绕支撑轴12旋转，进而带动探针本体32沿工作台11独立旋转。通过将探针组件3与支撑轴12一体化集成设计，当探针组件3处于非锁定状态时，可以调整探针本体32的位置，使探针本体32的接触端压紧并电连接工作台11上的待测试样品7，还可以使探针本体32匹配适用于尺寸不同的待测试样品7的测试，以及避免探针本体32碰撞光学组件6，随后将探针组件3调整为锁定状态，探针组件3与工作台11相对静止，此时，探针本体32随待测试样品7的位置、角度而变化，即可进行角度分辨光学测试，测试过程中无需改变待测试样品7的位置和方向，无需对探针组件3进行抬针、落针的操作，不仅操作方便，且能避免频繁抬针、落针损坏探针本体32和待测试样品7的情况发生，避免产生接触误差，使检测结果更加精准可靠。注意，在更换待测试样品7的感兴趣区域时，需解除供电组件4的锁定状态，然后将探针本体32抬至待测试样品7的感兴趣区域并锁定即可。
46.连接板31的一端与工作台11转动连接时，工作台11上可以设置导轨(未示出)，导轨可以呈环形，导轨可以设置在工作台11的上表面、下表面或周侧，连接板31的一端可以通过螺栓等部件锁定在导轨上。在锁定状态下，连接板31的一端固定设置在工作台11的导轨上，连接板31与工作台11固定并可随工作台11同步旋转，在非锁定状态下，连接板31的一端可沿导轨滑动，进而带动探针本体32沿工作台11滑动，并调整探针本体32的位置，同样能够实现上述技术效果。
47.本实施例中，探针组件3的数量有两个，两个探针组件3均可沿工作台11周向旋转和锁定。以待测试样品7是micro-led器件为例，一个探针组件3的探针本体32可以用于电连接micro-led器件的一个电极(例如n电极)，另一个探针组件3的探针本体32可以用于电连接micro-led器件的另一个电极(例如p电极)。使用时，可以同时调节两个探针组件3，这样可加快调整速度；也可以先调整其中一个探针组件3并锁定，使其探针本体32对准待测试样品7的一个电极，在调整另一个探针组件3的探针本体32并锁定，使其探针本体32可以快速对准待测试样品7的另一个电极。以上两个探针组件3都可以绕支撑轴12进行360
°
旋转，这样不管待测试样品7在工作台11的任何位置，均可通过旋转对应探针组件3的探针本体32来对准待测试样品7的电极。
48.参见图4所示，连接板31的一端设置有轴孔，连接板31通过轴孔转动套设在支撑轴12上，探针组件3的锁定结构如下：
49.轴孔与支撑轴12过盈配合，此连接方式结构简单，操作方便，但连接板31转动较为费力。或者，轴孔的孔壁和/或支撑轴12的外周面设置有粗糙面，通过摩擦的方式实现连接板31与支撑轴12的锁定，与过盈配合的方式相比，操作简单且连接板31转动更为轻松。或者，参见图4所示，轴孔与支撑轴12之间设置有紧固件5。通过紧固件5(如螺栓)拧入连接板31并顶紧支撑轴12，也能实现连接板31与支撑轴12的锁定，原理和基座13、滑轨2之间通过锁定件4固定相同或相似，在此不再赘述，该方式具有成本低、锁定效果牢固的优点。
50.在一具体实施方式中，还是参见图3所示，探针组件3还包括位于工作台11外周区域的连接板31上的探针座33，探针座33与探针本体32连接，探针座33用于驱动探针本体32沿第二x轴方向、第二y轴方向以及第二z轴方向中的至少一个方向进行移动或摆动，第二x轴方向、第二y轴方向以及第二z轴方向相互垂直。
51.作为示例，探针本体32摆动时，探针本体32可以是在上下方向摆动或左右方向摆动，摆动时，探针本体32的背向探针座33的一端可以沿弧形轨迹移动。其中，上下方向摆动的弧形轨迹可以垂直于工作台11的上表面，摆动时，探针本体32的背向探针座33的一端朝向或背向待测试样品7的方向运动；左右方向摆动的弧形轨迹可以平行于工作台11的上表面，摆动时，探针本体32的背向探针座33的一端朝向或背向待测试样品7的方向运动。
52.作为示例，探针座33可以包括依次堆叠的第二z位移台、第二y位移台和第二x位移台。上述第二z位移台、第二y位移台和第二x位移台可以均是手动调节式的，也可以各自连接第二驱动器(未示出)进行自动控制。例如，第二z位移台连接第二z向驱动器(未示出)、第二y位移台连接第二y向驱动器(未示出)、第二x位移台连接第二x向驱动器(未示出)，第二z向驱动器用于驱动第二y位移台和第二x位移台沿第二z轴方向移动，第二y向驱动器用于驱动第二x位移台沿第二y轴方向移动，第二x向驱动器用于驱动探针本体32沿第二x轴方向移动，从而实现探针本体32的微调功能。需说明的是，本实施例的第二z位移台、第二y位移台和第二x位移台自下而上依次叠放，探针本体32安装在最上层的第二x位移台上，而在其他变形实施方式中，第二z位移台、第二y位移台和第二x位移台还可以采用其他的叠放方式，只要能够实现在三个相互垂直的方向调整探针本体32的位置即可。另外，第一x轴方向与第二x轴方向可以是同一方向也可以是不同方向，第一y轴方向与第二y轴方向可以是同一方向也可以是不同方向，第一z轴方向与第二z轴方向可以是同一方向也可以是不同方向。
53.本实用新型还提供了一种半导体检测设备，包括上述的角度分辨样品台。半导体检测设备例如是micro-led器件或其他半导体器件的性能检测设备、成像光检测设备、缺陷检测设备、光致发光检测设备等，半导体检测设备还包括光学组件6，光学组件6可以采用现有结构。
54.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，在实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。