微型显示芯片的生产检测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种生产线在线检测系统，尤其是指一种微型显示芯片的生产检测系统。
【背景技术】
[0002]微型显示芯片技术是未来显示领域的发展趋势，硅基(顶发光)微型显示芯片凭借半导体中成熟的C0MS工艺，做到微、小、轻的优势。因此，微型显示芯片产品可在各特殊领域，包括工业、医疗、军事等方面得到广泛的应用。
[0003]微型显示芯片的超小型化无疑对产品生产、制造提出了更高要求。然而，目前国际上缺乏针对微型显示芯片的生产线在线检测系统。对产品检测通常只能通过实验室检测实现。在实验室检测中，一般采用手动探针配合对位显微镜组合平台实现，或者在切片封装以后再进行检测。此种检测方式效率很低，只能对少数样本抽样检测，根本无法满足产业化要求，且检测成本较高。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种检测效率高，可满足产业化要求的微型显示芯片的生产检测系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为:一种微型显示芯片的生产检测系统，包括防震台、探针台、程控电源及主控设备；
[0006]所述防震台上设置有探针台，所述探针台包括水平及倾角对位装置，水平及倾角对位装置上设置有硅晶圆固定机构，硅晶圆固定机构包括卡盘及升降装置，卡盘设置于升降装置上；对应硅晶圆固定机构上方设置有探针基座，探针基座包括探针；于探针台上方设置有伺服平台，伺服平台上设置有对位显微镜、工业相机及色彩亮度计；
[0007]所述探针基座的探针、伺服平台、对位显微镜、工业相机及色彩亮度计分别与程控电源和主控设备相连。
[0008]上述中，所述硅晶圆固定机构还包括手动旋转装置及自动旋转装置；所述卡盘设置于手动旋转装置及自动旋转装置上，于卡盘表面设置有真空吸附孔及至少一圈真空吸附环。
[0009]上述中，所述探针基座还包括磁力开关底座及倾仰调节架；所述探针设置于磁力开关底座及倾仰调节架上。
[0010]上述中，所述伺服平台上从左到右依次设有色彩亮度计、工业相机及对位显微镜;
[0011]检测时，通过伺服平台的横向移动，依次将对位显微镜、工业相机及色彩亮度计对准硅晶圆固定机构上的通电发光显示芯片进行对应检测。
[0012]上述中，系统用于生产检测时，伺服平台带动对位显微镜至硅晶圆固定机构上方，在待测试硅晶圆放入探针台上的硅晶圆固定机构中后开始测试，此时主控设备获取对位显微镜采集探针基座及待测试硅晶圆的图像，通过调整水平及倾角对位装置直至探针基座与待测试硅晶圆的图像中对位标记满足契合要求，随后程控电源向探针输入第一设定电流，升降装置带动卡盘向上方探针基座移动，直至程控电源获取探针与待测试硅晶圆的单个显示芯片的测试点接触并形成闭合回路电信号，程控电源停止探针电流输入而后以当前位置为基准，往返以设定距离移动待测试硅晶圆后返回原位，然后程控电源根据设定方案向显示芯片通电；
[0013]进一步的，伺服平台带动工业相机至待测试硅晶圆的显示芯片上方，程控电源根据第二设定电流对显示芯片供电，主控设备向显示芯片送入颜色信号并通过工业相机采集颜色图像并对颜色图像进行图形处理后与基础模版信息比较，从而确定并标记图像中缺陷点位置，而后进一步通运算迭代去除颜色图像的纹理特征，进而判别缺陷类型；
[0014]随后伺服平台带动色彩亮度计至待测试硅晶圆的显示芯片上方，程控电源向显示芯片输入不同的电流I后记录对应电压V，同时色彩亮度计记录亮度B及色坐标(CIEX、CIEY)，进一步的，程控电源向显示芯片输入不同的电压V后记录对应电流I，同时色彩亮度计记录亮度B及色坐标(CIEX、CIEY)，最终测试结束输出测试结果，所述测试结果包括不合格显示芯片位置标记、缺陷种类及分布信息及B-1-V-CIE信息。
[0015]上述中，所述程控电源选用吉时利2260B系列；所述工业相机为JAI品牌的SP-20000系列型号的工业相机。
[0016]上述中，所述对位显微镜为体视对位显微镜。
[0017]上述中，所述色彩亮度计为柯尼卡美能达品牌CS-200型号的色彩亮度计。
[0018]本实用新型的有益效果在于:提供了一种适用于微型显示芯片的生产检测系统，通过引入成熟的半导体探针台测试技术并有机与平板显示器检测技术相结合，在结构上将光学显微镜上与探针台分离，通过伺服的方式控制各对位显微镜、色彩亮度计及工业相机移动归位，从而实现产业化高速在线检测，满足了快速判断器件是否合格，并得到光电参数等性能性息的应用需求。
【附图说明】
[0019]下面结合附图详述本实用新型的具体结构
[0020]图1为待测试硅晶圆结构示意图；
[0021]图2为待测试硅晶圆中单个显示芯片的放大示意图；
[0022]图3为本实用新型系统的结构示意图。
[0023]1-显不芯片；2-测试点；3_对位标记；4-显不区域；5_防震台；6-探针台；7_娃晶圆固定机构；8_对位显微镜；9_工业相机；10_色彩亮度计；11_伺服平台；12_程控电源；13-主控设备；14_探针基座。
【具体实施方式】
[0024]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0025]如图1所示为待测试娃晶圆(行业通称wafer)的结构示意图。在微型LED生产中，会通过在整个硅晶圆(wafer)上规则排布若干个显示芯片1 (行业通称die)，而每个显示芯片(die)，每个显示芯片(die)上有自己完整的一组pad，这组pad中在设计上预留了必要的、且尺寸面积较大的几个pad，这几个pad作为测试点2 (即测试pad)，是后续测试的欧姆触点。探针与测试pad接触后会对测试pad表面造成一定面积和深度的划伤，故测试pad只作为测试用，不能进行wire bonding (线邦定)。测试pad组两端制作有对位标记3，以便探针台步进识别每个显示芯片1，显示芯片1下部则为显示区域4。
[0026]为了对上述产品进行生产检测，请参阅图3，本实用新型提供了一种微型显示芯片的生产检测系统，包括防震台5、程控电源12及主控设备13。
[0027]其中，防震台5上设置有探针台6，所述探针台6包括水平及倾角对位装置，水平及倾角对位装置上设置有硅晶圆固定机构7，硅晶圆固定机构7包括卡盘及升降装置，卡盘设置于升降装置上；对应硅晶圆固定机构7上方设置有探针基座14，探针基座14包括探针；于探针台上方设置有伺服平台11，伺服平台11上设置有对位显微镜8、工业相机9及色彩亮度计10。
[0028]所述探针基座14的探针、伺服平台11、对位显微镜8、工业相机9及色彩亮度计10分别与程控电源12和主控设备13相连。
[0029]系统中采用程控电源则是为了对其输出的电压电流可编程控制，以便测试使用。
[0030]而探针台6的水平及倾角对位装置可采用自动或者半自动伺服机构，从而确保快速对其上放置的硅晶圆实现对位，并能精确步进(St印)到硅晶圆上每个芯片(chip)。
[0031]此外，本实用新型采用的探针基座则用于替代以往的替代探针卡，这是由于不同型号产品的测试点(pad)间距和大小会有差异，一般在小于10个测试点(pad)的显示芯片测试中，采用探针基座可增加易用性和兼容性。
[0032]结合大量实验发现，当水平及倾角对位装置的X-Y移动精度应比测试点(pad)边长小一个数量级，回复精度应比测试点(pad)边长小两个数量级时，可保证最佳测试效果。而卡盘则最佳采用12寸则可向下兼容8寸硅晶圆。此外，卡盘的升降装置则在上下方向可快速升降至少4_为最佳。
[0033]区别于常规检测设备会在探针台上集成一部用于对位的光学显微镜，显微镜固定在测试芯片的正上方，这种安装方式在空间上会与色彩亮度计、工业相机干涉，无法保证测试仪器的使用条件，本实用新型的有益效果在于:提供了一种适用于微型显示芯片的生产检测系统，通过引入成熟的半导体探针台测试技术并有机与平板显示器检测技术相结合，在结构上将光学显微镜上与探针台分离，通过伺服的方式控制各对位显微镜、色彩亮度计及工业相机移动归位，从而实现产业化高速在线检测，满足了快速判断器件是否合格，并得到光电参数等性能性息的应用需求。
[0034]实施例1
[0035]上述中，所述硅晶圆固定机构还包括手动旋转装置及自动旋转装置；所述卡盘设置于手动旋转装置及自动旋转装置上，于卡盘表面设置有真空吸附孔及至少一圈真空吸附环。
[0036]由此，硅晶圆固定机构的卡盘可以在手动旋转装置下实现大角度的旋转(通常实现手动360度旋转)，而在自动旋转装置下则实现小尺寸内精细调整(例如实现自动自动旋转±15° )。结合大量实验得到，当自动旋转装置的调节精度在0.01°，漏电低于100fA，而卡盘的平坦度误差则小于1.5um时应用效果最佳。
[0037]而卡盘表面设置的真空吸附孔和真空吸附环则可对放置其上的待测硅晶圆进行吸附，从而实现固定。
[0038