一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备与流程

1.本发明涉及半导体光电领域，尤其涉及一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备。


背景技术：

2.目前与正装结构的发光二极管芯片相比，使用倒装焊接方式制备的发光二极管芯片更易于实现超大功率芯片级模组、多种功能集成的芯片光源技术，其在发光二极管芯片模组良率及性能方面有较大的优势。
3.在倒装结构的发光二极管芯片中，其正面为电极结构，背面为蓝宝石衬底。当芯粒通过电流时，正面电极结构遮挡了芯粒出光，使得肉眼无法确定其发光是否完整(发光不完整指的是发光二极管芯片的部分区域不亮，发光二极管芯片内部的部分区域不导通会导致芯粒发光不完整)，导致只能从背面查看芯粒发光是否完整。基于以上原因，只能在倒装结构的发光二极管芯片完成封装制程后，接通电流查看芯粒发光的完整性。然而，如果发现芯粒异常，封装制程使用的基板、锡膏、透镜等物料也将随之一起浪费，进而增加了倒装结构的发光二极管芯片的制造端成本。
4.因此，亟需一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备，用于改善现有技术难以低成本地检测倒装结构的发光二极管芯片的发光完整性的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供了一种光学检测方法，方法包括：
7.获取待测目标样品的实际发光图形；
8.比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；
9.若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标；
10.根据位置坐标将对应的目标样品剔除。
11.在本发明实施例提供的光学检测方法中，获取待测目标样品的实际发光图形的步骤还包括：
12.将待测的目标样品放置于一承载台上；
13.在承载台上远离目标样品的一侧放置摄像机；
14.对目标样品输入电流使其发光；
15.通过摄像机获取待测的目标样品的实际发光图形。
16.在本发明实施例提供的光学检测方法中，承载台的材质包括透明材料，和/或者，承载台为镂空结构。
17.在本发明实施例提供的光学检测方法中，目标样品包括倒装发光二极管芯片，倒装发光二极管芯片处于完整晶圆状态或者单颗晶粒状态。
18.在本发明实施例提供的光学检测方法中，当目标样品为单颗晶粒状态时，将待测
的目标样品放置于一承载台上的步骤还包括：
19.将待测的多个目标样品转移至一承载膜上；
20.将承载膜放置于一承载台上，承载膜远离目标样品的一面与承载台相接触。
21.在本发明实施例提供的光学检测方法中，承载膜的材质为蓝色氯乙烯薄膜或者uv膜。
22.在本发明实施例提供的光学检测方法中，比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值的步骤还包括：
23.采用处理图像分析算法比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；
24.其中，处理图像分析算法包括图像匹配算法、逻辑匹配算法以及人工智能匹配算法中的任意一种。
25.在本发明实施例提供的光学检测方法中，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标的步骤还包括：
26.若匹配度低于预设值，采用posx/posy算法系统定位对应的目标样品的位置坐标；
27.将包括位置坐标的信息生成带有bin等级的分选文件存储于存储器中。
28.相应地，本发明还提供一种光学检测装置，包括：
29.获取模块，用于获取待测目标样品的实际发光图形；
30.判断模块，用于判断实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；
31.处理模块，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标；以及
32.分选模块，用于根据位置坐标将对应的目标样品剔除。
33.相应地，本发明又提供一种电子设备，电子设备包括控制器和存储器，控制器用于执行存储于存储器的若干指令，以实现如上任一项的方法。
34.本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备，该方法包括：获取待测目标样品的实际发光图形，比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标，根据位置坐标将对应的目标样品剔除；上述方法通过根据实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度，确定在匹配度小于预设值时对应的目标样品的位置坐标，进而根据位置坐标将对应的目标样品剔除，从而能够在封装工艺前去除异常目标样品，进而能够低成本地、高效率地、高准确度地保证目标样品发光的完整性，进一步提高了倒装发光二极管芯片的生产良率。
附图说明
35.图1是本发明实施例所提供的光学检测方法的工艺流程图；
36.图2是本发明实施例所提供的光学检测方法的第一种结构示意图；
37.图3是本发明实施例所提供的光学检测系统识别目标样品的发光图形图；
38.图4是人工识别目标样品的发光图形图；
39.图5是本发明实施例所提供的光学检测系统中分选文件的格式示意图；
40.图6是本发明实施例所提供的光学检测方法的第二种结构示意图；
41.图7是本发明实施例所提供的光学检测装置的结构框图；
42.图8为本发明实施例提供的电子设备中的控制器和存储器的结构示意图。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
44.本发明提供一种光学检测方法，方法包括但不限于以下实施例以及以下实施例的组合。
45.在一实施例中，如图1所示，为本发明实施例所提供的光学检测方法的工艺流程图；图2是本发明实施例所提供的光学检测方法的第一种结构示意图；
46.请参阅图1以及图2，光学检测方法包括但不限于以下步骤。
47.s10，获取待测目标样品的实际发光图形。
48.具体地，s10还包括：
49.s101，将待测的目标样品放置于一承载台30。
50.在本发明实施例中，目标样品包括倒装发光二极管芯片，倒装发光二极管芯片可以是倒装长波紫外发光二极管芯片、倒装中波紫外发光二极管芯片、倒装短波紫外发光二极管芯片等符合倒装结构的发光二极管芯片。其中，长波紫外光的波长范围在320nm至420nm之间，中波紫外光的波长范围在275nm至320nm之间，短波紫外光的波长范围在200nm至275nm之间。
51.进一步地，请参阅图2，目标样品为处于完整晶圆状态的倒装发光二极管芯片，每一份目标样品上具有多个倒装发光二极管芯粒20，多个倒装发光二极管芯粒20共用一层衬底23。
52.在本发明的一种实施例中，承载台30的材质包括透明材料(例如石英玻璃)；此时，待测的目标样品可以放置于承载台30的任意位置。
53.进一步地，承载台30可以为镂空结构，其具有镂空部31，镂空部31与待测的目标样品对应设置。
54.在本发明实施例中，每一个倒装发光二极管芯粒20包括衬底23、设置于衬底23上的外延层22以及同层设置于外延层22上的电极层21，电极层21包括n型电极以及p型电极；其中，衬底23远离外延层22的一面与承载台30相接触。
55.在本发明实施例中，衬底23为蓝宝石衬底；蓝宝石衬底有许多的优点：首先，蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好；其次，蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中；最后，蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗。因此，大多数工艺一般都以蓝宝石作为衬底23。
56.在本发明实施例中，外延层22包括设置于衬底23上的本征层、设置于本征层上的电子注入层、设置于电子注入层上的电流扩展层、设置于电流扩展层上的量子阱有源层、设置于量子阱有源层上的电子阻挡层、设置于电子阻挡层上的空穴注入层以及设置于空穴注
入层上的欧姆接触层。
57.具体地，本征层的材料为氮化铝；电子注入层为n型掺杂的氮化铝镓材料，其中电子注入层中的al组分占电子注入层的质量百分数为50％；电流扩展层的材料为algan，其中电流扩展层中al组分占电流扩展层的质量百分数为70％；量子阱有源层的量子阱厚度为1nm且量子阱中al组分的质量百分数为50％，量子垒厚度为2nm且势垒中al组分百分数为60％；电子阻挡层为单层algan结构，al组分的质量百分数为40％；空穴注入层的材料为p型掺杂的氮化铝镓材料，铝组分的质量百分数为40％，采用mg作为p型掺杂剂；欧姆接触层的材料为氮化镓材料；n型电极以及p型电极均为多层复合金属材料。
58.s102，在承载台30上远离目标样品的一侧放置摄像机40。
59.具体地，在承载台30上远离目标样品的一侧放置摄像机40。其中，当承载台30为镂空结构时，承载台30具有镂空部31，摄像机40和待测目标样品均与镂空部31对应设置且位于承载台30的相对两侧。
60.进一步地，摄像机40主要用于接收目标样品在发光时的发光图形，并将上述发光图形传输至检测系统中。
61.s103，对目标样品输入电流使其发光。
62.具体地，提供一带有探针的工作电源，将两个探针分别与待测的目标样品中的n型电极以及p型电极相接触，以使工作电源通过探针将电流输入至待测的目标样品，在有电流经过时，倒装发光二极管芯粒20中的外延层22中的电子和空穴复合发光，进而使目标样品发光。
63.在本发明实施例中，不同品种的芯片测试采用不同的测试条件，本发明无需测试光学参数，只需输入测试电流和测试时间即可。
64.s104，通过摄像机40获取待测的目标样品的实际发光图形。
65.当待测的目标样品发光时，光线从衬底23背面出光，穿过镂空部31或者透明材质的承载台30被摄像机40接收，得到待测的目标样品的实际发光图形，并将上述实际发光图形传输至检测系统中。
66.s20，比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值。
67.具体地，s20还包括：
68.将摄像机40获取待测的目标样品的实际发光图形传输至检测系统后，比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；其中，参考发光图形为检测系统中预先存储的合格发光图形，其为发光完整的发光图形，参考发光图形的亮白一致，整体图形为白色，其发光亮度满足用户的正常需求。
69.在本发明实施例中，采用处理图像分析算法比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；
70.其中，处理图像分析算法包括图像匹配算法、逻辑匹配算法以及人工智能匹配算法中的任意一种。
71.进一步地，图像匹配算法是指通过一定的匹配算法在两幅或多幅图像之间识别同名点，如二维图像匹配中通过比较目标区和搜索区中相同大小的窗口的相关系数，取搜索区中相关系数最大所对应的窗口中心点作为同名点，其实质是在基元相似性的条件下，运用匹配准则的最佳搜索问题；逻辑匹配算法是基于逻辑实现的模糊匹配算法，其基本思路
是把web信息中字符串的向量特征值与等长模式字符串的向量特征值相比较，若不相等则2个字符串肯定不匹配，若相等则两个子符串以极大概率匹配将硬件实现巧妙地应用于匹配算法，解决了现有匹配算法对存储空间和中央处理器的浪费问题，有效地提高了算法的处理速率。
72.s30，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标。
73.具体地，s30还包括：
74.在本发明实施例中，预设值大于或等于95％；当实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度小于95％时(即实际发光图形与显示全白的参考发光图形进行对比，占比大于5％的区域显示为黑色)，此时则检测系统判定此时检测的目标样品为发光异常的倒装发光二极管芯片；同时，检测系统中的算法系统使用posx/posy算法系统定位对应的目标样品的位置坐标；最后，将包括位置坐标的信息生成带有bin等级的分选文件存储于检测系统的存储器中。
75.请参阅图3，图3是本发明实施例所提供的光学检测系统识别目标样品的发光图形图；图中箭头所指区域为异常芯粒(发光不完整的倒装发光二极管芯片)，放大后如图中右侧显示，其中，单颗亮暗一致的芯粒为正常芯粒，有亮暗差异的芯粒为异常芯粒。
76.在本发明的另一种实施例中，人工可以通过肉眼观察检测系统中显示屏接收到的实际发光图形，以判定当前检测的倒装发光二极管芯片是否发光完整。
77.请参阅图4，图4是人工识别目标样品的发光图形图；其中，人工通过判定发光图形的亮暗差异性来确定芯粒的正常状态和异常状态。具体地，单颗亮暗一致的芯粒为正常芯粒，有亮暗差异的芯粒为异常芯粒。
78.请参阅图5，图5是本发明实施例所提供的光学检测系统中分选文件的格式示意图；其中，该分选文件包括位置坐标(posx/posy)、bin等级信息以及芯粒的光电参数信息。
79.具体地，上述bin等级信息就是每一个芯粒的代码信息，行业中默认bin等级为150时的芯粒为发光不完整的芯粒(但是也没有强制规定)。
80.具体地，上述光电参数信息主要包括第一顺向电压vf1、第二顺向电压vf2、第三顺向电压vf3、第四顺向电压vf4、第一反向电压vz1、漏电流ir、第一光输出功率lop1、第二光输出功率lop2、第一峰值波长wlp1、第一主波长wld1、第二峰值波长wlp2以及第二主波长wld2。
81.其中，图5展示了bin等级为150时的芯粒的位置坐标和光电参数信息。
82.s40，根据位置坐标将对应的目标样品剔除。
83.具体地，s40还包括：
84.在本发明的一种实施例中，检测系统中的分选机台根据分选文件中bin等级为150时的芯粒的位置坐标，在众多倒装发光二极管芯片中剔除掉处于异常状态的倒装发光二极管芯片，并对剩余的倒装发光二极管芯片进行封装处理。
85.在本发明的另外一种实施例中，人工通过肉眼判断出当前倒装发光二极管芯片为异常状态后，可以使用吸笔吸除处于异常状态的倒装发光二极管芯片或者镊子夹除处于异常状态的倒装发光二极管芯片，并对剩余的倒装发光二极管芯片进行封装处理。
86.请参阅图6，图6是本发明实施例所提供的光学检测方法的第二种结构示意图；其中，其与第一实施例的不同之处仅在于，目标样品为晶圆切割后处于单颗晶粒状态的倒装
发光二极管芯粒20，此时，每颗倒装发光二极管芯粒20具有单独的衬底23。
87.具体地，当目标样品为单颗晶粒状态时，将待测的目标样品放置于一承载台30上的步骤还包括：
88.将待测的多个目标样品转移至一承载膜50上；
89.将承载膜50放置于一承载台30上，承载膜50远离目标样品的一面与承载台30相接触。
90.其中，承载膜50上承载或者粘附多个倒装发光二极管芯片；设置承载膜50的作用主要用于固定多个倒装发光二极管芯片，以方便探针测试。
91.具体地，承载膜50的材质为蓝色氯乙烯薄膜或者uv膜。其中，uv膜是将特殊配方涂料涂布于pet、po、pvc、eva等塑料薄膜的基材表面，以达到阻隔紫外光及短波长可见光之效果。
92.相应的，如图7所示，为图7是本发明实施例所提供的光学检测装置的结构框图；其中，本发明实施例提供一种光学检测装置，应用于倒装发光二极管芯片，光学检测装置包括：
93.获取模块701，用于获取待测目标样品的实际发光图形；
94.判断模块702，用于判断实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；
95.处理模块703，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标；以及
96.分选模块704，用于根据位置坐标将对应的目标样品剔除。
97.相应的，如图8所示，为本发明实施例的一种电子设备，电子设备包括存储器801和控制器802，控制器802用于执行存储于存储器801的若干指令，以实现如上文的电子设备的亮度调节方法。
98.存储器801可用于存储软件程序以及模块，其主要可以包括存储程序区和存储数据区。控制器802通过运行存储在存储器801的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。
99.控制器802通过运行或执行存储在存储器801内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器801内的数据，执行各种功能和处理数据，从而进行整体监控。
100.在一些实施例中，控制器802获取待测目标样品的实际发光图形。
101.在一些实施例中，控制器802判断实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值；若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标；
102.在一些实施例中，控制器802根据位置坐标将对应的目标样品剔除。
103.在一实施例中，本发明提供存储介质，存储介质中存储若干指令，指令用于供控制器执行以实现如上文任一步骤的光学检测方法。需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，如存储在电子设备的存储器中，并被该电子设备内的至少一个处理器执行，在执行过程中可以包括如充电提醒方法的实施例的流程。其中，存储介质可以包括：只读存储器(rom，readonly memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
104.综上，区别于现有技术的情况，本发明提供一种光学检测方法及光学检测装置、电子设备，该方法包括：获取待测目标样品的实际发光图形，比较实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度是否低于预设值，若匹配度低于预设值，根据匹配度确定对应的目标样品的位置坐标，根据位置坐标将对应的目标样品剔除；上述方法通过根据实际发光图形与参考发光图形之间的匹配度，确定在匹配度小于预设值时对应的目标样品的位置坐标，进而根据位置坐标将对应的目标样品剔除，从而能够在封装工艺前去除异常目标样品，进而能够低成本地、高效率地、高准确度地保证目标样品发光的完整性，进一步提高了倒装发光二极管芯片的生产良率。
105.需要说明的是，以上各实施例均属于同一发明构思，各实施例的描述各有侧重，在个别实施例中描述未详尽之处，可参考其他实施例中的描述。
106.以上实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。