【概述】

本研究中使用ATA-2210高壓放大器，搭建一套自動化Micro-LED芯片檢測系統。最終實現對Micro-LED芯片陣列發光質量的綜合評估與缺陷芯片的自動篩選，驗證該驅動方式在實際芯片檢測中的可行性與實用性。
 

實驗名稱：Micro-LED芯片單端電接觸式檢測系統設計與應用

研究方向：Micro-LED芯片檢測系統硬件選型與設計、Micro-LED芯片檢測系統軟件設計、Micro-LED芯片檢測系統可重復性與定位精度分析、Micro-LED芯片二維亮度分布計算原理、Micro-LED芯片亮度均勻性評價指標、Micro-LED芯片發光質量評估與缺陷檢測

實驗目的：基于單端電接觸式驅動方式，設計并搭建一套自動化Micro-LED芯片檢測系統，通過硬件集成與軟件開發實現芯片光譜與圖像數據的自動化采集，同時建立高精度的二維亮度分布計算方法并提出亮度均勻性評價指標，最終實現對Micro-LED芯片陣列發光質量的綜合評估與缺陷芯片的自動篩選，驗證該驅動方式在實際芯片檢測中的可行性與實用性。

測試設備：源測量單元、任意波形發生器、ATA-2210高壓放大器（Aigtek）、同軸光顯微鏡、工業相機、光譜儀、工控機。

實驗過程：

基于單端電接觸式驅動完成檢測系統的硬件選型與集成，通過C#開發配套控制軟件，實現供電、光譜采集、圖像拍攝與微動平臺的自動化協同工作；隨后開展系統性能測試，驗證光譜測量重復性與芯片定位精度；再通過神經網絡擬合建立圖像灰度與實際亮度的映射關系，實現芯片二維亮度分布的精準計算，并提出四項均勻性評價指標；最后利用該系統對5×5Micro-LED芯片陣列進行自動化掃描檢測，綜合光譜、平均亮度與亮度均勻性數據完成發光質量評估，篩選出不合格芯片并驗證檢測結果的準確性。

圖1Micro-LED芯片檢測系統示意圖

圖2Micro-LED芯片檢測系統實物圖

實驗結果：

1、完成了Micro-LED芯片單端電接觸式檢測系統的硬件搭建與軟件開發，實現了光譜與圖像數據的自動化采集。

2、系統性能測試表明，光譜重復測量最大相對誤差為0.138%，芯片圖像采集定位精度小于1μm，具備高穩定性與高精度。

3、建立了基于神經網絡擬合的二維亮度計算方法，高低檔位均實現高精度亮度擬合，可準確獲取芯片表面亮度分布。

4、提出四項亮度均勻性評價指標，能夠客觀量化芯片發光均勻性，與直觀觀察結果一致。

5、利用系統完成5×5芯片陣列的自動化檢測，可依據亮度與均勻性有效篩選出缺陷芯片，檢測結果與人工判斷相符。

6、驗證了單端電接觸式驅動方式在Micro-LED芯片實際檢測中的可行性與實用性。

圖3Micro-LED芯片發光質量綜合評估結果圖：a)5×5大小的Micro-LED芯片陣列顯微圖像（圖

中比例尺均為20μm，小圖左上角為芯片序號）；b)芯片光譜歸一化峰值強度和峰值波長數據圖；c)

芯片平均亮度數據圖；d)亮度變異系數ULCV值數據圖

安泰放大器在此應用中的產品優勢：

一、高電壓輸出能力——克服單端接觸驅動高電壓需求，穩定點亮Micro-LED

二、寬頻帶與方波驅動能力——精準匹配不同驅動波形與頻率的優化需求

三、數控增益精細可調與監測功能——靈活適配不同芯片的驅動需求并保障實驗復現性

本文實驗素材由西安安泰電子整理發布。Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。西安安泰電子是專業從事功率放大器、高壓放大器、功率信號源、前置微小信號放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測試儀器研發、生產和銷售的高科技企業。