靜電測試技術(shù)在LED品質(zhì)提升的應用

二、LED晶圓靜電量測模組系統架構

本文開(kāi)發(fā)高速大動(dòng)態(tài)范圍LED晶圓靜電量測模組如圖3，針對晶粒的耐靜電電壓進(jìn)行全檢測試，依LED耐靜電電壓的大小，進(jìn)行LED級別分類(lèi)。此靜電點(diǎn)測全檢模組包含測試高速多電壓切換高壓產(chǎn)生組件、探針組件、充放電組件、軟件分類(lèi)組件。以測試探針平臺移動(dòng)兩探針接觸待測LED之正負電極上，高速多電壓切換高壓產(chǎn)生組件依軟件電控程式設定產(chǎn)生人體靜電放電模式或機器裝置放電模式測試電壓準位，充放電模組儲存高壓產(chǎn)生器電荷后對待測LED進(jìn)行靜電耐壓測試，最后軟件分類(lèi)組件顯示靜電測試結果。本技術(shù)針對現有國內LED晶圓靜電量測模組動(dòng)態(tài)范圍不足(500V至4000V)與國外模組電壓切換時(shí)間過(guò)慢(0V至4kV上升時(shí)間約500ms)之問(wèn)題，設計成高速大動(dòng)態(tài)范圍LED晶圓靜電量測模組，使輸出電壓可涵蓋規范靜電分類(lèi)之最小電壓250V至最大電壓8000V大動(dòng)態(tài)范圍r并縮短低電壓切換至高電壓上升時(shí)間至80ms以?xún)?，以達高速與大動(dòng)態(tài)范圍LED晶粒線(xiàn)上檢測與分類(lèi)目的。

圖3 高速大動(dòng)態(tài)范圍LED晶圓靜電量測模組系統圖

各主要組件設計考慮要點(diǎn)如下:

1. 測試探針組件設計部份

測試探針組件用于傳送電壓與電流，探針外絕緣保護可防止漏電流產(chǎn)生，進(jìn)而提高靜電量測準確度。

絕緣設計上分為分為內絕緣和外絕緣兩大類(lèi)。內絕緣為模組內部的絕緣。包括固體介質(zhì)的絕緣以及由不同介質(zhì)構成的組合絕緣。雖然外部大氣條件對內絕緣基本沒(méi)有影響，但材料的老化、高溫、連續加熱以及受潮等因素對內絕緣的絕緣強度卻有不利的影響，同時(shí)內絕緣若發(fā)生擊穿，它的絕緣強度也不能自行恢復。外絕緣則指在直接與大氣相接觸的條件下工作，所形成的各種不同形式的絕緣，包括空氣間隙和模組固體絕緣的外露表面。外絕緣的突出特點(diǎn)是在放電停止后，其絕緣強度通常能迅速地完全恢復，并與重復放電的次數無(wú)關(guān)。而外絕緣的絕緣強度和外部大氣條件密切相關(guān)，會(huì )受大氣溫度、壓力、濕度等多種因素的影響；以大氣為例，一般大氣中的絕緣強度約30kV/cm，有水滴存在時(shí)約為10kV/cm，溫度由室溫上升至攝氏100度時(shí)，絕緣強度降為80%，因此設計上將由溫濕度造成估算材料絕緣強度變化范圍，并以此設計耐壓所需保留之安全間距。

探棒絕緣檢測可以絕緣強度試驗來(lái)確定。試驗包括耐壓試驗和擊穿試驗兩種。耐壓試驗是對試件施加一定電壓，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，以是否發(fā)生擊穿作為判斷試驗合格與否的標準。擊穿試驗是在一定條件下逐漸增高施加于試件上的電壓，直到試件發(fā)生擊穿為止。

2. 高速多電壓切換高壓產(chǎn)生組件與充放電組件

此組件部份設計包括控制回路穩定性設計與干擾防制，控制回路穩定性工作包括元件模型建立、穩定性條件分析、回路穩定性測試等。干擾防制方法為降低寄生電容，電路板寄生電容值大小值與電路板布線(xiàn)線(xiàn)路幾何位置、線(xiàn)路寬度、電路板絕源材質(zhì)有關(guān)，為降低線(xiàn)路寄生電容于設計時(shí)首先將易受干擾點(diǎn)標示，走線(xiàn)時(shí)以此標示點(diǎn)位置為優(yōu)先布線(xiàn)考量，不易受干擾線(xiàn)路最后布線(xiàn)。