CN111929571B - Led芯片测试治具、测试方法及测试*** - Google Patents

Abstract

本申请涉及LED芯片测试治具、测试方法及测试***，LED芯片测试治具提供一铺设测试电极的基板，在将基板上的电解质层与铺设有阵列排布的LED芯片的芯片膜贴合后，则可以使得正测试电极、负测试电极分别与对应的待测LED芯片的电极对齐，形成有效电容耦合以供电，从而对LED芯片进行光电特性测试，由此可见，使用上述的LED芯片测试治具可以对巨量的LED芯片实施光电特性测试，方便简洁，准确性高。

Description

LED芯片测试治具、测试方法及测试***

技术领域

本发明属于发光二极管（英文：Light Emitting Diode，简称LED）测试技术领域，更具体地说，是涉及一种LED芯片测试治具、测试方法及测试***。

背景技术

微缩化（英文：Micro）LED芯片可以被用于直视型（英文：Direct View）显示技术，形成发光单元，具有高亮度、广色域、高稳定性、长寿命、节能、透明等优点。然而，目前微缩化LED显示技术距离量产尚有诸多技术难点需要化解，光电特性测试正是诸多难点之一。

一方面，用于直视型显示技术的微缩化Micro LED芯片修复成本很高，因此在放置到目标背板上必须具有很高的良率，方能降低修复的数量，这就要求在对LED芯片进行巨量转移之前对它们进行充分的光电特性测试，确保被转移的芯片良率接近100%。

另一方面，Micro LED芯片尺寸很小，传统探针式的电致发光（英文：electroluminescent）测试方法所使用的探针尺寸较大，难以在探针与LED芯片电极之间形成有效的电学接触，测试效率和准确率都低；而直视型技术对于LED芯片的需求数量巨大，传统探针式LED电致发光测试方法难以满足产能需求。另外，传统的光致发光（英文：Photoluminescence）测试方法可以做到测试速度较快，并且根据光致发光测试结果也可以对LED芯片的良率做一定的判断，但是光致发光测试方法的准确率仍然无法满足Micro LED显示应用需求。

因此，高效的LED芯片测试方法是实现Micro LED显示技术的重要前提。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LED芯片测试治具、测试方法及测试***，以解决传统的测试方法准确率难以满足需求的问题。

本申请第一方面提供一种LED芯片测试治具，包括基板，所述基板上设有间隔排布的测试电极对，所述测试电极对包括正测试电极和负测试电极，且所基板的设置所述测试电极对的一侧涂覆有将所述测试电极对覆盖在内的电介质层，一所述测试电极对对应一待测LED芯片，所述测试电极对的正测试电极用于与所述待测LED芯片的正极电容耦合、负测试电极用于与所述待测LED芯片的负极电容耦合，所述正测试电极连接第一电源，所述负测试电极连接第二电源，所述第一电源与所述第二电源之间存在电势差。

在其中一个实施例中，所述电介质层为具有弹性的薄膜。

在其中一个实施例中，所述电介质层由聚二甲基硅氧烷制成。

在其中一个实施例中，所述正测试电极通过第一电路连接所述第一电源，所述负测试电极通过第二电路连接所述第二电源。

在其中一个实施例中，所述基板包括第一柔性基板，所述第一电路、第二电路为导电金属走线，所述第一电路、所述第二电路铺设在所述第一柔性基板中。

在其中一个实施例中，所述基板包括层叠设置的第一柔性基板和第二柔性基板，所述第二柔性基板的刚度小于所述第一柔性基板的刚度，所述测试电极对设置在所述第二柔性基板的第一表面，所述第一柔性基板设置在所述第二柔性基板的与所述第一表面相对的第二表面；

所述第一电路、第二电路为导电金属走线，所述第一电路、所述第二电路铺设在所述第二柔性基板中。

在其中一个实施例中，所述间隔排布的测试电极对中，形成相交错排布的若干行正测试电极及若干行负测试电极，且一行正测试电极的数量与一行负测试电极的数量一致，相邻的一行正测试电极与一行负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，且相邻的一行正测试电极与一行负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

在其中一个实施例中，所述一行正测试电极串联连接后通过所述第一电路连接所述第一电源，所述一行负测试电极串联连接后通过所述第二电路连接所述第二电源；或者，所述一行正测试电极通过同一金属线连接至所述第一电路，所述一行负测试电极通过同一金属线连接至所述第二电路。

在其中一个实施例中，所述间隔排布的测试电极对中，形成相交错排布的若干列正测试电极及若干列负测试电极，且一列正测试电极的数量与一列负测试电极的数量一致，相邻的一列正测试电极与一列负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，且相邻的一列正测试电极与一列负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

在其中一个实施例中，所述一列正测试电极串联连接后通过所述第一电路连接所述第一电源，所述一列负测试电极串联连接后通过所述第二电路连接所述第二电源；或者，所述一列正测试电极通过同一金属线连接至所述第一电路，所述一列负测试电极通过同一金属线连接至所述第二电路。

在其中一个实施例中，所述间隔排布的测试电极对中，形成若干行正测试电极及若干列负测试电极，且一行正测试电极的数量与所述列负测试电极的列数一致，一列负测试电极中的各负测试电极分别位于相邻行正测试电极之间，相邻的正测试电极和负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，相邻的正测试电极与负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

在其中一个实施例中，所述一行正测试电极串联连接后连接至一所述第一电路，各所述第一电路分别连接所述第一电源，所述一列负测试电极串联连接后连接至一所述第二电路，各所述第二电路分别连接所述第二电源；或者，

所述一行正测试电极通过同一金属线连接至一所述第一电路，各所述第一电路分别连接所述第一电源，所述一行负测试电极通过同一金属线连接至一所述第二电路，各所述第二电路分别连接所述第二电源。

在其中一个实施例中，所述导电金属走线的宽度小于或等于所述测试电极的最小宽度的1/3。

在其中一个实施例中，所述第二柔性基板由聚酰亚胺或者聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

在其中一个实施例中，所述半板第二柔性基板为塑料基板、纸皮、钢化玻璃或由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的基板。

上述的LED芯片测试治具提供一铺设有测试电极的基板，在将基板一侧的电介质层与铺设有待测LED芯片的芯片膜贴合后，则可以使得测试治具的测试电极对与芯片膜上的待测LED芯片的两个电极对齐以形成电容耦合，从而对待测LED芯片耦合供电以进行光电特性测试，由此可见，使用上述的LED芯片测试治具可以对巨量的LED芯片实施光电特性测试，测试效率高，准确率高。

本申请第二方面提供一种LED芯片测试***，用于对芯片膜上的待测LED芯片进行光电特性测试，其特征在于，所述LED芯片测试***包括：处理器、拍摄设备及上述的LED芯片测试治具；

所述LED芯片测试治具的电介质层与所述芯片膜贴合，使得所述测试治具的测试电极对与所述芯片膜上的待测LED芯片的两个电极对齐，所述拍摄设备置于所述芯片膜的下方，所述芯片膜的衬底是透明的，在对所述芯片膜的待测LED芯片通电时，所述拍摄设备用于拍摄所述芯片膜上的待测LED芯片的发光时的图像，所述处理器用于根据所拍摄的发光图像来识别所述待测LED芯片是否在通电时发光。

本申请第三方面提供一种LED芯片测试方法，用于对芯片膜上的待测LED芯片进行测试其特征在于，所述LED芯片测试方法包括：

将上述的LED芯片测试治具中的电介质层与所述芯片膜贴合，使得所述测试治具的测试电极对与所述芯片膜上的待测LED芯片的两个电极对齐，所述芯片膜的衬底是透明的；

接通所述第一电源和所述第二电源；

拍摄所述待测LED芯片发光图像，并根据所拍摄的发光图像识别所述待测LED芯片是否在通电时发光。

上述第二方面和第三方面提供的LED芯片测试***和方法，利用上述LED芯片测试治具可以提供一铺设若干测试电极对的基板，在将基板一侧的电介质层与铺设有间隔排布的待测LED芯片的芯片膜贴合后，则可以使得测试治具的测试电极对与芯片膜上的待测LED芯片的两个电极形成对齐，以形成有效电容耦合，从而对待测LED芯片供电进行光电特性测试，由此可见，使用上述的LED芯片测试治具可以对巨量的LED芯片实施光电特性测试，测试效率高，准确率高；另外，通过采集待测LED芯片发光的影像，就可以识别LED芯片是否在通电时发光，测试过程简单快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例提供的LED芯片测试治具的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的LED芯片测试治具的结构示意图；

图3为本发明第三实施例提供的LED芯片测试治具的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的LED芯片测试治具中测试电极第一种连接方式示意图；

图5为本发明实施例提供的LED芯片测试治具中测试电极第二种连接方式示意图；

图6为本发明实施例提供的LED芯片测试治具中测试电极第三种连接方式示意图；

图7为本发明第一实施例提供的LED芯片测试***的结构示意图；

图8为本发明第二实施例提供的LED芯片测试***的结构示意图；

图9为本发明第三实施例提供的LED芯片测试***的结构示意图；

图10为本发明第二实施例提供的LED芯片测试方法流程图；

图11本发明第实施例提供的LED芯片测试治具的制作方法制备第二柔性基板的工序图；

图12本发明第实施例提供的LED芯片测试治具的制作方法沉积金属的工序图；

图13本发明第实施例提供的LED芯片测试治具的制作方法沉积电介质层的工序图；

图14本发明第实施例提供的LED芯片测试治具的制作方法贴合第一柔性基板的工序图；

图15本发明实施例提供的LED芯片测试***的结构示意图；

图16本发明实施例提供的LED芯片测试***电容耦合电致发光的等效电路图一；

图17本发明实施例提供的LED芯片测试***电容耦合电致发光的等效电路图二；

图18为本发明实施例采用的第一种LED电致发光模式驱动的电压时序图和电流时序图；

图19为本发明实施例采用的第二种LED电致发光驱动模式的电压时序图和电流时序图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“/”的含义是或，“若干个”的含义是一个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，图1示出的是本申请两个实施例提供的LED芯片测试治具的截面结构示意图。

在该实施例中，LED芯片测试治具包括基板10，基板10具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，基板10的第一表面设有间隔排布的测试电极对20，且基板10的设置测试电极对20的一侧（即第一表面）涂覆有将测试电极对20覆盖在内的电介质层15，测试电极对20应与待测LED芯片100的两个电极101、102在芯片膜200上的排布方式相匹配，如此可以使得在测试时，电介质层15与待测LED芯片100的两个电极101、102贴合，测试电极对20能够与待测LED芯片100的两个电极101、102形成有效电容耦合（或称电场耦合、静电耦合），可以理解的是，该LED芯片测试治具适用于待测LED芯片100的两个电极101、电极102位于外露的表面，比如位于顶部，或者两侧；LED芯片100可以是正装或倒装LED芯片。

在一个实施例中，测试电极对20通过测试电路11连接电源，其中，测试电极对20包括正测试电极（图示标记“+”）和负测试电极（图示标记“-”），一测试电极对20对应一待测LED芯片100，测试电极对20的正测试电极用于与待测LED芯片100的正极101电容耦合、负测试电极用于与待测LED芯片100的负极102电容耦合，正测试电极连接第一电源31，负测试电极连接第二电源32，第一电源31与第二电源31之间存在电势能差。

请参与图1至图6，在一些实施例中，正测试电极、负测试电极在第一方向x上相互间隔排布，以能够适配待测LED芯片100的两个电极101、102的排布，可以形成有效的电接触。

当测试两个以上，且并阵列排布的待测LED芯片100时，那么基板10的第一表面上的测试电极对20为多对，且正测试电极和负测试电极在第一方向x上相互间隔排布，多个正测试电极、多个负测试电极分别在与第一方向x垂直的第二方向y上间隔、并列排布。如此，将电介质层15与铺设有多个阵列排布的待测LED芯片100的芯片膜200的第一表面相对贴近，待测LED芯片100的两个电极101、102分别与一个正测试电极、一个负测试电极对齐，从而形成有效的电容耦合，具体请参阅图4至图6。

可选地，正测试电极与负测试电极的结构可以一致，结构简单，即两者在形状构造上无明显区别，有利于测试治具的制作。另外，正测试电极的端面长度等于待测LED芯片100的正极的端面长度一致，有利于待测LED芯片100的两个电极101、102与测试电极对20的电容耦合一致性。

可选地，基板10具有弹性或柔性，即为具有弹性的薄膜或具有柔性的薄膜，可选地，基板10为具有弹性的薄膜或具有柔性的粘膜。基板10具有弹性或柔性的好处在于，即使出现测试电极对20的顶端不在同一平面上，或待测LED芯片100的两个电极101、102不在同一平面上，或承载待测LED芯片100的芯片膜200弯曲等，也可以通过弹性/柔性的基板10的形变保证电介质层15较好地贴合在所有待测LED芯片100的两个电极102的表面，从而保证测试电极对20和待测LED芯片100的两个电极101、102相互均匀贴近，避免出现高度差不均匀，形成的电容耦合程度相互差异较大，使得电致发光效果不均匀，测试效果不理想，也不准确。可以理解的是，电介质层15也应当厚度均匀，使得测试电极对20和待测LED芯片100的两个电极101、102均匀贴近。

请参阅图2，在一个实施例中，测试电极对20中，正测试电极通过第一电路111连接第一电源31，负测试电极通过第二电路112连接第二电源32。第一电路111、第二电路112铺设在基板10中导电金属走线，且分别与正、负测试电极固定在基板10的底端电连接。

在一个实施例中，基板10包括层叠设置的第二柔性基板11和第一柔性基板12，且第二柔性基板11的刚度小于第一柔性基板12的刚度，测试电极对20设置在第二柔性基板11的第一表面，第一柔性基板12设置在第二柔性基板11的与第一表面相对的第二表面；第一电路111、第二电路112由铺设在第二柔性基板11中的沉积金属形成。沉积金属是铜，也可以是氧化铝，金，镍等。

本实施例中，第一柔性基板12为半柔性基板，第二柔性基板11为柔性基板，一般地，柔性基板可以进行任意形式的大幅度变形，半柔性基板可以有小幅度的变形而保持原有的物理特性不被破坏。在本申请中，由于待测LED芯片100的两个电极101、102可能不在同一平面上，或承载待测LED芯片100的芯片膜200存在翘曲，如果采用柔性或者半柔性基板承载待测LED芯片100进行转移，可以比刚性基板更容易适应翘曲，保证电介质层15较好地贴合在所有待测LED芯片100的两个电极102的表面。

可选地，第二柔性基板11应当为耐高温材料，比如300℃以上，第二柔性基板11由聚酰亚胺（英文：Polyimide，简称PI）或者聚对苯二甲酸乙二醇酯（英文：Polyethyleneterephthalate，简称PET）制成。在制作基板10的过程中，第一柔性基板12在最后一步粘合到第二柔性基板11上的好处是，不需要经受高温工艺，因此制作第一柔性基板12可以采用一些成本低廉或者具有其他需要的特性，但又无需耐受高温的材料，比如塑料、纸皮、钢化玻璃，当然也可以使用PET制作。

请参阅图3，在另一个实施例中，基板10的构成中也可以不使用第二柔性基板，基板10包括第一柔性基板12，那么其选材需要能够承受较高的温度，比如300℃以上，可以钢化玻璃或PET制作。如此，第一电路111、第二电路112将铺设在第一柔性基板12中，由铺设在第一柔性基板12中的沉积金属形成。

可选的，第一电路111、第二电路112也可以是线缆的方式设置在基板10上。

可选地，电介质层15为具有弹性的薄膜，可选地，该薄膜还可以是粘膜。电介质层15具有弹性的好处在于，可以部分吸收测试电极对20的顶端不在同一平面上，或基板10翘曲，或承载LED芯片100的芯片膜200翘曲，或待测LED芯片100的两个电极101、102不在同一平面上等一种或多种情况带来的高度差，使待测LED芯片100的两个电极101、102和电介质层15贴合得较好，并且待测LED芯片100的两个电极101、102和测试电极对20之间的距离均匀性也较好。电介质层15具有弹性的好处还在于，与待测LED芯片100接触比较柔和，容易形变，不容易损坏芯片。在一实施例中，电介质层15的材料由聚二甲基硅氧烷（英文：polydimethylsiloxane，简称PDMS）制成。

请参阅图4至图6，分别示出的是本申请实施例中测试电极对20、的第一电路111、第二电路112在基板10上的三种布线图示意图，其中，图4至图6中仅以一个待测LED芯片100为例说明进行测量时治具与待测LED芯片100的电连接状态。

在图4示出的布线方式中，所有的正测试电极连通，并连接到第一电源31，以接入第一电压V1；所有负电极102连接连通，并连接到第二电源32，以接入第二电压V2。测量时，第一电压V1与第二电压V2之间施加适当的电压差使得待测LED芯片100工作，通过采集图像即可观察待测LED芯片100的工作状态。

在图5的布线方式中，测试电极对20之间的连接线不通过电极102，这样可以减少电极102之间的耦合，提升测量的准确性。

请参阅图4和图5，在一些实施例中，测试电极对20横向排列，间隔排布的测试电极对20中，形成相交错排布的若干行正测试电极21及若干行负测试电极22，且一行正测试电极21的数量与一行负测试电极22的数量一致，相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最小距离大于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离，且相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最大距离小于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最大距离，如此，可以保证测试电极对20与待测LED芯片100的正极101与负极102能够成功地实现电容耦接。

各个测试电极之间的连接方式可以有：请参阅图4，在一种实施例中，一行正测试电极21串联连接后通过第一电路11连接第一电源31，一行负测试电极22串联连接后通过第二电路112连接第二电源32。请参阅图5，在另一种实施例中，一行正测试电极21通过并联到同一金属线113连接至第一电路111，一行负测试电极22通过到同一金属线114连接至第二电路112，在图5的布线方式中，同一行的测试电极20/21之间的金属线113/114不通过相邻测试电极，相邻测试电极是并联关系，这样可以减少测试电极之间的耦合，提升测量的准确性。

另外，在另外一些实施例中，测试电极对20可以纵向排列，即将图4和图5顺时针或逆时针旋转90°的电路布线方式。间隔排布的测试电极对20中，形成相交错排布的若干列正测试电极21及若干列负测试电极22，且一列正测试电极21的数量与一列负测试电极22的数量一致，相邻的一列正测试电极21与一列负测试电极22之间的最小距离大于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离，且相邻的一列正测试电极21与一列负测试电极22之间的最大距离小于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最大距离。如此，可以保证测试电极对20与待测LED芯片100的正极101与负极102能够成功地实现电容耦接。

相应地，各个测试电极之间的连接方式可以有：请参阅图4（图4顺时针或逆时针旋转90°），一列正测试电极21串联连接后通过第一电路11连接第一电源31，一列负测试电极22串联连接后通过第二电路112连接第二电源32。在另一种实施例中，请参阅图5（图5顺时针或逆时针旋转90°）一列正测试电极21通过并联到同一金属线113连接至第一电路111，一列负测试电极22通过到同一金属线114连接至第二电路112。同样地，在这两种路布线方式下，所有的待测LED芯片100都是同时点亮和同时熄灭。测量时，第一电压V1与第二电压V2之间施加适当的电压差使得待测LED芯片100工作，通过采集影响即可观察待测LED芯片100的工作状态。

在图4和图5相关实施例中，相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最小距离指的是：该两行测试电极中相邻的且距离最近的正测试电极和负测试电极的两者相对的边缘最短距离；相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最大距离指的是：该两行测试电极中相邻的且距离最近的正测试电极和负测试电极的两者相背离的边缘的最大距离。待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离、最大距离分别是：正极101与负极102两者相对的边缘最短距离、正极101与负极102两者相背离的边缘的最大距离。

在其他实施例中，在保证一个测试电极不会同时接触两个待测LED芯片100的电极101/102的前提下，相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最小距离可以小于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离；或，相邻的一行正测试电极21与一行负测试电极22之间的最大距离，可以大于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最大距离。

在图4和图5的布线方式中，所有的正测试电极连通，并连接到第一电源31，以接入第一电压V1；所有负测试电极连接连通，并连接到第二电源32，以接入第二电压V2，在这两种路布线方式下，所有的待测LED芯片100都是同时点亮和同时熄灭。测量时，第一电压V1与第二电压V2之间施加适当的电势差使得待测LED芯片100工作，通过采集待测LED芯片100的影像即可观察待测LED芯片100的工作状态。

请参阅图6，在一些实施例中，间隔排布的测试电极对20中，形成若干行正测试电极23及若干列负测试电极24，且一行正测试电极23的数量与列负测试电极24的列数一致，一列负测试电极24中的各负测试电极分别位于相邻行正测试电极23之间，相邻的正测试电极和负测试电极之间的最小距离大于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离，相邻的正测试电极与负测试电极之间的最大距离小于或等于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最大距离。如此，可以保证测试电极对20与待测LED芯片100的正极101与负极102能够成功地实现电容耦接。

相邻的正测试电极和负测试电极之间的最小距离指的是：相邻的正测试电极和负测试电极的两者相对的边缘的最短距离；相邻的正测试电极和负测试电极之间的最大距离指的是：该相邻的正测试电极和负测试电极的两者相背离的边缘的最大距离。待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离、最大距离分别是：正极101与负极102两者相对的边缘最短距离、正极101与负极102两者相背离的边缘的最大距离。

在其他实施例中，在保证一个测试电极不会同时接触两个待测LED芯片100的电极101/102的前提下，相邻的正测试电极和负测试电极之间的最小距离可以小于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最小距离；或，相邻的正测试电极和负测试电极之间的最大距离，可以大于待测LED芯片100的正极101与负极102之间的最大距离。

相应地，各个测试电极之间的连接方式可以有：请参阅图6，在一些实施例中，一行正测试电极23通过同一金属线115连接至一第一电路111，第一电路111的数量和正测试电极23的行数、金属线115的数量一致，各第一电路11分别连接第一电源31，一行负测试电极24通过同一金属线116连接至一第二电路112，第二电路112的数量和负测试电极24的列数、金属线116的数量一致，各第二电路112分别连接第二电源32。在另一种实施例中，一行正测试电极23串联连接后连接至一第一电路111，各第一电路111分别连接第一电源31，一列负测试电极24串联连接后连接至一第二电路112，各第二电路112分别连接第二电源32，该实施方式的正测试电极、负测试电极之间的连接方式可以参考图4。

在图6的布线方式中，每一行正测试电极23连接在一起，并且所有行分别通过单独的第一电路111连接到第一电源31，以接入第一电压V1。每一列负测试电极24连接在一起，并所有列分别通过单独的第二电路112连接到第二电源32，以接入第二电压V2。这样可以实现行列扫描，达到点亮单颗待测LED芯片100的目的。

请参阅图7和图8，示出的是本申请两种实施例中的LED芯片测试***的结构示意图。LED芯片测试***用于对芯片膜200上的待测LED芯片100进行光电特性测试，待测LED芯片100铺设于芯片膜200的第一表面，且待测LED芯片100的两个电极101、102位于外露的表面。芯片膜200的衬底是透明的，本实施例中该透明是指待测LED芯片100的发出的光线可以穿透。

LED芯片测试***包括上述任一项实施例所述的LED芯片测试治具、第一拍摄设备300以及处理器（未图示）。

LED芯片测试治具用于对待测LED芯片100供电。其中，在测试时，将LED芯片测试治具的电介质层15与芯片膜200的第一表面贴合，使得各待测LED芯片100的两个电极101、102分别与一测试电极对20对齐；第一拍摄设备300置于芯片膜200的下方，在对芯片膜200的待测LED芯片100通电时，第一拍摄设备300用于拍摄待测芯片膜200上的待测LED芯片100的发光时的图像，处理器用于根据所拍摄的图像来识别待测LED芯片100是否在通电时发光。

测量时，第一电源31提供的第一电压V1与第二电源32的第二电压V2之间施加适当的电压差使得待测LED芯片100工作。可选地，可以设置第二电压为0V，即第一电源31和第二电源32可以分别为同一个电源的正负输出。请参阅图7，在一个实施例中，第一拍摄设备30置于芯片膜200的下方，距离芯片膜200在5cm到50cm之间，优选的位置应当是与芯片膜200的正中心位置正相对，以能够看见全部待测LED芯片100为宜。如此，待测LED芯片100发光可以透过芯片膜200被拍第一摄设备300采集到，其后可以根据所拍摄的图像确定待测LED芯片100的坏点在哪个位置。优选地，该第一拍摄设备300位于芯片膜200下方的中间位置（如正下方），进一步地，该拍摄设备300的具体放置位置可以根据第一拍摄设备300的配置参数而定，该配置参数可以包括拍摄视角、视野、镜头等参数。

请参阅图8，在另一个实施例中，第一拍摄设备300可以位于与LED芯片测试治具的上方，距离基板10在5cm到50cm之间。该实施例中，基板10是透明的，本实施例中该透明是指待测LED芯片100的发出的光线可以穿透。

请参阅图9，在一个实施例中，LED芯片测试***还包括第二拍摄设备400。

第二拍摄设备400在基板10的上方或芯片膜200的下方，那么基板10或芯片膜200是可以穿透可见光，第二拍摄设备400用于采集各个待测LED芯片100的两个电极101、102分别与测试电极对20的对位影像，对位影像用于识别各个待测LED芯片100的两个电极101、102分别与测试电极对20是否对位对齐，以提高供电效率，进而提高测试准确度。

可以理解的是，第一拍摄设备300和第二拍摄设备400可以为同一个，也可以是分别独立的设备，更加有针对性地选择两种不同的相机；分别独立时，可以分别设置在基板10或芯片膜200的同一侧，或者不同侧。

请参阅7至图10，本申请实施例还提供了一种LED芯片测试方法，用于对芯片膜200上的待测LED芯片100进行光电特性测试，LED芯片铺设于芯片膜200的第一表面，且待测LED芯片100的两个电极101、102位于外露的表面，LED芯片测试方法包括以下步骤：

步骤S81，将上述任一项实施例所述的LED芯片测试治具中的电介质层15与芯片膜200的第一表面相对贴合，使得待测LED芯片100的两个电极101、102分别与一个正测试电极、一个负测试电极对齐，芯片膜200的衬底是透明的，本实施例中该透明是指待测LED芯片100的发出的光线可以穿透。

步骤S82，接通第一电源31和第二电源32，以分别向第一电路111、第二电路112提供第一电压V1、第二电压V2；

步骤S83，拍摄待测LED芯片100的发光图像，并根据所拍摄的发光图像识别待测LED芯片200是否在通电时发光。

在一个实施例中，在步骤S82之前，还包括：

采集待测LED芯片100的两个电极101、102分别与一个正测试电极、一个负测试电极的对位影像，根据该对位影像识别待测LED芯片100的两个电极101、102分别与一个正测试电极、一个负测试电极是否对位对齐，以提高供电效率，进而提高测试准确度。

可以理解的是，上述发光图像和对位影像可以是同一个摄像设备拍摄的，也可以是不同的摄像设备拍摄的，可以更加有针对性地选择两种不同的相机。

可选地，对LED芯片进行测试时，芯片膜200应被放置在一载板上，拍摄设备设置在芯片膜200一侧时，载板应为透明结构，本实施例中该透明是指待测LED芯片100的发出的光线可以穿透。

由此可见，利用上述LED芯片测试治具可以提供一铺设有测试电极对20的基板10，在将基板10的电介质层15与铺设有阵列排布的LED芯片的芯片膜200贴合后，则可以使得测试治具的测试电极对与芯片膜上的待测LED芯片100的的两个电极101、102形成有效电耦合，从而对待测LED芯片100进行光电特性测试，由此可见，使用上述的LED芯片测试治具可以对巨量的LED芯片实施光电特性测试，方便简洁。另外，通过采集LED芯片发光图像，就可以判断待测LED芯片100是否在通电时发光，测试过程简单快捷。

请参阅图11~图14，本申请实施例还提供了其中一种LED芯片测试治具的制作方法，包括：

工序一，请参阅图11，准备一个第二柔性基板11，对第二柔性基板11表面进行清洗，确保表面没有杂质颗粒。

工序二，请参阅图12，在第二柔性基板11上沉积金属，形成测试电极对20、第一电路111及第二电路112，请结合图4~图6。

值得注意的是，在布局的时候，需要考虑沉积金属的传输电阻不能过小,可选地，沉积金属的厚度不应当低于2um。另外，寄生电容不能过大，否则会给测量带来误差，可选地，第一电路111及第二电路112的导线宽度（沉积金属的宽度）应当不超过测试电极的沉积金属的宽度（以其最小宽度为基准）的1/3；沉积金属的厚度不应当超过3um；第一电路111、第二电路112与测试电极对20的距离应当尽可能大。

工序三，请参阅图13，在沉积金属上进一步沉积一层均匀的电介质层15。该电介质层15应当完全覆盖沉积金属，并且其上表面平整。电介质层15的厚度减去测试电极的高度为待测LED芯片100的电极与测试电极之间的等效电容的平板间距。

工序四，请参阅图14，将第一柔性基板12贴合到第二柔性基板11背面，可以使用胶水或者热融合等方法。

下面介绍具体的LED芯片电致发光方法及其原理。

图15中标记了一些尺寸，其中电极1、2、3、4分别表示测试治具中的正测试电极、测试治具中的负测试电极、（待测）LED芯片的正电极、LED芯片的负电极。设定各个电极在垂直于纸面方向的长度为e。下面的分析简单地认为长度a1=长度a3=a13，长度a2=长度a4= a24，高度b1=高度b2=b12，高度b3=高度b4=b34。用C_mn表示电极m与电极n之间的等效电容，具体包括：

，

，

，

；

其中

为真空介电常数，

为介质相对介电常数。由于电极1与电极4，电极2与电极3之间的距离较远，等效面积也较小，因此近似认为C₁₄=C₂₃=0。

在一个实施例中，LED芯片的尺寸为200um*400um。四个电极的尺寸都是100um*100um，dx=100um，dy=2um，测试电极的厚度是b12=3um，芯片电极的厚度是b34=0.5um，

（二氧化硅）。

在这个例子中，C₁₃=C₂₄=1.7e-13F；C₁₂=1.0e-16F；C₃₄=1.7e-17F；

因此，等效电路如图16所示。一般地（大部分情况下），（a1，a2，a3，a4，e）>>（b1，b2，b3，b4），且dx>>dy，因此（C₁₃，C₂₄）>>（C₁₂，C₃₄），于是电路图可以简化为图17，此电路的电流和电压满足关系：

；

因此：

；

测量过程中，希望LED电压与电流稳定为显示应用中的典型电压和电流值，即：

，

；

并且可以让V2固定为参考电压，V2=0。于是：

；

积分得到：

；

这一关系如图18的时序图（a）或者图19的时序图（a）的t0时间段内所示，即初始电压等于LED工作电压V₀，之后V1随时间线性增加，其增加率由电容与LED工作电流I_LED共同决定。这一过程的持续时间t0内，LED发光，相机可以采集光。

在一个实施例中，V_LED=2.7V，I_LED=5uA。在（前面描述过的）一个实施例中，将电容值带入上述关系得到：

；

如图18所示，为本专利所采用的一种电压时序图（a），以及对应的LED电流时序图（b）。其中V_R为待测LED芯片100的反向电压，待测LED芯片100能够在反相电压V_R下不被击穿。

在t0时间内，施加正向电压。正向电压随时间线性增长，直到它达到V_R为止。此后进入t1时间段，将V1降低至0，并且随着时间线性负增长，确保LED反向电流为定值I_R。I_R为反向所能够承受的最大电流，保持反向电流为I_R，可以实现最大的放电效率。反向电压随时间的变化可以描述为：

；

当反向电压达到V_R时，电容上的电量完全释放，于是进入第二个周期。

在一个实施例中，V_R=33V，I_R=2nA。

在一个实施例中，V1反相电压的关系为：

；

在这个实施例中，正向电压的总时间为：

；

反向电压的总时间为：

；

值得注意的是，积分时间不能过长，否则电势梯度会超过电介质层的临界电场导致击穿。在这个实施例中，介质层的击穿电场为

，安全的电压不超过1200V，积分时间不能超过20us。

如图18所示，该过程可以反复循环，重复多次，以增加相机收集到的信号累计强度。在一个实施例中，总测量时间的优选范围为1s-60s。

图19所示为本专利所采用的另外一种电压时序图（a），以及对应的LED电流时序图（b）。与图18的区别在于，反向电压固定为0。这样做的好处在于，不需要提供反向电压，可以简化电源电路。这样做的代价是，反向电流强度是随时间递减的，需要更长的放电时间，并进一步导致更长的总测量时间。

以上所述仅所述为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种LED芯片测试治具，其特征在于，包括基板，所述基板上设有间隔排布的测试电极对，所述测试电极对包括正测试电极和负测试电极，且所述基板的设置所述测试电极对的一侧涂覆有将所述测试电极对覆盖在内的电介质层，所述电介质层具有弹性，一所述测试电极对对应一待测LED芯片，所述测试电极对的正测试电极用于与所述待测LED芯片的正极电容耦合、负测试电极用于与所述待测LED芯片的负极电容耦合，所述正测试电极连接第一电源，所述负测试电极连接第二电源，所述第一电源与所述第二电源之间存在电势差；

所述电势差被配置为根据测试过程中所述测试电极对和所述待测LED芯片的正极、负极之间的等效电容值和所述待测LED芯片的工作电流周期性变化，所述电势差最大值与所述待测LED芯片的最大反向电压等值。

2.如权利要求1所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述电介质层为具有弹性的薄膜。

3.如权利要求1或2所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述电介质层由聚二甲基硅氧烷制成。

4.如权利要求1所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述正测试电极通过第一电路连接所述第一电源，所述负测试电极通过第二电路连接所述第二电源。

5.如权利要求4所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述基板包括第一柔性基板，所述第一电路、第二电路为导电金属走线，所述第一电路、所述第二电路铺设在所述第一柔性基板中。

6.如权利要求4所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述基板包括层叠设置的第一柔性基板和第二柔性基板，所述第二柔性基板的刚度小于所述第一柔性基板的刚度，所述测试电极对设置在所述第二柔性基板的第一表面，所述第一柔性基板设置在所述第二柔性基板的与所述第一表面相对的第二表面；

所述第一电路、第二电路为导电金属走线，所述第一电路、所述第二电路铺设在所述第二柔性基板中。

7.如权利要求4、5或6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述间隔排布的测试电极对中，形成相交错排布的若干行正测试电极及若干行负测试电极，且一行正测试电极的数量与一行负测试电极的数量一致，相邻的一行正测试电极与一行负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，且相邻的一行正测试电极与一行负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

8.如权利要求7所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述一行正测试电极串联连接后通过所述第一电路连接所述第一电源，所述一行负测试电极串联连接后通过所述第二电路连接所述第二电源；或者，所述一行正测试电极通过同一金属线连接至所述第一电路，所述一行负测试电极通过同一金属线连接至所述第二电路。

9.如权利要求4、5或6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述间隔排布的测试电极对中，形成相交错排布的若干列正测试电极及若干列负测试电极，且一列正测试电极的数量与一列负测试电极的数量一致，相邻的一列正测试电极与一列负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，且相邻的一列正测试电极与一列负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

10.如权利要求9所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述一列正测试电极串联连接后通过所述第一电路连接所述第一电源，所述一列负测试电极串联连接后通过所述第二电路连接所述第二电源；或者，所述一列正测试电极通过同一金属线连接至所述第一电路，所述一列负测试电极通过同一金属线连接至所述第二电路。

11.如权利要求4、5或6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述间隔排布的测试电极对中，形成若干行正测试电极及若干列负测试电极，且一行正测试电极的数量与所述列负测试电极的列数一致，一列负测试电极中的各负测试电极分别位于相邻行正测试电极之间，相邻的正测试电极和负测试电极之间的最小距离大于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最小距离，相邻的正测试电极与负测试电极之间的最大距离小于或等于所述待测LED芯片的正极与负极之间的最大距离。

12.如权利要求11所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述一行正测试电极串联连接后连接至一所述第一电路，各所述第一电路分别连接所述第一电源，所述一列负测试电极串联连接后连接至一所述第二电路，各所述第二电路分别连接所述第二电源；或者，

所述一行正测试电极通过同一金属线连接至一所述第一电路，各所述第一电路分别连接所述第一电源，所述一行负测试电极通过同一金属线连接至一所述第二电路，各所述第二电路分别连接所述第二电源。

13.如权利要求5或6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述导电金属走线的宽度小于或等于所述测试电极的最小宽度的1/3。

14.如权利要求6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述第二柔性基板由聚酰亚胺或者聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。

15.如权利要求5或6所述的LED芯片测试治具，其特征在于，所述第一柔性基板为塑料基板、纸皮、钢化玻璃或由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的基板。

16.一种LED芯片测试***，用于对芯片膜上的待测LED芯片进行光电特性测试，其特征在于，所述LED芯片测试***包括：处理器、拍摄设备及如权利要求1至15任一项所述的LED芯片测试治具；

所述LED芯片测试治具的电介质层与所述芯片膜贴合，使得所述测试治具的测试电极对与所述芯片膜上的待测LED芯片的两个电极对齐，所述拍摄设备置于所述芯片膜的下方，所述芯片膜的衬底是透明的，在对所述芯片膜的待测LED芯片通电时，所述拍摄设备用于拍摄所述芯片膜上的待测LED芯片发光时的图像，所述处理器用于根据所拍摄的发光图像来识别所述待测LED芯片是否在通电时发光。

17.一种LED芯片测试方法，用于对芯片膜上的待测LED芯片进行测试其特征在于，所述LED芯片测试方法包括：

将如权利要求1至15任一项所述的LED芯片测试治具中的电介质层与所述芯片膜贴合，使得所述测试治具的测试电极对与所述芯片膜上的待测LED芯片的两个电极对齐，所述芯片膜的衬底是透明的；

接通所述第一电源和所述第二电源；

拍摄所述待测LED芯片的发光图像，并根据所拍摄的发光图像识别所述待测LED芯片是否在通电时发光。

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