LED-Testsystem

Testen von Tausenden von μLEDs auf einem Wafer mit 2D-Kamerasystem der Lumitop-Serie. Instrument Systems

Die kamerabaierte Messlösung Lumitop 4000 von Instrument Systems besitzt eine 12 MP Auflösung und detektiert kleinste Defekte und Inhomogenitäten auf dem Wafer. Dank 100 mm Makro-Objektiv ermöglicht die Kamera eine schnelle parallele Inline-Analyse aller μLEDs auf einem Wafer in einer einzigen Teststation.

μLEDs sind bekannt als herausfordernde neue Display-Technologie. Sie sind kleiner als 100 Mikrometer und besitzen außergewöhnliche optische Eigenschaften. So lassen sich Displays mit breitem Farbumfang, einem hohen Kontrast sowie einer sehr hohen Auflösung herstellen. Insbesondere in der Massenproduktion entstehen genau dadurch neue Herausforderungen für die optischen Qualitätstests, die in jedem Produktionsschritt, also auch bereits auf Wafer-Level, erforderlich sind. Herkömmliche Standardtests können das nicht leisten.

Für ein effizientes Testen von Tausenden von μLEDs auf einem Wafer muss der Prüftest parallelisiert werden. Dies ist auch eine Herausforderung für den Hersteller, der dafür möglichst viele μLEDs zeitgleich kontaktieren muss. Zusätzlich soll die optische Prüfung schnell und genau sein und synchron zum getakteten Produktionsfluss laufen. Das funktioniert nur mit einer 2D-Messung über spezifisch kalibrierte Geräte zur Vermeidung von Messfehlern.

Die 2D-Kamera-Systeme der Lumitop-Familie von Instrument Systems bieten eine schnelle und in der Produktion etablierte Lösung. Kombiniert wird die 2D-Kamera mit einem Highend-Spektralradiometer, das als simultanes Referenzmessgerät für hochgenaue Messergebnisse sorgt. Die LumiTop-Familie bietet für Testobjekte jeder Größe eine spezielle Ausführung. Besonders gut geeignet ist die Lumitop 4000 mit 100-mm-Objektiv für die Anwendung μLED-Wafertesting. Bei einem FoV (Sichtfeld) von ungefähr 1,0 cm × 1,4 cm können potenziell viele tausende µ-LEDs mit einer minimalen Pixel-Größe bis zu 30 µm gleichzeitig vermessen werden.  Ein Hardware-Trigger synchronisiert die Kamera mit der vorgegebenen Taktzeit. Der CMOS-Sensor bietet einen besonders großen Dynamikbereich.

Die dazugehörige umfangreiche LumiSuite-Software ermöglicht vielseitige Analysen der Messergebnisse. So ist unter anderem die Erstellung einer Pixel-Intensity-Map beziehungsweise Farb-Map möglich. Algorithmen können über wählbare Kriterien nach Pixeldefekten suchen und diese markieren. Geeignet sind die Lumitop-Systeme sowohl für den Einsatz im Labor als auch in der Produktionslinie.