MicroLEDs Optische Prüfung von μLEDs auf Wafern und in Modulen

Effizientes, simultanes Testen von Tausenden μLEDs auf einem Wafer oder Modul in wenigen Sekunden

MicroLEDs sind bekannt als herausfordernde neue Technologie. Sie sind kleiner als 100 Mikrometer und besitzen außergewöhnliche optische Eigenschaften. So lassen sich Displays mit großem Farbumfang, einem hohen Kontrast sowie einer sehr hohen Auflösung herstellen. Auch neue adaptive Frontbeleuchtungssysteme (AFS) für Fahrzeuge verwenden MicroLED-Arrays mit einigen 10.000 einzelnen Lichtquellen. Das ermöglicht eine präzise Steuerung des Lichtstrahls, da jede MicroLED einzeln kontrolliert werden kann.

Die Herausforderung

Insbesondere in der Produktion entstehen durch die außergewöhnlichen Eigenschaften der MicroLEDs auch neue Herausforderungen für die optischen Qualitätstests. Diese sind in jedem Produktionsschritt, also auch bereits auf Wafer-Level, erforderlich. Für ein effizientes Testen von Tausenden MicroLEDs auf einem Wafer muss der Prüftest parallelisiert werden. Dies ist auch eine Herausforderung für den Hersteller, der dafür möglichst viele MicroLEDs zeitgleich kontaktieren oder optisch anregen 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.

Für die Prüfung von Modulen aus Hochleistungs-LEDs, wie zum Beispiel in AFS-Systemen, ist der sofort einsetzende Temperaturanstieg beim Einschalten zu überwinden. Die entstehende Wärme verursacht einen Leistungsabfall und führt zu einer Farbverschiebung. Dies stellt Messsysteme zur Qualitätskontrolle von Gleichförmigkeit, Helligkeit und Farbe der Arrays vor kombinierte Aufgaben: Die Messung muss sehr schnell und trotzdem sehr genau ablaufen, so dass die Temperaturabhängigkeit der Messgrößen keinen Einfluss hat.

Unsere Lösung: 2D-Kamerasystem der LumiTop-Serie

Instrument Systems bietet mit dem kamerabasierten 2D-System LumiTop 4000 eine Messlösung, die dank der hohen Messgeschwindigkeit den Auswirkungen einer Temperaturdrift während der Messung zuvorkommt und innerhalb vorgegebener Taktzeiten optische Analysen erstellt. Zusätzlich wird der Messvorgang mit der Stromquelle der μLED-Arrays synchronisiert und setzt unmittelbar nach Einschalten des Arrays ein. Gegenüber traditionellen Messverfahren, die jede LED des Arrays einzeln vermessen, ist das simultan messende LumiTop-System um ein Vielfaches schneller. Die 2D-Kamera wird kombiniert mit einem Highend-Spektralradiometer der CAS-Serie, das als simultanes Referenzmessgerät für hochgenaue Messergebnisse sorgt.

Die LumiTop 4000 besitzt eine 12 MP Auflösung und detektiert kleinste Defekte und Inhomogenitäten, auch auf dem Wafer. Dank 100 mm Makro-Objektiv ermöglicht die Kamera eine schnelle parallele Inline-Analyse in einer einzigen Teststation und ist besonders gut geeignet für die Anwendung μLED-Wafertesting. Bei einem FoV (Sichtfeld) von ungefähr 1.0 cm mal 1.4 cm können potentiell viele tausende μLEDs mit einer minimalen Pixel-Größe bis zu 30 μm gleichzeitig vermessen werden.

Wir beraten Sie gerne bei der Planung, um das für Sie ideale Messkonzept zu konfigurieren.

Welches ist Ihre individuelle Herausforderung? Gemeinsam finden wir die richtige Lösung – fragen Sie uns!

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