一種測(cè)試led芯片電性能參數(shù)的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子器件測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種測(cè)試LED芯片電性能參數(shù)的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管LED (Light Emitting D1de)具有體積小、耗電小、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、可靠性高、抗沖擊性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在能源日益短缺的背景下，由于LED的節(jié)能特點(diǎn)，它受到了廣泛的重視，被認(rèn)為是繼白熾燈、焚光燈、高壓放電燈之后的第四代照明光源。LED是利用半導(dǎo)體制造工藝加工的電致發(fā)光器件，利用電子-空穴的帶間躍迀輻射復(fù)合來(lái)發(fā)光，其機(jī)理是通過(guò)向LED的PN結(jié)施加正向偏壓，降低勢(shì)皇，使少數(shù)非平衡載流子擴(kuò)散進(jìn)入PN結(jié)區(qū)內(nèi)，增加區(qū)內(nèi)電子-空穴的復(fù)合幾率，從而輻射發(fā)光。
[0003]在LED芯片的生產(chǎn)與制造過(guò)程中，需要涉及濺射、光刻、顯影、刻蝕等多種工藝步驟。例如，對(duì)GaN基圖形化襯底的制備，是在藍(lán)寶石襯底GaN厚膜層上進(jìn)行襯底圖形的幾何形位選擇與設(shè)計(jì)，之后使用半導(dǎo)體加工工藝，在GaN厚膜表面形成尺寸和形狀不同的周期性圖形陣列。對(duì)GaN基LED的工藝步驟主要有:用磁控濺射生成透明電極、歐姆接觸退火、光刻、電子束蒸發(fā)P電極、電子束蒸發(fā)N電極、金屬剝離、刻蝕、檢測(cè)等。
[0004]在LED芯片的制造過(guò)程中，由于工藝參數(shù)的微小改變，會(huì)導(dǎo)致LED的參數(shù)值發(fā)生一定的變化，從而引起缺陷的產(chǎn)生。因此，在LED的制造過(guò)程中需要對(duì)LED的一些電性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，以保證所生產(chǎn)的LED符合設(shè)計(jì)的規(guī)范與技術(shù)指標(biāo)的要求。
[0005]因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需一種操作過(guò)程方便，能較精確地測(cè)試LED芯片多個(gè)電性能參數(shù)的裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種測(cè)試LED芯片電性能參數(shù)的裝置。LED既是一種半導(dǎo)體二極管，又是一種光源，因此作為半導(dǎo)體器件，需要測(cè)試它的電性能參數(shù)。電性能參數(shù)是衡量一個(gè)LED是否能正常工作的最基本的判據(jù)，通常包括:正向電流、正向電壓、反向電壓和反向電流等四種參數(shù)。本實(shí)用新型所提供的測(cè)試裝置可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED的這四種參數(shù)的檢測(cè)。
[0007]本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種測(cè)試LED芯片電性能參數(shù)的裝置，包含控制單元、恒流源、恒壓源、電壓采樣單元、電流采樣單元、計(jì)算機(jī)和用于放置被測(cè)LED芯片的檢測(cè)平臺(tái)；其中，恒流源、恒壓源、電壓采樣單元、電流采樣單元和計(jì)算機(jī)分別與控制單元連接，恒流源、恒壓源、電壓采樣單元和電流采樣單元分別與用于放置被測(cè)LED芯片的檢測(cè)平臺(tái)連接。
[0008]所述的控制單元優(yōu)選為AVR單片機(jī)；更優(yōu)選為型號(hào)為AT32UC3A0512的AVR單片機(jī)，該單片機(jī)具有32位RISC處理器，工作頻率最高可達(dá)66MHz ;內(nèi)部具有512K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash、64K字節(jié)的片內(nèi)SRAM ;具有8個(gè)ADC通道，每個(gè)通道為10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC);此外，還具有同步串行接口、通用異步收發(fā)器(UART)、通用計(jì)時(shí)器、脈寬調(diào)制器等。
[0009]該控制單元通過(guò)使用自身的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)恒流源、恒壓源、電壓采樣單元、電流采樣單元等的操作過(guò)程中測(cè)試數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與傳送的控制。
[0010]所述的計(jì)算機(jī)優(yōu)選為微型計(jì)算機(jī)；更優(yōu)選如下配置的個(gè)人計(jì)算機(jī):CPU為1.7GHz以上，內(nèi)存為512M及以上，硬盤空間2G以上，操作系統(tǒng)為Windows2000/XP等。
[0011]所述的恒流源優(yōu)選為單片機(jī)控制的恒流源，包括依次連接的放大電路、電壓跟隨器和恒流產(chǎn)生電路，其中，恒流產(chǎn)生電路是由場(chǎng)效應(yīng)晶體管和運(yùn)算放大器等所構(gòu)成。
[0012]所述的恒壓源優(yōu)選為單片機(jī)控制的恒壓源；所述的恒壓源主要包括恒壓產(chǎn)生電路，恒壓產(chǎn)生電路是由脈沖寬度調(diào)制控制器、開(kāi)關(guān)管、電感器和電容等所構(gòu)成，通過(guò)內(nèi)環(huán)電流反饋和外環(huán)電壓反饋，來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓輸出。
[0013]所述的脈沖寬度調(diào)制控制器優(yōu)選為美信公司所生產(chǎn)的MAX668，它具有10kHz至500kHz可調(diào)節(jié)的開(kāi)關(guān)頻率；在電路工作時(shí)由MAX668來(lái)控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和截止。
[0014]所述的電壓采樣單元通過(guò)其輸出端與所述的控制單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接；所述的電壓采樣單元包括依次連接的用于對(duì)被測(cè)LED兩端的電壓進(jìn)行直接采樣的第一級(jí)電路和用于反向比例放大的第二級(jí)電路；所述的第二級(jí)電路為運(yùn)算放大器。
[0015]所述的電流采樣單元通過(guò)其輸出端與所述的控制單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換器連接；所述的電流采樣單元包括1-V轉(zhuǎn)換電路和信號(hào)調(diào)理電路，其中1-V轉(zhuǎn)換電路包括電阻、運(yùn)算放大器和電容等元件，是通過(guò)電阻采樣將微弱的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)；信號(hào)調(diào)理電路是用于將1-V轉(zhuǎn)換之后的電壓信號(hào)做進(jìn)一步的調(diào)整以滿足控制單元的數(shù)模轉(zhuǎn)換器對(duì)輸入信號(hào)的要求，它是由一種可程控增益的電壓放大電路所構(gòu)成。
[0016]所述的控制單元用于控制恒流源與恒壓源的啟動(dòng)與關(guān)閉，用于控制電壓采樣單元與電流采樣單元的執(zhí)行過(guò)程，以及將獲得的測(cè)試數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)。
[0017]所述的計(jì)算機(jī)用于向控制單元發(fā)送測(cè)試指令以及處理由控制單元傳送來(lái)的測(cè)試數(shù)據(jù)，判定被測(cè)LED芯片的電性能參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，然后把測(cè)試結(jié)果寫入到指定的文件中并在屏幕上對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行顯示。
[0018]所述的恒流源用于為被測(cè)LED芯片提供一定數(shù)值的電流，并利用所述的電壓采樣單元實(shí)現(xiàn)對(duì)LED芯片兩端電壓的檢測(cè)與采樣，從而達(dá)到測(cè)試LED芯片電壓的目的。當(dāng)所提供的電流為正向電流時(shí)，將測(cè)試到被測(cè)LED芯片的正向電壓；當(dāng)所提供的電流為反向電流時(shí)，將測(cè)試到被測(cè)LED芯片的反向電壓。具體步驟如下:所述的恒流源在控制單元的作用下，由控制單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生初始電壓，該初始電壓依次經(jīng)過(guò)第一級(jí)的同向比例放大電路和第二級(jí)的電壓跟隨電路之后，送給第三級(jí)的恒流產(chǎn)生電路，以產(chǎn)生所需要的具有一定數(shù)值的電流。
[0019]所述的恒壓源用于為被測(cè)LED芯片提供一定數(shù)值的電壓，并利用電流采樣單元實(shí)現(xiàn)對(duì)LED芯片電流的檢測(cè)與采樣，從而達(dá)到測(cè)試LED芯片的目的。當(dāng)所提供的電壓為正向偏置電壓時(shí)，將測(cè)試到被測(cè)LED芯片的正向電流；當(dāng)所提供的電壓為反向偏置電壓時(shí)，將測(cè)試到被測(cè)LED芯片的反向電流。具體步驟如下:所述的恒壓源在控制單元的作用下，由控制單元的模數(shù)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生初始電壓，該初始電壓送給恒壓產(chǎn)生電路，以產(chǎn)生所需要的具有一定數(shù)值的電壓。所述的電壓采樣單元是用于對(duì)被測(cè)LED兩端的電壓進(jìn)行檢測(cè)。所述的電流采樣單元是用于對(duì)被測(cè)LE