【摘要】：LED光源具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長等顯著優(yōu)點,其作為一種新型光源廣泛應用于多個行業(yè)。產(chǎn)線上LED芯片受限于生產(chǎn)工藝,其光電參數(shù)存在一定的離散性,這對下游制程的良率帶來不利影響。因此LED芯片光電參數(shù)的快速在線檢測成為LED產(chǎn)業(yè)鏈上必不可少的環(huán)節(jié)。在LED產(chǎn)業(yè)鏈上,更高的測試效率意味著更高的利潤,但測試效率的提高往往伴隨著更多的測試誤差。研究在線測試誤差產(chǎn)生機理,相應的提出校正方法,對于提高在線測試效率具有重要意義。本文將在線測試誤差分為三類:極短時間測試帶來的誤差、測試系統(tǒng)非理想性帶來的誤差和測試過程誤差,研究了測試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性和積分球安裝高度、偏心、光學介質、鄰近芯片以及芯片溫升、環(huán)境溫度波動等因素對在線測試的影響機理,主要的研究內容和成果列寫如下。提出了一種面向積分時間的光譜逐點校正方法。首先分析測試系統(tǒng)瞬態(tài)響應特性,確定積分時間是制約在線測試效率的瓶頸。隨后基于光譜儀的工作原理和響應特性,采用標準芯片標定測試系統(tǒng)在不同積分時間時的響應特性,計算不同積分時間之間的光譜變換矩陣�；谧儞Q矩陣,實現(xiàn)較短積分時間到理想積分時間的光譜轉換。實驗結果表明該方法在減少積分時間的同時保持較高的測試精度。提出了非標準測試系統(tǒng)主要測試誤差的校正方法。針對不同測試誤差分別進行研究。首先建立數(shù)學模型,研究積分球安裝高度、偏心與進入積分球的光的關系,模型和實驗結果的一致性良好。隨后采用蒙特卡洛光線追跡和實驗相結合的方法研究藍膜和石英玻璃對倒裝LED芯片光學參數(shù)在線測試的影響,定義了衰減因數(shù)表征藍膜和石英玻璃對輻射通量的衰減作用,計算值和實驗結果的一致性良好。最后采用蒙特卡洛光線追跡方法,研究倒裝LED芯片光學參數(shù)在線測試中的鄰近芯片效應,對現(xiàn)行在線測試方法進行了修正和討論。提出了倒裝LED芯片光學參數(shù)在線測試熱致誤差校正方法。首先建立在線測試熱致誤差模型,研究測試過程芯片的溫升特性,模型和實驗結果一致性良好。隨后基于熱致誤差模型研究不同環(huán)境溫度下芯片的溫升曲線,結果表明芯片在不同環(huán)境溫度下的溫升曲線趨勢基本一致。最后研究環(huán)境溫度變化對芯片輻射通量的影響,采用線性模型對測量值進行校正。實驗結果表明該方法可有效校正溫度變化帶來的誤差。最后,基于上文對各個誤差因素的研究分析進行不確定度評估,結果表明正裝LED芯片光學參數(shù)在線測試的不確定度量級較小,各不確定度分量貢獻的不確定度差異不大;倒裝LED芯片光學參數(shù)在線測試主要不確定度來源是溫度波動和芯片鄰近效應,對這二者進行校正后,擴展相對不確定度由原本的2.62%減小為0.534%。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN312.8
【圖文】：

圖 1. 1 常見的 LED 典型應用為了推進 LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美國提出了“國家半導體照明計劃”，歐盟提出彩虹計劃”，韓國政府亦斥巨資實施“GaN（氮化鎵）半導體發(fā)光計劃”，我國

典型的藍光LED芯片

LEDwafer的實物照片

【參考文獻】

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本文編號：2769637