【摘要】：LED光源具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)等顯著優(yōu)點(diǎn),其作為一種新型光源廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。產(chǎn)線(xiàn)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(duì)下游制程的良率帶來(lái)不利影響。因此LED芯片光電參數(shù)的快速在線(xiàn)檢測(cè)成為L(zhǎng)ED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(cè)試效率意味著更高的利潤(rùn),但測(cè)試效率的提高往往伴隨著更多的測(cè)試誤差。研究在線(xiàn)測(cè)試誤差產(chǎn)生機(jī)理,相應(yīng)的提出校正方法,對(duì)于提高在線(xiàn)測(cè)試效率具有重要意義。本文將在線(xiàn)測(cè)試誤差分為三類(lèi):極短時(shí)間測(cè)試帶來(lái)的誤差、測(cè)試系統(tǒng)非理想性帶來(lái)的誤差和測(cè)試過(guò)程誤差,研究了測(cè)試系統(tǒng)的瞬態(tài)特性和積分球安裝高度、偏心、光學(xué)介質(zhì)、鄰近芯片以及芯片溫升、環(huán)境溫度波動(dòng)等因素對(duì)在線(xiàn)測(cè)試的影響機(jī)理,主要的研究?jī)?nèi)容和成果列寫(xiě)如下。提出了一種面向積分時(shí)間的光譜逐點(diǎn)校正方法。首先分析測(cè)試系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)特性,確定積分時(shí)間是制約在線(xiàn)測(cè)試效率的瓶頸。隨后基于光譜儀的工作原理和響應(yīng)特性,采用標(biāo)準(zhǔn)芯片標(biāo)定測(cè)試系統(tǒng)在不同積分時(shí)間時(shí)的響應(yīng)特性,計(jì)算不同積分時(shí)間之間的光譜變換矩陣。基于變換矩陣,實(shí)現(xiàn)較短積分時(shí)間到理想積分時(shí)間的光譜轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在減少積分時(shí)間的同時(shí)保持較高的測(cè)試精度。提出了非標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試系統(tǒng)主要測(cè)試誤差的校正方法。針對(duì)不同測(cè)試誤差分別進(jìn)行研究。首先建立數(shù)學(xué)模型,研究積分球安裝高度、偏心與進(jìn)入積分球的光的關(guān)系,模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性良好。隨后采用蒙特卡洛光線(xiàn)追跡和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法研究藍(lán)膜和石英玻璃對(duì)倒裝LED芯片光學(xué)參數(shù)在線(xiàn)測(cè)試的影響,定義了衰減因數(shù)表征藍(lán)膜和石英玻璃對(duì)輻射通量的衰減作用,計(jì)算值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性良好。最后采用蒙特卡洛光線(xiàn)追跡方法,研究倒裝LED芯片光學(xué)參數(shù)在線(xiàn)測(cè)試中的鄰近芯片效應(yīng),對(duì)現(xiàn)行在線(xiàn)測(cè)試方法進(jìn)行了修正和討論。提出了倒裝LED芯片光學(xué)參數(shù)在線(xiàn)測(cè)試熱致誤差校正方法。首先建立在線(xiàn)測(cè)試熱致誤差模型,研究測(cè)試過(guò)程芯片的溫升特性,模型和實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xiàn),結(jié)果表明芯片在不同環(huán)境溫度下的溫升曲線(xiàn)趨勢(shì)基本一致。最后研究環(huán)境溫度變化對(duì)芯片輻射通量的影響,采用線(xiàn)性模型對(duì)測(cè)量值進(jìn)行校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法可有效校正溫度變化帶來(lái)的誤差。最后,基于上文對(duì)各個(gè)誤差因素的研究分析進(jìn)行不確定度評(píng)估,結(jié)果表明正裝LED芯片光學(xué)參數(shù)在線(xiàn)測(cè)試的不確定度量級(jí)較小,各不確定度分量貢獻(xiàn)的不確定度差異不大;倒裝LED芯片光學(xué)參數(shù)在線(xiàn)測(cè)試主要不確定度來(lái)源是溫度波動(dòng)和芯片鄰近效應(yīng),對(duì)這二者進(jìn)行校正后,擴(kuò)展相對(duì)不確定度由原本的2.62%減小為0.534%。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TN312.8
【圖文】：

圖 1. 1 常見(jiàn)的 LED 典型應(yīng)用為了推進(jìn) LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，美國(guó)提出了“國(guó)家半導(dǎo)體照明計(jì)劃”，歐盟提出彩虹計(jì)劃”，韓國(guó)政府亦斥巨資實(shí)施“GaN（氮化鎵）半導(dǎo)體發(fā)光計(jì)劃”，我國(guó)

典型的藍(lán)光LED芯片

LEDwafer的實(shí)物照片

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2769637