精準找出產品缺陷,安新實現高效 MicroLED 檢測方案

MicroLED 成為顯示器產業眾所矚目的前瞻技術,且相關應用紛紛出爐。如今年智慧顯示展上,可以看到許多 MicroLED 產品亮相,如友達、群創、錼創等,皆紛紛展示其在 MicroLED 領域的布局成果;顯現業界積極克服 Micro LED 既有技術障礙,走向量產目標的決心。
 
只不過,MicroLED 若要量產,並降低生產成本的話,除了要更進一步強化巨量轉移技術外,為確保 MicroLED良率,亦要改善檢測與修復技術,因為檢測與修復也是製程中不可或缺的關鍵步驟。然而,由於 MicroLED 產品使用的晶片數量眾多,正確且快速地檢測並修復巨量而細小的晶片,依然是一項艱鉅挑戰。
 
為了提升 MicroLED 檢測效率,不少技術開發人員與設備製造商持續精進巨量檢測技術;對此,安新精密已研發出失效分析準確定位的利器–熱輻射顯微鏡 EM 系列,透過熱能快速檢測 MicroLED 產品缺陷。
 
以熱能抓出缺陷,安新打造高效檢測設備
安新精密董事長賴昱安表示,目前許多檢測是藉由提高操作電壓、電流,透過熱電偶測量,得知異常;不過,這種作法容易造成破壞與失真。因此,安新採用非破壞且非接觸的方法,透過「熱能」進行檢測。因電子元件在電流通過後,於正常與缺陷之處兩者會有所差異,常會以偵測能量(光和熱)的方式判斷異常。
 
(賴昱安–安新精密科技 董事長;圖片來源:安新精密 )
 
賴昱安解釋,常用於偵測能量的方式有三種,分別是顯微鏡搭配特定波長感應器偵測(Photo emission)、以雷射激發產生阻抗變化(OBIRCH),以及偵測元件所放出的熱輻射(Thermal emission);而安新選用的是第三種方式。
 
賴昱安進一步說明,當物體高過絕對零度,就會發出輻射,透過量測體溫的熱像儀(或稱紅外線相機),和確認人是否發燒的原理一樣,以用於檢測IC與面板等電子元件是否有發燒。
 
(IC檢測;圖片來源:安新精密)
 
同時,由於製程進步,產品尺寸縮小,操作電壓降低,產生的熱也會隨著變化,更難以精準檢測缺陷產生的熱;因此需要搭配高放大倍率的熱輻射顯微鏡。而安新 EM 系列即是整合高放大倍率的紅外線相機,搭配訊號分析,能精確定位出缺陷位置。
 
賴昱安解釋,紅外線量測優點之一為非接觸式,除了不會影響熱表現,也不會干擾高頻的量測結果。而安新與泓邦科技合作,採用泓邦科技旗下德國紅外線相機 - InfarTec,可隨產品尺寸變化而使用不同倍率的鏡頭,達到理想的量測效果。特定型號相機每秒鐘擷取 1,000 張的高速取樣,若使用格放模式,更可高達每秒 30,000 張的能力,完整記錄瞬間的溫度,便於訊號處理與分析。
 
(Mini LED - 低倍;圖片來源:安新精密)
 
(Mini LED - 高倍;圖片來源:安新精密)
 
不僅如此,再透過安新的掃描技術,可實現超廣視野,也就是得到廣角且細膩的畫面,適合應用於面板的大範圍量測。經設定後,可自動移動並連續量測,拼接得到大面積且高解析的溫度結果,最高解析度達 9600 x 7680;同時,透過精密的微偏移,也能夠產生精緻的影像,最高解析度達 6400 x 5120。
 
此外,安新 EM 系列除了可自動控制量測,還搭配訊號處理技術,降低干擾雜訊,找出瑕疵位置,使得影像判斷更簡單明瞭。
 
賴昱安說明,過往這些熱輻射檢測出來的結果,都是由人為判斷,即交由有經驗的工程師判讀哪邊有問題,而這需經過較長時間的訓練;且紅外線鏡頭不管等級再高,可以量測的僅是物體表面溫度,無法穿透,所以一般在判讀上就是以表面溫度為憑據。不過,隨著製程愈來愈複雜,人為判讀也越來越困難,這也是安新使用訊號處理技術的原因。
 
賴昱安解釋,訊號處理就是像傳輸數據時,要把noise排除掉一樣;因為紅外線量測有很多參數會影響到結果,如周遭環境、材料特性等因素。訊號處理則讓量測後的結果能更容易用圖形顯示,並依據座標提供準確的分析與位置;有了訊號處理,才可以看到產品內部深層、淺層的不同狀況。除量測面板外,亦可應用於IC的失效分析,例如晶片內部短路或漏電等問題。
 
「我們提供一個簡易使用的設備,降低量測門檻,建立標準化;由工具來協助判斷,沒有檢測經驗也能快速上手。」賴昱安說。
 
高整合 EM 設備助力,MicroLED檢測難度再降低
 
(熱輻射顯微鏡–EM系列機台;圖片來源:安新精密)
 
綜上所述,隨著產品尺寸越來越小,單純藉由溫度分布差異,有時難以判斷產品失效的狀況,原先的設備更難精準檢測缺陷產生的熱;也因此,安新精密科技開發了熱輻射顯微鏡 EM 系列,整合高靈敏相機與訊號處理技術,搭配軸控系統,達到自動對焦或拼接等功能,便於操作。且使用高靈敏的紅外線相機,不須刻意提高電流或電壓將元件燒毀才能找出問題。可在正常使用或更低負載的狀況下判斷出缺陷位置。
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