Pantalla de la próxima generación con prueba de MiniLED de alto rendimiento

​Cuando las soluciones de pruebas tradicionales no pueden seguir el ritmo

Los miniLED y los microLED son las tecnologías más importantes de emisión de luz para la próxima generación de pantallas. A medida que se miniaturiza el tamaño del chip LED, la cantidad de chips por oblea aumentará a millones y decenas de millones. El mayor número de dispositivos hace que las pruebas masivas sean extremadamente difíciles. El tiempo de prueba de cada oblea aumentará de horas a días si se utilizan las actuales soluciones de prueba de LED. Este cuello de botella será tardado y aumentará los costos de fabricación. El principal desafío al desarrollar soluciones de pruebas de miniLED es aumentar significativamente la eficiencia de las pruebas y garantizar la estabilidad y la precisión de las pruebas.  

Aprovechar los beneficios de los sistemas de pruebas flexibles

En FitTech estamos tratando de resolver este desafío de rendimiento realizando pruebas más rápido y proporcionando dos sistemas en una sola solución: un probador LED integrado y un probador que realiza medidas ópticas y eléctricas en cada oblea LED. Una máquina típica de prueba de LED está diseñada para probar uno o dos chips a la vez. Pero a medida que los LEDs se reducen a cientos de micrómetros en tamaño con miniLEDs, la cantidad de chips por oblea aumenta drásticamente: pasando de decenas de miles de LEDs tradicionales a cientos de miles de miniLEDs. Probar uno o dos LEDs a la vez no es lo suficientemente rápido para satisfacer la demanda. Para resolver este desafío, desarrollamos una solución de prueba paralela para miniLEDs. En FitTech combinamos este sistema de sondeo desarrollado internamente, un sistema de medidas ópticas y un sistema de medidas eléctricas usando las unidades de medida de fuente (SMU) PXI de NI para cuadriplicar el rendimiento en ocho LEDs al mismo tiempo, y seguir proporcionando resultados de pruebas estables, eficientes y de alta calidad.

La SMU de NI juega un papel importante en proporcionar los puntos de referencia correctos de voltaje y corriente para cada LED y datos de medidas precisos. La PXI SMU de NI proporciona medidas altamente precisas y repetibles que pueden proporcionar de cuatro a ocho canales en un tamaño más pequeño que la mayoría de las SMUs en el mercado actualmente, y NI puede crecer para cumplir con cientos de canales a medida que los LEDs se vuelven aún más pequeños.

Los beneficios de implementar una solución innovadora de NI

Decidimos usar SMUs basadas en NI PXI para pruebas eléctricas porque podían ahorrar espacio físico, tiempo de prueba y crecer a más canales que la mayoría de las SMUs en el mercado actualmente, que solo brindan uno o dos canales con un espacio similar. Con las PXI SMUs de NI, podemos proporcionar de cuatro a ocho canales en un solo chasis que permite realizar pruebas en paralelo sin aumentar el tamaño de la máquina de pruebas.

Además del tamaño, también vimos una velocidad de prueba más rápida y datos de mayor calidad. También, mejoramos el tiempo de respuesta de estado estable, aumento de voltaje, precisión, estabilidad, repetibilidad, reproductividad, capacidad de respuesta y resolución en comparación con nuestra solución anterior. Las SMUs de mayor resolución nos permitieron proporcionar pruebas de mayor precisión para beneficiar a nuestros fabricantes de obleas. Además, con la arquitectura modular basada en PXI, vimos una disminución en el costo por canal y un tiempo de integración más rápido.

La PXI SMU de NI usa una interfaz PCI Express en lugar de las interfaces GPIB o Ethernet más lentas, que son más comunes en el mercado. Las NI PXI SMUs ofrecen transmisión y captura de datos de alto rendimiento y mejor sincronización con los sistemas de medidas ópticas, así como con todos los canales de pruebas eléctricas, lo cual es fundamental para las pruebas paralelas de miniLEDs.

Finalmente, con los convertidores ADC integrados de la PXI SMU de NI, redujimos drásticamente nuestro tiempo para integrar la adquisición de datos multicanal y realizar muestreos de alta frecuencia, que también son importantes para prevenir la distorsión y aumentar la precisión de las medidas. Además del ADC integrado, la herramienta I/O Trace de NI, que pudimos usar para monitorear y registrar, proporcionó una forma más conveniente de analizar el proceso de pruebas y solucionar problemas durante la integración.  

En general, desarrollar un sistema de pruebas de alta calidad para chips miniaturizados con alta estabilidad, precisión y eficiencia es todo un desafío. Usar la PXI SMU de NI en el sistema de pruebas de miniLEDs de FitTech no solo brinda flexibilidad y alto rendimiento, sino que también reduce el tiempo de desarrollo y el costo de integrar sistemas.

Resultados y valor

En FitTech, fuimos pioneros y hemos proporcionando una solución combinada de sondeo y pruebas de LED durante más de 17 años. Nuestros clientes pueden optimizar el soporte y el servicio de las pruebas con una sola compañía y, al colaborar con NI, ahora ofrecemos capacidades de pruebas en paralelo más rápidas, lo que significa un mayor rendimiento con menos máquinas de pruebas y sondeo. La prueba en paralelo es un concepto fundamental para proporcionar soluciones de pruebas de miniLED. Por un lado, optimizamos nuestro sistema de sondeo con mejor estabilidad, velocidad y precisión de movimiento; con nuestro sensor de borde de celda de carga de diseño propio, proporcionamos menos marcas de aguja e idénticas. Por otro lado, usamos la unidad de medida fuente PXI de NI en el sistema de pruebas, lo que nos permite lograr con éxito pruebas paralelas sin aumentar el volumen físico de la máquina. Con estas optimizaciones y el uso de SMUs de NI, redujimos nuestro tiempo de prueba electrónica en un 30% y el tiempo de prueba general en un 10% en comparación con nuestras soluciones anteriores.

Mirando hacia el futuro

A medida que los LEDs se vuelvan aún más pequeños, veremos una tendencia en el uso de microLEDs (áreas de menos de 50 micrones). La cantidad de chips en cada oblea aumentará drásticamente. Si bien el mercado aún es nuevo y se están considerando muchos enfoques de fabricación y pruebas, NI y FitTech están comprometidos a proporcionar la instrumentación y los sistemas de pruebas adecuados para pruebas de microLED eficientes y precisas para brindar los mejores rendimientos a los fabricantes de obleas.