惠特科技 (FitTech) 運用高產能 MiniLED 測試打造下一代顯示器

​當傳統測試解決方案無法滿足需求時

MiniLED 及 MicroLED 是用於下一代顯示器的核心發光技術。隨著 LED 晶片微型化，每個晶圓的晶片數量也從數千個增加到數百萬，甚至數千萬個。裝置數量激增使得大量測試變得困難重重。而使用現有的 LED 測試解決方案，每個晶圓的測試時間會從數小時延長到數天。這個瓶頸會導致時間的浪費以及製造成本增加。如何大幅提升測試效率，同時確保測試穩定度和準確度，是 MiniLED 測試解決方案開發過程中要面對的主要挑戰。 

充分發揮靈活測試系統的優勢

惠特科技嘗試透過加快測試速度，以及在單一解決方案中提供 2 種系統來解決這項產能挑戰：一款可針對個別 LED 晶圓進行光學及電力量測的整合式 LED 探測與測試儀器。一般的 LED 測試儀一次只能測試 1 或 2 個晶片。但隨著 LED 縮小到數百微米的 MiniLED 時，每個晶圓的晶片數量也大幅度增加，一口氣從傳統的數萬個 LED 激增到數十萬個 MiniLED。一次測試 1 或 2 個 LED 已經遠遠不足以因應需求。為了克服這項挑戰，我們針對 MiniLED 開發了一款平行測試解決方案。惠特科技採用 NI 的 PXI 電源量測單元 (SMU) 來整合內部開發的探測系統、光學量測系統與電力量測系統，可將 8 個 LED 的產能同時增加 4 倍，同時提供穩定、高效率及高品質的測試成果。

NI SMU 在為每個 LED 提供正確電壓與電流設定點以及準確的量測資料上，扮演非常重要的角色。相較於市面上現有的大多數 SMU，NI PXI SMU 外型規格更為精巧，而且能提供 4 到 8 個通道，讓我們進行高度精準並可重複的量測作業，而且隨著 LED 進一步微型化，NI PXI SMU 也能進一步擴充以滿足數百個通道的需求。

採用創新 NI 解決方案的優勢

我們決定採用 NI PXI 架構 SMU 進行電力測試，因為市面上現有的多數 SMU 只能以相似規格提供 1 至 2 個通道，但 NI PXI 架構 SMU 不僅可節省實體空間與測試時間，更能擴充為更多通道。使用 NI PXI SMU，我們可以在單一機箱內提供 4 到 8 個通道，並在不增加測試機器尺寸的情況下進行平行測試。

除了最佳化實體空間之外，我們也發現測試速度與測試資料品質都有所提升。另外，與於前一代解決方案相比，我們的穩態響應時間、電壓增壓、準確度、穩定度、重複性、再現性、響應度和解析度都有改善。解析度更高的 SMU 使我們能提供準確度更高的測試，使晶圓製造商都可獲益。此外，模組化 PXI 架構還讓我們減少了每個通道的成本，同時加快了整合時間。

NI PXI SMU 使用 PCI Express 介面，而不是市面上較為常見但速度較慢的 GPIB 或乙太網路介面。NI PXI SMU 提供高效能的資料傳輸及擷取能力，並改善與光學量測系統與所有電力測試通道的同步，這對 MiniLED 的平行測試非常關鍵。

最後，我們也透過 NI PXI SMU 內建的 ADC 轉換器，大幅縮短了整合多通道資料擷取和執行高頻取樣的時間，而這點也對防止失真與提升量測準確度十分重要。除了內建的 ADC 以外，我們也能將 NI 的 I/O Trace 工具用於監控和記錄，讓分析測試流程及整合期間的除錯作業更加便利。 

整體來說，為微型化晶片開發穩定度、準確度及效率都十分出色的高品質測試系統，是相當大的挑戰。惠特科技 MiniLED 測試系統採用 NI PXI SMU，不僅能提供靈活性及高效能，還能減少整合系統所需的開發時間與成本。

結果與價值

惠特科技勇於領先同業，逾 17 年來持續提供整合式 LED 探針及測試解決方案。我們可協助客戶簡化支援和測試服務，如今藉由與 NI 的合作，我們可以進一步加快平行測試的速度，也就是以更少的測試及探測儀器提供更高的產能。平行測試是提供 MiniLED 測試解決方案的核心理念。一方面，我們將探測系統最佳化，並提供更佳的穩定度、速度和運動準確度，加上我們自行設計的荷重元邊緣感測器，提供更少且完全相同的針痕。另一方面，我們在測試系統中採用 NI PXI 電源量測單元，在不增加儀器實體容積的情況下成功地進行平行測試。透過這些最佳化措施與運用 NI SMU，相較於先前的解決方案，我們將電子測試時間及整體測試時間比分別縮短了 30% 和 10%。

未來的展望

隨著 LED 尺寸越來越小，使用 MicroLED (面積小於 50 微米) 的情形將會增加。每個晶圓上的晶片數量會大幅增加。雖然市場還在新興階段，許多製造及測試方法仍在考量中，但 NI 和惠特科技將致力提供合適的儀器及測試系統，進行高效率且精確的 MicroLED 測試，讓晶圓製造商獲得最佳良率。