高亮度LED的高精度高性价比测试

红外线发光二极管（LED）兼备高效率和长寿命的特点。目前，它们的应用于十分普遍。制造商们通过对LED器件的深入研究早已研制出了具备更高光通量、更长寿命、更加多色彩和更高每瓦照度数的新器件。

准确而高性价比的测试对于保证器件的可靠性和质量至关重要。　　LED测试在生产的有所不同阶段具备有所不同类型的测试序列，例如设计研发阶段的测试、生产过程中的晶圆级测试、以及PCB后的最后测试。尽管LED的测试一般包括电气和光学测量，本文侧重探究电气特征分析，只在必要的方位讲解部分光学测量技术。

图1得出了典型二极管的电气I-V曲线。原始的测试应当包括大量的电压值与对应的电流工作点，但是一般情况下受限的取样点就不足以测试出有器件的品质因数。　　　　图1.典型LED的直流I-V曲线和测试点（不能图形）　　很多测试必须获取未知的电流然后测量电压，而另外一些测试必须获取电压然后测量产生的电流。

因此，具备构建的、实时的源和测量功能的高速测试仪器对于这类测试是十分理想的。　　相反电压测试　　在LED测试序列中，相反电压（VF）测试检验的是红外线LED上的相反工作电压。当在二极管上读取一个相反电流时，它就开始导通。

刚开始在较低电流下，二极管上的电压叛较慢下降，但是随着驱动电流的减少，电压斜率开始变平。二极管一般工作在这个电压比较恒定的区域。在这些工作条件下对二极管展开测试也十分简单。

VF测试必须获取一个未知的电流然后测量二极管上产生的电压叛。典型的测试电流范围从几十毫安到几安，而产生的电压大小一般来说在几伏的范围。有些制造商利用这种测试的结果展开器件服务公司，因为相反电压与LED的色品（由色彩的主要或者补色波长及其纯度联合密切相关的色彩品质）涉及。

　　光学测试　　相反偏置电流也用作光学测试，因为电子电流与闪烁的高低密切相关。通过在待测器件附近敲一个光电二极管或者总计球捕猎收到的光子可以测得光强度（opticalpower）。

然后将光转换成电流，利用安培计或者源测量仪器的一个地下通道测量电流的大小。　　在很多测试应用于中，二极管的电压和收到的光可以利用大小相同的电流源同时测出来。此外，利用分光计可以在某种程度大小的驱动电流下测得诸如光谱输入之类的详尽参数。

　　偏移穿透电压测试　　对LED读取一个偏移偏置电流可以测得偏移穿透电压（VR）。测试电流的大小应当设置为当电流略为减少时测得的电压值仍然显著减小的方位。当电压低于这个电压值时，偏移偏置电流的大幅度减少造成偏移电压变化不显著。

这个参数指标一般来说是一个最小值。在测试VR时要在一定的时间内读取一个小的反偏电流，然后测量LED上的电压叛。

测量结果的大小范围一般来说为几十叱。　　溢电流测试　　一般地，溢电流（IL）的测量用于中等大小的电压（几伏到几十叱）。

溢电流测试测量的是当读取的偏移电压高于穿透电压时LED上外泄的小电流。在生产过程中保证漏流不多达一定的阈值是漏流测量的常用作法，也是隔绝测量更加广泛的作法。

其中有两个原因。第一，较低电流测量必须较长的平稳时间，因此它们必须更长的时间才能已完成。第二，环境阻碍和电噪声对低值信号具备较小的影响，因此必须额外的屏蔽措施。

这些额外的屏蔽措施减少了测试夹具的复杂性，并且有可能阻碍自动机械手的操作者。　　智能仪器减小LED生产测试生产能力　　过去，在很多LED生产测试系统中人们经常使用PC机掌控测试的各个方面。换句话说，在测试序列的每个组成部分中，每个测试必需对信号源和测试仪器分别配备，继续执行所需的操作者，然后将数据回到给掌控PC。掌控PC然后展开pass/fail辨别并继续执行适当的操作者对DUT展开服务公司。

发送到和继续执行的每条命令都浪费了宝贵的测试时间，减少了生产能力。似乎，在这类以PC为中心的测试结构中，大部分测试序列时间都被PC和测试仪器之间的通信所消耗了。

　　忽略，当前很多智能仪器，例如2600A系列数字源表格，通过增加通信总线上的通信量，使得大幅提高简单测试序列的生产能力沦为有可能。在这些仪器中，测试序列的主要部分映射在仪器内部。

测试脚本处理器（TSP）是一种全能的测试序列引擎，需要利用内置的pass/fail状态方程、数学和计算公式掌控测试序列和数字I/O端口。TSP需要将用户自定义的测试序列留存在存储器中然后根据命令继续执行它。这样就容许了测试序列中每一步的设置和配备时间，通过最大限度增加与PC和仪器的通信而提升了测试生产能力。

这类仪器的编程过程比较非常简单：1）创立脚本；2）将脚本iTunes到仪器中；3）调用脚本继续执行。对于2600A系列仪器，用户可以利用仪器本身获取的TestScriptBuilder软件撰写或者iTunes脚本，或者从用VisualBasic或LabVIEW等语言撰写的用户应用程序中iTunes到仪器中。　　单LED器件测试系统　　图2是测试单个LED的测试系统修改模块图。

对于自动化测试，一般来说包括一台PC和一个元件机械手晶圆级测量必须一个探针台。　　　　图2.基于数字源表的单LED测试系统模块图　　在这个测试结构中，PC机的主要起到是将测量数据留存在数据库中用作资料记录。第二个起到是针对有所不同的部件重新配置测试序列。

2600A系列的独有之处在于它们需要独立国家于PC控制器分开工作。每台仪器上嵌入的TSP反对用户撰写需要在仪器本身上继续执行的原始测试规划。

换句话说，用户可以撰写原始的PASS/FAIL测试序列脚本，需要仪器轻编程才可通过仪器面板运营它。　　生产测试系统可以利用元件机械手将单个LED传输到测试夹具上，展开电气认识。该夹具屏蔽了环境光，并且加装了光电探测器（PD）展开光学测量。

在如图2右图的配备中，用于了一台2602A型双通道数字源表格构建两种相连。其中，源测量单元A（SMUA）为LED获取测试信号并测量其电号召，而SMUB在光学测量过程中用作监测光电二极管。　　测试序列在编程开始时利用元件机械手的一条数字线作为测试启动（SOT）信号。

当数字源表格检测到这个SOT信号后，LED特征分析测试就开始了。　　在所有的电气和光学测试都已完成之后，系统为元件机械手设置一条标志测量已完成的数字线。此外，仪器本身的智能功能继续执行所有的pass/fail操作者，通过仪器上的数字I/O端口向元件机械手发送到一条数字命令，根据pass/fail状态方程对LED展开服务公司。然后，可以原作两个操作者同时继续执行：将数据传输到PC展开统计资料过程控制，同时将一个新的DUT传输到测试夹具上。

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