T/CVIA 146-2024 Micro LED显示屏用发光芯片通用规范

　　团 体 标 准

　　T/CVIA 146-2024

　　Micro LED 显示屏用发光芯片通用规范

　　General specification of light emitting chip for micro light

　　emitting diode(Micro LED) display

　　2024 - 10 - 16 发布 2024 - 10 - 16 实施

　　中国电子视像行业协会 发 布

　　前 言

　　本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中国电子视像行业协会提出并归口。

　　本文件起草单位：天马新型显示技术研究院(厦门)有限公司、上海天马微电子有限公司、三安光电股份有限公司、深圳市壹倍科技有限公司、厦门乾照光电股份有限公司、天马微电子股份有限公司、视彩(上海)光电技术有限公司、厦门天马微电子有限公司、利亚德光电股份有限公司、成都辰显光电有限公司、京东方华灿光电(浙江)有限公司、厦门大学、京东方科技集团股份有限公司、罗化芯显示科技开发(江苏)有限公司、海拓仪器(江苏)有限公司。

　　本文件主要起草人：王一杰、秦锋、席克瑞、郝亚斌、冯晓曦、彭健锋、李鑫、王晓玲、任程、郭伟杰、黄少华、孔一帆、王俊杰、艾国齐、林慧、沈欢、马莉、曹轩、夏继业、朱广敏、顿胜堡、李雍、陈文娟、张传松、张利利、朱余良、汤丽丽。

　　Micro LED 显示屏用发光芯片通用规范

　　1 范围

　　本文件规定了显示用Micro LED发光芯片的性能要求、检验方法、检验规则等。

　　本文件适用于显示用Micro LED发光芯片。其他芯片可根据情况参考使用。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

　　GB/T 2423.1—2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验A：低温(IEC 60068-2- 1:2007,IDT)

　　GB/T 2423.4—2008 电工电子产品环境试验 第2部分：试验方法 试验Db 交变湿热(12 h+ 12 h循环)(IEC 60068-2-30:2005,IDT)

　　GB/T 2423.22—2012 环境试验 第2部分：试验方法 试验N：温度变化( IEC 60068-2-

　　14:2009,IDT)

　　GB/T 2828.1—2012 计数抽样检验程序 第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T 4857.5—1992 包装 运输包装件 跌落试验方法

　　GB/T 4937.22—2018 半导体器件 机械和气候试验方法 第22部分：键合强度(IEC 60749-

　　22:2002,IDT)

　　SJ/T 11395—2009 半导体照明术语

　　SJ/T 11399—2009 半导体发光二极管芯片测试方法

　　3 术语和定义

　　SJ/T 11395—2009界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3. 1

　　Micro LED显示屏 micro light emitting diode screen;Micro LED screen

　　采用长边小于100微米，短边小于50微米且不含衬底的Micro LED芯片实现信息显示的屏幕。

　　4 缩略语

　　下列缩略语适用于本文件。

　　AOI：自动光学检测(Automated Optical Inspection)

　　AQL：接收质量限(Acceptance Quality Limit)

　　EDX：能量色散X射线光谱仪(Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy)

　　EL：电致发光(Electroluminescence)

　　ESDS：静电放电敏感值(Electrostatic Discharge Sensitive)

　　FIB：聚焦离子束(Focused Ion beam)

　　LSL：规范下限值(Low Specification Limit)

　　LTPD：批量容许次品率(Lot Tolerance Percent Defective)

　　PM：被动矩阵式驱动(Passive Matrix)

　　PL：光致发光(Photoluminescence)

　　SEM：扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope)

　　USL：规范上限值(Up Specification Limit)

　　5 要求

　　5. 1 材料和结构

　　5.1.1 材料

　　应采用能使芯片符合本文件性能要求的半导体材料，且所用材料在规定的实验条件下，应无影响芯片贮存、工作和环境适应能力的缺陷。

　　5.1.2 外形尺寸

　　芯片的外形尺寸应符合产品详细规范的规定。

　　5.1.3 晶圆待键合区域

　　晶圆待键合区域的大小、位置和排布应符合相关详细规范的规定。

　　5.2 外观质量

　　芯片的外观应符合附录A的规定。

　　5.3 发光缺陷

　　发光缺陷应符合相关详细规范的规定。

　　5.4 芯片结构

　　芯片的最终交付结构应符合相关详细规范的规定。

　　5.5 绝对最大额定值(极限值)

　　芯片的绝对最大额定值应符合表1的要求。

　　表1 绝对最大额定值

　　5.6 光电特性

　　芯片的光电特性应符合表2的要求。

　　表2 光电特性

　　5. 7 一致性

　　同一检验批中发光芯片的一致性应符合本文件的规定。正向工作电压、发光强度、主波长、发光角度的一致性应符合表3的要求。

　　表3 一致性

　　5.8 环境适应性

　　5.8.1 键合强度

　　芯片键合后进行键合拉力试验，键合拉力应符合GB/T 4937.22—2018的规定。

　　5.8.2 高温高湿工作

　　将芯片转移至PM基板上并封装，在温度85 ℃,湿度85%环境条件下，施加规定电流工作240 h后性能应符合表8的规定。

　　5.8.3 高温高湿贮存

　　将芯片转移至PM基板上并封装，在温度85 ℃,湿度85%环境条件下储存240 h。试验后，性能应符合表8的规定。

　　5.8.4 温度循环

　　将芯片转移至PM基板上，施加规定电流，经低温-45 ℃、高温105 ℃温度快速变化循环试验200次，每个循环低温和高温保持时间为30 min，在室温下恢复2h。试验后，性能应符合表8的规定。

　　5.8.5 低温贮存

　　将芯片转移至PM基板上，在-40 ℃环境温度下保持240h。试验后，性能参数应符合表8的规定。

　　5.8.6 开关循环

　　将芯片转移至PM基板上，在温度85 ℃, 湿度85%环境条件下并封装，施加规定电流，以1s开、1 s关为一个循环，工作240 h后，性能应符合表8的规定。

　　5.9 电耐久性

　　将芯片转移至PM基板上，在室温下，施加规定电流工作至少240h，试验期间和试验后的光电特性应符合表8的规定。

　　5.10 静电放电敏感度

　　芯片的静电放电耐受电压应符合下列规定：

　　人体模式不低于100 V或机器模式50 V。

　　5. 11 跌落(包装)

　　散箱出货的芯片跌落试验高度根据产品重量，按照表4选择对应高度进行跌落试验，试验顺序按1到11进行，未切割芯片试验完成后芯片不应出现缺角、暗裂及破片等外观不良;切割后芯片试验完成后不应出现芯片脱落、芯片排列异常、破膜、断环等外观不良。

　　表4 跌落试验要求

　　10

　　图1 跌落测试顺序示意图

　　6 检验方法

　　6. 1 检验条件

　　测量和试验用标准大气条件应符合下列规定：

　　a) 温度：25 ℃±2 ℃;

　　b) 相对湿度：45%～60%;

　　c) 气压：86 kPa～106 kPa。

　　6.2 结构

　　6.2.1 外形尺寸

　　使用精度≥0.1 μm(如SEM)或者精度≥0.3 μm(如AOI)且成像清晰的机台仪器测量芯片的尺寸。

　　6.2.2 晶圆待键合区域

　　使用精度≥0.1 μm(如SEM、FIB、EDX)或者精度≥0.3 μm(如AOI)且成像清晰的机台仪器测量晶圆待键合区域的各项属性。

　　6.3 外观质量

　　使用精度≥0.1 μm(如FIB)或者精度≥0.3 μm(如AOI)且成像清晰的机台仪器测量芯片的外观。

　　6.4 发光缺陷

　　应根据不同晶片的规格和缺陷类型，使用精密度和准确度符合要求的设备进行检测。测试方法包括但不限于PL检测(见附录B)、EL检测等。

　　6.5 芯片结构

　　使用精度≥0.1 μm(如FIB)且成像清晰的机台仪器测量芯片的尺寸。

　　6.6 光电特性

　　6.6.1 正向工作电压

　　按照SJ/T 11399—2009中5.2规定的方法测量正向工作电压。

　　6.6.2 反向电流

　　按照SJ/T 11399—2009中5.4规定的方法测量反向电流。

　　6.6.3 发光强度

　　按照SJ/T 11399—2009中6.1规定的方法测量发光强度。

　　6.6.4 主波长

　　按照SJ/T 11399—2009中8.3规定的方法测量主波长。

　　6.6.5 半宽度

　　按照SJ/T 11399—2009中6.4规定的方法测量半宽度。

　　6.6.6 波形

　　按照SJ/T 11399—2009中6.4规定的方法测量波形。

　　6.7 一致性

　　在发光芯片的同一检验批中，100%测量正向工作电压、发光强度、主波长，由参数值的最小值和最大值计算差值范围，检查一致性是否符合5.7的规定。

　　6.8 环境适应性

　　6.8.1 键合强度

　　按照GB/T 4937.22—2018的规定进行试验，检查是否符合5.8.1的规定。

　　6.8.2 高温高湿工作

　　施加规定的工作电流，按照GB/T 2423.4—2008的规定进行试验，检查是否符合5.8.2的规定。

　　6.8.3 高温高湿贮存

　　施加规定的工作电流，按照GB/T 2423.1—2008的规定进行试验，检查是否符合5.8.3的规定。

　　6.8.4 温度循环

　　施加规定的工作电流，按照GB/T 2423.22—2012的规定进行试验，检查是否符合5.8.4的规定。

　　6.8.5 低温贮存

　　施加规定的工作电流，按照GB/T 2423.1—2008的规定进行试验，检查是否符合5.8.5的规定。

　　6.8.6 开关循环

　　施加规定的工作电流，并持续规定的时间，检查是否符合5.8.6的规定。

　　6.9 电耐久性

　　施加规定的工作电流，并持续规定的时间，试验后，检查是否符合5.9的规定。

　　6. 10 静电放电敏感度

　　按照SJ/T 11399—2009中第10章规定方法进行人体模式静电放电敏感度和/或者机器模式静电放电敏感度试验，试验后检查是否符合5.10的规定。

　　6. 11 跌落(包装)

　　按照GB/T 4857.5—1992规定的方法进行试验，检查是否符合5.11的规定。

　　7 检验规则

　　7. 1 检验分类

　　本文件规定的检验分为：

　　a) 筛选;

　　b) 鉴定检验;

　　c) 质量一致性检验。

　　7.2 批的组成

　　7.2.1 检验批的组成

　　一个检验批由同时提交检验的一个或多个晶圆批中同种颜色的芯片组成。每个晶圆批应给定一个能追溯到所有晶圆加工步骤的识别代码。

　　7.2.2 抽样

　　鉴定检验和质量一致性检验的抽样应按本文件和相关详细规范的规定进行。

　　7.3 重新提交

　　当提交鉴定检验和质量一致性检验的任一检验批不符合要求时，应进行失效分析并确定失效机理。如确认该失效是可以通过对整批晶圆的芯片重新筛选而有效剔除的缺陷;或者该失效并不反映产品具有基本设计或基本生产工艺问题的缺陷，则允许对该分组采用加严检验(按双倍样品量及合格判定数为零的方案)重新提交一次。重新提交的批不得与其他的批相混。如果失效分析表面失效是由于基本工艺程序不良、基本设计缺陷或是无法通过筛选剔除的缺陷，则该批不得重新提交。

　　7.4 筛选

　　在提交鉴定检验和质量一致性检验前，检验批的芯片应按表5的序号1和2规定进行全部检验，按表5的序号3规定进行抽检，筛选可在晶圆上进行，对不符合要求的芯片进行标识，并在芯片分离时剔除。

　　表5 筛选

　　7.5 鉴定检验

　　鉴定检验应按表6、表7和表8规定的检验项目、检验要求和抽样方案进行。

　　7.6 质量一致性检验

　　7.6.1 通则

　　质量一致性检验应由A组、B组和C组检验组成。

　　7.6.2 A 组检验(逐批)

　　从筛选合格的检验批中随机抽取芯片，按表6的规定进行A组检验。各分组的测试可按任意顺序进行。

　　表6 A 组检验(逐批)

　　7.6.3 B 组检验(逐批)

　　B组检验按表7进行。从筛选合格的检验批中随机抽取芯片，按使用方认可的标准封装程序进行封装，首先将芯片安装在管壳的底座上并进行巨量转移键合，使裸露(未灌胶)的芯片形成导电和导热通路，这样的组装半成品用于进行B1分组检验，封装成品进行B2分组和B3分组检验。

　　表7 B 组检验(逐批)

　　7.6.4 C 组检验(周期)

　　从筛选合格的检验批中随机抽取芯片样品，按使用方认可的标准封装程序进行封装。按表8进行C组检验，C组检验每六个月进行一次。

　　表8 C 组检验(周期)

　　表8 (续)

　　7.7 样品的处理

　　经过A组检验合格的样品可以按照合格产品交付，经过B组和C组检验的样品不能按合格产品交付。

　　7.8 不合格

　　当提交质量一致性检验的任一检验批不符合A组、B组或C组检验中任一分组要求，且不再提交或者不能再次提交，或者再次提交仍不合格时，则判该批产品不合格。

　　7. 9 检验记录

　　筛选、鉴定检验和质量一致性检验记录及失效分析报告、不合格、重新提交及其他问题的处理记录至少保存5年。

　　8 包装、运输、储存

　　8. 1 包装

　　8.1.1 包装要求

　　产品包装应符合以下要求：

　　a) 芯片应按合同要求包装，使用防静电的包装材料;

　　b) 标签内容应准确，参数等级应符合产品规格书要求;

　　c) 标签粘贴位置应合适，标签应完整、洁净，标签字迹应清晰，不应有涂抹、污染的现象。

　　8.1.2 包装容器上的标志

　　芯片包装容器上的标志应包括下列内容：

　　a) 芯片型号、规格及参数;

　　b) 详细规范号：

　　c) 承制方名称或商标;

　　d) 检验批识别代码;

　　e) 数量;

　　f) ESDS 等级标志(见附录C)。

　　8.2 运输

　　芯片运输过程中应避免受到高温、潮湿、机械损伤、静电放电和玷污。

　　8.3 储存

　　芯片应储存在10 ℃~30 ℃, 相对湿度不大于30%的充氮干燥箱或干燥塔中。满足以上条件的芯片有效储存期为12个月。

　　A

　　A

　　附 录 A

　　(规范性)

　　Micro LED 显示屏用发光芯片的外观质量检测

　　A.1 目的

　　检验Micro LED显示屏用发光芯片的结构和工艺质量是否符合要求，发现和剔除有缺陷的芯片。

　　A.2 设备

　　本检验所需设备包括具有规定放大倍数的光学仪器和作为目检判据的标准样品或图样、照片等，使操作者能对受检芯片的接收与否做出客观的判断。此外还需要有利于芯片检查而又不使芯片受到损伤的合适夹具。

　　A.3 程序

　　A.3.1 通则

　　A.3.1.1 环境要求

　　芯片应在相对湿度45%～60%，温度25 ℃±2℃的ISO 6级的净化环境及有相应级别静电防护条件的环境中进行目检。

　　A.3.1.2 放大倍数

　　除另有规定，采用放大倍数20倍～40倍的单目、双目或立体显微镜进行检验，操作人员使用不损坏芯片的工具，在适当的照明下进行检验，以确定器件是否符合规定的要求。

　　A.3.1.3 检验顺序

　　承制方可自行安排检验顺序。

　　A.3.2 芯片检验

　　A.3.2.1 概述

　　这些检验适用于倒装芯片的同侧电极结构(见图A.1)、垂直芯片的电极结构(见图A.2)。对受检芯片的正面、侧面、背面进行检验。探针测试点不作为缺陷。

　　A.3.2.2 芯片缺损、裂纹及划伤

　　芯片不应有明显的缺角、裂纹、划伤。芯片不应有双胞，不应有多出边框的管芯等缺陷。划裂片不能伤至芯片金属P、N电极或透明电极。

　　A.3.2.3 金属化表面

　　芯片的金属化表面应均匀、无变色，电极无剥离或脱落，表面污染面积、刮伤、压伤等应符合详细规范规定。

　　A.3.2.4 外形尺寸

　　使用准确度符合要求的量具测量芯片的面积。

　　出现下列情况均为不合格：

　　a) 芯片最大面积超出设计芯片面积的± 10%;

　　b) 厚度偏差超过规定值时。

　　A.3.2.5 镀层缺陷

　　除另有规定外，镀层脱落面积不应大于镀层面积的5%。

　　A.3.2.6 多余物

　　芯片表面附着的多余物不应超过芯片面积的10%。

　　A.3.2.7 芯片排列

　　芯片排列出现表A.1所述缺陷均为不合格。

　　表A.1 芯片排列的缺陷示例

　　A.4 详细规定中应规定的内容

　　详细规范中应规定以下内容：

　　a) 放大倍数;

　　b) 芯片外形尺寸;

　　c) 厚度偏差。

　　图A.1 倒装芯片的同侧电极结构示意图

　　图A.2 垂直芯片的电极结构示意图

　　B

　　B

　　附 录 B

　　(资料性)

　　Micro LED 显示屏用发光芯片的发光缺陷 PL 检测

　　B.1 目的

　　检验Micro LED显示屏用发光芯片的结构和工艺质量是否符合要求，识别剔除有发光缺陷(过暗/过亮/裂纹)的芯片。

　　B.2 设备

　　本检验所用设备采用光致发光检测系统，自带检查判断模块，具有规定放大倍数的光学仪器和作为目检判据的标准样品或图样、照片等，使操作者能对受检芯片的接收与否做出客观的判断。此外还需要有利于芯片检查而又不使芯片受到损伤的合适夹具。

　　B.3 程序

　　B.3.1 通则

　　B.3.1.1 环境要求

　　芯片应在相对湿度45%～60%，温度25 ℃±2℃的ISO 6级的净化环境及有相应级别静电防护条件的环境中进行目检。

　　B.3.1.2 放大倍数

　　除另有规定，采用放大倍数5倍～20倍的显微成像光路进行检验，同时操作人员使用不损坏芯片的工具，在适当的照明下进行检验，以确定器件是否符合规定的要求。

　　B.3.1.3 检验顺序

　　承制方可自行安排检验顺序。

　　B.3.2 芯片检验

　　B.3.2.1 概述

　　这些检验适用于倒装芯片的同侧电极结构(见图A.1)、垂直芯片的电极结构(见图A.2)。对受检芯片的正面、背面进行检验。

　　B.3.2.2 芯片发光过暗

　　芯片不应有明显区别于整体发光亮度的过暗情况(见表B.1)。

　　B.3.2.3 芯片发光过亮

　　芯片不应有明显区别于整体发光亮度的过亮情况(见表B.1)。

　　B.3.2.4 芯片裂纹

　　芯片不应有裂纹、残缺、双胞等缺陷(见表B.1)。

　　表B.1 芯片排列的缺陷示例

　　B.4 详细规定中应规定的内容

　　详细规范中应规定以下内容：

　　a) 放大倍数;

　　b) 芯片外形尺寸;

　　c) 厚度偏差。

　　附 录 C

　　(资料性)

　　人体模式和机器模式的静电放电敏感度分级及标志

　　人体静电放电敏感度分级及标志见表C.1。

　　表C.1 人体静电放电敏感度分级及标志

　　机器静电放电敏感度分级及标志见表C.2。

　　表C.2 机器静电放电敏感度分级及标志