科技日报记者 陈曦 通讯员 梁邵楠
记者6月16日从天津大学获悉，该校精仪学院感知科学与工程系的黄显教授团队打破微型LED晶圆测试瓶颈，通过“柔性触手+智能之眼”组合拳，实现微型LED晶圆高通量无损测试。相关研究成果于13日刊发在国际期刊《自然·电子学》上。
据介绍，微型LED被广泛认为是下一代高端显示技术的核心元件。然而，其高密度、微米级的结构特征，对搭载微型LED的晶圆载体制造良率带来了严苛挑战，若无法保障最终产品的100%良率，将会给终端产品造成巨大的修复成本，因此，对微型LED晶圆的测试格外重要。
传统刚性测试探针如“铁笔刻玉”，一旦与晶圆接触，将会造成晶圆表面不可逆的物理损伤；常用的视觉表面缺陷测量和光致发光检测方法又只能“观其大概”，存在较高的漏检率和错检率。如何实现微型LED晶圆从生产到终端集成的全过程良率检测，一直是困扰业界的难题，也阻碍了基于微型LED的终端产品如大面积显示屏、柔性显示屏的量产。
研究团队开创性地提出了一种“以柔克刚”的LED晶圆无损检测新方法。这项技术犹如给检测设备装上了“柔性手指”——由弹性微柱阵列和可延展电极组成的探针系统，能够像指纹般完美贴合晶圆表面1—5微米的高度差，仅用0.9兆帕的轻柔压力（相当于呼吸的力度）就能完成精准测量。
这种“温柔以待”的检测方式展现出惊人的耐用性：在经历100万次“亲密接触”后，探针依然完好如新，寿命是传统刚性探针的10倍。“其奥秘在于独特的三维减压结构设计，就像给探针穿上‘缓冲气垫’。”黄显介绍，即使在100微米的极限形变下，内部应力也始终安全可控。通过精确调控制造工艺参数，研究人员确保了每一根探针都具备完美的匹配精度，为巨量LED检测提供了全新的解决方案。
研究团队还自主研发了配套的智能检测系统。这套系统就像给柔性探针装上了“火眼金睛”——通过独特的球形调平装置确保探针与晶圆完美平行，配合同轴光路实时捕捉LED点亮状态，同步完成电学参数和接触压力的精准测量。
更令人惊喜的是，团队成功研制出针对微型LED的100×100高密度柔性探针阵列，可轻松应对10×30微米的超小尺寸检测，为下一代高速晶圆检测铺平了道路。这套“柔性触手+智能之眼”的组合拳，为微型LED的工艺优化和品质把控提供了强大工具。该技术不仅解决了LED产业痛点，更为CPU、FPGA等复杂晶圆检测开辟了新路径。
目前，这项“中国智造”已在天开园启动产业化进程，未来将为国内LED行业提供批量化、低成本的检测方案。值得一提的是，该技术为AR/VR高端显示面板的良率提升奠定了基础。随着技术迭代，这项柔性电子“黑科技”还将在晶圆级集成检测、生物光子学等领域大展拳脚。
