一、研究的目的及意义
由于LED主要被用作指示或显示灯用，而且一般以单颗器件出现，所以对于其波长的分选和亮度的控制要求并不高。但随着LED的效率和亮度的不断提高，其应用范围越来越广。当LED作为阵列显示和显示屏器件时，由于人眼对于颜色波长和亮度的敏感性，用没有分选过的LED变就会产生不均匀的现象，进而影响人们的视觉效果。波长和光亮度的不均匀都会给人产生不舒服的感觉。这是各LED显示器制造厂家都不愿意看到的，也是人们无法接受的。LED通常按照主波长、发光强度、光通亮、色温、工作电压、反向击穿电压等几个关键参数进行测试与分选。LED的测试与分选是LED生产过程中的一项必要工序。目前，它是许多LED芯片和封装厂商的产能瓶颈，也是LED芯片生产和封装成本的重要组成部分。
人眼对于光的颜色及亮度的分辨率非常高，先特别是对于颜色的差别和变化非常敏感。对于不同颜色波长的光人眼的敏感度是不同的。例如，对于波长是585nm光，当颜色变化大于1nm时，人眼就可以感觉到；而对于波长为650nm的红光，当颜色变化在3nm的时候，人眼才能察觉到。所以对LED进行分选很有必要，因此研究LED的分选方法、分选设备、分选技术有重要意义，对进一步优化设备，提高分选效率和精度打基础。 二、实习的过程及内容
我实习的公司华腾半导体设备有限公司是一家生产包装LED的编带机和分选LED的分选机。实习的一个月，我实习的内容有了解这些设备的结构和工作原理，看懂其电气原理图，弄懂设备上的每个部件和每一条线路的作用（例如设备上有很多传感器，其作用是各不相同的，有的是限位传感器，有的是计数传感器，有的是料控传感器），并学会调试这些设备，为以后开发设计其新功能，和根据客户的要求设计这些设备，设计其控制程序打基础。同时我还得练习拧螺丝、焊锡、剥线、压线铒、接电气线路等基本功。因为这家公司所用的PLC是欧姆龙的，而我在学校学的是三菱的，所以我还得学习欧姆龙的PLC。这些机器用的电机都是交流伺服电机，而我对伺服电机的原理不是很清楚，所以实习期间我在公司上了三小时关于伺服电机的培训课。我实习的过程是在车间白天干活比如焊锡、接线等，晚上加班见习，请教老工人怎样调试机器，各部件的名称等问题，或网上收集资料学习。
三、实习结论结果
在为期一个月的实习期间，我学到了很多关于编带机和分选机的知识，在这里摘取一些关于分选机的知识来讲。 1、LED的分选方法 LED的分选有两种方法：一是以芯片为基础的测试分选，二是对封装好的LED进行测试分选。华腾公司的分选机用的是第一种方法。 （1）芯片的测试分选
LED芯片分选难度很大，主要原因是LED芯片尺寸一般都很小，从9mil到14mil（0.22-0.35nm）。这样小的芯片需要微探针才能够完成测试，分选过程需要精确的机械和图像识别系统，这使得设备的造价变得很高，而且测试速度受到限制。现在的LED芯片测试分选机价格约在100万元人民币\\台，其测试速度在每小时10000只左右。如果按照每月25天计算，每一台分选机的产能为每月5KK。
目前，芯片的测试分选有两种方法：一种方法是测试分选由同一台机器完成，它的优点是可靠，但速度很慢，产能低；另一种方法是测试和分选由两台机器完成，测试设备记录下每个芯片的位置和参数，然后把这些数据传递到分选设备上，进行快速分选、这样做的优点是快速，但缺点是可靠性比较低，容易出错，因为在测试与分选两个步骤之间通常还有衬底减薄和芯片分离的工艺过程，而在这个过程中，外延片有可能碎裂、局部残缺碎裂或局部残缺，使得实际的芯片分布与储存在分选机里的数据不符，造成分选困难。华腾公司用的是第一种方法。
（2）LED的测试分选
封装后的LED可以按照波长、发光强度、发光角度以及工作电压等进行测试分选。其结果是把LED分成很多档（Bin）和类别，然后测试分选机会自动地根据设定的测试标准把LED分装在不同的Bin盒内。由于人们对于LED的要求越来越高，早期的分选机是32Bin,后来增加到64Bin,现在已有72Bin的商用分选机。即使这样，分Bin的LED技术指标仍然无法满足生产和市场的需求。
白光LED每次产出波长有一个范围，多颗使用时需细分BIN区；因此存在分BIN
LED测试分选机是在一个特定的工作台电流下（如20mA），对LED进行测试，一般还会做一个反向电压值的测试。现在的LED测试分选机价格约在40~50万人民币/台，其测试速度在每小时18000只左右。如果按照每月25天，每天20小时的工作时间计算，每一台分选机的产能为每月9KK. 大型显示屏或其他高档应用客户，对LED的质量要求较高。特别是在波长与亮度一致性的要求上很严格。假如LED封装厂在芯片采购时没有提出严格的要求，则这些封装厂在大量的封装后会发现，封装好的LED中只有很少数量的产品能满足某一客户的要求，其余大部分将变成仓库里的存货。这种情形迫使LED封装厂在采购LED芯片时提出严格的要求，特别是波长、亮度和工作台电压的指标；比如， 过去对波长要求是+2nm,而现在则要求为+1 nm,甚至在某些应用上，已提出+0.5 nm的要求。这样对于芯片厂就产生了巨大的压力，在芯片销售前必须进行严格的分选。
从以上关于LED与LED芯片分选取的分析中可以看出，比较经济的做法是对LED进行测试分选。但是由于LED的种类繁多，有不同的形式，不现的形状，不
同的尺寸，不同的发光角度，不同的客户要求，不同的应用要求，这使用权得完全通过LED测试分选取进行产品的分选变得很难操作。而且目前LED的应用主要分布在几个波长段和亮度段的范围，一个封装厂很难准备全部客户需要的各种形式和种类的LED.所以问题的关键又回到MOCVD的外延工艺过程，如何生长出所需波长及亮度的LED外延片是降低成本的关键点，这个问题不解决，LED的产能及成本仍将得不到完全解决。但在外延片的均匀度得到控制以前，比较行之有效的方法是解决快速低成本的芯片分选问题。 2、分选设备
华腾的分选机的工作过程是这样的，首先振动盘供料，直轨道传输，然后上料到转盘进行测试，根据测试结果把LED分到不同的BIN。分选机系统特征：高度灵活性，低成本，全自动拣片； 快速转换不同芯片尺寸和可预设置输出载体的变化； 可选择的芯片测试参数；自定义芯片分级模式，最高可支持80级（Bin）的分级； 高速精确的图形识别系统，自动异常处理； 可调节的运行速度，高度自动化。
分选机系统组成
分选机主要包括：可调节的芯片供料台、机械手、微探针芯片测试台、芯片Bin台、图形采集CCD、光电测试仪以及软件处理系统。 可调节的芯片供料台
芯片供料台包括一个高精度的二维伺服平台，高度灵敏的可调节顶针以及调节芯片圆环旋转的系统。 分选机储料台
芯片供料台能够适应3英寸至12英寸（300mm）在圆环或框架上的圆片。通过调节顶针的顶起的高度帮助机械手从供料台上拾取芯片。 分选机分选台 机械手
分选机系统中包括两组机械手。一组机械手负责将芯片从芯片供料台转移到芯片测试台；另一组机械手负责将芯片从芯片测试台转移到芯片Bin台。 机械手可通过更换不同尺寸的真空吸嘴来适应不同规格的芯片。各种标准或定制的晶粒吸头和顶针可供客户选择，以便更好地满足客户的应用。通常可处理尺寸大于250微米见方，厚度大于50μm的晶粒。还提供一种带有直径低于5密耳的真空小孔的碳化钨尖端工具，加上其阶段运作控制，可以处理小至7mil的晶粒。同时，通过调整机械手的下降高度和速度来匹配不同规格的芯片，达到不损坏芯片的目的。 微探针芯片测试台
微探针芯片测试台包括一组可升降的微探针和带有真空吸附能力的基台。 微探针芯片测试台可以检测P/N级在一面和P/N级在两面的两种规格的芯片，可通过拆卸或安装一根探针实现。分选机采用的是一种具有一定弹性的微探针，这样可以既可保证在测试过程中与芯片有效接触又保证芯片在测试过程中不受到损伤。 芯片Bin台
芯片Bin台主要包括一组二维伺服运动平台和32--80个芯片盒，常用32个芯片盒分别对应1-32个等级。用户可根据当前测试的圆片上可能的芯片级别比例调整32个等级在Bin台上的对应位置，以达到优化系统运行速度的目的。 各种用于固定输出装置的销钉，分选台的数量可以根据客户要求提供32，48，64，
80等不同机型；可以用来固定各种晶粒盒，胶装盒和薄膜框。用于固定非标准输出载体的异形夹具台也可以根据客户要求提供。 图形采集CCD
分选机系统采用进口的CCD高速相机、高倍率镜头、图形采集卡以及高效图形处理软件。图片处理速度最高可达到10毫秒以内。用户可根据圆片的实际情况设置图形处理的参数。 光电测试仪
分选机系统采用具有自主知识产权的芯片电性检测设备和进口光谱分析仪器。可测试以下芯片参数：正向电压、反向电压、正向电流、反向电流、闸流、光强、波长、XYZ、色温、色纯度、红外功率、半波宽、峰值波长等。其中电压精度可达到±0.01伏，电流精度可达到±0.0001毫安，波长精度可达到±0.1纳米。
在实际工作过程中，用户可根据实际选择需要的测试参数，并进行分级。分选机系统的软件处理系统充分考虑用户的实际情况，软件操作界面简洁，并通过权限来控制不同身份的操作人员的操作。部分已挑粒的圆片图像将生成日志文件，该文档包括每个已放置晶粒的数据；包括原来在晶圆上的位置和实际放置的晶粒室的号码。最终将每粒芯片在芯片盒上的位置定位。工程师便能看到芯片盒上芯片来自晶格上任何BIN数的储存记录，可以根据测试参数来提供给客户任意波长，亮度范围的晶片，这样能够实现更快的工艺纠正和产能改善。同时，对芯片的测试结果，软件会进行实时分析，并给出相关的图形，这样能够更快的优化系统，实现产能提高。所有工程师及操作人员的操作记录和各项参数都会被系统记录下来，方便后来同样情况下的系统运行工作和对问题的纠正。 软件系统提供了必要的设备调试工具，用户可以通过这些工具更快的发现和解决设备的一些问题。 四、实习总结和体会
经过一个月的实习，收获颇丰，我学到了很多知识，也提高了我的动手能力和解决问题的能力，当设备不正常时，我很喜欢去帮忙排查故障原因，每次都能很快地帮忙查出故障原因，比如某条线接触不良，或者是控制两个电机的线接反了，导致该动的电机没动，不该动的电机却动了。实习期间，我接过整台分选机的线路，加深了对分选机的电路图的原理和各部件的作用的理解。这次实习，为我提供了充分的动手机会和把理论知识灵活运用于实践的用实践检验理论的机会，巩固了我的某些专业知识，扩宽了我的知识面。
实习单位：深圳市华腾半导体设备有限公司
姓名：
实习结束日期：2014年4月1日
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