CN111198313A - 微元件的检测装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种微元件的检测装置及其制造方法，检测装置包括：基板；固定座，固定于基板一表面；悬臂梁，与基板间隔设置，一端固定于固定座，另一端作为检测端；导线，沿着悬臂梁延伸，一端延伸至悬臂梁的检测端，且背向基板。本申请检测装置可与被检测微元件保持良好的接触，从而提高检测可靠性。

Description

微元件的检测装置及其制造方法

技术领域

本申请涉及检测技术领域，特别是涉及微元件的检测装置及其制造方法。

背景技术

精密设备、微型元件等称为当今工艺制造的研究方向，例如微型发光二极管(Micro-LED)显示技术，是在一个(带有驱动LED阵列的电路)基板上集成高密度微小尺寸的LED阵列，形成Micro-LED显示芯片，其显示亮度高、响应速度快、功耗低、解析度且色饱和度高，对其的研究越来越广泛，有望成为下一代显示技术。

现有制作工艺中，在将微元件转移到基板上时，需要对每个微元件进行测试，该过程中由于元件过于微小，容易造成接触不良，检测可靠性不佳以及单个微元件检测效率低下等问题。

发明内容

本申请提供微元件的检测装置及其制造方法，以解决现有技术中微元件的检测接触不良，可靠性不佳的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种微元件的检测装置，其包括基板；固定座，固定于基板一表面；悬臂梁，与基板间隔设置，一端固定于固定座，另一端作为检测端；导线，沿着悬臂梁延伸，一端延伸至悬臂梁的检测端，且背向基板。

其中，检测装置包括多个检测单元，两个固定座和一对悬臂梁构成一个检测单元；一对悬臂梁分别固定于两个固定座上，且相对延伸；每一悬臂梁的检测端背向基板一侧形成有尖端，导线延伸至尖端表面，进而形成检测点。

其中，每一悬臂梁的检测端形成有多个检测点，多个检测点的排列方向与固定座的延伸方向相同。

其中，每一悬臂梁包括梁体和检测端，梁体一端连接固定座，梁体另一端连接检测端，检测端的宽度大于梁体的宽度，多个检测点在检测端的宽度方向排列。

其中，检测端为齿形，包括多个平行排列的齿头，每一齿头上形成有一检测点。

其中，两个固定座平行排列，且悬臂梁的延伸方向垂直于固定座的延伸方向。

其中，多个检测单元平行排列，各检测单元的固定座连接为一体。

其中，基板为透明基板。

其中，悬臂梁与基板平行，悬臂梁与基板的间距为1～100μm。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种微元件检测装置的制造方法，其包括：对硅片进行刻蚀，形成凹槽；硅片被区分为悬臂部和固定部，悬臂部的厚度小于固定部的厚度，以构成凹槽；将固定部键合于基板上，且悬臂部与基板间隔设置；对悬臂部进行刻蚀，使得悬臂部形成悬臂梁，悬臂梁的一端连接于固定部，另一端作为检测端；在悬臂梁上形成有导线，导线沿悬臂梁延伸，一端延伸至悬臂梁的检测端，且背向基板。

其中，对悬臂部进行刻蚀，使得悬臂部形成悬臂梁，之前包括：对悬臂部进行刻蚀或腐蚀，使得悬臂部上形成尖端，尖端位于悬臂梁的检测端。

本申请微元件的检测装置包括基板、固定座、悬臂梁和导线，其中悬臂梁一端通过固定座固定于基板一表面，其与基板间隔设置，另一端作为检测端，导线沿着悬臂梁延伸，延伸至悬臂梁的检测端，且背向基板，以实现检测。悬臂梁的一端固定，另一端作为检测端，且悬臂梁与基板间隔设置，因而该检测端可发生弹性变形，当其用于检测时，可对其施加一定作用力使其与微元件保持良好接触，继而提高检测的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请微元件的检测装置一实施例的结构示意图；

图2是图1所示检测装置一实施例进行检测时的示意图；

图3是图1所示检测装置一实施例的俯视图；

图4是图1所示检测装置一实施例中一种悬臂梁结构的示意图；

图5是图1所示检测装置一实施例中另一种悬臂梁结构的示意图；

图6是图1所示检测装置一实施例中又一种悬臂梁结构的示意图；

图7是本申请检测装置的制造方法一实施例的流程示意图；

图8是图7所示制造方法实施例中检测装置形成过程的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请检测装置可应用于微元件的检测，以下以Micro-LED的检测为例进行描述，其他与Micro-LED类似结构的微元件也可采用本申请的检测装置实现高可靠性的检测。

Micro-LED作为LED微元件形成于基板上，构成显示面板，每一LED微元件对应一像素点，实现显示面板像素点的自发光，为保证显示面板中每一像素点的显示质量，需要对每个LED微元件进行检测。因而本申请提出一种检测装置，具体参阅图1-3，图1是本申请微元件的检测装置一实施例的结构示意图，图2是图1所示检测装置一实施例进行检测时的示意图，图3是图1所示检测装置一实施例的俯视图。

本实施例检测装置100包括基板11、固定座12、悬臂梁13和导线14。其中，固定座12固定于基板11的表面；悬臂梁13的一端固定于固定座12，另一端作为检测端131；导线14则沿着悬臂梁13延伸，一端延伸至悬臂梁13的检测端131，且背向基板。

悬臂梁13的检测端131通过导线14实现检测，且悬臂梁13与基板11间隔设置，即二者之间存在一定空间，具体悬臂梁13与基板11平行，二者之间间隔h一般设置为1～100μm。当悬臂梁13的检测端131用于检测时，检测端131同时也为悬臂梁13的自由端，其可在与基板11之间的空间运动，即检测端131具有一定的弹性。

在对LED微元件200进行检测时，对检测装置100施加一定压力，使检测端131压向微元件200，因此，无论微元件200表面情况如何，例如表面不平整或翘曲；均可保证检测端131与微元件200的良好接触，从而保证对微元件200检测的可靠性。

本实施例可同时对多个微元件进行检测，相应的检测装置包括多个检测单元，每个检测单元可同时对一个或一组微元件进行检测。

并且，本实施例所进行的检测一般是电检测，即对于一个微元件一般需要两个检测点。因而，每个检测单元包括两个固定座12和一对悬臂梁13，该一对悬臂梁13分别固定于两个固定座12上，且相对延伸，使得一对悬臂梁13的两检测端131能够相对靠近，以实现对微元件的检测。

其中，两个固定座12平行排列，而悬臂梁13的延伸方向垂直于固定座12的延伸方向。对于LED微元件的检测，由于基板上LED微元件一般为阵列排列，因而为实现多个微元件的同时检测，本实施例检测装置中的多个检测单元也采用平行排列的方式，此时，每个检测单元的固定座连接为一体，即每个检测单元采用同一固定座。

进一步的，本实施例中每一悬臂梁13的检测端131背向基板11的一侧形成有尖端132，导线14延伸至尖端132表面，进而构成检测点。由于微元件的微小型，使用尖端设计构成检测点可保证其能够接触到微元件表面。

悬臂梁13的检测端131上可以形成多个尖端132，导线分别延伸至每个尖端132表面，继而构成多个检测点，且多个检测点的排列方向与固定座的延伸方向相同，因而能够通过对多个微元件实现检测。

形成有多个尖端132的悬臂梁13有多种结构，具体还可参阅图4-6，图4-6是图1所示检测装置一实施例中三种悬臂梁结构的示意图。

为方便描述悬臂梁13结构，图4-6中悬臂梁13还包括梁体133，梁体133的一端固定于固定座12，另一端连接于检测端131。其中，多个检测点在检测端131的宽度方向上排列。

图4中梁体133的宽度等于检测端131的宽度，图5-6中检测端131的宽度大于梁体133的宽度；对于整个悬臂梁来说，图5-6检测端131的弹性更好，更容易适应不同的微元件而发生变化。

此外，图6中的检测端131为齿形，包括多个并行排列的齿头，每个齿头上形成一个检测点。相较于图4-5，图6中的检测端中每个齿头均可适应一个微元件而发生变化，即其适应性更强。

但从工艺角度来看，图4-6的工艺依次变得更为复杂。因此，对于不同的需求可选择不同的悬臂梁结构。

图3与图4-6相比，图3中的结构为一个悬臂梁上形成一个检测点，更适应于每一个微元件，但需对每个微元件刻蚀出一个悬臂梁，细长的悬臂梁相较于图4-6中的情况容易出现破损的问题。

本实施例中，基板11选用透明基板，因此在使用检测装置100实现检测时，可透过透明基板观察到检测点是否与微元件接触，基板11具体可选用Pyrex7740玻璃制得，厚度可设置为250～1000μm；悬臂梁13可以选用绝缘体上硅即SOI硅片，其厚度可设置为1～100μm；导线14的材料则可以是Cr、Cu、Au、Ni、W、Mo等，其厚度可设置为1～10μm。

基于以上描述，本实施例微元件的检测装置中悬臂梁的自由端作为检测端，可发生弹性形变，当在对微元件进行检测时，其可与微元件实现良好接触，从而保证检测的可靠性。并且，本实施例的检测装置可同时对多个微元件进行检测，提高检测可靠性的同时提高检测效率。

对于上述微元件的检测装置，本申请还提出一种制造方法，请参阅图7和图8，图7是本申请检测装置的制造方法一实施例的流程示意图，图8是图7所示制造方法实施例中检测装置形成过程的结构示意图。本实施例制造方法包括以下步骤。

S101：对硅片进行刻蚀形成凹槽。

本步骤S101硅片被刻蚀可结合图8中的(a)到(b)过程。硅片21被刻蚀后，硅片21被区分为悬臂部211和固定部212，悬臂部211的厚度小于固定部212的厚度，从而构成凹槽213，凹槽213的深度可以是1～100μm，该凹槽213最终构成悬臂梁与基板之间的空间。

本步骤中所提供的硅片可以是单晶硅片，例如单晶100硅片，也可以是SOI硅片。

S102：将固定部键合于基板上。

本步骤可结合图8中的(c)理解，键合后悬臂部211与基板22间隔设置。基板可以为Pyrex7740玻璃，本步骤S102实现晶圆键合，具体可采用静电键合、共晶键合、粘结剂键合、热压键合等方式。

S103：对悬臂部进行处理形成尖端。

本步骤可结合图8中的(d)理解，本步骤包括对悬臂部211进行减薄处理，使得悬臂部211减薄至设计厚度；以及形成尖端214。本实施例中悬臂部211最终设计为悬臂梁，因为其厚度减薄为1～100μm，尖端214的高度则为1～50μm。

此外，若悬臂部为单晶硅片，则本步骤中减薄处理采用抛光工艺；若悬臂部为SOI硅片，则本步骤中减薄处理采用湿法腐蚀或干法刻蚀去除衬底硅，采用SOI硅片的优势在于结构厚度更容易控制。而本步骤中形成尖端可在减薄时直接形成，也可采用沉积二氧化硅后，进行湿法腐蚀或干法刻蚀形成尖端。

S104：在悬臂部上形成导线。

本步骤可结合图8中的(e)理解，本步骤中在悬臂部211上形成导线23，该导线23延伸至尖端214，以使得尖端构成检测点，且该导线23背向基板22设置。本步骤可采用沉积或溅射金属以形成金属层，然后进行电镀形成金属布线，即导线。该金属可以为Cr、Cu、Au、Ni、W、Mo等，最终所形成导线的厚度可以为1～10μm。

在悬臂部211上形成导线23之前还需先制作绝缘层，使得硅基底22与导线23实现电隔离。

S105：对悬臂部进行刻蚀得到悬臂梁。

本步骤可结合图8中的(f)理解，对形成有导线23的悬臂部211进行刻蚀，得到悬臂梁结构，所得到的悬臂梁一端连接于固定部212，另一端作为检测端。

采用上述方式可制得微元件的检测装置，能够在检测时实现与微元件的良好接触，保证微元件检测的可靠性。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种微元件的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括：

基板；

固定座，固定于所述基板一表面；

悬臂梁，与所述基板间隔设置，一端固定于所述固定座，另一端作为检测端；

导线，沿着所述悬臂梁延伸，一端延伸至所述悬臂梁的检测端，且背向所述基板。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置包括多个检测单元，两个所述固定座和一对所述悬臂梁构成一个所述检测单元；所述一对悬臂梁分别固定于所述两个固定座上，且相对延伸；

每一所述悬臂梁的检测端背向所述基板一侧形成有尖端，所述导线延伸至所述尖端表面，进而形成检测点。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，每一所述悬臂梁的检测端形成有多个所述检测点，所述多个检测点的排列方向与所述固定座的延伸方向相同。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，每一所述悬臂梁包括梁体和所述检测端，所述梁体一端连接所述固定座，所述梁体另一端连接所述检测端，所述检测端的宽度大于所述梁体的宽度，所述多个检测点在所述检测端的宽度方向排列。

5.根据权利要求4所述的检测装置，其特征在于，所述检测端为齿形，包括多个平行排列的齿头，每一所述齿头上形成有一所述检测点。

6.根据权利要求2所述的检测装置，其特征在于，两个所述固定座平行排列，且所述悬臂梁的延伸方向垂直于所述固定座的延伸方向。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述多个检测单元平行排列，各所述检测单元的所述固定座连接为一体。

8.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述基板为透明基板。

9.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述悬臂梁与所述基板平行，所述悬臂梁与所述基板的间距为1～100μm。

10.一种微元件检测装置的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

对硅片进行刻蚀，形成凹槽；所述硅片被区分为悬臂部和固定部，所述悬臂部的厚度小于所述固定部的厚度，以构成所述凹槽；

将所述固定部键合于所述基板上，且所述悬臂部与所述基板间隔设置；

对所述悬臂部进行刻蚀，使得所述悬臂部形成悬臂梁，所述悬臂梁的一端连接于所述固定部，另一端作为检测端；

在所述悬臂梁上形成有导线，所述导线沿所述悬臂梁延伸，一端延伸至所述悬臂梁的检测端，且背向所述基板。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述对所述悬臂部进行刻蚀，使得所述悬臂部形成悬臂梁，之前包括：

对所述悬臂部进行刻蚀或腐蚀，使得所述悬臂部上形成尖端，所述尖端位于所述悬臂梁的检测端。

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