微型LED是下一代高端顯示技術的核心元件，搭載微型LED的晶圓必須達到100%的良率，否則將會給終端產品造成巨大的修復成本。然而，業界卻一直沒有找到晶圓接觸式無損檢測的好方法。近日，我國科研人員用“以柔克剛”的方式填補了這一技術空白。

傳統的晶圓良率檢測方法有的如“鐵筆刻玉”，會造成晶圓表面不可逆的物理損傷；有的則只能“觀其大概”，存在較高的漏檢率和錯檢率。良率無損檢測的技術空白嚴重阻礙了大面積顯示屏、柔性顯示屏等微型LED終端產品的量產。

近日，天津大學精密測試技術及儀器全國重點實驗室、精儀學院感知科學與工程系黃顯教授團隊打破了微型LED晶圓測試瓶頸，實現了微型LED晶圓高通量無損測試，研究成果于6月13日在國際學術期刊《自然-電子學》刊發。

圖為柔性探針接觸LED晶圓后，點亮其中的一個LED發出藍色光。（受訪者供圖）

研究團隊首次提出了一種基于柔性電子技術的檢測方法，該方法構建的三維結構柔性探針陣列，憑借其“以柔克剛”的特性能對測量對象表面形貌進行自適應形變，并以0.9兆帕的“呼吸級壓力”輕觸晶圓表面。

“該技術的探針接觸壓力僅為傳統剛性探針的萬分之一，不但不會造成晶圓表面磨損，也降低了探針本身的磨損，探針在100萬次接觸測量后，依然‘容顏如初’。”黃顯說。

此外，團隊還研發了與三維柔性探針相匹配的測量系統。通過探針和檢測系統的協同工作，為微型LED產品的高效工藝控制和良品篩選提供關鍵工具。

圖為測試系統中的柔性探針，當探針接觸LED晶圓后點亮其中的一個LED發出藍色光，通過同軸光路可觀察光強和波長信息。（受訪者供圖）

“我們實現了從零到一的突破，填補了微型LED電致發光檢測的技術空白，也為其他復雜晶圓檢測提供了革命性技術方案，隨著探針陣列規模與檢測通道的持續拓展，未來或將在晶圓級集成檢測、生物光子學等領域產生更廣泛影響。”黃顯說。

據悉，目前該技術已在天開高教科創園開啟產品化進程，未來將為國內微型LED產業提供批量化、無損、低成本的檢測解決方案，進一步拓展柔性電子技術的應用領域。