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记者6月27日从天津大学获悉，该校精仪学院感知科学与工程系教授黄显团队打破微型LED（发光二极管）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。相关研究成果近日发表于国际期刊《自然·电子学》。
据介绍，微型LED被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修复成本。所以，对微型LED晶圆的测试格外重要。
而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，存在较高漏检率和错检率。因此，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，也关乎大面积显示屏、柔性显示屏等基于微型LED的终端产品量产。
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，而且仅用0.9兆帕的轻柔压力就能完成精准测量。
这种“温柔”的检测方式展现出惊人的耐用性：在经历100万次接触后，探针依然完好如新，寿命是传统刚性探针的10倍。“奥秘在于其独特的三维减压结构，就像给探针穿上了‘缓冲气垫’。”黄显介绍，即使在100微米的极限形变下，探针的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。
此外，团队还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，更为复杂晶圆检测开辟了新路径。
目前，这项成果已启动产业化进程，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，该技术还为增强现实（AR）、虚拟现实（VR）高端显示面板的良率提升奠定了基础。
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