專利名稱:半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置，該測試裝置包括測試治具和散熱組件，測試治具用于測試半導(dǎo)體激光芯片組件；散熱組件用于在測試治具對半導(dǎo)體激光芯片組件測試時進(jìn)行散熱；其中，測試治具通過外力與散熱組件實(shí)現(xiàn)可分離連接。通過上述方式，本實(shí)用新型能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
【專利說明】
半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別是涉及一種半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體激光器(LD，LaSer D1de)應(yīng)用領(lǐng)域如LD栗浦固體激光器(DPL，D1de-Pumped Solid-State Laser)、各類光纖激光器的栗源、激光切割、焊接、醫(yī)療以及激光軍事應(yīng)用等的日益拓寬，對半導(dǎo)體激光器輸出功率、可靠性的要求也越來越高。大功率半導(dǎo)體激光芯片在工作中會產(chǎn)生大量的廢熱，為了更好的散熱，需要高質(zhì)量的封裝工藝，方便后續(xù)的二次設(shè)計(jì)，如To_Can封裝、光纖親合等。半導(dǎo)體激光芯片最常的封裝形式是⑶S(Chip OnSubmount)，即直接封裝在導(dǎo)熱系數(shù)高的熱沉上。半導(dǎo)體激光芯片在封裝后，需要通過嚴(yán)格的功能性檢測，其性能參數(shù)的好壞直接影響半導(dǎo)體激光器的質(zhì)量。
[0003]對半導(dǎo)體激光器芯片的性能參數(shù)進(jìn)行測試和表征是深刻理解激光器芯片特性、優(yōu)化芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及完善芯片生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵，同時也是判斷激光器芯片好壞的重要依據(jù)。其中，半導(dǎo)體激光器芯片的性能參數(shù)包括LIV特性(light-current-voltage功率電流電壓特性)、光譜特性、FFP(Far-field pattern,遠(yuǎn)場特性)特性等。因此開發(fā)和研制半導(dǎo)體激光器綜合性能測試系統(tǒng)對于科研單位、生產(chǎn)廠商、使用客戶都具有極為重要的意義。
[0004]給COS供電的測試夾具是測試系統(tǒng)的一個重要環(huán)節(jié)，其要求供電的穩(wěn)定性好，是對COS進(jìn)行無損測試的前提和保證?，F(xiàn)有的給COS測試治具大都使用商業(yè)化的探針座或其改裝設(shè)計(jì)，存在以下幾個問題:(I)測試方式純粹憑借作業(yè)員的人工操作，包括COS定位、移動探針接觸電極操作，耗時時間長；(2)使用的剛性探針注入電流的同時也會注入部分壓力，容易造成兩端壓力不平衡，影響重復(fù)測量精度。如若壓力過大，壓痕明顯，外觀不美觀，嚴(yán)重將導(dǎo)致COS斷裂，對激光芯片具有毀滅性的損壞；(3)現(xiàn)有的測試系統(tǒng)大都通用性都較差，需要測試不同產(chǎn)品時，需更換測試部分探針模塊和COS定位模塊。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是，提供一種半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置，包括:
[0007]測試治具，用于測試半導(dǎo)體激光芯片組件；
[0008]散熱組件，用于在測試治具對半導(dǎo)體激光芯片組件測試時進(jìn)行散熱；
[0009]其中，測試治具通過外力與散熱組件實(shí)現(xiàn)可分離連接。
[0010]其中，測試治具包括:
[0011]芯片基板，用于放置待測試的半導(dǎo)體激光芯片組件，將半導(dǎo)體激光芯片組件工作產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱組件；
[0012]電極基板，位于芯片基板上方，電極基板上安裝有至少兩個探針；
[0013]驅(qū)動組件，與電極基板連接，用于驅(qū)動電極基板升降，以使至少兩個探針分別接觸位于半導(dǎo)體激光芯片組件的兩端的不同電極。
[0014]其中，驅(qū)動組件包括:
[0015]電極基座，固定設(shè)置于芯片基板上；
[0016]至少兩個升降導(dǎo)桿，至少兩個升降導(dǎo)桿的一端與電極基座連接；
[0017]固定板，連接于至少兩個升降導(dǎo)桿的另一端；
[0018]傳動板，套入至少兩個升降導(dǎo)桿上，與電極基板連接；
[0019]升降驅(qū)動螺栓，卡設(shè)于固定板內(nèi)，一端與傳動板螺紋連接。
[0020]其中，傳動板與電極基板通過至少兩個電極導(dǎo)桿連接，至少兩個電極導(dǎo)桿上分別設(shè)有彈簧。
[0021 ]其中，傳動板的截面呈Z型。
[0022]其中，驅(qū)動組件還包括限位環(huán)，限位環(huán)的數(shù)量與升降導(dǎo)桿一致，用于限制傳動板的高度。
[0023]其中，測試治具還包括定位組件，用于對半導(dǎo)體激光芯片組件進(jìn)行定位。
[0024]其中，定位組件包括至少三個定位塊，至少三個定位塊分別抵接半導(dǎo)體激光芯片組件的相應(yīng)邊，至少三個定位塊與芯片基板可拆卸連接以適應(yīng)不同尺寸的半導(dǎo)體激光芯片組件。
[0025]其中，至少兩個探針包括第一探針和第二探針，電極基板設(shè)有間隔設(shè)置的第一通槽和第二通槽，第一探針和第二探針分別通過對應(yīng)的螺釘固定于第一通槽和第二通槽內(nèi)。
[0026]其中，電極基板上還設(shè)有分別與第一探針和第二探針對應(yīng)的第一電極接線塊和第二電極接線塊，第一探針和第二探針分別通過對應(yīng)的螺釘配合第一電極接線塊和第二電極接線塊固定于第一通槽和第二通槽內(nèi)。
[0027]其中，測試治具還包括護(hù)罩，芯片基板、電極基板和驅(qū)動組件均設(shè)于護(hù)罩內(nèi)，護(hù)罩的底面高于芯片基板的底面，護(hù)罩設(shè)有用于對半導(dǎo)體激光芯片組件和驅(qū)動組件進(jìn)行操作的開口。
[0028]通過上述方案，本實(shí)用新型的有益效果是:測試治具通過外力與散熱組件實(shí)現(xiàn)可分離連接，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提尚測試效率。
【附圖說明】

[0029]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置的模塊示意圖；
[0030]圖2是圖1所示的測試裝置的測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是圖2所示的測試治具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的半導(dǎo)體激光芯片組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]請參照圖1，圖1是是本實(shí)用新型實(shí)施例的半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置的模塊示意圖。本實(shí)施例的測試裝置包括測試治具20和散熱組件。
[0034]測試治具20用于測試半導(dǎo)體激光芯片組件15。在本實(shí)施例中，測試治具20可整體與散熱組件分離，其具體結(jié)構(gòu)及原理將在下文介紹。
[0035]散熱組件用于在測試治具對半導(dǎo)體激光芯片組件15測試時進(jìn)行散熱。在本實(shí)施例中，其包括依次層疊設(shè)置的散熱基板30、致冷片40和冷卻液循環(huán)槽50。
[0036]其中，在本實(shí)施例中，測試治具通過外力F與散熱組件實(shí)現(xiàn)可分離連接。當(dāng)然，在備選實(shí)施例中，也可將測試治具整體通過螺釘?shù)裙潭ㄓ谏峤M件上。
[0037]相比現(xiàn)有技術(shù)中的半導(dǎo)體激光芯片組件測試裝置的測試部分不能作為一個整體，測試不同的產(chǎn)品時，需要更換各種零件，本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置通過外力F使得測試治具整體與散熱組件連接，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
[0038]在本實(shí)用新型實(shí)施例中，如圖4所示，半導(dǎo)體激光芯片組件15包括:第一電極151、第二電極152、半導(dǎo)體激光芯片153以及金線154，半導(dǎo)體激光芯片153直接引出第一電極151，同時通過金線154引出第二電極152。半導(dǎo)體激光芯片153封裝在熱沉上，導(dǎo)熱系數(shù)高，封裝后形成的半導(dǎo)體激光芯片組件15為長方體形。其中第一電極151為正極，第二電極152為負(fù)極，或者第一電極151為負(fù)極，第二電極152為正極。
[0039]請參閱圖2和圖3，圖2是圖1所示的測試裝置的測試治具的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2所示的測試治具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例的測試治具包括芯片基板21、電極基板22、驅(qū)動組件、定位組件24和護(hù)罩25。
[0040]芯片基板21用于放置待測試的半導(dǎo)體激光芯片組件15，將半導(dǎo)體激光芯片組件15工作產(chǎn)生的熱量傳遞到散熱組件，在本實(shí)施例中，優(yōu)選芯片基板21采用導(dǎo)熱性能較好的無氧銅且表面進(jìn)行鍍金處理。
[0041]電極基板22位于芯片基板21上方，電極基板22上安裝有至少兩個探針。具體而言，至少兩個探針包括第一探針221和第二探針222，電極基板22設(shè)有間隔設(shè)置的第一通槽(未標(biāo)示)和第二通槽(未標(biāo)示)，第一探針221和第二探針222分別通過對應(yīng)的螺釘固定于第一通槽和第二通槽內(nèi)。
[0042]進(jìn)一步地，電極基板22上還設(shè)有分別與第一探針221和第二探針222對應(yīng)的第一電極接線塊223和第二電極接線塊224，第一探針221和第二探針222分別通過對應(yīng)的螺釘配合第一電極接線塊223和第二電極接線塊224固定于第一通槽和第二通槽內(nèi)。在其他實(shí)施例中，也可采用4個或者6個等探針數(shù)量，在能夠滿足探針接觸半導(dǎo)體激光芯片組件15的兩端的不同電極(正負(fù)極)的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)置，本實(shí)用新型對此不作限定。
[0043]在本實(shí)施例中，探針為彈性探針，以避免探針觸碰損壞半導(dǎo)體激光芯片組件15。值得注意的是，本實(shí)用新型的探針優(yōu)選采用紫銅材料作為電極材料，通過發(fā)明人的長期研究發(fā)現(xiàn)，紫銅材料的電極本身可通過較大電流，且整體具有彈性，能夠克服市場上的探針電極可通過的額定電流不足、容易損傷測試的半導(dǎo)體激光芯片組件15的缺點(diǎn)。電極基板22優(yōu)選采用塑性材料，從而保證探針與測試治具之間良好的絕緣性。
[0044]驅(qū)動組件，與電極基板22連接，用于驅(qū)動電極基板22升降，以使至少兩個探針分別接觸位于半導(dǎo)體激光芯片組件15的兩端的不同電極。
[0045]具體而言，驅(qū)動組件包括電極基座231、至少兩個升降導(dǎo)桿232、固定板233、傳動板234以及升降驅(qū)動螺栓235。
[0046]電極基座231固定設(shè)置于芯片基板21上，本實(shí)施例優(yōu)選通過螺釘固定于芯片基板21上。
[0047]至少兩個升降導(dǎo)桿232的一端與電極基座231連接，在本實(shí)施例中，為了結(jié)構(gòu)平衡以及結(jié)構(gòu)簡單，采用間隔的兩個升降導(dǎo)桿。
[0048]固定板233連接于至少兩個升降導(dǎo)桿232的另一端。
[0049]傳動板234套入至少兩個升降導(dǎo)桿232上，與電極基板22連接。具體地，傳動板234與電極基板22通過至少兩個電極導(dǎo)桿236連接，至少兩個電極導(dǎo)桿236上分別設(shè)有彈簧。彈簧可使探針在接觸半導(dǎo)體激光芯片組件15時保持一定的壓力。在本實(shí)施例中，優(yōu)選為兩個電極導(dǎo)桿，且為了節(jié)約空間，縮小測試治具的體積，優(yōu)選傳動板234的截面呈Z型，但本實(shí)用新型對此不作限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)置。
[0050]升降驅(qū)動螺栓235卡設(shè)于固定板233內(nèi)，一端與傳動板234螺紋連接，從而可通過旋轉(zhuǎn)螺栓帶動傳動板234上下運(yùn)動。在本實(shí)施例中，升降驅(qū)動螺栓235優(yōu)選設(shè)于兩個升降導(dǎo)桿的中間部位。
[0051]優(yōu)選地，驅(qū)動組件還包括限位環(huán)238，限位環(huán)238的數(shù)量與升降導(dǎo)桿一致，用于限制傳動板234的高度。當(dāng)傳動板234到達(dá)所需高度時，通過將限位環(huán)238緊固，可使得傳動板234、電極基板22以及探針達(dá)到自鎖的作用。并且限位環(huán)238還可起到標(biāo)示作用，比如在某規(guī)格的半導(dǎo)體激光芯片組件15的測試中，限位環(huán)2 38位于某一高度，下次同規(guī)格的測試，可直接扭動升降驅(qū)動螺栓235使得傳動板234達(dá)到標(biāo)示位置。
[0052]優(yōu)選地，測試治具還包括定位組件24，用于對半導(dǎo)體激光芯片組件15進(jìn)行定位。具體而言，定位組件24包括至少三個定位塊，至少三個定位塊分別抵接半導(dǎo)體激光芯片組件15的相應(yīng)邊，至少三個定位塊與芯片基板21可拆卸連接以適應(yīng)不同尺寸的半導(dǎo)體激光芯片組件15。在本實(shí)施例中，優(yōu)選采用三個定位塊，將待測的半導(dǎo)體激光芯片組件15放置于芯片基板21的邊緣，三面固定，一面用于進(jìn)行上料和下料。值得說明的是，當(dāng)使用不同規(guī)格的半導(dǎo)體激光芯片組件15時，只需將三個定位塊根據(jù)半導(dǎo)體激光芯片組件15的尺寸重新固定于芯片組件上即可，為了能夠使得探針能夠?qū)?yīng)相應(yīng)的電極，第一探針221和第二探針222可在對應(yīng)的第一通槽和第二通槽內(nèi)滑動。
[0053]芯片基板21、電極基板22和驅(qū)動組件均設(shè)于護(hù)罩25內(nèi)，護(hù)罩25的底面高于芯片基板21的底面，以使得測試治具在使用時，外力F作用在護(hù)罩25上，能夠保證測試治具與散熱組件接觸良好，護(hù)罩25設(shè)有用于對半導(dǎo)體激光芯片組件15和驅(qū)動組件進(jìn)行操作的開口。
[0054]上面介紹了測試裝置的結(jié)構(gòu)，下面說明測試裝置的工作過程:
[0055]利用螺絲刀順時針擰升降驅(qū)動螺栓235，通過傳動板234帶動探針抬起至合適的位置，利用鑷子將半導(dǎo)體激光芯片組件15放置在定位塊形成的定位槽中，再利用螺絲刀逆時針擰升降驅(qū)動螺栓235，通過傳動板234帶動探針下壓，并使彈簧處于壓縮狀態(tài)，通過限位環(huán)238控制傳動板234的高度配合彈簧的壓縮量，使得不驅(qū)動升降驅(qū)動螺栓235時，升降驅(qū)動螺栓235與傳動板234處于自鎖狀態(tài)，從而保證探針以合適的壓力與半導(dǎo)體激光芯片組件15無損接觸，完成上料后，將測試治具整體放置于散熱組件上，將探針連上電源線即可測試。
[0056]本實(shí)用新型的半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0057]1.能夠快速拆卸測試治具，使得測試裝置能夠在生產(chǎn)線外進(jìn)行上料和下料，提高測試效率；
[0058]2.測試治具采用外力與散熱組件可分離式連接，可使得測試裝置能夠適應(yīng)不同的產(chǎn)品測試；
[0059]3.能夠適應(yīng)不同尺寸的半導(dǎo)體激光芯片組件的測試；
[0060]4.采用紫銅的探針使得能夠通過承受較大電流，探針整體彈性較佳不會造成測試芯片組件的損傷。
[0061]以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體激光芯片組件的測試裝置，其特征在于，包括: 測試治具，用于測試所述半導(dǎo)體激光芯片組件； 散熱組件，用于在所述測試治具對所述半導(dǎo)體激光芯片組件測試時進(jìn)行散熱； 其中，所述測試治具通過外力與所述散熱組件實(shí)現(xiàn)可分離連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測試裝置，其特征在于，所述測試治具包括: 芯片基板，用于放置待測試的半導(dǎo)體激光芯片組件，將所述半導(dǎo)體激光芯片組件工作產(chǎn)生的熱量傳遞到所述散熱組件； 電極基板，位于所述芯片基板上方，所述電極基板上安裝有至少兩個探針； 驅(qū)動組件，與所述電極基板連接，用于驅(qū)動所述電極基板升降，以使所述至少兩個探針分別接觸位于所述半導(dǎo)體激光芯片組件的兩端的不同電極。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件包括: 電極基座，固定設(shè)置于所述芯片基板上； 至少兩個升降導(dǎo)桿，所述至少兩個升降導(dǎo)桿的一端與電極基座連接； 固定板，連接于所述至少兩個升降導(dǎo)桿的另一端； 傳動板，套入所述至少兩個升降導(dǎo)桿上，與所述電極基板連接； 升降驅(qū)動螺栓，卡設(shè)于所述固定板內(nèi)，一端與所述傳動板螺紋連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試裝置，其特征在于，所述傳動板與所述電極基板通過至少兩個電極導(dǎo)桿連接，所述至少兩個電極導(dǎo)桿上分別設(shè)有彈簧。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測試裝置，其特征在于，所述傳動板的截面呈Z型。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試裝置，其特征在于，所述驅(qū)動組件還包括限位環(huán)，所述限位環(huán)的數(shù)量與升降導(dǎo)桿一致，用于限制所述傳動板的高度。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于，所述測試治具還包括定位組件，用于對所述半導(dǎo)體激光芯片組件進(jìn)行定位。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的測試裝置，其特征在于，所述定位組件包括至少三個定位塊，所述至少三個定位塊分別抵接所述半導(dǎo)體激光芯片組件的相應(yīng)邊，所述至少三個定位塊與所述芯片基板可拆卸連接以適應(yīng)不同尺寸的半導(dǎo)體激光芯片組件。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測試裝置，其特征在于，所述至少兩個探針包括第一探針和第二探針，所述電極基板設(shè)有間隔設(shè)置的第一通槽和第二通槽，所述第一探針和第二探針分別通過對應(yīng)的螺釘固定于所述第一通槽和第二通槽內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測試裝置，其特征在于，所述電極基板上還設(shè)有分別與所述第一探針和第二探針對應(yīng)的第一電極接線塊和第二電極接線塊，所述第一探針和第二探針分別通過對應(yīng)的螺釘配合所述第一電極接線塊和所述第二電極接線塊固定于所述第一通槽和第二通槽內(nèi)。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測試裝置，其特征在于，所述測試治具還包括護(hù)罩，所述芯片基板、所述電極基板和所述驅(qū)動組件均設(shè)于所述護(hù)罩內(nèi)，所述護(hù)罩的底面高于所述芯片基板的底面，所述護(hù)罩設(shè)有用于對所述半導(dǎo)體激光芯片組件和所述驅(qū)動組件進(jìn)行操作的開□ O
【文檔編號】G01R1/04GK205720305SQ201620313017
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】胡海, 王泰山, 方繼林, 李成鵬, 劉文斌
【申請人】深圳清華大學(xué)研究院, 深圳瑞波光電子有限公司