CN102129022A - 一种半导体激光器的测试和老化适配器 - Google Patents
一种半导体激光器的测试和老化适配器 Download PDFInfo
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Abstract
一种半导体激光器的测试和老化适配器，包括适配器底座、适配器电极、半导体激光器、弹簧压头、适配器上盖、上盖紧固螺栓，半导体激光器放置在适配器底座的中间，半导体激光器用上面的适配器电极和弹簧压头固定和压紧，适配器上盖为适配器底座、适配器电极、半导体激光器、弹簧压头提供机械防护作用，同时为半导体激光器测试和老化提供受压平台，以确保适配器底座的均匀冷却。本发明公开的一种用于半导体激光器Chip on Submount(CoS)的测试和老化筛选适配器。这种适配器为多个芯片集成封装时所需要的功率一致性，波长一致性，热阻一致性等多项性能提供了可靠和有效的测试评估工具。在此设计基础上提供了相应的测试参数，证实了此设计的可行性。
Description
技术领域
本发明涉及半导体激光器件Chip on Submount(CoS)的质量评估设备。
背景技术
大功率半导体激光器多用巴条贴片封装，即多管并联封装，这样的封装势必造成工作电流高，进而提高对供电电路的电流承受能力的要求。多管串联半导体激光芯片封装是近年来出现的新型半导体激光器封装技术，毋庸置疑，这种技术是实现大幅度降低激光器工作电流的有效方法。
然而，受到芯片一致性，封装一致性等众多因素的影响，单独封装后的激光单体会出现一定程度的性能波动，如输出功率，波长，热阻等等。这些性能的波动会影响到多芯片集成封装后的总体性能，换言之可能会降低成品率，降低使用寿命和增加退货率。
对每一个CoS进行测试和筛选，一直是业界所关心的课题。多数情况下，筛选测试是在CoS+热沉上进行，这样必须要求消耗掉一只热沉和经过相应的工艺步骤。为在使用最少材料和最短工序的条件下筛选出适合于单管串联激光器的CoS，有必要开发出相应的测试筛选手段。本发明就是在这样的背景下提出的一种解决方案。
发明内容
本发明的目的是提出一种适于半导体激光器测试筛选工具，其重要组成部分为一半导体激光器测试和老化适配器。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种半导体激光器的测试和老化适配器，包括适配器底座、适配器电极、半导体激光器、弹簧压头、适配器上盖、上盖紧固螺栓，半导体激光器放置在 适配器底座的中间，半导体激光器用上面的适配器电极和弹簧压头固定和压紧，适配器上盖为适配器底座、适配器电极、半导体激光器、弹簧压头提供机械防护作用，同时为半导体激光器测试和老化提供受压平台，以确保适配器底座的均匀冷却。
适配器底座由下半部和上半部构成，下半部和上半部装配后形成矩形开口提供给半导体激光器所用。下半部为一立方体，在靠近其角落处加工出螺纹孔，通过螺纹孔与适配器上半部安装。适配器上半部的前端有一矩形开口，矩形开口上放置半导体激光器，在矩形开口周围加工出平台，平台上的空间放置适配器电极。上半部的后半部加工出两个长型槽提供电极延展空间。上半部靠近角落处有四个沉孔，沉孔通过螺栓与下半部的通孔连接。适配器底座的中部留有开口，开口处放置适配器电极。
适配器电极为半导体激光器提供正负极电接触，同时为半导体激光器提供传热接触。适配器电极由电极绝缘压块、刚性电极和柔性电极组成一体，电极绝缘压块将刚性电极连成一体，柔性电极和刚性电极焊接连接。电极绝缘压块上设有两个通孔，其中一个通孔为压块和电极注胶连接所用，另一通孔为装配电极所用。
弹簧压头包括压紧件、弹簧、紧固螺栓，压紧件通过适配器电极为半导体激光器施加一定压力，该压力由预装的弹簧和紧固螺栓提供，该压力值可以根据需求配置不同弹簧。
所述适配器上盖为一门状实体，该实体两侧有安装沉孔，并通过螺栓紧固在适配器底座上。装载半导体激光器后的适配器加适配器上盖形成完整的适配器，该适配器可以携带半导体激光器进行测试和老化，同时在上述过程中对半导体激光器起到保护作用使之不会受到损伤。
本发明公开的一种用于半导体激光器Chip on Submount(CoS)的测试和老化筛选适配器。这种适配器为多个芯片集成封装时所需要的功率一致性，波长一致性，热阻一致性等多项性能提供了可靠和有效的测试评估工具。在此设计基础上提供了相应的测试参数，证实了此设计的可行性。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的半导体激光器的测试和老化适配器的总装结构外观图；
图2是半导体激光器的测试和老化适配器的装配示意图；
图3是适配器底座的结构图；
图4是适配器底座的装配示意图；
图5是适配器电极的结构图；
图6是适配器底座装载半导体激光器的结构示意图；
图7是适配器底座装载半导体激光器的结构图；
图8是适配器加载适配器上盖的装配示意图；
图9是适配器加载适配器上盖的结构图；
图10是典型电流-输出功率曲线图；
图11是典型光谱图；
图12是典型热阻数据图。
具体实施方式
如图1-9所示，一种半导体激光器的测试和老化适配器，包括适配器底座1、适配器电极2、半导体激光器3、弹簧压头4、适配器上盖5、上盖紧固螺栓6，半导体激光器3放置在适配器底座1的中间，半导体激光器3用上面的适配器 电极2和弹簧压头4固定和压紧，适配器上盖5为适配器底座1、适配器电极2、半导体激光器3、弹簧压头4提供机械防护作用，同时为半导体激光器测试和老化提供受压平台，以确保适配器底座1的均匀冷却。
适配器底座1由下半部1.1和上半部1.2构成，下半部1.1和上半部1.2装配后形成矩形开口1.2.5提供给半导体激光器3所用。下半部1.1为一立方体，在靠近其角落处加工出螺纹孔1.1.1，通过螺纹孔1.1.1与适配器上半部1.2安装。适配器上半部1.2的前端有一矩形开口1.2.5，矩形开口1.2.5上放置半导体激光器，在矩形开口1.2.5周围加工出平台1.2.9，平台1.2.9上的空间放置适配器电极2。上半部1.2的后半部加工出两个长型槽1.2.2提供电极延展空间。上半部1.2靠近角落处有四个沉孔1.2.1，沉孔1.2.1通过螺栓1.2.6与下半部1.1的通孔1.1.4和通孔1.1.1连接。适配器底座1的中部留有开口1.2.7，开口1.2.7处放置适配器电极2。适配器识别号1.2.8与下半部1.1的识别号1.1.3相对应，上盖安装孔1.2.4。
适配器电极2为半导体激光器3提供正负极电接触，同时为半导体激光器3提供传热接触。适配器电极2由电极绝缘压块2.1、刚性电极2.2和柔性电极2.3组成一体，电极绝缘压块2.1将刚性电极2.2连成一体，柔性电极2.3和刚性电极2.2焊接连接。电极绝缘压块2.1上设有通孔2.1.1和通孔2.1.2，通孔2.1.1为压块和电极注胶连接所用，另一通孔2.1.2为装配电极所用。
弹簧压头4包括压紧件4.1、弹簧4.2、紧固螺栓4.3，压紧件4.1通过适配器电极2为半导体激光器3施加一定压力，该压力由预装的弹簧4.2和紧固螺栓4.3提供，该压力值可以根据需求配置不同弹簧。
所述适配器上盖5为一门状实体，该实体两侧有安装沉孔5.1，并通过螺栓5.2紧固在适配器底座1上。装载半导体激光器3后的适配器加适配器上盖5形 成完整的适配器，该适配器可以携带半导体激光器进行测试和老化，同时在上述过程中对半导体激光器起到保护作用使之不会受到损伤。
本发明公开的一种用于半导体激光器Chip on Submount(CoS)的测试和老化筛选适配器。这种适配器为多个芯片集成封装时所需要的功率一致性，波长一致性，热阻一致性等多项性能提供了可靠和有效的测试评估工具。在此设计基础上提供了相应的测试参数，证实了此设计的可行性。
以上显示和描述了应用于半导体激光器CoS的测试和老化的适配器的设计和其装配组成示意。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明原理的前提下，本发明还会有其他方式的变化和改进。这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围，本发明要求保护范围由所附的权利要求及其等效物界定。
该热阻数据的标准差为0.08，变化范围大约为5％，与器件终封装后的测试典型数据分布非常接近。说明用此方法完全可以实现CoS的测试筛选作用。用上述方法对若干双芯片器件进行了测试，其结果如下所示：
典型电流-输出功率曲线如图10所示和典型光谱如图11所示。
典型热阻数据如图12所示。
Claims (5)
1.一种半导体激光器的测试和老化适配器，包括适配器底座(1)、适配器电极(2)、半导体激光器(3)、弹簧压头(4)、适配器上盖(5)、上盖紧固螺栓(6)，其特征在于，半导体激光器(3)放置在适配器底座(1)的中间，半导体激光器(3)用上面的适配器电极(2)和弹簧压头(4)固定和压紧。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器的测试和老化适配器，其特征在于，适配器底座(1)由下半部(1.1)和上半部(1.2)构成，下半部(1.1)和上半部(1.2)装配后形成矩形开口(1.2.5)；下半部(1.1)为一立方体，在靠近其角落处加工出螺纹孔(1.1.1)，通过螺纹孔(1.1.1)与适配器上半部(1.2)安装；适配器上半部(1.2)的前端有一矩形开口(1.2.5)，矩形开口(1.2.5)上放置半导体激光器，在矩形开口(1.2.5)周围加工出平台(1.2.9)，平台(1.2.9)上的空间放置适配器电极(2)；上半部(1.2)的后半部加工出两个长型槽(1.2.2)提供电极延展空间；上半部(1.2)靠近角落处有四个沉孔(1.2.1)，沉孔(1.2.1)通过螺栓(1.2.6)与下半部(1.1)的通孔(1.1.4)连接，适配器底座(1)的中部留有开口(1.2.7)，开口(1.2.7)处放置适配器电极(2)。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器的测试和老化适配器，其特征在于，适配器电极(2)由电极绝缘压块(2.1)、刚性电极(2.2)和柔性电极(2.3)组成一体，电极绝缘压块(2.1)将刚性电极(2.2)连成一体，柔性电极(2.3)和刚性电极(2.2)焊接连接，电极绝缘压块(2.1)上设有通孔(2.1.1)和通孔(2.1.2)。
4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器的测试和老化适配器，其特征在于，弹簧压头(4)包括压紧件(4.1)、弹簧(4.2)、紧固螺栓(4.3)，压紧件(4.1)通过适配器电极(2)为半导体激光器(3)施加一定压力，该压力由预装的弹簧(4.2)和紧固螺栓(4.3)提供。
5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器的测试和老化适配器，其特征在于，所述适配器上盖(5)为一门状实体，该实体两侧有安装沉孔(5.1)，并通过螺栓(5.2)紧固在适配器底座(1)上。
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