CN103514893B - 半导体光源条在老化测试中的冷却系统及冷却方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体光源条在老化测试中的冷却系统，包括用于夹持半导体光源条的夹具，所述夹具包括一壳体，所述壳体具有相互连通的进水通道和出水通道；与所述进水通道相连的第一水槽，所述水槽中装有冷却液;与所述出水通道相连的第二水槽；以及与所述出水通道相连的抽吸装置，所述抽吸装置至少将所述第一水槽中的冷却液抽吸至所述第二水槽，从而冲刷所述半导体光源条的底部以降低其温度。本发明能将半导体光源条在老化测试过程中产生的热量散退，并将其局部温度均匀化，从而保持老化测试所需的温度并提高HAMR头的热稳定性。本发明还公开了一种相应的冷却方法。

Description

半导体光源条在老化测试中的冷却系统及冷却方法

技术领域

本发明涉及半导体光源条在老化测试中的冷却系统及冷却方法，尤其涉及一种用于热辅助磁记录（heat assist magnetic recording，HAMR）装置的激光二极管条在老化测试中的冷却系统及冷却方法。

背景技术

磁盘驱动单元是常见的信息存储设备。图1a为一典型磁盘驱动单元100的示意图。其包括安装于一主轴马达102上的一系列可旋转磁盘101，磁头悬臂组合（head stackassembly，HSA）130。HSA 130包括至少一马达臂104和一HGA 150。典型地，设置一音圈马达（spindling voice-coil motor,VCM）(图未示)以控制马达臂104的动作。

参考图1b，HGA 150包括具有HAMR头（图未示）的磁头103以及支撑该磁头103的悬臂件190。该悬臂件190包括负载杆106、基板108、绞接件107以及挠性件105，以上元件均装配在一起。在磁头103的极尖上埋植一写传感器和读传感器（图未示）以写入或读取数据。当磁盘驱动单元100运作时，主轴马达102使得磁盘101高速旋转，而磁头103因磁盘101旋转而产生的气压而在磁盘101上方飞行。该磁头103在音圈马达的控制下，在磁盘101的表面以半径方向移动。对于不同的磁轨，磁头103能够从磁盘101表面上读取数据或将数据写进磁盘101。

该种HAMR头在写传感器的位置上或附近位置上设置热能源（通常为半导体光源），例如激光二极管。该种热能源向记录媒介提供能量，从而降低媒介的矫顽力以便于写操作。具体地，由于矫顽力降低，因此记录媒介的磁化方向会在磁头的磁场下发生改变，因此数据得以记录。该HAMR头能使用更小的磁微粒，并能在室温下获得更大的磁各向异性，因此当在高密度磁表面上进行记录时能保证充分的热稳定性。因此，此种HAMR头变得越来越受消费者喜爱。

通常地，在半导体光源安装在磁头上之前会进行若干测试，例如向其施加热能而进行的老化测试。传统地，老化测试通常在芯片层面上进行，即，半导体光源条首先被切割成多个独立的半导体光源芯片，继而对这些芯片逐一进行测试。然而，此种测试效率十分低，不符合工业的要求。鉴于此，一种有效的测试方法被开发出来：在条料层面上进行老化测试，即，在半导体光源条切割之前直接进行老化测试。这种测试方法的测试效率大大提高。然而，此方法会带来温度不均的问题。由于在老化测试过程中，局部热量会在半导体光源条上产生并在其内积聚，从而使得半导体光源条中的温度不均，而且热量无法恰当散退。当半导体光源条，例如激光二极管的局部温度升高时，一方面，电输入到光输出的换能效率降低，因此对固定的电输入而言，其激光输出则降低；另一方面，由于激光二极管的局部温度升高，有可能超出老化测试所需的温度，从而影响或破坏激光二极管的测试结果，进而影响HAMR头的性能。

因此，亟待一种改进的半导体光源条在老化测试中的冷却系统及冷却方法以以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种半导体光源条在老化测试中的冷却系统，其能将半导体光源条在老化测试过程中产生的热量散退，并将其局部温度均匀化，从而保持老化测试所需的温度并提高HAMR头的热稳定性。

本发明的另一个目的在于提供一种半导体光源条在老化测试中的冷却方法，其能将半导体光源条在老化测试过程中产生的热量散退，并将其局部温度均匀化，从而保持老化测试所需的温度并提高HAMR头的热稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了一种半导体光源条在老化测试中的冷却系统，包括：用于夹持半导体光源条的夹具，所述夹具包括一壳体，所述壳体具有相互连通的进水通道和出水通道；与所述进水通道相连的第一水槽，所述水槽中装有冷却液;与所述出水通道相连的第二水槽；以及与所述出水通道相连的抽吸装置，所述抽吸装置至少将所述第一水槽中的冷却液抽吸至所述第二水槽，从而冲刷所述半导体光源条的底部以降低其温度。

作为一个优选实施例，所述夹具的壳体上形成一通孔，所述通孔与所述出水通道相连通；所述壳体上还包括一支柱，所述支柱从所述出水通道向上延伸并正对所述通孔，所述半导体光源条由所述支柱支撑。

较佳地，所述半导体光源条的底部面向所述支柱，所述半导体光源条的顶部与一探针相连从而进行老化测试。

作为另一个优选实施例，所述抽吸装置包括分别与所述出水通道以及所述第二水槽相连的第一抽吸装置，以将冷却液从所述第一水槽抽吸至所述第二水槽；所述抽吸装置还包括设置于所述第一水槽和所述第二水槽之间的第二抽吸装置，以将所述冷却液从所述第二水槽抽吸至所述第一水槽。

较佳地，还包括至少一控制开关，以控制所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置之间的交替使用。

较佳地，所述半导体光源条为激光二极管条或紫外光源条。

相应地，本发明提供了一种半导体光源条在老化测试中的冷却方法，包括：

提供一夹具，所述夹具包括一壳体，所述壳体具有相互连通的进水通道和出水通道；

提供装有冷却液的并与所述进水通道相连的第一水槽，提供与所述出水通道相连的第二水槽；

将半导体光源条夹持在所述夹具上，并使所述半导体光源条与所述出水通道相连通；以及

抽吸所述夹具中的空气，从而将所述第一水槽中的冷却液抽吸至所述第二水槽，从而冲刷所述半导体光源条的底部以降低其温度。

较佳地，还包括将所述冷却液从所述第二水槽抽吸至所述第一水槽。

较佳地，所述半导体光源条为激光二极管条或紫外光源条。

与现有技术相比，当本发明的冷却系统工作时，第一水槽中的冷却液依次经由进水通道和出水通道，最终被抽吸至第二水槽。当冷却液持续流经出水通道时，由于半导体光源条与出水通道相连，因此半导体光源条的底部会持续被冷却液冲刷。因此，半导体光源条在进行老化测试过程中所产生的局部热量可被快速散退，其局部高温被降低从而实现温度均匀化。因此，具有此中半导体光源芯片的HAMR电子产品具有更好的热稳定性。同时，由于老化测试在半导体光源条的层面上进行，而非在半导体光源芯片的层面上进行，极大地提高了测试效率。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

图1a为传统的磁盘驱动单元的立体图。

图1b为传统的HGA的立体图。

图2a为本发明的半导体光源条在老化测试中的冷却系统的第一实施例的示意图。

图2b为本发明的半导体光源条在老化测试中的冷却系统的第二实施例的示意图。

图3为图2b所示的半导体光源条在老化测试中的冷却系统的另一示意图。

图4为图3所示的冷却系统的夹具的放大的剖视图。

图5为具有HAMR头的磁头的立体图。

图6为本发明的半导体光源条在老化测试中的冷却方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于一种半导体光源条在老化测试中的冷却系统及冷却方法，其能将半导体光源条在老化测试过程中产生的热量散退，并将其局部温度均匀化，从而保持老化测试所需的温度并提高HAMR头的热稳定性。

图2a展示了本发明的半导体光源条在老化测试中的冷却系统的第一实施例。如图所示，该冷却系统200包括用于夹持半导体光源条201（如图3所示）的夹具210、装有冷却液并与夹具210相连的第一水槽220、分别与夹具210和第一水槽220相连的第二水槽230、以及用于将冷却液从第一水槽220抽吸至第二水槽230的抽吸装置，从而冲刷半导体光源条201的底部。具体地，第一水槽220中的冷却液可为具有合适温度的冷却溶剂或冷却水。更具体地，在冷却系统200工作之前，第二水槽230是空的。

作为一个实施例，在第一水槽220中的冷却液的温度因应老化测试的要求，例如在5℃~25℃之间。

具体地，如图3所示，夹具210具有一壳体，其包括与第一水槽220相连的进水通道211以及与该进水通道211相连通的出水通道212，具体地，该出水通道212通过两个通道213、214与进水通道211相连通。较佳地，进水通道211的进水口2111设置在夹具210的一侧，而出水通道212的出水口2121设置在夹具210的相对一侧。

如图3及图4所示，该夹具的210壳体上形成一通孔215，该通孔215与出水通道212相连通。该壳体上还包括从出水通道212向上延伸的支柱216，该支柱216与通孔215面对面设置。半导体光源条201由该支柱216支撑，具体地，半导体光源条201的底部面向该支柱216，半导体光源条201的顶部与一探针251相连从而进行老化测试。

作为一个优选实施例，如图2b所示，该抽吸装置240包括分别与出水通道212以及第二水槽230相连的第一抽吸装置241，用以将冷却液从第一水槽220抽吸至第二水槽230；该抽吸装置240还包括设置于第一水槽220和第二水槽230之间的第二抽吸装置242，用以将冷却液从第二水槽230抽吸至第一水槽220。具体地，该冷却系统200还包括至少一控制开关用以控制第一抽吸装置241和第二抽吸装置242之间的交替使用。具体地，如图2b所示，两个控制开关261、262分别与第一抽吸装置241和第二抽吸装置242相连从而控制其开或关。

本发明的冷却系统200适用于在半导体光源条201在老化测试中使用。结合图3及图4，当冷却系统200工作时，控制开关261控制第一抽吸装置241工作。而半导体光源条201由于在抽吸装置240的抽吸作用下，而被夹具210稳固支撑。同时，在第一水槽220中的冷却液被抽吸，依次流经进水通道211、两通道213、214以及出水通道212，最终流入第二水槽230。当冷却液持续流经出水通道212时，由于半导体光源条201支撑在通孔215中并与出水通道212相连通，因此其底部会持续被冷却液冲刷。因此，半导体光源条201在进行老化测试过程中所产生的局部热量可被快速散退，其局部高温被降低从而实现温度均匀化。再且，由于冷却液具有因应老化测试所需要的预定温度，因此老化测试可顺利进行。此外，由于夹具210内由抽吸装置240而保持负压，因此半导体光源芯片201能被稳固保持，同时冷却液在工作过程中不会从通孔215中泄漏出去。

可选地，该半导体光源条201可为激光二极管条或紫外光源条等。该半导体光源条201适用于需要其的任何电子产品。例如，如图5所示，其展示了具有HAMR头的磁头500，该HAMR头里嵌有由激光二极管条制成的激光二极管芯片501。由于激光二极管条在老化测试中性能提高（温度均匀、热能均匀等），因此提高了磁头500的热稳定性，进而获得一个改善的写入性能。最终，具有该磁头500的磁盘驱动器的性能亦得以提高。

相应地，图6展示了本发明的半导体光源条在老化测试中的冷却方法的一个实施例的流程图。如图所示，该方法包括：

步骤（601），提供一夹具，该夹具包括一壳体，壳体具有相互连通的进水通道和出水通道；

步骤（602），提供装有冷却液的并与进水通道相连的第一水槽，提供与出水通道相连的第二水槽；

步骤（603），将半导体光源条夹持在夹具上，并使半导体光源条与出水通道相连通；

步骤（604），抽吸所述夹具中的空气，从而将第一水槽中的冷却液抽吸至第二水槽，从而冲刷半导体光源条的底部以降低其温度。

当冷却步骤开始时，在第一水槽中的冷却液被抽吸，依次流经进水通道和出水通道，最终流入第二水槽。当冷却液持续流经出水通道时，半导体光源条底部会持续被冷却液冲刷。因此，半导体光源条在进行老化测试过程中所产生的局部热量可被快速散退，其局部高温被降低从而实现温度均匀化。再且，由于冷却液具有因应老化测试所需要的预定温度，因此老化测试可顺利进行。此外，由于夹具内保持负压，因此半导体光源芯片能被稳固保持，同时冷却液在工作过程中不会从通孔中泄漏出去。

同时，由于老化测试在半导体光源条的层面上进行，而非在半导体光源芯片的层面上进行，极大地提高了测试效率。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种半导体光源条在老化测试中的冷却系统，包括：

用于夹持半导体光源条的夹具，所述夹具包括一壳体，所述壳体具有相互连通的进水通道和出水通道，所述半导体光源条的底部位于所述出水通道内；

与所述进水通道相连且位于所述壳体之外的第一水槽，所述第一水槽中装有冷却液；

与所述出水通道相连的第二水槽；以及

与所述出水通道相连的抽吸装置，所述抽吸装置至少将所述第一水槽中的冷却液抽吸至所述第二水槽，从而冲刷所述半导体光源条的底部以降低其温度。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述夹具的壳体上形成一通孔，所述通孔与所述出水通道相连通；所述壳体上还包括一支柱，所述支柱从所述出水通道向上延伸并正对所述通孔，所述半导体光源条由所述支柱支撑。

3.如权利要求2所述的冷却系统，其特征在于：所述半导体光源条的底部面向所述支柱，所述半导体光源条的顶部与一探针相连从而进行老化测试。

4.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述抽吸装置包括分别与所述出水通道以及所述第二水槽相连的第一抽吸装置，以将冷却液从所述第一水槽抽吸至所述第二水槽；所述抽吸装置还包括设置于所述第一水槽和所述第二水槽之间的第二抽吸装置，以将所述冷却液从所述第二水槽抽吸至所述第一水槽。

5.如权利要求4所述的冷却系统，其特征在于：还包括至少一控制开关，以控制所述第一抽吸装置和所述第二抽吸装置之间的交替使用。

6.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于：所述半导体光源条为激光二极管条或紫外光源条。

7.一种半导体光源条在老化测试中的冷却方法，包括：

提供一夹具，所述夹具包括一壳体，所述壳体具有相互连通的进水通道和出水通道；

提供装有冷却液、与所述进水通道相连且位于所述壳体之外的第一水槽，提供与所述出水通道相连的第二水槽；

将半导体光源条夹持在所述夹具上，所述半导体光源条与所述出水通道相连通且所述半导体光源条的底部位于所述出水通道内；以及

抽吸所述夹具中的空气，从而将所述第一水槽中的冷却液抽吸至所述第二水槽，从而冲刷所述半导体光源条的底部以降低其温度。

8.如权利要求7所述的冷却方法，其特征在于：还包括将所述冷却液从所述第二水槽抽吸至所述第一水槽。

9.如权利要求7所述的冷却方法，其特征在于：所述半导体光源条为激光二极管条或紫外光源条。