CN108776242A - 一种测试治具及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种测试治具及装置，该测试治具包括基座和多个挡板，挡板的贴合面贴合在基座的一侧面，基座的上表面靠近挡板的边缘处设有多个测试工位；贴合面的高度大于侧面的高度，进而形成凸缘，以使待测芯片快速定位至测试工位。通过上述技术方案，本申请可以对待测芯片进行限位，从而实现了待测芯片的快速定位至测试工位处，提高了待测芯片的上料速度，提升了检测的效率，尤其适用于小型半导体芯片的测试。
Description
技术领域
本申请涉及半导体芯片检测领域，特别是涉及一种测试治具及装置。
背景技术
Bar条是一种未裂片、未封装的半导体激光器芯片。通常Bar条一般指的是LD(Laser Diode)bar条，就是半导体激光bar条，主要用于全固态激光器的泵浦源，由多个LD组合在一起，以提高泵浦的功率。对半导体激光器芯片Bar条的性能参数(如LIV(Light-Current-Voltage，光强-电流-电压)特性、光谱特性、FFP(Far-Field Pattern，远场图案)特性)进行测试和表征是深刻理解激光器芯片特性、优化芯片结构设计及完善芯片生产工艺的关键，同时也是判断激光器芯片好坏的重要依据。因此对半导体激光器芯片Bar条进行测试不论对于科研单位、生产厂商、使用客户都具有极为重要的意义。
通常，对半导体激光器芯片Bar条进行测试，Bar条要与测试治具紧密贴合，一方面既要保证Bar条具有良好的散热效果，另一方面也要保证测试治具良好的吸附Bar条效果，使测试时Bar条不会出现移动造成测试异常。如图1所示，为现有的半导体激光器芯片Bar条测试治具110，测试治具110主要包括，测试工位120和待测芯片130，其中，待测芯片为Bar条，测试工位120设有真空孔，用于吸附固定待测芯片130。
其主要存在的缺陷是：1、测试工位120通常采用较大的真空孔吸附Bar条，Bar条与测热治具110接触面积较小，这样Bar条测试时散热效果较差，而温度是限制半导体激光器bar条的关键因素之一，温度变化会引起禁带宽度、阈值电流、输出功率等性能指标的变化，这就导致Bar条测试参数与实际参数差异较大；2、在进行测试时，上料需尽量让Bar条前腔面与测试治具的端面平齐，这样发光点位置尽可能统一，保证测试参数的重复性、准确性，对类似尺寸较小的光通讯芯片Bar条，在常见的测试基座治具上进行上料操作时既难于保证上述要求又需花费较多的时间。
发明内容
本申请的目的是提供一种测试治具及装置，能够使得待测芯片快速定位至测试工位处，在小尺寸芯片检测过程中，能够稳定测试温度，并提高测试效果的准确性。
为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：
一种测试治具，测试治具包括基座和多个挡板，挡板的贴合面贴合在基座的一侧面，基座的上表面靠近挡板的边缘处设有多个测试工位；贴合面的高度大于侧面的高度，进而形成凸缘，以使待测芯片快速定位至测试工位。
通过上述技术方案，将达到以下技术效果：通过在基座与挡板的贴合面设置高度差，以形成凸缘，待测芯片能够快速定位，提高了测试效率。
在一些实施例中，测试治具进一步包括散热基板，基座和挡板设置在散热基板上。
在一些实施例中，基座的测试工位处设有若干导气槽，导气槽内通负压，用于吸附放置于测试工位处的待测芯片。
在一些实施例中，导气槽竖直开设，若干导气槽连通，以平衡每个导气槽的吸附压强。
通过上述技术方案，将达到以下技术效果：重新设置的导气槽可以平衡吸附压力，增大与待测芯片的接触面积，实现对待测芯片稳定吸附，快速散热的技术效果。
在一些实施例中，挡板靠近待测芯片的上表面为一斜面，挡板靠近待测芯片一侧的高度大于挡板远离待测芯片一侧的高度。
通过上述技术方案，将达到以下技术效果：挡板设置斜面，将泵浦源腔面露出，减少了挡板对侧面出光的吸收，增大了侧面出光量，从而提高检测结果的准确度。
在一些实施例中，基座与挡板之间通过若干螺钉连接，基座、挡板的材料为不锈钢。
在一些实施例中，基座设有第一台阶，挡板通过螺钉安装固定在台阶处，以实现基座与挡板的一面贴合。
为解决上述技术问题，本申请提出的另一个解决方案是：
一种测试装置，包括散热基板和测试治具，测试治具安装于散热基板的表面，测试治具包括基座和多个挡板，挡板的贴合面贴合在基座的一侧面，基座的上表面靠近挡板的边缘处设有多个测试工位；贴合面的高度大于侧面的高度，进而形成凸缘，以使待测芯片快速定位至测试工位。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提出的一种测试治具及装置，通过在基座与挡板的贴合面设置高度差，以形成凸缘，待测芯片能够快速定位，提高了测试效率；重新设置的导气槽可以平衡吸附压力，增大与待测芯片的接触面积，实现对待测芯片稳定吸附，快速散热的技术效果；挡板上的倾角，将泵浦源腔面露出，避免了挡板对待测芯片有效出光的空间物理阻隔，从而提高检测结果的准确度；尤其适用于小型半导体芯片的检测。
附图说明
图1是本申请现有技术中的测试装置的结构示意图；
图2是本申请中的一种测试治具一实施例的结构示意图；
图3是图2中圆圈部分的局部放大结构示意图；
图4是本申请中的一种测试治具另一实施例的结构示意图；
图5是图4中圆圈部分的局部放大结构示意图；
图6是本申请中的一种测试装置一实施例的结构示意图；
图7是图6中散热基板的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
值得注意的是，本申请中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
随着半导体激光器应用领域如LD泵浦固体激光器(DPL，Diode-Pumped Solid-State Laser)、各类光纤激光器的泵源、激光切割、焊接、医疗以及激光军事应用等的日益拓宽，对半导体激光器输出功率、可靠性的要求也越来越大。半导体激光器芯片是半导体激光器核心部分，具有半导体激光器“CPU”之称。因此，为了提高半导体激光器芯片的检测效率及检测结果的准确性，有必要在现有芯片测试治具的基础上提出改进。
如图2所示，图2为本申请提出的一种测试治具的结构示意图。在本实施例中，测试治具包括基座210和挡板220，挡板220的贴合面贴合在基座210的一侧面。基座210的上表面、靠近挡板220边缘处设有多个测试工位230，测试工位230用于放置及固定待测芯片。当然，在对待测芯片进行检测时，探针(未示出)也是位于测试工位230附近的，探针用于接收待测芯片发出的光信号，其中光信号包含了待测芯片的特征信息，探针接收光信号后，解析其中包含的信息，从而得到芯片的特征参数。
具体地，基座210还设有若干螺孔221，螺钉从基座210一侧的螺孔221进入，依次穿过基座210和挡板220，将二者固定在一起。而螺孔221以及测试工位230的数量可以根据实际加工情况进行调整。
为了更清楚地描述本实施例中的结构，请参阅图3，图3是图2中圆圈部分的局部放大示意图。在基座210与挡板220的贴合面，可以看出贴合面不完全重叠，即在基座210与挡板220的贴合处形成了凸缘240。在一些实施例中，通过将挡板220贴合面的高度设置成大于基座210的侧面高度，从而实现在基座210与挡板220的贴合处形成凸缘240。当待测芯片上料至测试工位230时，凸缘240能够挡住待测芯片，防止待测芯片超过测试工位230，且由于凸缘240边界与测试工位230的边界重合，从而待测芯片的位置能够很好地被限制在测试工位230。
因此，本申请通过设置凸缘240，可以使得待测芯片能够快速定位至基座210边缘的加工工位，尤其针对小尺寸待测芯片定位难的技术问题提出了有效的解决方案，从而简化了操作步骤，提高了检测效率。
值得注意的是，由于形成凸缘240中挡板220的侧面高度是大于基座210贴合面高度的，因此当待测芯片放置在测试工位后，为了防止凸缘240挡住待测芯片侧面腔体发出的光信号，本实施例中，凸缘的高度是远小于待测芯片的厚度，优选凸缘的高度为30μm，误差范围在±5μm。
进一步，在一些实施例中，挡板220靠近待测芯片的上表面为一斜面，优选挡板220靠近基座210一侧的高度大于远离基座210一侧的高度，从而在挡板220上端形成斜面。一方面，挡板220靠近基座210的一侧面的高度大于基座210贴合面的高度，从而形成凸缘240；另一方面，由于远离基座210一侧的部位的高度小于基座210，这样，与两侧平齐的挡板相比，本申请中的挡板对待测芯片侧面腔体发出的光信号能够避免了挡板对待测芯片有效出光的空间物理阻隔，从而提高了检测结果的准确性。
进一步，请继续参阅图3，图3中的测试工位230还设有多个导气槽231。导气槽231可以向内吸气，从而吸附住待测芯片，达到固定待测芯片的效果。由于本申请中采用的导气槽231尺寸较小，从而增加了与待测芯片的接触面积，使得待测芯片表面的热量能够及时传导至基座210，并由基座210扩散。
值得注意的是，本申请中导气槽231的宽度不作具体限定，可以根据实际测试环境和待测芯片的尺寸进行数量及面积进行调整。
为了更清楚地描述本申请中导气槽的结构，请参阅图4，图4是本申请中的一种测试治具的另一实施例结构示意图。首先，可以明确的是，在本实施例中，挡板320的个数为多个，与测试工位330的数量相对应，即基座310上的一个测试工位330对应一块挡板320。
相类似地，挡板320的一个侧面322与基座310贴合面相贴合，形成的凸缘及其具体结构特征请参照上一实施例，在此不一一赘述。具体地，基座310开设有第一台阶315，挡板320通过螺丝安装固定在基座310的第一台阶315处，基座310开设有第一螺孔311，挡板320也开设有第二螺孔321，且第一螺孔311与第二螺孔321的位置相对应，螺丝穿过第一螺孔311并将螺杆部分旋进第二螺孔321内，螺套部分留在基座310的第一螺孔311内，从而实现二者的固定。
当然，本申请的各个实施例中的固定方式仅仅是为了举例说明，也可以通过螺栓结合螺母的固定方式将二者固定，可以明确的是，本领域技术人员可以根据使用场景选择合适的固定方式将二者固定起来，在此不一一赘述。
进一步，请参阅图5，图5是图4中圆圈部分的局部放大结构示意图。可以看出，在基座310的上端面靠近挡板320的一侧，竖直开设有若干导气槽331，各导气槽331相互平行设置，且最终与第一气槽313连通，第一气槽313与第二气槽314连通，并最终与第一导气孔312(见附图4)连通。
值得注意的是，在本实施例中，第一气槽313与第二气槽314的开设方向相互垂直，而导气槽331和第二气槽314分别通过第一气槽313连通。这样，第一气槽313可以对气流起到缓冲均匀的作用，避免出现吸附力不均匀，从而导致待测芯片在测试工位方式不稳定的技术问题。
具体工作过程为，当外部负压设备通过第一导气孔312向外抽气时，第二气槽314迅速将第一气槽313内部的气压降低，而由于第一气槽313与第二气槽314设置的方向垂直，使得气流在经过第一气槽313后转变方向，从而使得气流流动平稳，进而在导气槽331产生分布均匀的吸附力。
因此，在本实施例中，通过对导气槽进行改进，且对内部的气流进行稳定，一方面提供了导气槽的吸附效果，另一方面，由于单个导气槽的空出面积很小，从而间接增大了基座与待测芯片的接触面积，进一步提高了散热效果。
请参阅图6，图6是本申请提出的一种测试装置的结构示意图，该装置除了前述的测试治具，还包括散热基板530。测试治具包括基座510与基座510相贴合固定的挡板520，而本实施例中测试治具，即为前述实施例中描述的测试治具，在此不一样赘述。
具体地，请结合图6并参阅图7，图7是本申请中图6实施例中的散热挡板的结构示意图。散热基板530的一端开设有第二台阶531，测试治具通过螺钉固定在第二台阶531处。
具体地，散热基板530的第二台阶531区域开设有若干第三螺孔532，螺钉从散热基板530底部穿过第三螺孔532，与位于第二台阶531处的测试治具连接固定。
当然，为了可以更换散热基板530及测试治具，除了通过螺钉固定，其他可拆卸式的固定方式也可以，本领域的技术人员可以根据实际情况选择适合的固定工具进行固定。
进一步，散热基板530通过第一固定孔534固定在Bar条测试设备上，散热基板530可以外接电源及温度传感器，具体通过散热基板530上开设的第二固定孔533连接。电源可以为整个测试治具提供能源，而温度传感器可以时刻得到散热基板530上的温度信息，可以及时调整散热效率。
值得注意的是，由于整个测试治具可以作为测试过程的一个电极，因此本申请中各个实施例中的测试治具及测试治具的材料应当为导电材料，可以为不锈钢，也可以为诸如铜、铁合金等，本申请不做进一步限定。
值得注意的是，为了提高整个测试治具的散热效果，本申请的各个实施例中，测试治具的表面设有包括镍或金等材料的散热涂层，从而增大测试治具的散热效果。
进一步，测试治具表面的散热涂层为多层结构，可以先在测试治具表面通过电镀的方式形成镍涂层，然后再在镍涂层表面通过电镀的方式形成金涂层。当然，测试治具表面的涂层还可以通过蒸镀或化学镀的方式形成，本申请不做进一步限定。
值得注意的是，本申请中各个实施例中的散热基板、基座与挡板的结构均为一体成型，且经过组装固定在一起，而不是直接通过模具成型的。通过对单个组件进行逐个成型、抛光等处理步骤，最后组装才能得到本申请中的测试治具及测试装置。在实际测试过程中，可以通过调整挡板的数量以及基座的长度，从而适配多种尺寸的芯片，使得本申请中的技术方案应用范围更广。
综上所述，本申请提出一种测试治具及装置，通过将基座与挡板的贴合面设置成不完全重合，从而形成高度差，进一步在贴合面形成凸缘，使得待测芯片在上料后快速定位至测试工位处；通过对导气槽进行重新设计，增大了基座与待测芯片的接触面积，稳定了吸附效果并提高了散热效率。通过上述合理的模块化组合设计，可以获得一种Bar条与测试治具贴合紧密、吸附可靠、散热效果较好、便于加工制作凸缘、上下料操作简便等特点的Bar条测试模块式凸缘测试治具。
以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种测试治具，其特征在于，所述测试治具包括基座和多个挡板，所述挡板的贴合面贴合在所述基座的一侧面，所述基座的上表面靠近所述挡板的边缘处设有多个测试工位；所述贴合面的高度大于所述侧面的高度，进而形成凸缘，以使待测芯片快速定位至所述测试工位。
2.根据权利要求1所述的测试治具，其特征在于，所述基座的所述测试工位处设有若干导气槽，所述导气槽内通负压，用于吸附放置于所述测试工位处的所述待测芯片。
3.根据权利要求2所述的测试治具，其特征在于，所述导气槽竖直开设，若干所述导气槽连通，以平衡每个所述导气槽的吸附压强。
4.根据权利要求1所述的测试治具，其特征在于，所述挡板靠近所述待测芯片的上表面为一斜面，所述挡板靠近所述待测芯片一侧的高度大于所述挡板远离所述待测芯片一侧的高度。
5.根据权利要求1所述的测试治具，其特征在于，所述基座与所述挡板之间通过若干螺钉连接，所述基座和所述挡板的材料为不锈钢。
6.根据权利要求5所述的测试治具，其特征在于，所述基座设有第一台阶，所述挡板通过螺钉安装固定在所述台阶处，以实现所述基座与所述挡板的一面贴合。
7.一种测试装置，包括散热基板和测试治具，所述测试治具安装于所述散热基板的表面，其特征在于，所述测试治具包括基座和多个挡板，所述挡板的贴合面贴合在所述基座的一侧面，所述基座的上表面靠近所述挡板的边缘处设有多个测试工位；所述贴合面的高度大于所述侧面的高度，进而形成凸缘，以使待测芯片快速定位至所述测试工位。
8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述基座的所述测试工位处设有若干导气槽，所述导气槽内通负压，用于吸附放置于所述测试工位处的所述待测芯片。
9.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述导气槽竖直开设，若干所述导气槽连通，以平衡每个所述导气槽的吸附压强；所述挡板靠近所述待测芯片的所述上表面为一斜面，所述挡板靠近所述待测芯片一侧的高度大于所述挡板远离所述待测芯片一侧的高度。
10.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述散热基板设有第二台阶，所述测试底座通过螺钉安装固定在所述第二台阶处；所述测试治具外接电源及温度传感器，用于调整所述散热基板的散热效率。
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