CN110646725A - 一种激光器芯片半成品的快速测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种激光器芯片半成品的快速测试装置及测试方法，属于光通信技术领域。本发明测试装置包括光学底板、设置在光学底板上的温度控制模块和能相对光学底板移动的滑台，所述滑台上设有光谱测试模块和PIV测试模块，所述温度控制模块上设有两块以上的均热板，每个均热板上设有一个半成品载板，所述半成品载板上设有若干个用于安装激光器芯片半成品的凹槽，所述半成品载板上方与凹槽对应处设有为激光器芯片半成品通电的探针，还包括驱动所述探针垂直运动的驱动模块，加电激光器芯片发出激光能够至光谱测试模块或PIV测试模块。本发明的有益效果为：能够快速地性能测试，提升工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光通信测试装置，尤其涉及一种激光器芯片半成品的快速测试装置，还涉及一种基于所述激光器芯片半成品的快速测试装置的测试方法。
背景技术
光通信行业中，光芯片必须经过老化工序，为保证能有效筛选出老化失效的芯片或半成品，需要在老化前后进行PIV和光谱特性测试。PIV是指对激光器注入电流I时，激光器的出光功率P和激光器两级电压V的相应特性。
目前主要技术方法为，老化前先在光谱测试台下固定芯片，探针下压接触焊盘后供电芯片，将激光耦合至光纤进行光谱测试；再将芯片更换至光功率测试台，探针下压焊盘并加电，通过积分球将激光汇聚至光功率计，并通过算法得出PIV曲线；并在老化后再次进行PIV测试，对比阈值筛选出不良芯片。
多工序、多步骤的测试方法效率较低，在当前光通信行业对芯片旺盛的需求下，需要更多的设备投入，且多步工序会导致测试周期长和生产问题的增加。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供一种激光器芯片半成品的快速测试装置及测试方法。
本发明激光器芯片半成品的快速测试装置包括光学底板、设置在光学底板上的温度控制模块和能相对光学底板移动的滑台，所述滑台上设有光谱测试模块和PIV测试模块，所述温度控制模块上设有两块以上的均热板，每个均热板上设有一个半成品载板，所述半成品载板上设有若干个用于安装激光器芯片半成品的凹槽，所述半成品载板上方与凹槽对应处设有为激光器芯片半成品通电的探针，还包括驱动所述探针垂直运动的驱动模块，加电激光器芯片发出激光能够至光谱测试模块或PIV测试模块。
本发明作进一步改进，所述光谱测试模块和PIV测试模块的间距与半成品载板之间的间距相适应，所述光谱测试模块和PIV测试模块在滑台的移动过程中，分别对相邻的两个半成品载板上的激光器芯片半成品依次进行测试。
本发明作进一步改进，所述光谱测试模块的数量为两个，对称设置在PIV测试模块的两侧，所述半成品载板的数量为两个，分别与光谱测试模块和PIV测试模块对应设置，当第一个半成品载板上的所有激光器芯片半成品光谱特性或PIV特性测试完毕时，第二个半成品载板上的激光器芯片半成品的PIV特性或光谱特性也测试完毕。
本发明作进一步改进，所述驱动模块为气缸或电机，所述驱动模块的驱动臂上设有探针固定底板，所述探针为两组，分别通过探针固定座固定在探针固定底板上。
本发明作进一步改进，所述光谱测试模块包括设置在滑台上的光学位移台，通过支架固定在光学位移台上的耦合透镜和光纤，加电后的激光器芯片半成品发出的激光能够通过耦合透镜耦合至光纤,并通过光纤传输至光谱分析仪。
本发明作进一步改进，所述PIV测试模块为通过固定座设置在滑台上的积分球及与积分球对应设置的光功率计。
本发明还一种基于所述激光器芯片半成品的快速测试装置的测试方法，包括如下步骤：
S1:激光器芯片半成品装入半成品载板；
S2：将半成品载板放置于均热板上；
S3：控制驱动模块使探针下移，直至与激光器芯片半成品的焊盘接触，即可连通激光器芯片半成品两极至外置电源设备；
S4：通过外置电源设备，给激光器芯片半成品加电，并通过温度控制模块控制温度至设定值；
S5：控制滑台移动，使激光器芯片半成品依次进行光谱特性测试和/或PIV特性测试。
本发明作进一步改进，在步骤S5中，所述光谱测试模块、半成品载板的数量分别为两个，处理步骤包括：
S51:当滑台移动至初始位置时，第一个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至PIV测试模块，同时第二个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至第一光谱测试模块；
S52：第一个测试完毕，控制滑台移动至下一位置，进行两个半成品载板的第二个激光器芯片测试，直至半成品载板上的激光器芯片半成品PIV特性或光谱特性测试完毕；
S53：继续控制滑台移动，第一个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至第二光谱测试模块，第二个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至PIV测试模块；
S54：第一个激光器芯片半成品测试完毕，控制滑台移动至下一位置，进行两个半成品载板的第二个测试，直至半成品载板上的激光器芯片半成品光谱特性或PIV特性测试完毕，结束。
本发明作进一步改进，当所述半成品载板上的激光器芯片半成品的数量为两排时，第一排测试完毕后，将所述半成品载板旋转180度，重新执行步骤S5，进行第二排的激光器芯片半成品测试。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在一个测试装置上同时进行光谱测试与PIV测试，大幅简化了测试工序；两步测试工序可同步进行，无时间浪费，测试效率提高一倍以上；除上下料外不需要人工介入，大大减少了各种问题产生的可能性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为半成品载板结构示意图；
图3为半成品载板安装示意图；
图4为探针安装结构示意图；
图5为本发明第二光谱测试模块开始测试滑台初始位置示意图；
图6为光谱测试模块结构示意图；
图7为测试完毕滑台位置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明发明的测试装置主要由标准件以及机加件组成，标准件包括光学底板1001、长行程滑台1002、两个光学位移台1003、两个温度控制模块1004、滑台移动底板1005、积分球1006、两个光纤支架1007、两个耦合透镜1008、两个透镜支架1009、探针1010、气缸1011，机加件包含两个半成品载板2001A和2001B、两个热沉底板2002、两个探针固定座2003、探针固定底板2004、积分球固定座2005。
光学底板1001上安装气缸1011、长行程滑台1002、及2个温度控制模块1004；气缸1011实现下压及上抬动作；长行程滑台1002实现芯片测试位置的切换；温度控制模块1004为单独的控制器，可保持测试状态的温度稳定；长行程滑台1002上安装滑台移动底板1005进行转接，滑台移动底板1005上安装2个光学位移台1003、积分球固定座2004，光学位移台1003可实现光路的YZ方向调节，积分球固定座2004上安装积分球1006，可实现积分球1006的位置微调。
如图2所示，半成品载板2001内有凹槽，可固定激光器芯片半成品2，温度控制模块1004上方安装热沉底板2002，放入半成品载板2001后，即可控制激光器芯片半成品的温度，如图3所示。
如图4所示，本例的气缸1011的驱动臂上设有探针固定底板2004，所述探针1010为两组，分别通过探针固定座2003固定在探针固定底板2004上。所述气缸也可以用电机替代，所述气缸1011可完成下压和上抬动作，下压时探针1010接触到激光器芯片半成品上的焊盘，即可对激光器芯片半成品加电。
本例的耦合透镜1008和积分球1006也可以设置为1个或者其他数量，满足1组或多组激光器芯片本成品同时加工。
本发明的测试方法包括如下步骤：
(001)激光器芯片半成品装入半成品载板2001；
(002)将半成品载板2001放置于热沉底板2002；
(003)控制气缸1011使探针固定底板2004带动探针固定座2003下移，直至探针1010与激光器芯片半成品的焊盘接触，即可连通激光器芯片半成品两极至外置电源设备；
(004)通过外置电源设备，给激光器芯片半成品加电，并通过温度控制模块1004控制温度至固定值；
(005)控制滑台移动，使激光器芯片半成品依次进行光谱特性测试和/或PIV特性测试。
作为本发明的一个实施例，本例的积分球和耦合透镜为1个时，本发明控制长行程滑台1002，使滑台移动底板1005移动至初始位置，如图5所示；
(006)此时加电激光器芯片发出激光至透镜1008和积分球1006，透镜1008将激光自耦合至光纤,并通过光纤传输至光谱分析仪，如图6所示；
(007)读取数据后，半成品载板2001A上第一个芯片完成光谱测试，半成品载板2001B上第一个芯片完成PIV测试；
(008)继续控制长行程滑台1002，使滑台移动底板1005移动至下一位置；
(009)重复006～008步骤的操作，直至半成品载板2001A上所有芯片完成光谱测试，半成品载板2001B上所有芯片完成PIV测试，此时滑台移动底板1005位置如图7所示。
然后可以调换半成品载板2001B和2001A，重复002～009步骤，及可完成所有芯片的PIV和光谱测试。
作为本发明的另一个实施例，本例只需要控制长行程滑台1002，使所有的激光器半成品芯片依次经过两个测试模块即可完成测试。本例通过设置两个，从而使半成品载板2001A测试PIV特性时，半成品载板2001B测试光谱特性，继续移动长行程滑台1002，从而依次完成半成品载板2001A和2001B的测试后，半成品载板2001A移动至第二耦合透镜处，从而使半成品载板2001A上的激光器芯片半成品测试光谱特性，而2001B上的激光器芯片半成品测试PIV特性，从而一个移动行程即可完成所有测试，非常便捷。
本发明在一个测试装置上同时进行光谱测试与PIV测试，大幅简化了测试工序；两步测试工序可同步进行，无时间浪费，测试效率提高一倍以上；除上下料外不需要人工介入，大大减少了各种问题产生的可能性。
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：包括光学底板、设置在光学底板上的温度控制模块和能相对光学底板移动的滑台，所述滑台上设有光谱测试模块和PIV测试模块，所述温度控制模块上设有两块以上的均热板，每个均热板上设有一个半成品载板，所述半成品载板上设有若干个用于安装激光器芯片半成品的凹槽，所述半成品载板上方与凹槽对应处设有为激光器芯片半成品通电的探针，还包括驱动所述探针垂直运动的驱动模块，加电激光器芯片发出激光能够至光谱测试模块或PIV测试模块。
2.根据权利要求1所述的激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：所述光谱测试模块和PIV测试模块的间距与半成品载板之间的间距相适应，所述光谱测试模块和PIV测试模块在滑台的移动过程中，分别对相邻的两个半成品载板上的激光器芯片半成品依次进行测试。
3.根据权利要求2所述的激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：所述光谱测试模块的数量为两个，对称设置在PIV测试模块的两侧，所述半成品载板的数量为两个，分别与光谱测试模块和PIV测试模块对应设置，当第一个半成品载板上的所有激光器芯片半成品光谱特性或PIV特性测试完毕时，第二个半成品载板上的激光器芯片半成品的PIV特性或光谱特性也测试完毕。
4.根据权利要求3所述的激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：所述驱动模块为气缸或电机，所述驱动模块的驱动臂上设有探针固定底板，所述探针为两组，分别通过探针固定座固定在探针固定底板上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：所述光谱测试模块包括设置在滑台上的光学位移台，通过支架固定在光学位移台上的耦合透镜和光纤，加电后的激光器芯片半成品发出的激光能够通过耦合透镜耦合至光纤，并通过光纤传输至光谱分析仪。
6.根据权利要求1-4任一项所述的激光器芯片半成品的快速测试装置，其特征在于：所述PIV测试模块为通过固定座设置在滑台上的积分球及与积分球对应设置的光功率计。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的激光器芯片半成品的快速测试装置的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：激光器芯片半成品装入半成品载板；
S2：将半成品载板放置于均热板上；
S3：控制驱动模块使探针下移，直至与激光器芯片半成品的焊盘接触，即可连通激光器芯片半成品两极至外置电源设备；
S4：通过外置电源设备，给激光器芯片半成品加电，并通过温度控制模块控制温度至设定值；
S5：控制滑台移动，使激光器芯片半成品依次进行光谱特性测试和/或PIV特性测试。
8.根据权利要求7所述的测试方法，其特征在于：在步骤S5中，所述光谱测试模块、半成品载板的数量分别为两个，处理步骤包括：
S51:当滑台移动至初始位置时，第一个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至PIV测试模块，同时第二个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至第一光谱测试模块；
S52：第一个测试完毕，控制滑台移动至下一位置，进行两个半成品载板的第二个激光器芯片测试，直至半成品载板上的激光器芯片半成品PIV特性或光谱特性测试完毕；
S53：继续控制滑台移动，第一个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至第二光谱测试模块，第二个半成品载板上的第一个加电激光器芯片发出的光至PIV测试模块；
S54：第一个激光器芯片半成品测试完毕，控制滑台移动至下一位置，进行两个半成品载板的第二个激光器芯片测试，直至半成品载板上的激光器芯片半成品光谱特性或PIV特性测试完毕，结束。
9.根据权利要求7或8所述的测试方法，其特征在于：当所述半成品载板上的激光器芯片半成品的数量为两排时，第一排测试完毕后，将所述半成品载板旋转180度，重新执行步骤S5，进行第二排的激光器芯片半成品测试。
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