CN111413610A - 光子集成芯片的新型测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光子集成芯片测试技术领域，公开了光子集成芯片的新型测试系统及方法，包括测试装置和集成芯片放置装置，所述测试装置包括电耦合测试装置和光耦合测试装置中的一种或两种，所述电耦合测试装置和光耦合测试装置可拆卸安装在所述集成芯片放置机构四周，所述电耦合测试装置包括单探针耦合模块和探针卡耦合模块，所述光耦合测试装置包括阵列光纤耦合模块和光纤耦合模块；该通过改进结构，形成电耦合测试机构和光耦合测试装置，通过搭配组装可灵活对待测试集成芯片进行光耦合测试和电耦合测试，安装方便快捷，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及光子集成芯片测试技术领域，具体涉及光子集成芯片的新型测试系统及方法。
背景技术
随着全球信息化进程加快，推动了微电子技术的飞速发展，同时光电子、光子集成技术也随之发展，其中，硅基光子集成技术又极其重要，硅基光子集成芯片是光子集成技术的重要发展方向，在光纤通讯等领域有着极大的作用，目前针对硅基光子集成芯片的测试主要是针对高通量的测试，设备昂贵，功能固定，且无法灵活应用。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供光子集成芯片的新型测试系统及方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
光子集成芯片的新型测试系统及方法，包括测试装置和集成芯片放置装置，所述测试装置包括电耦合测试装置和光耦合测试装置中的一种或两种，所述电耦合测试装置和光耦合测试装置可拆卸安装在所述集成芯片放置机构四周，所述电耦合测试装置包括单探针耦合模块和探针卡耦合模块，所述光耦合测试装置包括阵列光纤耦合模块和光纤耦合模块。
在本发明中，优选的，所述单探针耦合模块包括第一三维调整座，所述第一三维调整座上的承载端转动连接有单探针头。
在本发明中，优选的，所述探针卡耦合模块包括第一微调组件，所述第一微调组件可拆卸设置于所述连接板上；所述第一微调组件包括第一微调支架，所述第一微调支架可拆卸安装在所述连接板上，所述第一微调支架另一端转动连接有第二微调支架，所述第二微调支架底部转动连接有探针卡座，所述探针卡座用来固定测试用探针卡。
在本发明中，优选的，所述阵列光纤耦合模块与光纤耦合模块配合设置，其中阵列光纤耦合模块包括第二微调组件，所述第二微调组件固定设置在一第二三维调整座。
在本发明中，优选的，所述第二微调组件包括第一调节杆，所述第一调节杆固定在所述第二三维调整座上，所述第一调节杆通过转轴连接有第二调节杆，所述第二调节杆上通过转轴连接有第三调节杆，上述转轴共轴线设置，所述第三调节杆上固定安装有阵列光纤夹座，所述阵列光纤夹座用来固定测试用阵列光纤。
在本发明中，优选的，所述光纤耦合模块包括光纤夹座，所述光纤夹座固定在一第三三维调整座，所述光纤夹座用来固定测试用光纤。
在本发明中，优选的，所述集成芯片放置机构用来放置待测试集成芯片，所述集成芯片放置机构包括载物板，所述载物板固定在一调节座，所述载物板用来放置待测试集成芯片，所述调节座实现对所述载物板的位置调整。
在本发明中，优选的，还包括显微镜组件，所述显微镜组件固定在安装支架上，所述安装支架实现对所述显微镜组件的调整和固定，所述显微镜组件包括纵向显微镜和横向显微镜。
光子集成芯片的新型测试方法，包括以下步骤：一、安装所述芯片放置机构和所述显微镜组件，然后依据测试需要在所述芯片放置机构周围固定电耦合测试装置或光耦合测试装置，将光子集成芯片固定在所述芯片放置机构上，并将测试用到的探针卡、阵列光纤、单光纤器件固定在对应的测试装置上；二、微调电耦合测试装置或光耦合测试装置，使固定在测试装置上的测试用器件与光子集成芯片接触，进行测试。
在本发明中，优选的，在所述步骤一中，当进行光耦合测试时，在所述集成芯片放置机构周围安装所述光纤耦合模块和所述阵列光纤耦合模块；当进行电耦合测试时，在集成芯片放置机构周围安装单探针耦合模块或探针卡耦合模块；当需要进行混合光电耦合测试时，将光纤耦合模块、阵列光纤耦合模块、单探针耦合模块或探针卡耦合模块安装在集成芯片放置机构周围。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的装置通过改进结构，形成电耦合测试机构和光耦合测试装置，通过搭配组装可灵活对待测试集成芯片进行光耦合测试和电耦合测试，安装方便快捷，成本低。
附图说明
图1为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的芯片放置机构的结构示意图。
图2为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的组合探针耦合模块的结构示意图。
图3为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的单探针调整座的结构示意图。
图4为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的阵列光纤耦合模块的结构示意图。
图5为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的光纤耦合模块的结构示意图。
图6为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的实施例一的结构示意图。
图7为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的实施例一的部分俯视图。
图8为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的实施例二的结构示意图。
图9为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的实施例二的部分俯视图。
图10为本发明所述的光子集成芯片的新型测试系统及方法的实施例三的部分结构示意图。
附图中：1-芯片放置机构、11-调节座、101-调节底座、102-转接盘、103-升降台、104-载物板、2-探针卡耦合模块、3-阵列光纤耦合模块、301-第二三维调整座、302-第二微调支架、4-固定板、5-单探针耦合模块、501-第一三维调整座、502-单探针头、503-第一支杆、504-旋转基座、6-第一微调组件、601-第一微调支架、602-第二微调支架、603-探针卡座、604-第一旋钮、605-第二旋钮、7-第二微调组件、701-第一调节杆、702-第一转轴、703-第二调节杆、704-第二转轴、705-第三调节杆、706-阵列光纤夹座、707-夹盖、708-第三旋钮、709-第四旋钮、8-光纤耦合模块、801-第三三维调整座、802-第三支干、803-光纤夹座、804-激光器、805-探测器、9-显微镜组件、901-纵向显微镜、902-横向显微镜、903-安装支架、10-支柱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参见图1至图10，本发明提供光子集成芯片的新型测试系统，包括测试装置和集成芯片放置装置1，测试装置包括电耦合测试装置和光耦合测试装置的一种或两种，电耦合测试装置主要完成对光子集成芯片的电耦合测试，光耦合测试装置主要完成对光子集成芯片的光耦合测试，电耦合测试装置和光耦合测试装置依据需求可组合或单独的拆卸安装在集成芯片放置机构1四周，电耦合测试装置包括单探针耦合模块5和探针卡耦合模块2，依据测试需要可安装若干个单探针耦合模块5或探针卡耦合模块2在集成芯片放置装置1周围以完成对光子集成芯片的电耦合测试；光耦合测试装置包括阵列光纤耦合模块3和光纤耦合模块8，阵列光纤耦合模块3和光纤耦合模块8需配合安装在集成芯片放置装置1周围完成对光子集成芯片的光耦合测试。
在该实施方式中，单探针耦合模块5包括第一三维调整座501，第一三维调整座501包括三个依次连接的位移块以及驱动三个位移块移动的电机，三个位移块在对应的电机驱动下实现上下、左右和前后的一个位置调整，其中位移块的连接以及整个三维调整座均为现有技术，例如苏州赫罗斯机电科技有限公司的80系列精密滑台LAM-805W或LAM-805R；第一三维调整座501上的承载端固定有旋转基座504，旋转基座504上端设有圆柱形槽，单探针头502的底部可插设于圆柱形槽内，且可在圆柱形槽内转动，转动单探针头502可对其位置进行微调。
在该实施方式中，探针卡耦合模块2包括第一微调组件6，第一微调组件6可拆卸设置于第一三维调整座501上的承载端上；第一微调组件6包括第一微调支架601，第一微调支架601与承载端固定，第一微调支架601上转动连接有第二微调支架602，第一微调支架601与第二微调支架602另一端还通过第一旋钮604连接，第一旋钮604上套设第一弹簧，第一弹簧抵在第一微调支架601与第二微调支架602之间，通过旋转第一旋钮604，调整第二微调支架602相对第一微调支架601的距离，其中第一弹簧用来确保调整的移动距离，第二微调支架602底部转动连接有探针卡座603，探针卡座603与第二微调支架602另一端螺接有第二旋钮605，第二旋钮605上套设有第二弹簧，第一旋钮604与第二旋钮605在空间垂直设置，旋转第二旋钮605可调整探针卡座603相对第一微调支架601的距离，其中第二弹簧用来确保调整的移动距离，探针卡座603用来固定测试用探针卡，通过以上旋转第一旋钮604和第二旋钮605调整探针卡座603的位置，使测试用探针卡更好地与测试芯片接触。
在本发明的又一优选的实施方式中，光耦合测试需要用到阵列光纤耦合模块3与光纤耦合模块8，阵列光纤耦合模块3与光纤耦合模块8配合设置，其中阵列光纤耦合模块3包括第二微调组件7，第二微调组件7固定设置在一第二三维调整座301，第二三维调整座301型号相近，故不赘述；第二微调组件7包括第一调节杆701，第一调节杆701固定在第二三维调整座301上，第一调节杆701通过第一转轴702连接有第二调节杆703，第二调节杆703上通过第二转轴704连接有第三调节杆705，第三调节杆705上固定安装有阵列光纤夹座706，阵列光纤夹座706端部设有凹槽，凹槽设置有夹盖707，凹槽用来放置测试用阵列光纤，夹盖707用来固定测试用阵列光纤；其中第一转轴702和第一转轴702共轴线设置，第一调节杆701与第二调节杆703、第二调节杆703与第三调节杆705之间螺接有第三旋钮708和第四旋钮709，第三旋钮708和第四旋钮709上套设有第三弹簧和第四弹簧，同样的，通过旋转第三旋钮708和第四旋钮709，可通过第二调节杆703与第三调节杆705调整阵列光纤夹座706的位置。
在该实施方式中，光纤耦合模块8包括光纤夹座803，光纤夹座803固定在一第三三维调整座801，第三三维调整座801与第一三维调整座501型号相近，故不赘述，光纤夹座803用来固定测试用光纤。
在该实施方式中，集成芯片放置机构1用来放置待测试集成芯片，集成芯片放置机构1包括载物板104，载物板104固定在一调节座11，载物板104用来放置待测试集成芯片，调节座11实现对载物板104的位置调整。
需要补充的是，测试系统还包括显微镜组件9，显微镜组件9固定在安装支架903上，安装支架903实现对显微镜组件9的调整和固定，显微镜组件9包括纵向显微镜901和横向显微镜902，以从各个角度对光子集成芯片测试过程进行拍摄记录。
还需补充的是，测试系统还包括固定板4，固定板4上设有若干个孔洞，孔洞可以方便以及灵活的对测试装置和集成芯片放置装置1的位子进行调整和更换，集成芯片放置机构1底部设有安装孔，安装孔与孔洞配合，并通过连接件固定从而固定芯片放置机构1；第一三维调整座501通过第一支杆503固定在固定板4上，第二三维调整座301通过第二支杆302固定在固定板4上，第三三维调整座801通过第三支杆802固定在固定板4上，显微镜组件9通过安装支架903和支柱10固定在固定板4上。
如图6和图7所示的本实施方式的具体实施例一中，当本装置对光子集成芯片进行混合光电耦合测试时，测试平台的固定板4中央位置固定有芯片放置机构1，芯片放置机构1上放置有待测试集成芯片，芯片放置机构1两侧相对放置有光纤耦合模块8，光纤耦合模块8上的光纤夹座803内固定有单光纤，其中一个光纤耦合模块8外侧设置有激光器804，另一个外侧设置有探测器805，激光器804、探测器805与单光纤连接，激光器804发射光信号给单光纤，单光纤与待测试集成芯片连接，光信号从单光纤中出来后通过待测试集成芯片到另一侧单光纤，后进入探测器805，完成对待测试集成芯片的光耦合测试；同时在芯片放置机构1另外两侧固定有三个单探针调整座5，单探针调整座5上的单探针头502调整到接近待测试集成芯片，用来收集待测试集成芯片不同位置的电信号，完成对待测试集成芯片的单探针测试。
如图8和图9所示的具体实施例二，基于上述实施例一，在单探针调整座5上安装第一微调组件6，将第一微调组件6的第一微调支架601固定安装在单探针调整座5的第一三维调整座501上，第一微调组件6端部的探针卡座603通过四个铜柱固定有测试用探针卡，调整第一三维调整座501和第一旋钮604和第二旋钮605，将测试用探针卡与芯片放置机构1上的待测试集成芯片接触，并转动单探针头502，移开单探针头502，完成对待测试集成芯片的探针卡测试。
如图10所示的具体实施例三，基于上述实施例一，当需要对待测试集成芯片进行阵列光纤测试时，可将光纤耦合模块8取下，在芯片放置机构1一侧安装上阵列光纤耦合模块3，调节第二三维调整座301，使第二微调组件7对应芯片放置机构1，然后微调第三旋钮708和第四旋钮709，使阵列光纤夹座706内的测试用阵列光纤与待测试集成芯片接触，完成对待测试集成芯片的阵列光纤测试。
在上述三个实施例中，都配合使用有显微镜组件9，通过调整安装支架903，将纵向显微镜901和横向显微镜902调整到合适的角度，对整个测试过程进行放大摄像记录，且显微镜组件9连接有显示屏，可实时播放显微镜组件9视觉下的测试过程。
本发明还提供一种光子集成芯片的新型测试方法，包括以下步骤：一、安装芯片放置机构1和显微镜组件9，然后依据测试需要在芯片放置机构1周围固定电耦合测试装置或光耦合测试装置，将光子集成芯片固定在芯片放置机构1上，并将测试用到的探针卡、阵列光纤、单光纤等器件固定在对应的测试装置上；二、调整调节座11、第一三维调整座501、第二三维调整座301等测试模块的底座以及微调第一微调组件6、第二微调组件7，使测试用器件与光子集成芯片接触，进行测试。
具体的：在上述步骤中，当进行光耦合测试时，在集成芯片放置机构1周围安装光纤耦合模块8和阵列光纤耦合模块3，其中光纤耦合模块8上的对应的两个单光纤分别连接有激光器804和探测器805，单光纤固定在光纤耦合模块8上，单光纤固定在阵列光纤耦合模块3上，调整第三三维调整座801和第二三维调整座301以及第二微调组件7，使单光纤、单光纤与集成芯片接触进行光耦合测试；当进行电耦合测试时，在集成芯片放置机构1周围安装单探针耦合模块5或探针卡耦合模块2，将单探针头固定在单探针耦合模块5上，探针卡固定在探针卡耦合模块2上，调整第一三维调整座501、第一微调组件6、单探针头502，使得单探针头和探针卡与集成芯片接触进行电耦合测试；当需要进行混合光电耦合测试时，将光纤耦合模块8、阵列光纤耦合模块3、单探针耦合模块5或探针卡耦合模块2安装在集成芯片放置机构1周围，按上述方法进行调节，进行混合光电耦合测试。
本发明的具体过程如下：
在固定板4中央安装芯片放置机构1和显微镜组件9，然后依据测试需要在芯片放置机构1周围固定光纤耦合模块8、若干单探针耦合模块5或探针卡耦合模块2或阵列光纤耦合模块3，将光子集成芯片放置在芯片放置机构1上，对应测试机构各模块放置对应的测试用到的探针卡、阵列光纤、单光纤等器件，其中光纤耦合模块8上的对应的两个单光纤分别连接有激光器804和探测器805，通过调整第一三维调整座501、第一微调组件6、第二三维调整座301等使各测试用器件与光子集成芯片接触，以便完成测试，同时显微镜组件9对整个测试过程进行拍摄和记录。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，包括测试装置和集成芯片放置装置(1)，所述测试装置包括电耦合测试装置和光耦合测试装置中的一种或两种，所述电耦合测试装置和光耦合测试装置可拆卸安装在所述集成芯片放置机构(1)四周，所述电耦合测试装置包括单探针耦合模块(5)和探针卡耦合模块(2)，所述光耦合测试装置包括阵列光纤耦合模块(3)和光纤耦合模块(8)。
2.根据权利要求1所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述单探针耦合模块(5)包括第一三维调整座(501)，所述第一三维调整座(501)上的承载端转动连接有单探针头(502)。
3.根据权利要求2所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述探针卡耦合模块(2)包括第一微调组件(6)，所述第一微调组件(6)可拆卸设置于所述连接板上；所述第一微调组件(6)包括第一微调支架(601)，所述第一微调支架(601)可拆卸安装在所述连接板上，所述第一微调支架(601)另一端转动连接有第二微调支架(602)，所述第二微调支架(602)底部转动连接有探针卡座(603)，所述探针卡座(603)用来固定测试用探针卡。
4.根据权利要求1所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述阵列光纤耦合模块(3)与光纤耦合模块(8)配合设置，其中阵列光纤耦合模块(3)包括第二微调组件(7)，所述第二微调组件(7)固定设置在一第二三维调整座(301)。
5.根据权利要求4所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述第二微调组件(7)包括第一调节杆(701)，所述第一调节杆(701)固定在所述第二三维调整座(301)上，所述第一调节杆(701)通过转轴连接有第二调节杆(703)，所述第二调节杆(703)上通过转轴连接有第三调节杆(705)，上述转轴共轴线设置，所述第三调节杆(705)上固定安装有阵列光纤夹座(706)，所述阵列光纤夹座(706)用来固定测试用阵列光纤。
6.根据权利要求1所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述光纤耦合模块(8)包括光纤夹座(803)，所述光纤夹座(803)固定在一第三三维调整座(801)，所述光纤夹座(803)用来固定测试用光纤。
7.根据权利要求1所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，所述集成芯片放置机构(1)用来放置待测试集成芯片，所述集成芯片放置机构(1)包括载物板(104)，所述载物板(104)固定在一调节座(11)，所述载物板(104)用来放置待测试集成芯片，所述调节座(11)实现对所述载物板(104)的位置调整。
8.根据权利要求1所述的光子集成芯片的新型测试系统，其特征在于，还包括显微镜组件(9)，所述显微镜组件(9)固定在安装支架(903)上，所述安装支架(903)实现对所述显微镜组件(9)的调整和固定，所述显微镜组件(9)包括纵向显微镜(901)和横向显微镜(902)。
9.基于权利要求1-8的光子集成芯片的新型测试方法，其特征在于，包括以下步骤：一、安装所述芯片放置机构(1)和所述显微镜组件(9)，然后依据测试需要在所述芯片放置机构(1)周围固定电耦合测试装置或光耦合测试装置，将光子集成芯片固定在所述芯片放置机构(1)上，并将测试用到的探针卡、阵列光纤、单光纤器件固定在对应的测试装置上；二、微调电耦合测试装置或光耦合测试装置，使固定在测试装置上的测试用器件与光子集成芯片接触，进行测试。
10.根据权利要求9所述的光子集成芯片的新型测试方法，其特征在于，在所述步骤一中，当进行光耦合测试时，在所述集成芯片放置机构(1)周围安装所述光纤耦合模块(8)和所述阵列光纤耦合模块(3)；当进行电耦合测试时，在集成芯片放置机构(1)周围安装单探针耦合模块(5)或探针卡耦合模块(2)；当需要进行混合光电耦合测试时，将光纤耦合模块(8)、阵列光纤耦合模块(3)、单探针耦合模块(5)或探针卡耦合模块(2)安装在集成芯片放置机构(1)周围。
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| CN202010347954.5A CN111413610A (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 光子集成芯片的新型测试系统及方法 |
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| CN202010347954.5A CN111413610A (zh) | 2020-04-28 | 2020-04-28 | 光子集成芯片的新型测试系统及方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115144734A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-04 | 河北圣昊光电科技有限公司 | 一种摆动调节装置及具有其的芯片测试机 |
| CN116858498A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-10-10 | 武汉光启源科技有限公司 | 一种耦合测试方法及装置 |
-
2020
- 2020-04-28 CN CN202010347954.5A patent/CN111413610A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115144734A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-10-04 | 河北圣昊光电科技有限公司 | 一种摆动调节装置及具有其的芯片测试机 |
| CN116858498A (zh) * | 2023-06-09 | 2023-10-10 | 武汉光启源科技有限公司 | 一种耦合测试方法及装置 |
| CN116858498B (zh) * | 2023-06-09 | 2024-05-10 | 武汉光启源科技有限公司 | 一种耦合测试方法及装置 |
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