CN111707849A - 一种器件固定装置及半导体激光器测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种器件固定装置及半导体激光器测试设备，所述装置包括基座，基座的顶部设有若干吸附孔，每个吸附孔均通过各自的真空气道与真空泵连通，所述装置还包括：若干感触部件，设置于基座的顶部，且每一吸附孔所在位置处对应设置一感触部件；以及若干气道开关组件，设置于基座内，且每个气道开关组件各控制一个真空气道的通断，气道开关组件与对应的感触部件联动。本发明实现了只有器件压盖的区域会产生吸力而非压盖区域不产生吸力，从而提高器件两侧的压差，以达到有效增大固定压力的目的，从而稳定地固定器件。

Description

一种器件固定装置及半导体激光器测试设备

技术领域

本发明涉及半导体激光器测试技术领域，特别涉及一种器件固定装置及半导体激光器测试设备。

背景技术

目前常用的半导体激光器测试设备在测试前均需要将待测的半导体激光器芯片或巴条放置于散热平台的器件固定装置上，然后通过真空吸附的方式进行固定，然后完成必要的测试工作。

但是受制于半导体激光器芯片或巴条尺寸规格的多样化，器件固定装置上的真空吸附孔隙通常为简单的金属孔洞或孔隙，且在使用前已经加工定型，无法匹配所有类型激光器尺寸，并被其完全覆盖。因此该常规类型半导体激光器芯片或巴条的固定装置常常因为芯片或巴条未覆盖所有吸附孔而导致两侧（面向固定装置一侧和背向固定装置一侧）压差过低，进而导致固定压力不足，芯片或巴条容易受外力作用移动，最终导致无法实现稳定的固定。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种器件固定装置及半导体激光器测试设备，以解决现有技术当中的器件固定装置无法稳定地固定器件的技术问题。

本发明实施例提供一种器件固定装置，包括基座，所述基座的顶部设有若干吸附孔，每个所述吸附孔均通过各自的真空气道与真空泵连通，所述真空气道置于所述基座内，所述器件固定装置还包括：

若干感触部件，设置于所述基座的顶部，且每一所述吸附孔所在位置处对应设置一所述感触部件，以当器件置于所述基座顶部时，所述器件触动被其压迫的所述感触部件；以及

若干气道开关组件，设置于所述基座内，且每个所述气道开关组件各控制一个所述真空气道的通断，所述气道开关组件与对应的所述感触部件联动，以在所述器件触动所述感触部件时，被触动的所述感触部件对应的所述气道开关组件打开其所控制的所述真空气道，以使被所述器件压迫的所述感触部件对应的所述吸附孔连通所述真空泵，以吸附所述器件。

进一步地，所述感触部件为置于所述吸附孔中的伸缩杆，所述伸缩杆的底端通过第一复位弹簧连接所述基座，以使所述伸缩杆在未被压迫时突出于所述基座的顶部；

所述气道开关组件包括活动块，所述活动块滑动置于所述吸附孔内，并与所述吸附孔的内壁密封接触，以将所述吸附孔分隔为上腔室和下腔室，所述伸缩杆固定于所述活动块上；

所述伸缩杆在未被压迫时，所述活动块堵住所述真空气道，所述伸缩杆被压迫时，所述活动块下移至打开所述真空气道，所述上腔室和所述下腔室连通所述真空气道。

进一步地，每一所述真空气道对应配置有一大气气道，所述活动块上设有连通气道，所述伸缩杆在未被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道与所述大气气道连通，当所述伸缩杆被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道连通所述真空气道。

进一步地，所述气道开关组件还包括密封环，所述密封环套设于所述活动块外壁上，并与所述吸附孔的内壁密封接触。

进一步地，所述大气气道上设有上充气口和下充气口，所述下充气口连通所述下腔室，所述伸缩杆在未被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道与所述上充气口连通。

进一步地，所述真空气道上设有上抽气口和下抽气口，当所述伸缩杆被压迫时，所述上腔室连通所述上抽气口，所述下腔室通过所述连通气道连通所述下抽气口。

进一步地，所述真空气道上设有第一气道阀门，所述下充气口上设有第二气道阀门。

进一步地，所述感触部件为设于所述吸附孔一侧的压电传感器，所述气道开关组件包括：密封分隔所述吸附孔和所述真空气道的活塞、驱动所述活塞移动的驱动组件、以及与所述压电传感器和所述驱动组件电性连接的控制器件；

所述活塞上设有连通孔，当所述压电传感器被压迫时，所述控制器件控制所述驱动组件，以使所述驱动组件将所述活塞移至使所述吸附孔通过所述连通孔与所述真空气道连通。

进一步地，所述驱动组件包括由所述控制器件电控的电磁铁、设置于所述活塞上并与所述电磁铁相对设置的永磁体、以及驱使所述活塞复位的第二复位弹簧。

本发明实施例另一方面还提出一种包括器件抓取装置以及真空泵，还包括上述的器件固定装置，所述器件抓取装置用于抓取器件至所述器件固定装置上，所述真空泵连接所述器件固定装置的真空气道，以产生真空来将所述器件吸附固定于所述器件固定装置上。

本发明的有益效果：通过在每一吸附孔所在位置处对应设置一感触部件，并给每个气道配置一气道开关组件，气道开关组件与感触部件联动，使得只有被器件压盖的吸附孔的真空气道才会被打开，从而使被器件压盖的吸附孔产生吸力以吸附器件，而未被器件压盖的吸附孔的气道则被对应的气道开关组件阻止打开，即只有器件压盖的区域会产生吸力而非压盖区域不产生吸力，从而提高器件两侧的压差，以达到有效增大固定压力的目的，从而稳定地固定器件。

附图说明

图1为本发明第一实施例中的器件固定装置的立体结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的器件固定装置在感触部件（伸缩杆）未被压迫时的结构示意图；

图3为本发明第一实施例中的器件固定装置在感触部件（伸缩杆）被压迫时的结构示意图；

图4为本发明第二实施例中的器件固定装置的立体结构示意图；

图5为图4当中I处的放大图；

图6为本发明第二实施例中的器件固定装置在感触部件（压电传感器）未被压迫时的结构示意图；

图7为本发明第二实施例中的器件固定装置在感触部件（压电传感器）被压迫时的结构示意图。

主要元件符号说明：

器件固定装置100；基座10；气道开关组件30；吸附孔11；真空气道12；器件200；伸缩杆21；第一复位弹簧211；活动块31；密封环32；上腔室111；下腔室112；连通气道311；大气气道13；第一气道阀门123；上充气口131；下充气口132；第二气道阀门133；上抽气口121；下抽气口122；器件抓取装置300；压电传感器22；安装孔14；活塞33；驱动组件34；控制器件35；连通孔331；容纳腔15；密封圈16；电磁铁341；永磁体342；第二复位弹簧343。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。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。

实施例一

请参阅图1-图3，所示为本发明第一实施例中的器件固定装置100，包括基座10、设置于基座10顶部的若干感触部件、以及设置于基座10内的若干气道开关组件30，其中：

基座10的顶部为器件固定平台，基座10的顶部设有若干吸附孔11，每个吸附孔11均通过各自的真空气道12与真空泵（图未示出）连通，真空气道12置于基座10内，即真空气道12为基座10上开设的孔洞或型腔，各个吸附孔11的真空气道12独立设置。优选地，如图1所示，各个吸附孔11以阵列方式进行均匀排布，这样可以更好、更均匀的吸附固定放置在基座10顶部的器件200。

每一吸附孔11所在位置处对应设置一感触部件，以当器件200置于基座10顶部时，器件200触动被其压迫的感触部件，即当器件200置于基座10顶部时，一些吸附孔11会被器件200压盖住，与此同时这些吸附孔11对应设置的感触部件也会受到器件200的压迫而被触动。每个气道开关组件30各控制一个真空气道12的通断，气道开关组件30与对应的感触部件联动，以在器件200触动感触部件时，被触动的感触部件对应的气道开关组件30打开其所控制的真空气道12，以使被器件200压迫的感触部件对应的吸附孔11（即被器件200压盖住的吸附孔11）连通真空泵，以吸附器件200。

具体地，如图1-3所示，在本实施例当中，感触部件为置于吸附孔11中的伸缩杆21，伸缩杆21的底端通过第一复位弹簧211连接基座10，以使伸缩杆21在未被压迫时突出于基座10的顶部，以便器件200下放到基座10顶部时触动伸缩杆21缩回吸附孔11中。

如图2-图3所示，气道开关组件30包括活动块31及套设于活动块31外壁上的密封环32，密封环32由柔性材质制成，如橡胶，活动块31滑动置于吸附孔11内，并通过密封环32与吸附孔11的内壁密封接触，以将吸附孔11分隔为上腔室111和下腔室112，活动块31上设有连通气道311，连通气道311呈“T”形，伸缩杆21固定于活动块31上，第一复位弹簧211连接在活动块31底端和下腔室112底部之间，使得伸缩杆21的上下浮动和活动块31的上下滑动形成联动。每一真空气道12对应配置有一大气气道13，大气气道13置于基座10内，即大气气道13为基座10上开设的孔洞或型腔，各个大气气道13独立设置。真空气道12上设有第一气道阀门123，大气气道13上设有上充气口131和下充气口132，下充气口132连通下腔室112，下充气口132设有第二气道阀门133，真空气道12上设有上抽气口121和下抽气口122。如图2所示，伸缩杆21在未被压迫或未压迫到位时，上抽气口121和下抽气口122均被活动块31上的密封环32堵住，从而堵住真空气道12，此时下腔室112通过连通气道311与上充气口131连通，进而连通大气气道13，以使大气压进入下腔室112内，使得下腔室112与大气相通，活动块31两侧压强相等，伸缩杆21和活动块31可以自由移动，这样就使得当器件200下放到基座10顶部时，伸缩杆21能够顺利被器件200触动。

如图3所示，当伸缩杆21被压迫（指压迫到位，被器件200完全压缩在吸附孔11中）时，上充气口131被活动块31上的密封环32堵住，上腔室111连通上抽气口121，进而连通真空气道12，下腔室112通过连通气道311连通下抽气口122，进而连通真空气道12，从而使得上腔室111和下腔室112均被抽吸成真空，从而使上腔室111产生吸力吸附固定器件200，下腔室112产生吸力吸附固定活动块31，避免活动块31和伸缩杆21被第一复位弹簧211弹起。

其中，活动块31在打开和堵住真空气道12的位置之间的距离等于伸缩杆21突出于基座10顶部的长度，使得当器件200下压至接触基座10顶部时，伸缩杆21刚好完全缩回吸附孔11中，此时活动块31恰好移动至打开真空气道12，从而迅速产生吸力吸住器件200。

本实施例当中的结构的工作原理为，如图2所示，初始状态下，第一气道阀门123和第二气道阀门133均处于开启状态，所有伸缩杆21均处于伸出状态（如图1所示），连通气道311与大气气道13的上充气口131和下充气口132接通，下腔室112和上腔室111均为大气压，真空气道12的上抽气口121和下抽气口122均被密封环32封堵；

当器件抓取装置300（如吸头）吸取器件200（如半导体激光器芯片或巴条）至指定位置（如图1所示）、并下移压住对应位置的伸缩杆21并使其向下移动、直至器件200接触基座10顶部时，活动块31跟随伸缩杆21下移到指定位置，此时连通气道311与下抽气口122接通，抽取下腔室112气体，上腔室111与上抽气口121接通，抽取上腔室111气体。此时第二气道阀门133关闭、而上充气口131被堵住，使上腔室111和下腔室112最终均成为真空，如图3所示，器件200紧密贴紧基座10顶部，从而稳定固定住器件200，以便完成后续操作（如对器件200进行测试）；

待操作工作完成后，关闭第一气道阀门123，打开第二气道阀门133，空气经下充气口132进入下腔室112，并经连通气道311、下抽气口122，上抽气口121进入上腔室111，使得上腔室111和下腔室112均恢复为大气压，伸缩杆21在弱弹力的第一复位弹簧211的作用下顶起活动块31和伸缩杆21，进而顶起已操作完成的器件200，方便器件抓取装置300将其吸取并移走，同时当活动块31被顶起之后，整个结构又恢复初始状态。

综上，本实施例当中的器件固定装置100，通过在每一吸附孔11所在位置处对应设置一感触部件，并给每个气道配置一气道开关组件30，气道开关组件30与感触部件联动，使得只有被器件200压盖的吸附孔11的真空气道12才会被打开，从而使被器件200压盖的吸附孔11产生吸力以吸附器件200，而未被器件200压盖的吸附孔11的气道则被对应的气道开关组件30阻止打开，即只有器件200压盖的区域会产生吸力而非压盖区域不产生吸力，从而提高器件200两侧（面向基座10一侧和背向基座10一侧）的压差，以达到有效增大固定压力的目的，从而稳定地固定器件200。

实施例二

请参阅图4-图7，所述为本发明第二实施例当中的器件固定装置100，本实施例当中的器件固定装置100与第一实施例当中的器件固定装置100的不同之处在于：

在本实施例当中，如图4和图5所示，感触部件为设于吸附孔11一侧的压电传感器22，具体地，吸附孔11一侧开设有安装孔14，压电传感器22安装于安装孔14内。气道开关组件30包括：密封分隔吸附孔11和真空气道12的活塞33、驱动活塞33移动的驱动组件34、以及通过导线（图6和图7中虚线所示）与压电传感器22和驱动组件34电性连接的控制器件35；活塞33上设有连通孔331，当压电传感器22被压迫时，控制器件35控制驱动组件34，以使驱动组件34将活塞33移至使吸附孔11通过连通孔331与真空气道12连通。另外，本实施例当中的基座10无需设置大气气道。在一些可选实施例当中，压电传感器22和驱动组件34与控制器件35还可以采用蓝牙、红外等无线方式进行电性连接。

具体地，如图6和图7所示，在本实施例当中，基座10内在吸附孔11和真空气道12之间设有容纳腔15，吸附孔11和真空气道12同轴设置，容纳腔15与吸附孔11和真空气道12十字交叉设置，活塞33滑动设置于容纳腔15内，且与容纳腔15的内壁密封接触，活塞33还横穿吸附孔11和真空气道12。此外为了进一步保证密封性，活塞33与吸附孔11和真空气道12衔接的部位分别嵌设有密封圈16。

如图6和图7所示，驱动组件34也置于容纳腔15内，驱动组件34包括由控制器件35电控的电磁铁341、设置于活塞33上并与电磁铁341相对设置的永磁体342、以及驱使活塞33复位的第二复位弹簧343，第二复位弹簧343连接在永磁体342和电磁铁341之间，且第二复位弹簧343的弹力，小于永磁体342和电磁铁341之间的磁吸力。

本实施例当中的结构的工作原理为，如图6所示，初始状态下，压电传感器22处于自由状态，控制器件35得到的探测电压为0，此时电磁铁341不通电，永磁体342不受外力，活塞33在第二复位弹簧343作用下位于最左侧位，此时连通孔331被堵住，吸附孔11和真空气道12被活塞33分隔，吸附孔11不产生吸力；

当器件抓取装置300吸取器件200至指定位置（如图4所示）、并下移至使器件200接触基座10顶部时，压电传感器22中的压电薄膜受器件200压力产生电压，并将电压信号传给控制器件35，控制器件35接受电压信号，控制电磁铁341通电，以产生电磁吸力使永磁体342带动活塞33移动，以使连通孔331连通吸附孔11和真空气道12，如图7所示，最终使吸附孔11联通真空系统，产生负压，以使器件200紧密贴紧基座10顶部，从而稳定固定住器件200，以便完成后续操作；

待操作工作完成后，关闭真空泵，使气道恢复大气压力，从而方便器件抓取装置300再次吸取并移走器件200，移走后，压电传感器22中的压电薄膜恢复形状，电压恢复为0，控制器件35控制电磁铁341断电，电磁铁341失去磁力，活塞33在弹簧作用下移至最左侧，自动封闭连通孔331，并使吸附孔11和真空气道12重新断开。

需要指出的是，本发明第二实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

实施例三

本发明第三实施例还提出一种半导体激光器测试设备，包括器件抓取装置、真空泵以及器件固定装置，所述器件固定装置为上述实施例1-2当中任一实施例所述的器件固定装置100，器件抓取装置用于抓取器件至器件固定装置上，真空泵连接器件固定装置的气道，以产生真空来将器件吸附固定于器件固定装置上，以方便对器件进行测试，其中器件为半导体激光器芯片或巴条。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种器件固定装置，包括基座，所述基座的顶部设有若干吸附孔，每个所述吸附孔均通过各自的真空气道与真空泵连通，所述真空气道置于所述基座内，其特征在于，所述器件固定装置还包括：

若干感触部件，设置于所述基座的顶部，且每一所述吸附孔所在位置处对应设置一所述感触部件，以当器件置于所述基座顶部时，所述器件触动被其压迫的所述感触部件；以及

若干气道开关组件，设置于所述基座内，且每个所述气道开关组件各控制一个所述真空气道的通断，所述气道开关组件与对应的所述感触部件联动，以在所述器件触动所述感触部件时，被触动的所述感触部件对应的所述气道开关组件打开其所控制的所述真空气道，以使被所述器件压迫的所述感触部件对应的所述吸附孔连通所述真空泵，以吸附所述器件。

2.根据权利要求1所述的器件固定装置，其特征在于，所述感触部件为置于所述吸附孔中的伸缩杆，所述伸缩杆的底端通过第一复位弹簧连接所述基座，以使所述伸缩杆在未被压迫时突出于所述基座的顶部；

所述气道开关组件包括活动块，所述活动块滑动置于所述吸附孔内，并与所述吸附孔的内壁密封接触，以将所述吸附孔分隔为上腔室和下腔室，所述伸缩杆固定于所述活动块上；

所述伸缩杆在未被压迫时，所述活动块堵住所述真空气道，所述伸缩杆被压迫时，所述活动块下移至打开所述真空气道，所述上腔室和所述下腔室连通所述真空气道。

3.根据权利要求2所述的器件固定装置，其特征在于，每一所述真空气道对应配置有一大气气道，所述活动块上设有连通气道，所述伸缩杆在未被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道与所述大气气道连通，当所述伸缩杆被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道连通所述真空气道。

4.根据权利要求3所述的器件固定装置，其特征在于，所述气道开关组件还包括密封环，所述密封环套设于所述活动块外壁上，并与所述吸附孔的内壁密封接触。

5.根据权利要求3所述的器件固定装置，其特征在于，所述大气气道上设有上充气口和下充气口，所述下充气口连通所述下腔室，所述伸缩杆在未被压迫时，所述下腔室通过所述连通气道与所述上充气口连通。

6.根据权利要求5所述的器件固定装置，其特征在于，所述真空气道上设有上抽气口和下抽气口，当所述伸缩杆被压迫时，所述上腔室连通所述上抽气口，所述下腔室通过所述连通气道连通所述下抽气口。

7.根据权利要求6所述的器件固定装置，其特征在于，所述真空气道上设有第一气道阀门，所述下充气口上设有第二气道阀门。

8.根据权利要求1所述的器件固定装置，其特征在于，所述感触部件为设于所述吸附孔一侧的压电传感器，所述气道开关组件包括：密封分隔所述吸附孔和所述真空气道的活塞、驱动所述活塞移动的驱动组件、以及与所述压电传感器和所述驱动组件电性连接的控制器件；

所述活塞上设有连通孔，当所述压电传感器被压迫时，所述控制器件控制所述驱动组件，以使所述驱动组件将所述活塞移至使所述吸附孔通过所述连通孔与所述真空气道连通。

9.根据权利要求8所述的器件固定装置，其特征在于，所述驱动组件包括由所述控制器件电控的电磁铁、设置于所述活塞上并与所述电磁铁相对设置的永磁体、以及驱使所述活塞复位的第二复位弹簧。

10.一种半导体激光器测试设备，包括器件抓取装置以及真空泵，其特征在于，还包括权利要求1-9任一项所述的器件固定装置，所述器件抓取装置用于抓取器件至所述器件固定装置上，所述真空泵连接所述器件固定装置的真空气道，以产生真空来将所述器件吸附固定于所述器件固定装置上。

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