CN111929033A

CN111929033A - 用于测试边射型激光二极管的夹具组件及其测试设备

Info

Publication number: CN111929033A
Application number: CN201910344735.9A
Authority: CN
Inventors: J·E·霍普金斯
Original assignee: To Mao Electronics Suzhou Co ltd
Current assignee: To Mao Electronics Suzhou Co ltd; Chroma ATE Suzhou Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-13

Abstract

本发明涉及一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件及具备该组件的测试设备，主要包括基座、上盖以及闭锁机构；基座包括容置槽以及透射腔，而透射腔与容置槽呈正交并彼此连通；上盖包括本体、压抵块、施压组件，压抵块耦接于本体并可相对于本体滑移，且压抵块设有电接触接口；另，闭锁机构设置于基座以及上盖中的至少一者，可选择地使基座和上盖彼此接合或脱离。其中，闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，施压组件通过压抵块而施力于容置于容置槽内的边射型激光二极管，而边射型激光二极管可通过基座的透射腔射出激光以供检测。

Description

用于测试边射型激光二极管的夹具组件及其测试设备

技术领域

本发明涉及一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件及具备该组件的测试设备，尤指一种适用于固定测试边射型激光二极管的夹具组件，以及执行该二极管的光学测试和电测试的测试设备。

背景技术

边射型激光二极管(side/edge-emitting laser diode)因为具备直线传播、微小光点(数μm～)、单色性、高光密度、可干涉性(coherent)等特性，所以可以运用在相当多的领域中，包括感测、通讯、照明、感光、以及数据储存等领域。进一步说明，例如CD、DVD、Blu-ray光盘的读取和记录、激光打印机和多功能外围设备(Multi Function Peripheral，MFP)的感光/印刷、光纤通讯、激光显微镜和激光标线器等的照明、以及距离感测、烟雾感测等。

再者，无论是便携式消费电子产品还是工业应用产品，都朝向缩小电子设备体积的趋势发展，而这也直接限制了半导体芯片及激光二极管等电子组件的尺寸。然而，随着组件尺寸的缩小，在测试时可用于临时接触的接点也变小。其中，接点占据待测试组件表面部分的面积，导致仅剩下部分的表面区域可作为热接触面。此外，细间距(Fine pitch)弹簧探针无法提供足够的力量去达成良好的热接触。

综观现有技术的技术水平，如中国实用新型专利公告第CN201974446U号、以及中国发明专利公开第CN106996990A号，都无法完全解决前述问题，仍有改善空间。进一步说明，以中国第CN201974446U号“激光二极管芯片功率测试夹具(Test fixture for powerof laser diode chip)”实用新型专利为例，其仅仅揭露在夹具体上设有载体槽以及芯片槽，然后直接以光探测器直接逐一地对载体槽和芯片槽内的待测组件进行测试。因此，并没有夹持待测组件的手段，无法对待测组件进行精准定位，且也无法确保待测组件与弹簧探针间的完整电接触。

另外，以中国第CN106996990A号“同时测试多个多针激光器件的测试夹具(Testfixture for simultaneously testing multiple multi-pin laser devices)”专利公开文件为例，虽然揭露有夹持待测组件的手段，不过机构过于复杂，还必须通过手动转动手柄来进行夹持，更何况也没有揭露可提供预烧测试(burn-in test)的功能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件及具备该组件的测试设备，从而能稳固地夹持激光二极管，并对其精准定位，而使检测设备能够接收到每个激光二极管所发射的光束，且能确保激光二极管所有接点(pads)能完整电接触弹簧探针(spring pins)。

本发明的另一目的在于提供一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件，从而能与连接到测试来源的适配的连接器耦接，而且夹具本身可以在不同的设备间流通、处理，从而夹具可提供重复处理，而非直接对待测组件。此外，因为尚未封装的激光二极管本身相当脆弱、容易损坏，将它们置放于夹具内可以减少精密晶粒和接点与外部装置接触的机会。据此，激光二极管是受到良好的保护，因为它们在其他的制程或测试中是被保存在夹具中。

为达成上述目的，本发明的一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件主要包括基座、上盖以及闭锁机构；基座包括至少一个容置槽以及至少一个透射腔，而透射腔与容置槽呈正交并彼此连通；上盖包括本体、压抵块以及施压组件，而施压组件组装于本体，压抵块耦接于本体并可相对于本体滑移，且压抵块设有电接触接口；另，闭锁机构设置于基座以及上盖中的至少一者，可选择地使基座和上盖彼此接合或脱离。其中，闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，施压组件通过压抵块而施力于容置于容置槽内的边射型激光二极管。

据此，当闭锁机构使基座和上盖紧固接合时，通过施压组件而施力于压抵块，使压抵块与容置槽共同夹持待测试的激光二极管，同时对该激光二极管进行定位。此外，进行检测时，边射型激光二极管所发出的激光得以通过透射腔(Cavity)射出。

为达成前述目的，本发明涉及一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件，该边射型激光二极管包括发光面以及接点面，发光面上包括发光区域，其主要包括基座、上盖以及闭锁机构；基座包括至少一个容置槽以及至少一个透射腔，而透射腔与容置槽呈正交并彼此连通，且容置槽用于容设边射型激光二极管；上盖包括本体、压抵块以及施压组件，而本体包括贯通槽，压抵块滑设于本体的该贯通槽，且施压组件设置于本体与压抵块之间，压抵块设有电接触接口；闭锁机构设置于基座以及上盖中的至少一者，可选择地使基座和上盖彼此接合或脱离；其中，闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，施压组件通过压抵块而施力于边射型激光二极管的接点面，而边射型激光二极管的接点面接触该至少一个电接触接口，且基座的透射腔露出至少局部的边射型激光二极管的发光区域。

为达成前述目的，本发明的检测设备主要包括：电源模块、如前述的夹具组件、来源测量模块以及主控制器；其中，来源测量模块启动边射型激光二极管，而主控制器控制对边射型激光二极管执行光学测试和电测试。

附图说明

图1为边射型激光二极管的示意立体图。

图2为本发明的夹具组件一优选实施例的立体图。

图3为本发明的夹具组件中的上盖和基座分离时的立体图。

图4为本发明的夹具组件中的上盖和基座分离时的局部剖视图。

图5为本发明的夹具组件中的上盖和基座接合过程中的局部剖视图。

图6为本发明的夹具组件中的上盖和基座完成接合时的局部剖视图。

图7为本发明的检测设备一优选实施例的系统框架图。

具体实施方式

本发明用于测试边射型激光二极管的夹具组件及具备该组件的测试设备在本实施例中被详细描述之前，要特别注意的是，以下的说明中，类似的组件将以相同的组件符号来表示。再者，本发明的附图仅作为示意说明，其未必按比例绘制，且所有细节也未必全部呈现于附图中。

请先参阅图1，其为边射型激光二极管Ld的示意立体图。一般而言，边射型激光二极管Ld包括发光面Ld1以及接点面Ld2，其中发光面Ld1上包括发光区域Ldz，即激光由该发光区域Ldz发射。另外，接点面Ld2上则布设有多个电接点(图中未示)，其作为二极管芯片与电路板间电导通的媒介。

请再参阅图2以及图3，图2为本发明的夹具组件一优选实施例的立体图，图3为本发明的夹具组件中的上盖和基座分离时的立体图。如图中所示，本实施例所提供的夹具组件主要包括基座2、上盖3以及闭锁机构4，而基座2上设置有多个容置槽21，其用于容设待测的边射型激光二极管Ld，即每个容置槽21可容纳如图1所示的边射型激光二极管Ld。

请再一并参阅图4，图4为本发明的夹具组件中的上盖和基座分离时的局部剖视图。如图中所示，基座2又设置有多个透射腔22，其分别与多个容置槽21呈正交并彼此连通。在本实施例中，容置槽21为纵向设置，而透射腔22则为横向设置。此外，每个容置槽21的底部又设置有温度调控单元5，其用于对该边射型激光二极管Ld升温或降温。

其中，因本实施例的夹具组件用于预烧测试(Burn-in test)，故温度调控单元5采用加热台51，其通过基座2加热，而基座2又与具有加热或冷却的夹具(chuck)连接(图中未示)。换言之，在本实施例中，加热台51和基座2皆为温度的移转平台(temperaturetransfer platform)。不过，本发明不以此为限，其他加热或冷却模块均可适用于本发明。

另外，本实施例的上盖3包括本体31、多个压抵块32以及多个施压组件33，施压组件33组装于本体31内，而压抵块32耦接于本体31并可相对于本体31滑移。又，每个压抵块32设有电接触接口322，在本实施例中电接触接口322包括多个探针323，其自压抵块32的下端面凸伸，并用于电接触边射型激光二极管Ld的接点面Ld2。

进一步说明，本体31上开设多个贯通槽311，而多个压抵块32分别滑设于该多个贯通槽311内，且压抵块32径向向外凸出设置有挡止块321，贯通槽311径向向内凸出设置有卡止部312。本实施例的施压组件33为压缩弹簧，其设置于贯通槽311内并介于卡止部312与挡止块321之间，而该压缩弹簧除了提供压抵块32滑移时的复位功能外，当该压缩弹簧受到压抵块32的挤压而压缩时，其撑张弹力将可作为压抵块32的下压力。

再者，每个闭锁机构4包括一对闭锁杆41、一对插槽42以及一对闭锁件43，该对闭锁杆41自基座2的上表面向上凸伸并分设于容置槽21的两侧，每个闭锁杆41的上缘包括呈环形的凹槽411；该对插槽42设置于该上盖3并分设于贯通槽311的两侧，且每个插槽42内又设有容槽421，该插槽42和该容槽421成正交配置且相互连通。

又，该对闭锁件43分别组装于该对插槽42内，每个闭锁件43包括弹簧431以及卡固块432，而卡固块432以及弹簧431容设于容槽421内，且弹簧431向卡固块432施予偏压。换言之，弹簧431可驱动卡固块432使其滑移于容槽421与凹槽411之间。

以下说明基座2和上盖3的接合过程，请一并参阅图4、图5以及图6，图4为本发明的夹具组件中的上盖3和基座2分离时的局部剖视图，图5为本发明的夹具组件中的上盖3和基座2接合过程中的局部剖视图，图6为本发明的夹具组件中的上盖3和基座2完成接合时的局部剖视图。

当欲接合基座2和上盖3时，随着上盖3逐渐下降并接近基座2，而上盖3的插槽42套入闭锁杆41，直到闭锁杆41上的凹槽411对应到上盖3的容槽421。此时，弹簧431驱使卡固块432滑出容槽421，并卡固于容槽421与凹槽411之间，而闭锁件43紧固闭锁杆41，进而使基座2和上盖3无法脱离，如此便完成闭锁动作。

然而，请见图5，在上盖3的插槽42套入闭锁杆41，而当压抵块32下端面的探针323抵住边射型激光二极管Ld的接点面Ld2后，又随着上盖3逐渐下降，而施压组件33逐渐受到挤压而产生下压力并通过压抵块32而施加于边射型激光二极管Ld。需要特别说明的是，此下压力虽然是针对个别待测物的离散之力，但最终在组件内的每一个待测物将都受到顺应力，而获得均匀且完整的电接触和热传导接触。

换言之，通过施压组件33施加下压力于压抵块32，可确保电接触接口322完整接触边射型激光二极管Ld的接点面Ld2，且压抵块32可协同容置槽21进而紧固夹持边射型激光二极管Ld。同时，发光面Ld1的发光区域Ldz可对准基座2的透射腔22，即透射腔22完整露出该发光区域Ldz。然而，开始测试时，边射型激光二极管Ld所发射的激光即可透过透射腔22射出，即如图6所示。需要特别说明的是，对于测试而言，最大的光射出量是相当重要的，所以透射腔22的接口或开口角度必须考虑到发光面Ld1的发光区域Ldz的最大射出角(maximum divergence angles)，以免阻挡了激光的射出。

另一方面，请再度参阅图2、图3以及图4，本实施例的每个闭锁机构4又包括按钮34，其设置于上盖3，且每个按钮34连接至卡固块432。故当测试完毕时，只需按压上盖3的按钮34，即可推动卡固块432，使其退出闭锁杆41的凹槽411，以解除上盖3与基座2间的闭锁，接着上盖3便可轻易脱离基座2。

请再参阅图7，图7为本发明的检测设备一优选实施例的系统框架图。本实施例的检测设备主要包括电源模块P、如前记实施例所述的测试边射型激光二极管的夹具组件T、来源测量模块M、测试器S以及主控制器C，而电源模块P、测试器S以及来源测量模块M与主控制器C电连接，且测试器S对应于基座2的透射腔22。

其中，当闭锁机构4使基座2和上盖3彼此接合时，即边射型激光二极管Ld的接点面Ld2上的电接点电接触探针223后，来源测量模块M可供电并启动边射型激光二极管Ld，此时来源测量模块M亦随即测量电压等电参数，即进行电测试；而边射型激光二极管Ld的发光区域Ldz将发射激光，并通过透射腔22自基座2射出激光。然而，主控制器C便控制测试器S测量自透射腔22所射出的激光，进而检测边射型激光二极管Ld的发光特性，其中测试器S是用于通过积分球I_S以及光传感器P_D监测或检测光通量和光波长。

综上，本发明至少具备以下特色及优势：

1.通过施压组件33而施力于压抵块32，使压抵块32与容置槽21共同夹持待测试的激光二极管Ld，除了可对该激光二极管Ld进行定位外，同时可确保激光二极管Ld与探针323完整电接触。而且，该施力可增加激光二极管和基座间的热传导接口。

2.施压组件33提供了适当的压力及缓冲力，使压抵块32不致于过度重压激光二极管Ld，进而导致激光二极管Ld破裂毁损。

3.透射腔22完整暴露激光二极管Ld上的发光面Ldz，使激光二极管Ld所发射的激光可不受阻碍地从夹具组件T射出，以供测量。

4.可以通过温度调控单元5直接接触或通过其他流体接触待测试的激光二极管Ld，并对激光二极管Ld升温或降温，故可提供高温或低温的测试环境。

5.操作相当容易，只要将上盖3上的插槽42对准基座2上的闭锁杆41，而将上盖3与基座2直接压合，即可完成闭锁；完成测试时，只要按压上盖3上的按钮34，即可使上盖3脱离基座2。

6.存放于夹具组件内的激光二极管，将受到相当良好的保护，可以减少精密晶粒与外部装置接触的机会，进而避免受外力毁损。

7.夹具组件可以在不同制程或设备间流动、处理，例如进行不同检测项目时，激光二极管无需移出夹具，且夹具组件可重复使用。

上述实施例仅为了方便说明举例而已，本发明所主张的保护范围自应以本申请权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

符号说明

2 基座

21 容置槽

22 透射腔

3 上盖

31 本体

311 贯通槽

312 卡止部

32 压抵块

321 挡止块

322 电接触接口

323 探针

33 施压组件

34 按钮

4 闭锁机构

41 闭锁杆

411 凹槽

42 插槽

421 容槽

43 闭锁件

431 弹簧

432 卡固块

5 温度调控单元

51 加热台

C 主控制器

I_S 积分球

Ld 边射型激光二极管

Ld1 发光面

Ld2 接点面

Ld 发光区域

M 来源测量模块

P 电源模块

P_D 光传感器

S 测试器

T 夹具组件。

Claims

1.一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件，包括：

基座，其包括至少一个容置槽以及至少一个透射腔，所述至少一个透射腔与所述至少一个容置槽呈正交并彼此连通；

上盖，其包括本体、至少一个压抵块以及至少一个施压组件，该施压组件组装于该本体，该压抵块耦接于该本体并能相对于该本体滑移，该压抵块设有电接触接口；

闭锁机构，其设置于该基座以及该上盖中的至少一者，能有选择地使该基座和该上盖彼此接合或脱离；以及

其中，该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，该施压组件通过该压抵块而施力于容置于所述至少一个容置槽内的该边射型激光二极管。

2.如权利要求1所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该闭锁机构包括至少一个闭锁杆、至少一个插槽以及至少一个闭锁件，所述至少一个闭锁杆自该基座的上表面向上凸伸，所述至少一个插槽设置于该上盖，所述至少一个闭锁件组装于所述至少一个插槽内；当该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，所述至少一个闭锁件紧固所述至少一个闭锁杆。

3.如权利要求2所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，所述至少一个闭锁件包括弹簧以及卡固块，该插槽内设有容槽，该卡固块以及该弹簧容设于该容槽，该弹簧向该卡固块施予偏压，该闭锁杆包括凹槽；当该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，该弹簧驱使该卡固块卡固于该容槽与该凹槽之间。

4.如权利要求1所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该上盖的该本体包括贯通槽，该压抵块滑设于该贯通槽，该贯通槽内设有卡止部，该压抵块包括挡止块，该施压组件为压缩弹簧，该施压组件介于该卡止部与该挡止块之间。

5.如权利要求1所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该基座还包括温度调控单元，其设置于所述至少一个容置槽内，并用于对该边射型激光二极管升温或降温。

6.如权利要求5所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该温度调控单元包括加热台，其设置于所述至少一个容置槽的底部且接触该边射型激光二极管的底面。

7.如权利要求6所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该电接触接口包括多个探针，其布设于该压抵块的下端面。

8.一种用于测试边射型激光二极管的夹具组件，该边射型激光二极管包括发光面以及接点面，该发光面上包括发光区域，包括：

基座，其包括至少一个容置槽以及至少一个透射腔，所述至少一个透射腔与所述至少一个容置槽呈正交并彼此连通，所述至少一个容置槽用于容设该边射型激光二极管；

上盖，其包括本体、至少一个压抵块以及至少一个施压组件，该本体包括至少一个贯通槽，该压抵块滑设于该本体的该贯通槽，该施压组件设置于该本体与该压抵块之间，该压抵块设有电接触接口；以及

闭锁机构，其设置于该基座以及该上盖中的至少一者，能有选择地使该基座和该上盖彼此接合或脱离；

其中，该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，该施压组件通过该压抵块而施力于该边射型激光二极管的该接点面，该边射型激光二极管的该接点面接触所述至少一个电接触接口，该基座的该透射腔露出至少局部的该边射型激光二极管的该发光区域。

9.如权利要求8所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其中，该基座还包括温度调控单元，其设置于所述至少一个容置槽内，并用于对该边射型激光二极管升温或降温。

10.一种检测设备，包括：

电源模块；

权利要求1～9中任一项所述的用于测试边射型激光二极管的夹具组件，其用于容置至少一个边射型激光二极管；

来源测量模块；以及

主控制器，该电源模块以及该来源测量模块与该主控制器电连接；

其中，该来源测量模块启动所述至少一个边射型激光二极管，该主控制器控制对该边射型激光二极管执行光学测试和电测试。