CN111929470A - 用于测试面射型激光二极管的夹具组件及其测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于测试面射型激光二极管的夹具组件及具备该组件的测试设备，其主要包括基座、上盖以及闭锁机构；其中，基座包括容置槽以及电接触接口，而电接触接口设置于容置槽内；另外，上盖包括本体、压抵块以及施压组件，压抵块包括贯穿孔，且压抵块耦接于本体并可相对于本体滑移，施压组件则组装于本体。又，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，当闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，容置槽与贯穿孔形成贯穿腔体，以供激光二极管射出激光。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测试面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面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
常见的面射型激光二极管，例如垂直共振腔面射型激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，简称VCSEL)，其应用层面不断地扩张，需求也日益强劲。目前VCSEL面射型激光器市场应用已涵盖距离感测、自动对焦、3D感测、虹膜辨识、以及空气与水质检测。其中，3D感测又包括了手势辨识(Gesture Recognition)、及人脸辨识(FaceRecognition)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，导致仅剩下小部分的表面区域可供作为热接触面。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及芯片槽，然后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面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能完整电接触弹簧探针。
本发明的另一目的在于提供一种用于测试面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面射型激光二极管的夹具组件，其主要包括基座、上盖以及闭锁机构；其中，基座包括至少一个容置槽以及至少一个电接触接口，而电接触接口设置于容置槽内；另外，上盖包括本体、压抵块以及施压组件，压抵块包括贯穿孔，且压抵块耦接于本体并可相对于本体滑移，施压组件则组装于本体。又，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，当闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，容置槽与贯穿孔形成贯穿腔体(Cavity)。
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，面射型激光二极管所发出的激光得以通过容置槽与贯穿孔所形成的贯穿腔体(Cavity)射出。
为达成前述目的，本发明涉及一种用于测试面射型激光二极管的夹具组件，该面射型激光二极管可包括发光面以及接点面，且发光面上包括发光区域。本发明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，其用于容设面射型激光二极管，且容置槽内设置电接触接口，其用于电接触面射型激光二极管的接点面；又，上盖包括本体、压抵块以及施压组件，而本体包括贯通槽，而压抵块包括贯穿孔，且压抵块滑设于本体的贯通槽，施压组件设置于本体与压抵块之间；再者，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，当闭锁机构使基座和上盖彼此接合时，容置槽与贯穿孔形成贯穿腔体(Cavity)，以露出至少局部的发光区域。
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，来源测量模块启动面射型激光二极管，而主控制器控制对面射型激光二极管执行光学测试和电测试。
附图说明
图1为面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较佳实施例的立体图。
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时的局部剖视图。
图6为本发明的检测设备一较佳实施例的系统框架图。
具体实施方式
本发明用于测试面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，其为面射型激光二极管Ld的示意立体图。一般而言，面射型激光二极管Ld包括发光面Ld1、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，其用于容设待测的面射型激光二极管Ld，即每个容置槽21可容纳一个面射型激光二极管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。每个容置槽21的底部又设置有一个温度调控单元5，其用于对该面射型激光二极管Ld升温或降温，而温度调控单元5的环周又设置电接触接口211。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采用具备温度调控面的加热台51。
在本实施例中，该温度调控面为非常坚固耐用的高导热界面，其直接接触面射型激光二极管Ld，且加热台51通过热通路而耦接至温度调控器(图中未示)；但本发明不以此为限，其他加热或冷却模块均可适用于本发明。另外，本实施例的电接触接口211采用弹簧探针213(spring pins)，其布设于加热台51的四周，并用于电接触面射型激光二极管Ld的接点面Ld2上的电接点(图中未示)。
再者，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，而本体31包括多个贯通槽311，每个贯通槽311又对应于基座2上的容置槽21。其中，每个贯通槽311内滑设有压抵块32，而每个贯通槽311内设有卡止部212，且每个压抵块32包括挡止块322，而本实施例的施压组件33为压缩弹簧，其容设于贯通槽311并介于卡止部212与挡止块322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。
再如图中所示，每个闭锁机构4包括闭锁杆41、插槽42以及闭锁件43，该闭锁杆41自基座2的上表面向上凸伸，而该插槽42设置于该上盖3，且贯穿该上盖3，上盖3的插槽42对应于基座2的闭锁杆41。另外，闭锁件43包括弹簧431以及卡固块432，且插槽42内设有容槽421，而卡固块432以及弹簧431容纳于容槽421。其中，弹簧431向卡固块432施予偏压，闭锁杆41包括凹槽411。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。
请一并参阅图5，图5为本发明的夹具组件中的上盖3和基座4接合时的局部剖视图。当该闭锁机构4使该基座2和该上盖3彼此接合时，弹簧431驱使该卡固块432卡固于该容槽421与该凹槽411之间，此时闭锁机构4紧固基座2和上盖3，而容置槽21与贯穿孔321形成贯穿腔体Ct。
此时，施压组件33因受到压缩而产生弹簧力，其通过压抵块32而施力于面射型激光二极管Ld的发光面Ld1，即压抵块32向下推压面射型激光二极管Ld，而使面射型激光二极管Ld的接点面Ld2完整地接触电接触接口211的弹簧探针213而构成电导通。然而，此时面射型激光二极管Ld的发光区域Ldz即可通过压抵块32的贯穿孔321射出激光。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，所以贯穿孔321的开口角度必须考虑到面射型激光二极管Ld的最大射出角(maximum divergence angles)。
另一方面，请再度参阅图2及图3，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6，图6为本发明的检测设备一优选实施例的系统架构图。本实施例的检测设备主要包括电源模块P、如前述实施例所述的测试面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为与主控制器C电连接，且测试器S对应于压抵块32的贯穿孔321。
其中，当闭锁机构4使基座2和上盖3彼此接合时，即面射型激光二极管Ld的接点面Ld2上的电接点与弹簧探针213电接触后，来源测量模块M可供电并启动面射型激光二极管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；而面射型激光二极管Ld的发光区域Ldz将发射激光，并透过贯穿腔体Ct自上盖3射出激光。然而，主控制器C便控制测试器S测量自贯穿腔体Ct所射出的激光，进而检测面射型激光二极管Ld的发光特性，其中测试器S是用于通过积分球IS以及光传感器PD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：
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与弹簧探针213完整电接触。
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。
贯穿腔体Ct完整暴露激光二极管Ld上的发光区域Ldz，使激光二极管Ld所发射的激光可不受阻碍地从贯穿腔体Ct射出，以供测量。
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。
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。
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。
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而举例而已，本发明所主张的保护范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。
【符号说明】
2 基座
21 容置槽
211 电接触接口
212 卡止部
213 探针
3 上盖
31 本体
311 贯通槽
32 压抵块
322 挡止块
321 贯穿孔
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
Ct 贯穿腔体
IS 积分球
Ld 面射型激光二极管
Ld1 发光面
Ld2 接点面
Ldz 发光区域
M 来源测量模块
P 电源模块
PD 光传感器
S 测试器
T 夹具组件。
Claims (10)
1.一种用于测试面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电接触接口，该电接触接口设置于该容置槽内；
上盖，其包括本体、至少一个压抵块以及至少一个施压组件，该压抵块包括贯穿孔，该压抵块耦接于该本体并能相对于该本体滑移，该施压组件组装于该本体；
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，当该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，该容置槽与该贯穿孔形成贯穿腔体。
2.如权利要求1所述的用于测试面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，该闭锁杆自该基座的上表面向上凸伸，该插槽设置于该上盖，该闭锁件组装于该插槽内；当该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，该闭锁件紧固该闭锁杆。
3.如权利要求2所述的用于测试面射型激光二极管的夹具组件，其中，该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纳于该容槽，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所述的用于测试面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所述的用于测试面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，并用于对该面射型激光二极管升温或降温。
6.如权利要求5所述的用于测试面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，其设置于该容置槽的底部且接触该面射型激光二极管的底面。
7.如权利要求6所述的用于测试面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，其布设于该加热台的环周。
8.一种用于测试面射型激光二极管的夹具组件，该面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，用于容设该面射型激光二极管，该容置槽内设置电接触接口，其用于电接触该面射型激光二极管的该接点面；
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，该压抵块包括贯穿孔，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；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，当该闭锁机构使该基座和该上盖彼此接合时，容置槽与该贯穿孔形成贯穿腔体，以露出至少局部的该发光区域。
9.如权利要求8所述的用于测试面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，其设置于该容置槽内，并用于对该面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面射型激光二极管的夹具组件，其用于容置至少一个面射型激光二极管；
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该面射型激光二极管，该主控制器控制对该面射型激光二极管执行光学测试和电测试。
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