CN112557710A - 光器件的测试夹具及其测试装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种光器件的测试夹具及其测试装置，测试夹具包括箱体、夹持组件以及电路板。箱体具有能够密闭保护气体的容纳腔和排线接口，夹持组件设置在箱体上，用于夹持光器件。电路板设置在容纳腔内，光器件的管脚与电路板连接，电路板通过排线接口与外部电连接。本申请提供的光器件的测试夹具及其测试装置，通过将光器件的管帽和电路板设置在容纳腔内，防止其直接暴露在高温高湿的环境中，有效地保护了管帽和电路板。

Description

光器件的测试夹具及其测试装置

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光器件测试夹具及其测试装置。

背景技术

对于非气密性封装的光器件，如TO-CAN(Transistor Outline CAN,同轴型镭射二极体模组)，要求其在带电恒定湿热的条件下，光器件上的芯片具有一定的高温、高湿的耐受能力，因此需要对光器件在高温高湿的条件下进行芯片的带电老化。

现有技术中，在对芯片进行带电老化时，通常通过测试装置夹持光器件并为其供电。而在老化的过程中，通常将测试装置中的电路板以及光器件的管脚等直接暴露在高温高湿的环境中，从而对电路板以及光器件的管脚等元器件的性能造成不好的影响。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种光器件的测试夹具及其测试装置，以解决光器件在老化的过程中管脚及电路板直接暴露在高温高湿的环境中的问题。

为达到上述目的，本申请实施例的一方面，提供一种光器件的测试夹具，包括：

箱体，具有能够密闭保护气体的容纳腔和排线接口；

夹持组件，设置在所述箱体上，用于夹持所述光器件；以及

电路板，设置在所述容纳腔内，所述光器件的管脚与所述电路板连接，所述电路板通过所述排线接口与外部电连接。

进一步地，所述箱体包括：

上箱体，具有第一容纳腔，所述夹持组件设置在所述上箱体上；以及

下箱体，具有第二容纳腔，所述上箱体可拆地盖合在所述下箱体上，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔连通形成所述容纳腔。

进一步地，所述电路板包括：

接触电路板，安装在所述上箱体上，位于所述第一容纳腔内，所述光器件的管脚与所述接触电路板连接；

驱动电路板，安装在所述下箱体上，位于所述第二容纳腔内；以及

加电电缆，用于电连接所述接触电路板和所述驱动电路板；

所述排线接口形成在所述下箱体上，所述驱动电路板通过所述排线接口与外部电连接。

进一步地，所述夹持组件包括：

插座基板，具有连通所述容纳腔的放置孔，所述插座基板设置在所述箱体上，所述光器件的管脚穿设于所述放置孔与所述电路板连接；以及

固定压板，具有与所述光器件数量对应的避让孔，所述固定压板可拆地设置在所述插座基板上，所述避让孔以避让所述光器件的管帽。

进一步地，所述夹持组件还包括密封件，配置为密封所述放置孔，所述放置孔与所述容纳腔形成密闭空间，使所述光器件的管脚位于所述密闭空间内。

进一步地，所述测试夹具还包括第一传感器，设置在所述箱体上，与所述电路板连接，配置为检测所述箱体内外部空间的温度和/或湿度。

进一步地，所述测试夹具还包括第二传感器，设置在其中的至少一个所述光器件上，并与所述电路板电连接，以检测所述光器件的芯片的温度。

进一步地，所述第二传感器为热敏电阻，所述热敏电阻贴设在所述管帽内，通过金丝与所述光器件的管脚连接。

进一步地，所述箱体上具有连通所述容纳腔的进气孔和排气孔，以使所述保护气体在所述容纳腔内循环。

本申请实施例提供的光器件的测试夹具，通过将电路板以及光器件的管脚设置在能够密闭保护气体的容纳腔内，避免电路板和管脚暴露在高温高湿的环境中，且容纳腔内的保护气体使电路板和管脚处于一个相对较低湿度的环境中。

本申请实施例的第二方面提供一种光器件的测试装置，包括：

以上任意一实施例提供的测试夹具；

驱动电源，与所述排线接口电连接，用于向所述电路板供电；

控制器，与所述排线接口电连接，用于控制所述测试装置的运行状态；以及

显示器，与所述控制器连接，用于显示所述测试装置的运行状态。

本申请实施例提供的光器件的测试装置，由于采用了以上任意一实施例提供的测试夹具，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的光器件的测试夹具的结构示意图；

图2为图1中测试夹具的一方向的正视图；

图3为图1中测试夹具的另一方向的正视图；

图4为非气密性封装的光器件的结构示意图；以及

图5为本申请实施例提供的光器件的测试装置的结构原理图。

附图标记说明：

1、箱体；11、上箱体；111、第一连接孔；12、下箱体；121、排线接口；122、进气孔；123、排气孔；13、容纳腔；

2、夹持组件；21、插座基板；211、放置孔；212、第二安装孔；22、固定压板；221、避让孔；222、第一安装孔；23、第二连接孔；

3、锁扣件；4、第一紧固件；5、第二紧固件；6、第一传感器；

7、电路板；71、驱动电路板；72、接触电路板；

100、光器件；110、芯片；120、管帽；130、管脚；140、管座；

200、驱动电源；300、控制器；400、显示器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

本申请的描述中的方位术语仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在光通信领域，传统的光器件一般是采用气密性封装形式，这是因为传统的激光器或者探测器等的芯片都是不可以直接放在非控制环境中的裸片。气密性封装的问题是组装工艺长、部件多以及成本高等，因此，本领域技术人员正在大力研究光器件的非气密性封装技术。而对光器件进行非气密性封装的前提条件是芯片必须满足非控制环境下的可靠性要求，要求非气密封装的光器件在带电恒定湿热时，光器件的芯片具有较高的高温、高湿的耐受能力，因而需要在高温高湿的条件下对非气密性密封的光器件的芯片进行带电老化测试。

现有技术中，在对芯片进行老化测试的过程中，通常是将电路板以及光器件的管脚直接暴露在高温高湿的环境中，这样可能会导致电路板以及光器件的管脚的性能产生随时间退化的效应。

有鉴于此，请参阅图1～图4，本申请实施例的一方面，提供一种光器件的测试夹具，包括箱体1、夹持组件2以及电路板7。箱体1具有能够密闭保护气体的容纳腔13和排线接口121，夹持组件2设置在箱体1上，例如设置在箱体1的外侧面，用于夹持光器件100。电路板7设置在容纳腔13内，光器件100的管脚130与电路板7连接，例如光器件100的管脚130可密闭地与电路板7连接，电路板7通过排线接口121与外部电连接。排线接口121供电源线和信号线接入或输出。

具体地，外部的驱动电源200等电源设备通过排线接口121与电路板7电连接，进而为光器件100供电。可以理解的是，光器件100的管脚130可以与电路板7直接接触连接，此时，电路板7应设置在相应的位置，使得夹持组件2与箱体1配合后，光器件100能够与电路板7接触连接。此外，光器件100的管脚130也可以通过引线等连接线路与电路板7连接，具体以实际需要选取光器件100与电路板7的连接方式。

光器件100经夹持组件2的夹持作用，在夹持组件2与箱体1配合后，光器件100的管脚130位于容纳腔13内，可以得到容纳腔13内的保护气体，如氮气的保护作用。而管帽120位于容纳腔13外，以在高温高湿的环境下对管帽120内的芯片110进行老化测试。也就是说，管脚130与电路板7均能够在容纳腔13内得到保护气体的保护作用，不受容纳腔13外部湿度的影响。同时，保护气体的存在使得光器件100的管脚130处于低湿度的状态，其与电路板7电连接时，接触电阻低且稳定，不会产生危险的过热现象，避免了管脚130失效对芯片110高温高湿存储的影响，提高了数据的可靠性。

可以理解的是，箱体1与夹持组件2一起配合后，需要保证容纳腔13的密闭性，以防止保护气体的泄漏以及容纳腔13外部湿度对电路板7和管脚130造成不良影响。

本申请实施例提供的光器件的测试夹具，通过将电路板7以及光器件100的管脚130设置在能够密闭保护气体的容纳腔13内，避免电路板7和管脚130暴露在高温高湿的环境中，且容纳腔13内的保护气体使电路板7和管脚130处于一个相对较低湿度的环境中，从而有效地降低了光器件100在老化测试的过程中，管脚130与电路板7的性能随时间退化的风险，有效地提高了测试电路的稳定性以及电路板7的使用寿命，降低了对电路板7进行防水防潮处理的成本。此外，保护气体对管脚130的保护作用，可以防止因管脚130的性能变化而影响光器件100的性能，从而在进行芯片110的老化测试的前后，光器件100的性能是由于芯片110的老化引起的，即排除了芯片110的老化以外的其它因素对光器件100的性能的影响，提高了芯片110老化测试结果的可靠性。

进一步地，在一实施例中，请参阅图1和图3，本申请提供的测试夹具中，箱体1包括上箱体11和下箱体12。上箱体11具有第一容纳腔(图未示出)，夹持组件2设置在上箱体11上。下箱体12具有第二容纳腔(图未示出)，上箱体11可拆地盖合在下箱体12上，第一容纳腔和第二容纳腔连通形成容纳腔13。通过设置上箱体11和下箱体12可拆卸地连接，从而在对光器件100进行老化测试之前或者之后的工序中，可以将上箱体11连同夹持组件2以及光器件100一起移动并放置在相应的设备上，进行相关的测试或者操作，而不需要再将光器件100从夹持组件2以及箱体1上拆卸下来等一系列复杂的操作，从而极大地提高了操作的便利性，同时提高了光器件100定位的精准性。

比如，在对光器件100进行老化测试之前和之后，都需要对光器件100进行LIV(light-current-voltage,光电流电压)测试，确定光器件100在老化前后LIV特性的变化，进而判断光器件100是否合格。通过将箱体1分为上箱体11和下箱体12，只需要对光器件100进行一次装夹，在进行下一道工序时整体移动上箱体11即可完成老化前的LIV测试、老化测试以及老化后的LIV测试三个工序，从而极大地节约了时间，提高生产效率。

需要说明的是，夹持组件2与上箱体11可以固定连接，也可以活动连接，只要保证二者连接处的密封性即可。优选地，请参阅图1和图2，上箱体11上形成有第一连接孔111，夹持组件2上形成有第二连接孔23，第一紧固件4通过第一连接孔111和第二连接孔23将夹持组件2安装在上箱体11上，从而在LIV测试工序与老化工序之间切换时，夹持组件2及其夹持的光器件100随着上箱体11一起移动，便于操作。

进一步地，在一优选的实施例中，请参阅图1和图2，本申请提供的测试夹具还包括锁扣件3，上箱体11和下箱体12通过锁扣件3连接。通过锁扣件3的锁合和解锁实现上下箱体12的连接与拆卸，操作简单，且锁合后上下箱体12之间的密封性能更加可靠。

在一未示出的实施例中，本申请提供的测试夹具中，电路板7包括接触电路板72、驱动电路板71以及加电电缆。接触电路板72安装在上箱体11上，位于第一容纳腔内，光器件100的管脚130与接触电路板72连接。驱动电路板71安装在下箱体12上，位于第二容纳腔内。加电电缆用于电连接接触电路板72和驱动电路板71。排线接口121形成在下箱体12上，驱动电路板71通过排线接口121与外部电连接。此时，光器件100的管脚130与接触电路板72接触连接，接触电路板72与上箱体11固定连接，当需要进行LIV测试时，移动上箱体11，接触电路板72随上箱体11一起移动，从而在LIV测试机台上，只需为接触电路板72供电即可为夹持组件2所夹持的光器件100供电。

此外，驱动电路板71与箱体1上的排线接口121电连接，通过将电路板7分为接触电路板72和驱动电路板71，其中接触电路板72可以为光器件100提供电连接，而电路板7与驱动电源200、控制器300等元器件的连接可以由驱动电路板71完成，从而每次移动上箱体11时，只需将接触电路板72和驱动电路板71断开即可，而无须断开电路板7与排线接口121等连接，进一步简化操作。

在一实施例中，请参阅图1和图2，本申请提供的测试夹具中，夹持组件2包括插座基板21和固定压板22。插座基板21具有连通容纳腔13的放置孔211，插座基板21设置在箱体1上，光器件100的管脚130穿设于放置孔211与电路板7连接。由于放置孔211连通容纳腔13，从而管脚130穿设于放置孔211后能够得到保护气体的保护，而管帽120则留在箱体1的外部。通过设置放置孔211，有利于光器件100的定位，提高夹持组件2对光器件100的夹持效果。固定压板22具有与光器件100数量对应的避让孔221，固定压板22可拆卸地设置在插座基板21上，避让孔221以避让光器件100的管帽120。具体地，光器件100插设在插座基板21上后，用固定压板22将光器件100固定，防止光器件100从插座基板21上窜出或者歪斜等，保证光器件100与电路板7连接的可靠性，同时，通过固定压板22将光器件100固定在插座基板21上，提高光器件100的管帽120与插座基板21接触的密封性，更有利于保证容纳腔13的密封性。

可以理解的是，避让孔221的位置应与放置孔211的位置对应，用于在光器件100插设在放置孔211内后，避让光器件100的管帽120。优选地，避让孔221与放置孔211同轴布置。插座基板21上放置孔211的数量可以为多个，比如放置孔211的数量为30个，避让孔221的数量与放置孔211的数量相同。

如图4所示，一个光器件100通常对应多个管脚130，且各管脚130间隔设置。为此，放置孔211的形式可以有多种，比如，在一实施例中，放置孔211为一个孔，其可以容纳光器件100的所有管脚130，光器件100插设在放置孔211上后，管脚130位于容纳腔13内，而管座140及管帽120则无法通过避让孔211而位于容纳腔13的外部。而在另一实施例中，一个光器件100对应多个放置孔211，各放置孔211的排布方式与管脚130的排布相同，以使光器件100的每一个管脚130插设在一个放置孔211内，如此对光器件100具有更可靠的固定作用，且将每一管脚130插设在一个放置孔211内的实施方式，更有利于保持容纳腔13的密封性。

可以理解的是，为了保证固定压板22对光器件100的固定效果，既要保证固定压板22与插座基板21在连接时的可靠性，又要便于固定压板22的拆卸与安装。固定压板22与插座基板21之间的连接方式可以有多种，在一可选的实施例中，请参阅图1和图2，固定压板22上形成有第一安装孔222，插座基板21上形成有第二安装孔212，第二紧固件5穿过第一安装孔222和第二安装孔212将固定压板22固定在插座基板21上。可以理解的是，第二连接孔23形成在插座基板21上。

在一实施例中，本申请提供的测试夹具中，夹持组件2还包括密封件(图未示出)，密封件配置为密封放置孔211，放置孔211与容纳腔13形成密闭空间，使光器件100的管脚130位于密闭空间中。通过设置密封件，提高容纳腔13的密闭性，防止内部的保护气体泄漏，同时可避免外部的潮湿空气流入容纳腔13内，有利于维持容纳腔13内较低的湿度，对管脚130和电路板7具有更好的保护效果。

优选地，密封件为硅橡胶密封圈，分别设置在固定压板22与管帽120的接触处，以及管帽120与插座基板21之间，即光器件100在插入放置孔211之前，先在管脚130上插入硅橡胶密封圈。可以理解的是，硅橡胶密封圈具有更好的高温稳定性能，在高温条件下，依然能够保持较好的密封效果。

在实施例中，请参阅图5，本申请提供的测试夹具还包括第一传感器6，设置在箱体1上，与电路板7连接，配置为检测箱体1内外部的湿度和/或温度。具体地，当电路板7包括接触电路板72和驱动电路板71时，第一传感器6与驱动电路板71电连接。通过第一传感器6检测箱体1外部的湿度和温度，可以实时了解光器件100的老化温度和老化湿度，通过和标准温度和标准湿度对比，及时调整芯片110的老化温度和老化湿度。同理，通过实时检测箱体1内部的温度和湿度，便于了解箱体1内部电路板7等元器件的工作状态。第一传感器6可以为功能集成的温湿度传感器，也可以为单独的温度传感器或湿度传感器。

在一未示出的实施例中，本申请提供的测试夹具还包括第二传感器，设置在其中的至少一个光器件100上，并与电路板7电连接，以检测光器件100的芯片110的温度。由于芯片110是设置在光器件100上的，光器件100在通电的条件下，伴随着发热现象，光器件100自身的发热现象会影响芯片110的实际温度，通过第二传感器可以更准确地检测芯片110的实际温度，以便于对芯片110的测试温度进行相应的调整。

在一优选的实施例中，本申请提供的测试夹具中，第二传感器为热敏电阻，热敏电阻贴设在管帽120内，通过金丝与光器件100的管脚130连接。通过将热敏电阻贴设在管帽120内，可以更精准地反映芯片110的实际温度。

在一实施例中，请参阅图3，本申请提供的测试夹具中，箱体1上具有连通容纳腔13的进气孔122和排气孔123，以使保护气体在容纳腔13内循环。可以理解的是，当箱体1包括上箱体11和下箱体12时，进气孔122和排气孔123可以设置在下箱体12上，简化了上箱体11的拆卸。通过使保护气体在容纳腔13内循环，更有利于保持容纳腔13内具有较低的湿度，有效地提高了测试电路的稳定性以及测试夹具的使用寿命。

可选地，可以在进气孔122和保护气体的气源之间接入流量计，以更好地控制进入容纳腔13内的保护气体的体积。

在一可选的实施例中，本申请提供的测试夹具中，进气孔122和排气孔123可以是不连通的，从而保护气体从进气口122进入容纳腔13，而从排气口123排出容纳腔13内的气体，即保护气体不是在容纳腔13内循环，如此也可以保证容纳腔13内的湿度达到相关要求。

本申请实施例的另一方面提供一种光器件100的测试装置，请参阅图5，包括以上任意一实施例提供的测试夹具、驱动电源200、控制器300以及显示器400。具体地，驱动电源200与排线接口121电连接，用于向电路板7供电。控制器300与排线接口121电连接，用于控制测试装置的运行状态，如芯片110所处环境的温度和湿度等。显示器400，与控制器300连接，用于显示测试装置的运行状态，如箱体1内部和外部的温度和湿度，以及各光器件100的通电情况等。比如，通过显示器400上的指示灯可以直观地了解每颗光器件100的加电情况。

可以理解的是，在对不同的光器件100进行测试时，不同光器件100所需的电流可能不同，此时，可以通过更换驱动电源200的方式，满足不同光器件100的测试需求。

本申请提供的测试装置，由于采用了上述任意一实施例提供的测试夹具，因而具有相同的技术效果，在此不再赘述。

本申请一实施例的测试装置在使用时，优选地，先将连接插座基板21和固定压板22的第二紧固件5松开，取出固定压板22。然后在光器件100的管座140的位置以及固定压板22的避让孔221与管帽120接触的地方分别设置硅橡胶密封圈，可以理解的是，这两种硅胶密封圈的大小不一样，需要根据光器件100的管座140的规格具体设置。上料时，用镊子将待测光器件100插入插座基板21上的放置孔211内，其中至少一个光器件100上贴有热敏电阻，用金丝连接在管脚130上。然后通过第二紧固件5将固定压板22固定在插座基板21上，管帽120位于避让孔221内。最后将上箱体11盖合在下箱体12上，锁合锁扣件3。

在进行测试时，先打开进气孔122和排气孔123，排尽箱体1内部的空气，通过驱动电源200给光器件100通电，通过控制器300控制电流和芯片110的环境温度和湿度。可以理解的是，不同的光器件100的老化温度湿度以及加电电流不尽相同，比如，设定芯片110所处环境的温湿度分别为85℃和85％HR。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光器件的测试夹具，其特征在于，包括：

箱体，具有能够密闭保护气体的容纳腔和排线接口；

夹持组件，设置在所述箱体上，用于夹持所述光器件；以及

电路板，设置在所述容纳腔内，所述光器件的管脚与所述电路板连接，所述电路板通过所述排线接口与外部电连接。

2.根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于，所述箱体包括：

上箱体，具有第一容纳腔，所述夹持组件设置在所述上箱体上；以及

下箱体，具有第二容纳腔，所述上箱体可拆地盖合在所述下箱体上，所述第一容纳腔和所述第二容纳腔连通形成所述容纳腔。

3.根据权利要求2所述的测试夹具，其特征在于，所述电路板包括：

接触电路板，安装在所述上箱体上，位于所述第一容纳腔内，所述光器件的管脚与所述接触电路板连接；

驱动电路板，安装在所述下箱体上，位于所述第二容纳腔内；以及

加电电缆，用于电连接所述接触电路板和所述驱动电路板；

所述排线接口形成在所述下箱体上，所述驱动电路板通过所述排线接口与外部电连接。

4.根据权利要求1所述的测试夹具，其特征在于，所述夹持组件包括：

插座基板，具有连通所述容纳腔的放置孔，所述插座基板设置在所述箱体上，所述光器件的管脚穿设于所述放置孔与所述电路板连接；以及

固定压板，具有与所述光器件数量对应的避让孔，所述固定压板可拆地设置在所述插座基板上，所述避让孔以避让所述光器件的管帽。

5.根据权利要求4所述的测试夹具，其特征在于，所述夹持组件还包括：

密封件，配置为密封所述放置孔，所述放置孔与所述容纳腔形成密闭空间，使所述光器件的管脚位于所述密闭空间内。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的测试夹具，其特征在于，所述测试夹具还包括：

第一传感器，设置在所述箱体上，与所述电路板连接，配置为检测所述箱体内外部空间的温度和/或湿度。

7.根据权利要求1～5任意一项所述的测试夹具，其特征在于，所述测试夹具还包括：

第二传感器，设置在其中的至少一个所述光器件上，并与所述电路板电连接，以检测所述光器件的芯片的温度。

8.根据权利要求7所述的测试夹具，其特征在于，所述第二传感器为热敏电阻，所述热敏电阻贴设在所述管帽内，通过金丝与所述光器件的管脚连接。

9.根据权利要求1～5任意一项所述的测试夹具，其特征在于，所述箱体上具有连通所述容纳腔的进气孔和排气孔，以使所述保护气体在所述容纳腔内循环。

10.一种光器件的测试装置，其特征在于，包括：

权利要求1～9任意一项所述的测试夹具；

驱动电源，与所述排线接口电连接，用于向所述电路板供电；

控制器，与所述排线接口电连接，用于控制所述测试装置的运行状态；以及

显示器，与所述控制器连接，用于显示所述测试装置的运行状态。

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