CN114355132B - 用于光通讯的激光芯片测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于光通讯的激光芯片测试系统，包括可沿X方向移动的运料机构，所述运料机构包括：基座、竖直安装于基座上的第一电机、水平滑台、转接板、第二电机和吸嘴杆，所述固定座的上方设置有夹持条、弧形齿条，此夹持条的前端与所述吸嘴杆上端夹持连接，夹持条的后端与弧形齿条通过一连杆连接，所述弧形齿条与第一电机输出轴上的齿轮啮合连接，一第一弹簧两端分别连接夹持条、固定座上部各自的一侧，一第二弹簧两端分别连接夹持条、固定座上部并位于固定座相背于弧形齿条的一侧，所述第一弹簧与夹持条连接的一端高于其另一端。本发明既可以提高对待测试芯片角度进行计算、调整的精度以及在长时间高频使用后保持精度的稳定性，还可以避免对待测试芯片的损伤。

Description

用于光通讯的激光芯片测试系统

技术领域

本发明涉及一种用于光通讯的激光芯片测试系统，属于半导体芯片测试技术领域。

背景技术

光器件是光通信系统中可以将电信号转换成光信号或者将光信号转换成电信号的光电子器件，是光传输系统的心脏。光器件完成封装制作后，都需要经过加电测试环节，测试光器件的各项光电指标是否符合要求，合格的光器件才能进入下一道工序。作为测试环节中直接接触芯片的部件，对芯片进行拾取的吸嘴扮演重要角色，且对于光通信行业的测试环节，由于工艺制程要求，对芯片的位置精度，以及吸嘴与芯片之间的接触压力均有较高的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于光通讯的激光芯片测试系统，该用于光通讯的激光芯片测试系统既可以提高对待测试芯片角度进行计算、调整的精度以及在长时间高频使用后保持精度的稳定性，还可以避免对待测试芯片的损伤。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于光通讯的激光芯片测试系统，包括：测试机台、安装于测试机台上表面的测试机构和分别位于测试机构两侧并用于装载待测试芯片的上料座、下料座，所述测试机台上安装有一横跨于上料座、下料座上方的X向驱动机构，所述X向驱动机构上活动安装有至少一个可沿X方向移动的运料机构，所述上料座、下料座各自安装于一垂直于X向驱动机构设置的Y向驱动机构上并可沿Y方向移动；

所述运料机构进一步包括：基座、竖直安装于基座上的第一电机、水平滑台、转接板、第二电机和吸嘴杆，所述水平滑台位于基座的上端板与转接板的下端板之间，所述第二电机固定于一基板上，此基板与转接板通过一Z轴滑动机构连接，所述第二电机的输出轴与Z轴滑动机构连接；

一位于第一电机下方的固定座安装于基座上，此固定座前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块，每个所述凸块上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承水平安装于凸块左侧，每对轴承中右轴承水平安装于凸块右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承、右轴承之间形成一夹持通道，所述吸嘴杆位于至少2对轴承的夹持通道内；

所述固定座的上方设置有夹持条、弧形齿条，此夹持条的前端与所述吸嘴杆上端夹持连接，夹持条的后端与弧形齿条通过一连杆连接，所述弧形齿条与第一电机输出轴上的齿轮啮合连接，且此弧形齿条的圆心与吸嘴杆的轴心重叠；

一第一弹簧两端分别连接夹持条、固定座上部各自的一侧，一第二弹簧两端分别连接夹持条、固定座上部并位于固定座相背于弧形齿条的一侧，所述第一弹簧与夹持条连接的一端高于其另一端，第一弹簧一端靠近弧形齿条并位于弧形齿条的下方，另一端连接到夹持条远离弧形齿条的一端，此第一弹簧与水平方向呈倾斜设置，所述第二弹簧呈竖直设置，所述第一弹簧的拉力大于第二弹簧的拉力。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述夹持条的下部安装有一与固定座上表面滚动接触的支撑轴承。

2. 上述方案中，所述左轴承、右轴承各自的外周面为中间凸起的弧形表面。

3. 上述方案中，所述转接板进一步包括相互垂直的竖直板和下端板，所述水平滑台和第一电机分别位于竖直板的两侧。

4. 上述方案中，所述第二电机和Z轴滑动机构位于基板和竖直板之间。

5. 上述方案中，所述夹持条的前端具有一夹紧螺栓。

6. 上述方案中，所述X向驱动机构上安装有2个与上料座、下料座对应的运料机构。

7. 上述方案中，所述X向驱动机构、Y向驱动机构均进一步包括电机、一端与电机输出轴连接的丝杆和套装于丝杆上的螺母，所述运料机构、上料座、下料座各自与对应的螺母连接。

8. 上述方案中，所述固定座进一步包括座体和固定块，此座体与基座连接，所述固定块与座体通过螺栓连接。

9. 上述方案中，所述连杆连接到弧形齿条的中间处。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明用于光通讯的激光芯片测试系统，其运料机构在实现大范围且正反双向动态调整芯片的角度的同时，提高了对角度进行计算、调整的精度以及在长时间高频使用后保持精度的稳定性，也能逐渐增加吸嘴杆与芯片的接触压力，有效避免芯片吸附失败导致的芯片损失和二次位置偏移，大大提高了芯片的一次性吸附成功率和进一步提高了角度调整的准确性，还避免了对芯片的损伤，从而提高了对芯片测试的精度和稳定性。

2、本发明用于光通讯的激光芯片测试系统，其固定座前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块，每个所述凸块上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承水平安装于凸块左侧，每对轴承中右轴承水平安装于凸块右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承、右轴承之间形成一用于夹持吸嘴杆的夹持通道，通过水平设置的多对轴承形成的夹持通道，既为吸嘴杆提供了稳定的限位，又可以大大减小吸嘴杆长期往复转动过程中的摩擦力，进一步提高对角度进行调整的精度以及长时间高频使用后保持精度的稳定性；还有，其夹持条的下部安装有一与固定座上表面滚动接触的支撑轴承，既可以在弹簧的作用下保证夹持条与固定座之间面接触的稳定性，又可以在长时间高频使用过程中减少夹持条与固定座之间的摩擦力，进一步保证夹持条在齿轮、弧形齿条驱动下带动吸嘴杆转动的精度。

附图说明

附图1为本发明用于光通讯的激光芯片测试系统的结构示意图；

附图2为本发明用于光通讯的激光芯片测试系统中运料机构的结构示意图；

附图3为本发明激光芯片测试系统中运料机构的局部结构示意图；

附图4为本发明测试系统中运料机构未安装吸嘴杆时的局部结构放大图。

以上附图中：100、测试机台；200、测试机构；300、Y向驱动机构；301、上料座；302、下料座；400、待测试芯片；500、X向驱动机构；501、横杆；502、立柱；600、运料机构；1、基座；101、上端板；2、第一电机；3、水平滑台；4、转接板；401、下端板；402、竖直板；5、第二电机；6、吸嘴杆；7、基板；8、Z轴滑动机构；9、固定座；901、凸块；902、座体；903、固定块；10、夹持通道；11、左轴承；12、右轴承；13、夹持条；131、挂片部；132、支撑轴承；14、弧形齿条；15、连杆；16、齿轮；17、第一弹簧；171、左挂片；172、通孔；18、第二弹簧；181、右挂片；19、夹紧螺栓。

具体实施方式

在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利的具体含义。

实施例1：一种用于光通讯的激光芯片测试系统，包括：测试机台100、安装于测试机台100上表面的测试机构200和分别位于测试机构200两侧并用于装载待测试芯片400的上料座301、下料座302，所述测试机台100上安装有一横跨于上料座301、下料座302上方的X向驱动机构500，所述X向驱动机构500上活动安装有至少一个可沿X方向移动的运料机构600，所述上料座301、下料座302各自安装于一垂直于X向驱动机构500设置的Y向驱动机构300上并可沿Y方向移动；

所述运料机构600进一步包括：基座1、竖直安装于基座1上的第一电机2、水平滑台3、转接板4、第二电机5和吸嘴杆6，所述水平滑台3位于基座1的上端板101与转接板4的下端板401之间，所述第二电机5固定于一基板7上，此基板7与转接板4通过一Z轴滑动机构8连接，所述第二电机5的输出轴与Z轴滑动机构8连接；

一位于第一电机2下方的固定座9安装于基座1上，此固定座9前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块901，每个所述凸块901上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承11水平安装于凸块901左侧，每对轴承中右轴承12水平安装于凸块901右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承11、右轴承12之间形成一夹持通道10，所述吸嘴杆6位于至少2对轴承的夹持通道10内；

所述固定座9的上方设置有夹持条13、弧形齿条14，此夹持条13的前端与所述吸嘴杆6上端夹持连接，夹持条13的后端与弧形齿条14通过一连杆15连接，所述弧形齿条14与第一电机2输出轴上的齿轮16啮合连接，且此弧形齿条14的圆心与吸嘴杆6的轴心重叠；

一第一弹簧17两端分别连接夹持条13、固定座9上部各自的一侧，一第二弹簧18两端分别连接夹持条13、固定座9上部并位于固定座9相背于弧形齿条14的一侧，所述第一弹簧17与夹持条13连接的一端高于其另一端，第一弹簧17一端靠近弧形齿条14并位于弧形齿条14的下方，另一端连接到夹持条13远离弧形齿条14的一端，此第一弹簧17与水平方向呈倾斜设置，所述第二弹簧18呈竖直设置，所述第一弹簧17的拉力大于第二弹簧18的拉力。

上述夹持条13的下部安装有一与固定座9上表面滚动接触的支撑轴承132；上述左轴承11、右轴承12各自的外周面为中间凸起的弧形表面；

上述转接板4进一步包括相互垂直的竖直板402和下端板401，上述水平滑台3和第一电机2分别位于竖直板402的两侧；上述第二电机5和Z轴滑动机构8位于基板7和竖直板402之间；上述夹持条13的前端具有一夹紧螺栓19，上述第一弹簧17和第二弹簧18各自一端分别与夹紧螺栓19的连接；上述第一弹簧17的另一端通过一左挂片171与固定座9连接，此左挂片171上具有若干个通孔172，上述第一弹簧17的另一端与一个上述通孔172连接；

上述固定座9进一步包括座体902和固定块903，此座体902与基座1连接，上述固定块903与座体902通过螺栓连接；上述连杆15连接到弧形齿条14的中间处。

实施例2：一种用于光通讯的激光芯片测试系统，包括：测试机台100、安装于测试机台100上表面的测试机构200和分别位于测试机构200两侧并用于装载待测试芯片400的上料座301、下料座302，所述测试机台100上安装有一横跨于上料座301、下料座302上方的X向驱动机构500，所述X向驱动机构500上活动安装有至少一个可沿X方向移动的运料机构600，所述上料座301、下料座302各自安装于一垂直于X向驱动机构500设置的Y向驱动机构300上并可沿Y方向移动；

所述运料机构600进一步包括：基座1、竖直安装于基座1上的第一电机2、转接板4、第二电机5和吸嘴杆6，所述第二电机5固定于一基板7上，此基板7与转接板4通过一Z轴滑动机构8连接，所述第二电机5的输出轴与Z轴滑动机构8连接；

一位于第一电机2下方的固定座9安装于基座1上，此固定座9前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块901，每个所述凸块901上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承11水平安装于凸块901左侧，每对轴承中右轴承12水平安装于凸块901右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承11、右轴承12之间形成一夹持通道10，所述吸嘴杆6位于至少2对轴承的夹持通道10内；

所述固定座9的上方设置有夹持条13、弧形齿条14，此夹持条13的前端与所述吸嘴杆6上端夹持连接，夹持条13的后端与弧形齿条14通过一连杆15连接，所述弧形齿条14与第一电机2输出轴上的齿轮16啮合连接，且此弧形齿条14的圆心与吸嘴杆6的轴心重叠；

一第一弹簧17两端分别连接夹持条13、固定座9上部各自的一侧，一第二弹簧18两端分别连接夹持条13、固定座9上部并位于固定座9相背于弧形齿条14的一侧，所述第一弹簧17与夹持条13连接的一端高于其另一端，第一弹簧17一端靠近弧形齿条14并位于弧形齿条14的下方，另一端连接到夹持条13远离弧形齿条14的一端，此第一弹簧17与水平方向呈倾斜设置，所述第二弹簧18呈竖直设置，所述第一弹簧17的拉力大于第二弹簧18的拉力。

上述X向驱动机构500上安装有2个与上料座301、下料座302对应的运料机构600；上述X向驱动机构500、Y向驱动机构300均进一步包括电机、一端与电机输出轴连接的丝杆和套装于丝杆上的螺母，上述运料机构600、上料座301、下料座302各自与对应的螺母连接；

上述X向驱动机构500还包括平行设置于丝杆两侧的滑轨和滑动安装于滑轨上的滑块，上述滑块与安装于X向驱动机构500上的运料机构600连接；上述X向驱动机构500包括位于上料座301、下料座302上方的横杆501和连接于横杆501两端的立柱502，2个上端与横杆501连接的上述立柱502的下端固定安装于测试机台100上；

上述第二弹簧18的下端通过一水平设置的右挂片181与固定座9连接，此右挂片181一端与固定座9底面通过螺栓连接；上述夹持条13的前端面上具有一向外延伸并用于与第二弹簧18的上端连接的挂片部131，上述挂片部131上具有若干个沿竖直方向分布的通孔，上述第二弹簧18的上端与一个上述通孔连接。

采用上述用于光通讯的激光芯片测试系统时，通过调节X向驱动机构、Y向驱动机构和Z轴滑动机构，带动吸嘴杆在水平、竖直方向上移动至待测试芯片上方，吸嘴杆通过真空吸附的方式对芯片进行吸附拾取，待拾取的芯片一般会存在或大或小角度上的位置偏差，需要通过吸嘴杆的旋转对芯片的角度进行调整校正，以满足芯片测试过程中对精度的高要求，具体为：

位于第一电机输出轴上的齿轮正转或者反转驱动弧形齿条相应的正向旋转或反向旋转，扩大了角度的调整范围达到了±45°，满足了各种情形的角度调整需求；

进一步，其弧形齿条也带着连杆、夹持条相应的旋转，由于弧形齿条的圆心与吸嘴杆的轴心重叠，吸嘴杆又位于至少2对轴承的夹持通道内，使得在左右轴承的定位下吸嘴杆绕其自身的轴心旋转，避免了对左右轴承的侧压力，从而避免大量反复吸取芯片工作后出现的定位偏移，在长时间高频使用后依然保持精度的稳定性；

进一步，其第一弹簧两端分别连接夹持条、固定座上部各自的左侧面，第一弹簧与夹持条连接的一端高于其另一端，第一弹簧一端靠近弧形齿条并位于弧形齿条的下方，另一端连接到夹持条远离弧形齿条的一端，第一弹簧的拉力部分转为扭力，保证了第一电机输出轴上的齿轮无论是正转还是反转弧形齿条的齿与齿轮的齿均无间隙接触、消除了齿与齿之间的间隙，从而根据待调整的角度能准确计算给第一电机的脉冲数目，使得实际齿轮和吸嘴杆的旋转角度与脉冲期待的旋转角度一致，提高了角度计算和调整的精度；

进一步，其第二弹簧两端分别连接夹持条、固定座下部并位于第一弹簧右侧，第一弹簧与水平方向呈倾斜设置，第二弹簧呈竖直设置，第一弹簧的拉力大于第二弹簧的拉力，第一弹簧的拉力中的部分转为对夹持条向下的压力与第二弹簧共同作用，减少对左右轴承的侧压力同时，在吸嘴杆接近芯片的过程中，逐渐地增加与芯片接触的压力，使得吸嘴杆的吸嘴能和芯片表面接触良好，有利于提高一次性吸附成功率，且由于吸嘴杆内通过形成负压吸附芯片，因此芯片周围的气流会快速流向吸嘴杆的吸嘴处，本申请施加的压力避免了芯片在气流作用下位置和角度发生二次偏移而导致之前计算的角度和实际角度不同、影响旋转精度进而影响贴装精度的情况，也避免了对芯片的损伤；

综上，其运料机构在实现大范围且正反双向动态调整芯片的角度的同时，提高了对角度进行计算、调整的精度以及在长时间高频使用后保持精度的稳定性，也能逐渐增加吸嘴杆与芯片的接触压力，有效避免芯片吸附失败导致的芯片损失和二次位置偏移，大大提高了芯片的一次性吸附成功率和进一步提高了角度调整的准确性，还避免了对芯片的损伤，从而提高了对芯片测试的精度和稳定性。

另外，其固定座前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块，每个所述凸块上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承水平安装于凸块左侧，每对轴承中右轴承水平安装于凸块右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承、右轴承之间形成一用于夹持吸嘴杆的夹持通道，通过水平设置的多对轴承形成的夹持通道，既为吸嘴杆提供了稳定的限位，又可以大大减小吸嘴杆长期往复转动过程中的摩擦力，进一步提高对角度进行调整的精度以及长时间高频使用后保持精度的稳定性；

还有，其夹持条的下部安装有一与固定座上表面滚动接触的支撑轴承，既可以在弹簧的作用下保证夹持条与固定座之间面接触的稳定性，又可以在长时间高频使用过程中减少夹持条与固定座之间的摩擦力，进一步保证夹持条在齿轮、弧形齿条驱动下带动吸嘴杆转动的精度。

本发明用于光通讯的激光芯片测试系统，可扩展到半导体芯片测试的其他行业，用途不仅限于光通信行业，所有需要用到芯片测试机的行业，都可以同步扩展使用，适应范围广。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于光通讯的激光芯片测试系统，包括：测试机台（100）、安装于测试机台（100）上表面的测试机构（200）和分别位于测试机构（200）两侧并用于装载待测试芯片（400）的上料座（301）、下料座（302），其特征在于：所述测试机台（100）上安装有一横跨于上料座（301）、下料座（302）上方的X向驱动机构（500），所述X向驱动机构（500）上活动安装有至少一个可沿X方向移动的运料机构（600），所述上料座（301）、下料座（302）各自安装于一垂直于X向驱动机构（500）设置的Y向驱动机构（300）上并可沿Y方向移动；

所述运料机构（600）进一步包括：基座（1）、竖直安装于基座（1）上的第一电机（2）、水平滑台（3）、转接板（4）、第二电机（5）和吸嘴杆（6），所述水平滑台（3）位于基座（1）的上端板（101）与转接板（4）的下端板（401）之间，所述第二电机（5）固定于一基板（7）上，此基板（7）与转接板（4）通过一Z轴滑动机构（8）连接，所述第二电机（5）的输出轴与Z轴滑动机构（8）连接；

一位于第一电机（2）下方的固定座（9）安装于基座（1）上，此固定座（9）前端面上具有至少2个沿竖直方向间隔设置的凸块（901），每个所述凸块（901）上安装有一对轴承，每对轴承中左轴承（11）水平安装于凸块（901）左侧，每对轴承中右轴承（12）水平安装于凸块（901）右侧，从而使得每对轴承中间隔设置的左轴承（11）、右轴承（12）之间形成一夹持通道（10），所述吸嘴杆（6）位于至少2对轴承的夹持通道（10）内；

所述固定座（9）的上方设置有夹持条（13）、弧形齿条（14），此夹持条（13）的前端与所述吸嘴杆（6）上端夹持连接，夹持条（13）的后端与弧形齿条（14）通过一连杆（15）连接，所述弧形齿条（14）与第一电机（2）输出轴上的齿轮（16）啮合连接，且此弧形齿条（14）的圆心与吸嘴杆（6）的轴心重叠；

一第一弹簧（17）两端分别连接夹持条（13）、固定座（9）上部各自的一侧，一第二弹簧（18）两端分别连接夹持条（13）、固定座（9）上部并位于固定座（9）相背于弧形齿条（14）的一侧，所述第一弹簧（17）与夹持条（13）连接的一端高于其另一端，第一弹簧（17）一端靠近弧形齿条（14）并位于弧形齿条（14）的下方，另一端连接到夹持条（13）远离弧形齿条（14）的一端，此第一弹簧（17）与水平方向呈倾斜设置，所述第二弹簧（18）呈竖直设置，所述第一弹簧（17）的拉力大于第二弹簧（18）的拉力。

2.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述夹持条（13）的下部安装有一与固定座（9）上表面滚动接触的支撑轴承（132）。

3.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述左轴承（11）、右轴承（12）各自的外周面为中间凸起的弧形表面。

4.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述转接板（4）进一步包括相互垂直的竖直板（402）和下端板（401），所述水平滑台（3）和第一电机（2）分别位于竖直板（402）的两侧。

5.根据权利要求4所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述第二电机（5）和Z轴滑动机构（8）位于基板（7）和竖直板（402）之间。

6.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述夹持条（13）的前端具有一夹紧螺栓（19）。

7.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述X向驱动机构（500）上安装有2个与上料座（301）、下料座（302）对应的运料机构（600）。

8.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述X向驱动机构（500）、Y向驱动机构（300）均进一步包括电机、一端与电机输出轴连接的丝杆和套装于丝杆上的螺母，所述运料机构（600）、上料座（301）、下料座（302）各自与对应的螺母连接。

9.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述固定座（9）进一步包括座体（902）和固定块（903），此座体（902）与基座（1）连接，所述固定块（903）与座体（902）通过螺栓连接。

10.根据权利要求1所述的用于光通讯的激光芯片测试系统，其特征在于：所述连杆（15）连接到弧形齿条（14）的中间处。