CN114675164A - 激光器芯片的自动化测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种激光器芯片的自动化测试装置，其测试探针组件包括：与驱动支架连接的本体、支撑板、用于与待测试芯片接触的探针和动点接触探头，所述支撑板一端安装有一悬臂，另一端安装有所述动点接触探头，所述本体下端面一侧设置有一位于动点接触探头上部并与其对应的静点接触探头，所述悬臂远离支撑板一端固定有一安装有所述探针的探针座，所述探针座包括基座和夹片，所述探针位于基座和夹片之间，所述探针与支撑板的夹角为30°。本发明提高了检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性。

Description

激光器芯片的自动化测试装置

技术领域

本发明涉及一种激光器芯片的自动化测试装置，属于芯片测试技术领域。

背景技术

在光通信行业激光器的生产测试环节中，COC老化制程前，还需要进行单个激光器芯片（Laser Diode，LD）的光电性能测试，在光通信单个激光器芯片（LD）的测试过程中，探针的稳定性扮演着非常重要的角色，由于单个芯片尺寸非常小（一般在300μm范围），测试探针在接触芯片过程中，或多或少会推动芯片的位置或角度发生偏移，一旦芯片的位置和角度出现变化，就会直接影响到后续测试指标的稳定性和测试效率，而且测试探针的压力稳定性，也会直接反馈到测试数值的稳定性，对于大批量生产测试环节，一个探针要检测大量的芯片，且需要对同一个芯片进行多次检测，加电探针组件的稳定性和耐久性，会直接影响到测试数据的一致性和重现性，因此测试过程中对测试探针组件的长期稳定性提出了非常严苛的要求。

发明内容

发明人发现：探针作用在芯片上的压力变化，会导致接触电阻的变化，从而影响测试数据的一致性，在长时间的测试过程中，如果压力变化过大，会导致无法区分测试结果的变化是芯片本身还是机台带来的，导致测试结果失去可比较性。基于上述发现，本发明的目的是提供一种激光器芯片的自动化测试装置，该激光器芯片的自动化测试装置解决了现有技术中的存在的由于机台上测试探针组件的疲劳性导致的长期使用过程中测试数据不稳定、不一致的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种激光器芯片的自动化测试装置，包括：基板、安装于基板上表面的测试台、安装于基板外侧的驱动支架和安装于驱动支架上并位于测试台上方的测试探针组件，所述测试探针组件包括：与驱动支架连接的本体、支撑板、用于与待测试芯片接触的探针和动点接触探头，所述支撑板一端安装有一悬臂，另一端安装有所述动点接触探头，所述本体下端面一侧设置有一位于动点接触探头上部并与其对应的静点接触探头，所述悬臂远离支撑板一端固定有一安装有所述探针的探针座，所述探针座包括基座和夹片，所述探针位于基座和夹片之间，所述探针与支撑板的夹角为30°；

一转接座安装于支撑板中部的上表面，此转接座前侧和后侧分别具有前挡板和后挡板，此前挡板和后挡板上均开有一第一通孔和位于第一通孔两侧的2个导向凹槽，一第一销轴两端分别位于前挡板和后挡板各自的第一通孔内；

位于本体下端面另一侧的下凸块上平行设置有第二销轴、第三销轴，此第二销轴、第三销轴位于第一销轴上方并位于其两侧，且第二销轴、第三销轴各自两端均从下凸块前后侧延伸出，第一轴承和第二轴承分别套接于第二销轴两端并位于下凸块前后两侧，第三轴承和第四轴承分别套接于第三销轴两端并位于下凸块前后两侧；

所述第一轴承、第三轴承和第二轴承、第四轴承分别位于下凸块与前挡板和后挡板之间，位于下凸块的竖向通孔内的第一弹性件一端与第一销轴位于前挡板和后挡板之间的中间区域连接，另一端与位于本体内并位于第二销轴、第三销轴上方的第四销轴连接，所述第一弹性件处于拉伸状态，从而将第一轴承、第二轴承、第三轴承和第四轴承各自的动圈与第一销轴侧表面压持接触；

位于第一销轴右侧的支撑板部分、悬臂、探针座和探针的质心力矩大于位于第一销轴左侧的支撑板剩余部分、动点接触探头的质心力矩。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述夹片通过调节螺母连接到基座上。

2. 上述方案中，所述基座和夹片与探针接触的表面至少一个开有一供探针嵌入的V形凹槽。

3. 上述方案中，所述驱动支架进一步包括两个平行设置的立杆、连接于两个立杆上端之间的安装板和连接于两个立杆下端之间的连接板，2个所述测试探针组件分别安装于安装板两端的上表面上。

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：

本发明激光器芯片的自动化测试装置，在实现对大量芯片进行性能测试的基础上，其在安装有探针且可转动的支撑板上安装垂直于支撑板长度方向的第一销轴，并在第一销轴上方两侧设置固定于本体上的第二、第三销轴，再在第二、第三销轴的两端安装与第一销轴贴合的四个轴承，最后通过第一弹性件拉紧支撑板上的第一销轴与本体内的第四销轴，使得四个轴承的外圈保持与第一销轴外圆周面的压持接触并可以相对转动，消除了现有技术中存在的疲劳性问题，有利于准确设置水平和竖直方向的位置参数，且在长期、高频率的使用后仍能保持初始压力设定值的稳定，从而提高检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性，也克服了探针与芯片脱离时，探针存在竖直方向的微小抖动的缺陷，从而有利于缩短相邻检测之间的时间，提高检测效率并避免对芯片的不必要的损坏；还消除了探针在水平方向的微小旋转偏移，保证检测数据的准确性，进一步提高检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性。

附图说明

附图1为本发明激光器芯片的自动化测试装置结构示意图；

附图2为本发明自动化测试装置中测试探针组件的结构示意图；

附图3为本发明自动化测试装置中测试探针组件的局部结构剖视图；

附图4为本发明自动化测试装置中测试探针组件的局部结构示意图；

附图5为图4中结构的分解示意图；

附图6为本发明自动化测试装置中测试探针组件的局部结构仰视图；

附图7为本发明激光器芯片的自动化测试装置中探针座的结构示意图。

以上附图中：1、本体；2、支撑板；31、动点接触探头；32、静点接触探头；4、悬臂；5、探针座；51、探针；52、基座；53、夹片；54、调节螺母；55、V形凹槽；6、转接座；61、前挡板；62、后挡板；7、第一通孔；8、导向凹槽；9、第一销轴；10、下凸块；11、第二销轴；12、第三销轴；13、第一轴承；14、第二轴承；15、第三轴承；16、第四轴承；17、竖向通孔；18、第一弹性件；19、第四销轴；21、基板；22、测试台；23、驱动支架；231、立杆；232、安装板；233、连接板；24、测试探针组件；25、固定板；26、电机；27、丝杆；28、丝杆螺母；29、滑轨；30、滑块。

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1：一种激光器芯片的自动化测试装置，包括：基板21、安装于基板21上表面的测试台22、安装于基板21外侧的驱动支架23和安装于驱动支架23上并位于测试台22上方的测试探针组件24，所述测试探针组件24包括：与驱动支架23连接的本体1、支撑板2、用于与待测试芯片接触的探针51和动点接触探头31，所述支撑板2一端安装有一悬臂4，另一端安装有所述动点接触探头31，所述本体1下端面一侧设置有一位于动点接触探头31上部并与其对应的静点接触探头32，当探针与待测试芯片接触时，动点接触探头随支撑板转动远离静点接触探头，动、静点接触探头由相互接触的初始状态变为相互分离状态，芯片测试的控制系统接收到动、静点接触探头相互分离的信号后，执行上电操作使探针与芯片电导通，继而对芯片进行各项参数的测试，所述悬臂4远离支撑板2一端固定有一安装有所述探针51的探针座5；

一转接座6安装于支撑板2中部的上表面，此转接座6前侧和后侧分别具有前挡板61和后挡板62，此前挡板61和后挡板62上均开有一第一通孔7和位于第一通孔7两侧的2个导向凹槽8，一第一销轴9两端分别位于前挡板61和后挡板62各自的第一通孔7内；

位于本体1下端面另一侧的下凸块10上平行设置有第二销轴11、第三销轴12，此第二销轴11、第三销轴12位于第一销轴9上方并位于其两侧，且第二销轴11、第三销轴12各自两端均从下凸块10前后侧延伸出，第一轴承13和第二轴承14分别套接于第二销轴11两端并位于下凸块10前后两侧，第三轴承15和第四轴承16分别套接于第三销轴12两端并位于下凸块10前后两侧；

所述第一轴承13、第三轴承15和第二轴承14、第四轴承16分别位于下凸块10与前挡板61和后挡板62之间，位于下凸块10的竖向通孔17内的第一弹性件18一端与第一销轴9位于前挡板61和后挡板62之间的中间区域连接，另一端与位于本体1内并位于第二销轴11、第三销轴12上方的第四销轴19连接，所述第一弹性件18处于拉伸状态，从而将第一轴承13、第二轴承14、第三轴承15和第四轴承16各自的动圈与第一销轴9侧表面压持接触；

位于第一销轴9右侧的支撑板2部分、悬臂4、探针座5和探针51的质心力矩大于位于第一销轴9左侧的支撑板2剩余部分、动点接触探头31的质心力矩。

上述探针座5包括基座52和夹片53，上述探针51位于基座52和夹片53之间，此夹片53通过调节螺母54连接到基座52上；

上述基座52和夹片53与探针51接触的表面至少一个开有一供探针51嵌入的V形凹槽55；上述探针51与支撑板2的夹角为30°。

实施例2：一种激光器芯片的自动化测试装置，包括：基板21、安装于基板21上表面的测试台22、安装于基板21外侧的驱动支架23和安装于驱动支架23上并位于测试台22上方的测试探针组件24，所述测试探针组件24包括：与驱动支架23连接的本体1、支撑板2、用于与待测试芯片接触的探针51和动点接触探头31，所述支撑板2一端安装有一悬臂4，另一端安装有所述动点接触探头31，所述本体1下端面一侧设置有一位于动点接触探头31上部并与其对应的静点接触探头32，所述悬臂4远离支撑板2一端固定有一安装有所述探针51的探针座5；

一转接座6安装于支撑板2中部的上表面，此转接座6前侧和后侧分别具有前挡板61和后挡板62，此前挡板61和后挡板62上均开有一第一通孔7和位于第一通孔7两侧的2个导向凹槽8，一第一销轴9两端分别位于前挡板61和后挡板62各自的第一通孔7内；

位于本体1下端面另一侧的下凸块10上平行设置有第二销轴11、第三销轴12，此第二销轴11、第三销轴12位于第一销轴9上方并位于其两侧，且第二销轴11、第三销轴12各自两端均从下凸块10前后侧延伸出，第一轴承13和第二轴承14分别套接于第二销轴11两端并位于下凸块10前后两侧，第三轴承15和第四轴承16分别套接于第三销轴12两端并位于下凸块10前后两侧；

所述第一轴承13、第三轴承15和第二轴承14、第四轴承16分别位于下凸块10与前挡板61和后挡板62之间，位于下凸块10的竖向通孔17内的第一弹性件18一端与第一销轴9位于前挡板61和后挡板62之间的中间区域连接，另一端与位于本体1内并位于第二销轴11、第三销轴12上方的第四销轴19连接，所述第一弹性件18处于拉伸状态，从而将第一轴承13、第二轴承14、第三轴承15和第四轴承16各自的动圈与第一销轴9侧表面压持接触；

位于第一销轴9右侧的支撑板2部分、悬臂4、探针座5和探针51的质心力矩大于位于第一销轴9左侧的支撑板2剩余部分、动点接触探头31的质心力矩。

上述驱动支架23进一步包括两个平行设置的立杆231、连接于两个立杆231上端之间的安装板232和连接于两个立杆231下端之间的连接板233，2个上述测试探针组件24分别安装于安装板232两端的上表面上；

上述驱动支架23的立杆231与基板21之间竖直设置有一安装于基板21上的固定板25，上述固定板25下部安装有一电机26，此电机26的输出轴上安装有一沿竖直方向设置丝杆27，一套装于丝杆27上的丝杆螺母28与驱动支架23的连接板233连接；

上述丝杆27两侧并位于立杆231与固定板25之间各设置有一滑轨29，上述立杆231通过至少两个滑块30与滑轨29活动连接；上述探针51与支撑板2的夹角为60°。

采用上述激光器芯片的自动化测试装置时，通过电机驱动所述驱动支架带动测试探针组件移动，使测试探针组件上的探针与测试台上的待测试的芯片接触，探针对芯片施加向下的压力的同时受到来自芯片的向上的反作用力，带动支撑板转动，安装于支撑板上的动点接触探头向下移动，由与静点接触探头接触的初始状态变为与静点接触探头分开的状态，表示探针已经对芯片施加了合适的压力，此时，芯片测试的控制系统执行上电操作使探针与芯片电导通、对芯片进行各项参数的测试，测试完成后，支撑板在第二弹性件的作用下反向转动，恢复至初始的水平位置，同时动点接触探头与静点接触探头接触；

在长期对大量芯片进行测试、支撑板往复转动的过程中，通过第一弹性件使得安装于支撑板上的第一销轴与其两侧、两端且安装于本体上的四个轴承贴合，在保证支撑板可以以第一销轴为支点顺畅转动的同时，实现对第一销轴的精确限位，使得支撑板只能转动而不会发生其他方向上的偏移；从而可以在实现对大量芯片进行性能测试的基础上，消除采用采用弹簧片支撑结构对前端探针结构进行支撑的现有技术中存在的疲劳性问题，有利于准确设置水平和竖直方向的位置参数，在长期、高频率的使用后，仍能保持初始压力设定值的稳定，从而提高了检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性，也克服了探针与芯片脱离时，探针存在竖直方向的微小抖动的缺陷，从而有利于缩短相邻检测之间的时间，从而提高了检测效率并避免对芯片的不必要的损坏；

进一步的，同时也消除了探针在水平方向的微小旋转偏移，保证了检测数据的准确性，进一步提高了检测数据的稳定性、重复性、可比较性和一致性。

本发明激光器芯片的自动化测试装置，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，所有需要用到激光器芯片的自动化测试装置的行业，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 (4)

1.一种激光器芯片的自动化测试装置，其特征在于，包括：基板（21）、安装于基板（21）上表面的测试台（22）、安装于基板（21）外侧的驱动支架（23）和安装于驱动支架（23）上并位于测试台（22）上方的测试探针组件（24），所述测试探针组件（24）包括：与驱动支架（23）连接的本体（1）、支撑板（2）、用于与待测试芯片接触的探针（51）和动点接触探头（31），所述支撑板（2）一端安装有一悬臂（4），另一端安装有所述动点接触探头（31），所述本体（1）下端面一侧设置有一位于动点接触探头（31）上部并与其对应的静点接触探头（32），所述悬臂（4）远离支撑板（2）一端固定有一安装有所述探针（51）的探针座（5），所述探针座（5）包括基座（52）和夹片（53），所述探针（51）位于基座（52）和夹片（53）之间，所述探针（51）与支撑板（2）的夹角为30°；

一转接座（6）安装于支撑板（2）中部的上表面，此转接座（6）前侧和后侧分别具有前挡板（61）和后挡板（62），此前挡板（61）和后挡板（62）上均开有一第一通孔（7）和位于第一通孔（7）两侧的2个导向凹槽（8），一第一销轴（9）两端分别位于前挡板（61）和后挡板（62）各自的第一通孔（7）内；

位于本体（1）下端面另一侧的下凸块（10）上平行设置有第二销轴（11）、第三销轴（12），此第二销轴（11）、第三销轴（12）位于第一销轴（9）上方并位于其两侧，且第二销轴（11）、第三销轴（12）各自两端均从下凸块（10）前后侧延伸出，第一轴承（13）和第二轴承（14）分别套接于第二销轴（11）两端并位于下凸块（10）前后两侧，第三轴承（15）和第四轴承（16）分别套接于第三销轴（12）两端并位于下凸块（10）前后两侧；

所述第一轴承（13）、第三轴承（15）和第二轴承（14）、第四轴承（16）分别位于下凸块（10）与前挡板（61）和后挡板（62）之间，位于下凸块（10）的竖向通孔（17）内的第一弹性件（18）一端与第一销轴（9）位于前挡板（61）和后挡板（62）之间的中间区域连接，另一端与位于本体（1）内并位于第二销轴（11）、第三销轴（12）上方的第四销轴（19）连接，所述第一弹性件（18）处于拉伸状态，从而将第一轴承（13）、第二轴承（14）、第三轴承（15）和第四轴承（16）各自的动圈与第一销轴（9）侧表面压持接触；

位于第一销轴（9）右侧的支撑板（2）部分、悬臂（4）、探针座（5）和探针（51）的质心力矩大于位于第一销轴（9）左侧的支撑板（2）剩余部分、动点接触探头（31）的质心力矩。

2.根据权利要求1所述的激光器芯片的自动化测试装置，其特征在于：所述夹片（53）通过调节螺母（54）连接到基座（52）上。

3.根据权利要求1或2所述的激光器芯片的自动化测试装置，其特征在于：所述基座（52）和夹片（53）与探针（51）接触的表面至少一个开有一供探针（51）嵌入的V形凹槽（55）。

4.根据权利要求1所述的激光器芯片的自动化测试装置，其特征在于：所述驱动支架（23）进一步包括两个平行设置的立杆（231）、连接于两个立杆（231）上端之间的安装板（232）和连接于两个立杆（231）下端之间的连接板（233），2个所述测试探针组件（24）分别安装于安装板（232）两端的上表面上。

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