CN204287405U - 半导体激光芯片组件的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种半导体激光芯片组件的测试装置，包括：芯片载台，用于放置待测试的半导体激光芯片组件；探针载板，用于承载至少两个探针；传动组件，用于相对所述芯片载台传动所述探针载板，以使所述至少两个探针能够在所述传动组件的一次传动过程中分别接触位于所述半导体激光芯片组件的两端的不同电极。通过上述方式，本实用新型能够实现对热沉的均匀压力和电流注入，对半导体激光芯片组件进行无损测试。

Description

半导体激光芯片组件的测试装置

技术领域

本实用新型涉及半导体领域，特别是涉及一种半导体激光芯片组件的测试装置。

背景技术

随着半导体激光器(LD，Laser Diode)应用领域如LD泵浦固体激光器(DPL，Diode-Pumped Solid-State Laser)、各类光纤激光器的泵源、激光切割、焊接、医疗以及激光军事应用等的日益拓宽，对半导体激光器输出功率、可靠性的要求也越来越高。大功率半导体激光芯片在工作中会产生大量的废热，为了更好的散热，需要高质量的封装工艺，方便后续的二次设计，如To_Can封装、光纤耦合等。半导体激光芯片最常的封装形式是COS(Chip On Submount)，即直接封装在导热系数高的热沉上。半导体激光芯片在封装后，需要通过严格的功能性检测，其性能参数的好坏直接影响半导体激光器的质量。

对半导体激光器芯片的性能参数进行测试和表征是深刻理解激光器芯片特性、优化芯片结构设计及完善芯片生产工艺的关键，同时也是判断激光器芯片好坏的重要依据。其中，半导体激光器芯片的性能参数包括LIV特性(light-current-voltage功率电流电压特性)、光谱特性、FFP(Far-field pattern,远场特性)特性等。因此开发和研制半导体激光器综合性能测试系统对于科研单位、生产厂商、使用客户都具有极为重要的意义。

给COS供电的测试夹具是测试系统的一个重要环节，其要求供电的稳定性好，是对COS进行无损测试的前提和保证。现有的给COS测试治具大都使用商业化的探针座或其改装设计，存在以下几个问题：结构复杂，费用昂贵。使用的刚性探针注入电流的同时注入的部分压力，容易造成两端压力不平衡，影响重复测量精度。并且如若压力过大，压痕明显，外观不美观，严重时将导致COS断裂，对激光芯片具有毁灭性的损坏。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是，提供一种半导体激光芯片组件的测试装置，能够实现对热沉的均匀压力和电流注入，对半导体激光芯片组件进行无损测试。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种半导体激光芯片组件的测试装置，包括：

芯片载台，用于放置待测试的半导体激光芯片组件；

探针载板，用于承载至少两个探针；

传动组件，用于相对芯片载台传动探针载板，以使至少两个探针能够在传动组件的一次传动过程中分别接触位于半导体激光芯片组件的两端的不同电极。

其中，探针为弹性探针。

其中，至少两个探针设置成在传动组件的一次传动过程中的同一时刻分别接触位于半导体激光芯片组件的两端的不同电极。

其中，芯片载台包括支架以及设置于支架上的散热基板，半导体激光芯片组件设置于散热基板上，并由散热基板进行散热。

其中，芯片载台进一步包括冷却液循环槽，冷却液循环槽设置于散热基板的下方。

其中，芯片载台进一步包括致冷片，致冷片设置于散热基板的下方，冷却液循环槽设置于致冷片的下方。

其中，芯片载台进一步包括定位块，定位块固定于散热基板上，定位块上设置有用于容纳半导体激光芯片组件的定位槽。

其中，定位块设置在散热基板任一边，以方便换向使用，定位块的定位槽尺寸可根据半导体激光芯片组件的大小定制。

其中，测试装置进一步包括支撑组件，支撑组件用于支撑传动组件，且包括传动组件载板，传动组件固定于传动组件载板上，传动组件为杠杆式传动组件，且包括手柄、L形传动件和传动杆，其中手柄的第一端与传动组件载板铰接，L形传动件的第一端铰接于手柄的第一端与手柄的第二端之间，L形传动件的第二端与传动杆的第一端铰接，传动杆的第二端与探针载板固定连接。

其中，传动组件载板上设置有导向件，导向件套设于传动杆的外围，并限定传动杆的运动方向。

其中，支撑组件设置有导轨和滑块，导轨与滑块配合，探针载板固定于滑块处，以提供探针载板的上下运动，并限定探针载板的运动方向。

其中，支撑组件进一步包括用于调节传动组件载板与芯片载台的相对位置的位置调节组件。

其中，位置调节组件包括沿竖直方向设置的支撑杆以及沿水平方向连接传动组件载板与支撑杆的横梁，其中支撑杆和横梁相对于芯片载台的位置是可调的。

其中，传动组件载板呈L形设置第一承载部和第二承载部，其中第一承载部支撑于横梁的顶部，传动组件设置于第二承载部的远离第一承载部的一侧，导轨或滑块设置于横梁的一端，支撑杆设置于横梁的另一端。

通过上述方案，本实用新型的有益效果是：通过芯片载台，用于放置待测试的半导体激光芯片组件；探针载板，用于承载至少两个探针；传动组件，用于相对芯片载台传动探针载板，以使至少两个探针能够在传动组件的一次传动过程中分别接触位于半导体激光芯片组件的两端的不同电极，能够实现对热沉的均匀压力和电流注入，对半导体激光芯片组件进行无损测试。

附图说明

图1是本实用新型实施例的半导体激光芯片组件的测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的半导体激光芯片组件的测试装置实现自锁的方法示意图；

图3是图1中基板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的半导体激光芯片组件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的半导体激光芯片组件的进行测试的示意图。

具体实施方式

请参见图1，图1是本实用新型实施例的半导体激光芯片组件的测试装置的结构示意图。如图1所示，半导体激光芯片组件的测试装置10包括：芯片载台11、探针载板12、传动组件13以及支撑组件14。芯片载台11用于放置待测试的半导体激光芯片组件15。探针载板12用于承载至少两个探针16。传动组件13用于相对芯片载台传动探针载板12，以使至少两个探针16能够在传动组件13的一次传动过程中分别接触位于半导体激光芯片组件15的两端的不同电极。支撑组件14用于支撑传动组件13，且包括传动组件载板17。

芯片载台11包括支架110、设置于支架上的散热基板111、冷却液循环槽112以及定位块113。半导体激光芯片组件15设置于散热基板111上，并由散热基板111进行散热。冷却液循环槽112设置于散热基板111的下方。芯片载台11进一步还可以包括致冷片(图未示)，设置于散热基板111的下方，冷却液循环槽112设置于致冷片的下方。定位块113固定于散热基板111上，定位块113上设置有用于容纳半导体激光芯片组件15的定位槽114。其中，支架110包括左支架115、右支架116以及基板117，三者组合固定提供一个稳定的测试平台。

在本实用新型实施例中，散热基板111选择具有良好导热系数的材料。优选地，选择导热系数高的无氧铜，为了防止表面氧化，无氧铜表面进行了镀金处理。散热基板111的放置待测试的半导体激光芯片组件15的表面具有严格的平坦性，使得半导体激光芯片组件15的底面能够与其充分接触。提供良好的散热环境。同时散热基板111可以为正方形设计，在散热基板111表面的四方都带有定位块113的固定位置，可用于放置半导体激光芯片组件15以进行测试。定位块113可以设置在散热基板111的任一边，以方便换向使用。定位块113的定位槽114尺寸可根据半导体激光芯片组件15的大小定制。如此将散热基板111换向后即可提供一个完全崭新的定位槽114，并且表面很平坦，避免了因为长时间在一个定位槽114上进行测试，相应位置的散热基板111的上表面会磨损，进而造成表面凹凸不平，影响散热和测试结果。

在本实用新型实施例中，传动组件13固定于传动组件载板17上，传动组件13为杠杆式传动组件，且包括手柄131、L形传动件132和传动杆133，其中手柄131的第一端与传动组件载板17铰接，L形传动件132的第一端铰接于手柄131的第一端与手柄131的第二端之间，L形传动件132的第二端与传动杆133的第一端铰接，传动杆133的第二端与探针载板12固定连接。传动组件载板17上设置有导向件134，导向件134套设于传动杆133的外围，并限定传动杆133的运动方向。支撑组件14设置有导轨18和滑块19，导轨18与滑块19配合，探针载板12固定于滑块19处，以提供探针载板12的上下运动，并限定探针载板12的运动方向。

在本实用新型实施例中，传动组件13主要用来快速将探针16抬起或下压，并且在下压时可以实现自锁，不反弹。如图2所示，图a)为探针16处于没有下压至半导体激光芯片组件15时的工作状态，由于通过操作手柄131产生的传动杆133的反弹力F为垂直向上，而此时支点A和支点B不在同一直线上，即支点A和支点B在水平方向上的距离d不为0，考虑到力矩＝力*力臂，可见此时力矩不为0，处于不稳定的状态。b)为探针16处于下压至半导体激光芯片组件时的工作状态，支点A和支点B在同一直线上，即支点A和支点B在水平方向上的距离为0，此时力矩为0，如此无论通过操作手柄131产生的传动杆133的反弹力F多大，都不会发生运动。即探针16一直保持下压状态，从而实现自锁功能。

在本实用新型实施例中，支撑组件14还包括用于调节传动组件载板17与芯片载台12的相对位置的位置调节组件，包括沿竖直方向设置的支撑杆141以及沿水平方向连接传动组件载板17与支撑杆141的横梁142，其中支撑杆141和横梁142相对于芯片载台12的位置是可调的。具体地，如图3所示，基板117的后端拉出有两条U型槽118，支撑杆141可以在基板117上的U型槽118中前后移动，确定好支撑杆141的位置后进行固定。传动组件载板17呈L形设置第一承载部171和第二承载部172，其中第一承载部171支撑于横梁142的顶部，传动组件13设置于第二承载部172的远离第一承载部171的一侧，导轨18或滑块19设置于横梁142的一端，支撑杆141设置于横梁142的另一端。横梁142可以在支撑杆141上上下移动，并选择合适的位置后固定。

在本实用新型实施例中，如图4所示，半导体激光芯片组件15包括：第一电极151、第二电极152、半导体激光芯片153以及金线154，半导体激光芯片153直接引出第一电极151，同时通过金线154引出第二电极152。半导体激光芯片153封装在热沉上，导热系数高，封装后形成的半导体激光芯片组件15为长方体形。其中第一电极151为正极，第二电极152为负极，或者第一电极151为负极，第二电极152为正极。

在本实用新型实施例中，探针16为弹性探针。探针载板12承载有至少两个探针16，使得至少两个探针16设置成在传动组件13的一次传动过程中的同一时刻分别接触位于半导体激光芯片组件15的两端的不同电极。具体地，在需要对半导体激光芯片组件15进行测试时，作用于手柄131，通过L形传动件132使探针16抬起，利用镊子将半导体激光芯片组件15放置在，定位块113的定位槽114中。作用于手柄131，通过L形传动件132将探针16下压，并通过L形传动件132进行自锁，使得探针16下压至与半导体激光芯片组件15充分接触，如图5所示，由于至少两个探针16分别同时与半导体激光芯片组件15接触，并且至少两个探针16使用的是弹性探针。在本实用新型的其他实施例中，还可以使用多个探针，如4个弹性探针等，这就使得弹性探针下压量合适，压力适中，能够实现对半导体激光芯片组件15的均匀压力和电流注入，在不至于损坏半导体激光芯片组件15的前提下，使得半导体激光芯片组件15的底面能与散热基板111充分接触以进行散热，方便对半导体激光芯片组件15进行无损测试。

综上所述，本实用新型通过芯片载台放置待测试的半导体激光芯片组件；探针载板承载至少两个探针；传动组件相对芯片载台传动探针载板，以使至少两个探针能够在传动组件的一次传动过程中分别接触位于半导体激光芯片组件的两端的不同电极，能够实现对热沉的均匀压力和电流注入，对半导体激光芯片组件进行无损测试。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种半导体激光芯片组件的测试装置，其特征在于，包括：

芯片载台，用于放置待测试的半导体激光芯片组件；

探针载板，用于承载至少两个探针；

传动组件，用于相对所述芯片载台传动所述探针载板，以使所述至少两个探针能够在所述传动组件的一次传动过程中分别接触位于所述半导体激光芯片组件的两端的不同电极。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探针为弹性探针。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述至少两个探针设置成在所述传动组件的一次传动过程中的同一时刻分别接触位于所述半导体激光芯片组件的两端的不同电极。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述芯片载台包括支架以及设置于所述支架上的散热基板，所述半导体激光芯片组件设置于所述散热基板上，并由所述散热基板进行散热。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述芯片载台进一步包括冷却液循环槽，所述冷却液循环槽设置于所述散热基板的下方。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述芯片载台进一步包括致冷片，所述致冷片设置于所述散热基板的下方，所述冷却液循环槽设置于所述致冷片的下方。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述芯片载台进一步包括定位块，所述定位块固定于所述散热基板上，所述定位块上设置有用于容纳所述半导体激光芯片组件的定位槽。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定位块设置在所述散热基板的任一边，以方便换向使用，所述定位块的定位槽尺寸可根据所述半导体激光芯片组件的大小定制。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述测试装置进一步包括支撑组件，所述支撑组件用于支撑所述传动组件，且包括传动组件载板，所述传动组件固定于所述传动组件载板上，所述传动组件为杠杆式传动组件，且包括手柄、L形传动件和传动杆，其中所述手柄的第一端与所述传动组件载板铰接，所述L形传动件的第一端铰接于所述手柄的第一端与所述手柄的第二端之间，所述L形传动件的第二端与所述传动杆的第一端铰接，所述传动杆的第二端与所述探针载板固定连接。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述传动组件载板上设置有导向件，所述导向件套设于所述传动杆的外围，并限定所述传动杆的运动方向。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述支撑组件设置有导轨和滑块，所述导轨与所述滑块配合，所述探针载板固定于所述滑块处，以提供所述探针载板的上下运动，并限定所述探针载板的运动方向。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述支撑组件进一步包括用于调节所述传动组件载板与所述芯片载台的相对位置的位置调节组件。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述位置调节组件包括沿竖直方向设置的支撑杆以及沿水平方向连接所述传动组件载板与所述支撑杆的横梁，其中所述支撑杆和所述横梁相对于所述芯片载台的位置是可调的。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述传动组件载板呈L形设置第一承载部和第二承载部，其中所述第一承载部支撑于所述横梁的顶部，所述传动组件设置于所述第二承载部的远离所述第一承载部的一侧，所述导轨或所述滑块设置于所述横梁的一端，所述支撑杆设置于所述横梁的另一端。