CN205720305U - 半导体激光芯片组件的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了半导体激光芯片组件的测试装置，该测试装置包括测试治具和散热组件，测试治具用于测试半导体激光芯片组件；散热组件用于在测试治具对半导体激光芯片组件测试时进行散热；其中，测试治具通过外力与散热组件实现可分离连接。通过上述方式，本实用新型能够快速拆卸测试治具，提高更换测试治具的效率，同时方便测试治具的上料和下料，提高测试效率。

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：(1)测试方式纯粹凭借作业员的人工操作，包括COS定位、移动探针接触电极操作，耗时时间长；(2)使用的刚性探针注入电流的同时也会注入部分压力，容易造成两端压力不平衡，影响重复测量精度。如若压力过大，压痕明显，外观不美观，严重将导致COS断裂，对激光芯片具有毁灭性的损坏；(3)现有的测试系统大都通用性都较差，需要测试不同产品时，需更换测试部分探针模块和COS定位模块。

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，能够快速拆卸测试治具，提高更换测试治具的效率，同时方便测试治具的上料和下料，提高测试效率。

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：

测试治具，用于测试半导体激光芯片组件；

散热组件，用于在测试治具对半导体激光芯片组件测试时进行散热；

其中，测试治具通过外力与散热组件实现可分离连接。

其中，测试治具包括：

芯片基板，用于放置待测试的半导体激光芯片组件，将半导体激光芯片组件工作产生的热量传递到散热组件；

电极基板，位于芯片基板上方，电极基板上安装有至少两个探针；

驱动组件，与电极基板连接，用于驱动电极基板升降，以使至少两个探针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，驱动组件包括：

电极基座，固定设置于芯片基板上；

至少两个升降导杆，至少两个升降导杆的一端与电极基座连接；

固定板，连接于至少两个升降导杆的另一端；

传动板，套入至少两个升降导杆上，与电极基板连接；

升降驱动螺栓，卡设于固定板内，一端与传动板螺纹连接。

其中，传动板与电极基板通过至少两个电极导杆连接，至少两个电极导杆上分别设有弹簧。

其中，传动板的截面呈Z型。

其中，驱动组件还包括限位环，限位环的数量与升降导杆一致，用于限制传动板的高度。

其中，测试治具还包括定位组件，用于对半导体激光芯片组件进行定位。

其中，定位组件包括至少三个定位块，至少三个定位块分别抵接半导体激光芯片组件的相应边，至少三个定位块与芯片基板可拆卸连接以适应不同尺寸的半导体激光芯片组件。

其中，至少两个探针包括第一探针和第二探针，电极基板设有间隔设置的第一通槽和第二通槽，第一探针和第二探针分别通过对应的螺钉固定于第一通槽和第二通槽内。

其中，电极基板上还设有分别与第一探针和第二探针对应的第一电极接线块和第二电极接线块，第一探针和第二探针分别通过对应的螺钉配合第一电极接线块和第二电极接线块固定于第一通槽和第二通槽内。

其中，测试治具还包括护罩，芯片基板、电极基板和驱动组件均设于护罩内，护罩的底面高于芯片基板的底面，护罩设有用于对半导体激光芯片组件和驱动组件进行操作的开口。

通过上述方案，本实用新型的有益效果是：测试治具通过外力与散热组件实现可分离连接，能够快速拆卸测试治具，提高更换测试治具的效率，同时方便测试治具的上料和下料，提高测试效率。

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模块示意图；

图2是图1所示的测试装置的测试治具的结构示意图；

图3是图2所示的测试治具的内部结构示意图；

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。

具体实施方式

请参照图1，图1是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模块示意图。本实施例的测试装置包括测试治具20和散热组件。

测试治具20用于测试半导体激光芯片组件15。在本实施例中，测试治具20可整体与散热组件分离，其具体结构及原理将在下文介绍。

散热组件用于在测试治具对半导体激光芯片组件15测试时进行散热。在本实施例中，其包括依次层叠设置的散热基板30、致冷片40和冷却液循环槽50。

其中，在本实施例中，测试治具通过外力F与散热组件实现可分离连接。当然，在备选实施例中，也可将测试治具整体通过螺钉等固定于散热组件上。

相比现有技术中的半导体激光芯片组件测试装置的测试部分不能作为一个整体，测试不同的产品时，需要更换各种零件，本实用新型的半导体激光芯片组件的测试装置通过外力F使得测试治具整体与散热组件连接，能够快速拆卸测试治具，提高更换测试治具的效率，同时方便测试治具的上料和下料，提高测试效率。

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。

请参阅图2和图3，图2是图1所示的测试装置的测试治具的结构示意图，图3是图2所示的测试治具的内部结构示意图。本实施例的测试治具包括芯片基板21、电极基板22、驱动组件、定位组件24和护罩25。

芯片基板21用于放置待测试的半导体激光芯片组件15，将半导体激光芯片组件15工作产生的热量传递到散热组件，在本实施例中，优选芯片基板21采用导热性能较好的无氧铜且表面进行镀金处理。

电极基板22位于芯片基板21上方，电极基板22上安装有至少两个探针。具体而言，至少两个探针包括第一探针221和第二探针222，电极基板22设有间隔设置的第一通槽(未标示)和第二通槽(未标示)，第一探针221和第二探针222分别通过对应的螺钉固定于第一通槽和第二通槽内。

进一步地，电极基板22上还设有分别与第一探针221和第二探针222对应的第一电极接线块223和第二电极接线块224，第一探针221和第二探针222分别通过对应的螺钉配合第一电极接线块223和第二电极接线块224固定于第一通槽和第二通槽内。在其他实施例中，也可采用4个或者6个等探针数量，在能够满足探针接触半导体激光芯片组件15的两端的不同电极(正负极)的情况下，本领域技术人员可根据实际情况具体设置，本实用新型对此不作限定。

在本实施例中，探针为弹性探针，以避免探针触碰损坏半导体激光芯片组件15。值得注意的是，本实用新型的探针优选采用紫铜材料作为电极材料，通过发明人的长期研究发现，紫铜材料的电极本身可通过较大电流，且整体具有弹性，能够克服市场上的探针电极可通过的额定电流不足、容易损伤测试的半导体激光芯片组件15的缺点。电极基板22优选采用塑性材料，从而保证探针与测试治具之间良好的绝缘性。

驱动组件，与电极基板22连接，用于驱动电极基板22升降，以使至少两个探针分别接触位于半导体激光芯片组件15的两端的不同电极。

具体而言，驱动组件包括电极基座231、至少两个升降导杆232、固定板233、传动板234以及升降驱动螺栓235。

电极基座231固定设置于芯片基板21上，本实施例优选通过螺钉固定于芯片基板21上。

至少两个升降导杆232的一端与电极基座231连接，在本实施例中，为了结构平衡以及结构简单，采用间隔的两个升降导杆。

固定板233连接于至少两个升降导杆232的另一端。

传动板234套入至少两个升降导杆232上，与电极基板22连接。具体地，传动板234与电极基板22通过至少两个电极导杆236连接，至少两个电极导杆236上分别设有弹簧。弹簧可使探针在接触半导体激光芯片组件15时保持一定的压力。在本实施例中，优选为两个电极导杆，且为了节约空间，缩小测试治具的体积，优选传动板234的截面呈Z型，但本实用新型对此不作限定，本领域技术人员可根据实际情况具体设置。

升降驱动螺栓235卡设于固定板233内，一端与传动板234螺纹连接，从而可通过旋转螺栓带动传动板234上下运动。在本实施例中，升降驱动螺栓235优选设于两个升降导杆的中间部位。

优选地，驱动组件还包括限位环238，限位环238的数量与升降导杆一致，用于限制传动板234的高度。当传动板234到达所需高度时，通过将限位环238紧固，可使得传动板234、电极基板22以及探针达到自锁的作用。并且限位环238还可起到标示作用，比如在某规格的半导体激光芯片组件15的测试中，限位环238位于某一高度，下次同规格的测试，可直接扭动升降驱动螺栓235使得传动板234达到标示位置。

优选地，测试治具还包括定位组件24，用于对半导体激光芯片组件15进行定位。具体而言，定位组件24包括至少三个定位块，至少三个定位块分别抵接半导体激光芯片组件15的相应边，至少三个定位块与芯片基板21可拆卸连接以适应不同尺寸的半导体激光芯片组件15。在本实施例中，优选采用三个定位块，将待测的半导体激光芯片组件15放置于芯片基板21的边缘，三面固定，一面用于进行上料和下料。值得说明的是，当使用不同规格的半导体激光芯片组件15时，只需将三个定位块根据半导体激光芯片组件15的尺寸重新固定于芯片组件上即可，为了能够使得探针能够对应相应的电极，第一探针221和第二探针222可在对应的第一通槽和第二通槽内滑动。

芯片基板21、电极基板22和驱动组件均设于护罩25内，护罩25的底面高于芯片基板21的底面，以使得测试治具在使用时，外力F作用在护罩25上，能够保证测试治具与散热组件接触良好，护罩25设有用于对半导体激光芯片组件15和驱动组件进行操作的开口。

上面介绍了测试装置的结构，下面说明测试装置的工作过程：

利用螺丝刀顺时针拧升降驱动螺栓235，通过传动板234带动探针抬起至合适的位置，利用镊子将半导体激光芯片组件15放置在定位块形成的定位槽中，再利用螺丝刀逆时针拧升降驱动螺栓235，通过传动板234带动探针下压，并使弹簧处于压缩状态，通过限位环238控制传动板234的高度配合弹簧的压缩量，使得不驱动升降驱动螺栓235时，升降驱动螺栓235与传动板234处于自锁状态，从而保证探针以合适的压力与半导体激光芯片组件15无损接触，完成上料后，将测试治具整体放置于散热组件上，将探针连上电源线即可测试。

本实用新型的半导体激光芯片组件的测试装置具有以下优点：

1.能够快速拆卸测试治具，使得测试装置能够在生产线外进行上料和下料，提高测试效率；

2.测试治具采用外力与散热组件可分离式连接，可使得测试装置能够适应不同的产品测试；

3.能够适应不同尺寸的半导体激光芯片组件的测试；

4.采用紫铜的探针使得能够通过承受较大电流，探针整体弹性较佳不会造成测试芯片组件的损伤。

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 (11)

1.一种半导体激光芯片组件的测试装置，其特征在于，包括：

测试治具，用于测试所述半导体激光芯片组件；

散热组件，用于在所述测试治具对所述半导体激光芯片组件测试时进行散热；

其中，所述测试治具通过外力与所述散热组件实现可分离连接。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试治具包括：

芯片基板，用于放置待测试的半导体激光芯片组件，将所述半导体激光芯片组件工作产生的热量传递到所述散热组件；

电极基板，位于所述芯片基板上方，所述电极基板上安装有至少两个探针；

驱动组件，与所述电极基板连接，用于驱动所述电极基板升降，以使所述至少两个探针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。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

电极基座，固定设置于所述芯片基板上；

至少两个升降导杆，所述至少两个升降导杆的一端与电极基座连接；

固定板，连接于所述至少两个升降导杆的另一端；

传动板，套入所述至少两个升降导杆上，与所述电极基板连接；

升降驱动螺栓，卡设于所述固定板内，一端与所述传动板螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述传动板与所述电极基板通过至少两个电极导杆连接，所述至少两个电极导杆上分别设有弹簧。

5.根据权利要求4所述的测试装置，其特征在于，所述传动板的截面呈Z型。

6.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述驱动组件还包括限位环，所述限位环的数量与升降导杆一致，用于限制所述传动板的高度。

7.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试治具还包括定位组件，用于对所述半导体激光芯片组件进行定位。

8.根据权利要求7所述的测试装置，其特征在于，所述定位组件包括至少三个定位块，所述至少三个定位块分别抵接所述半导体激光芯片组件的相应边，所述至少三个定位块与所述芯片基板可拆卸连接以适应不同尺寸的半导体激光芯片组件。

9.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述至少两个探针包括第一探针和第二探针，所述电极基板设有间隔设置的第一通槽和第二通槽，所述第一探针和第二探针分别通过对应的螺钉固定于所述第一通槽和第二通槽内。

10.根据权利要求9所述的测试装置，其特征在于，所述电极基板上还设有分别与所述第一探针和第二探针对应的第一电极接线块和第二电极接线块，所述第一探针和第二探针分别通过对应的螺钉配合所述第一电极接线块和所述第二电极接线块固定于所述第一通槽和第二通槽内。

11.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试治具还包括护罩，所述芯片基板、所述电极基板和所述驱动组件均设于所述护罩内，所述护罩的底面高于所述芯片基板的底面，所述护罩设有用于对所述半导体激光芯片组件和所述驱动组件进行操作的开口。