CN209485663U - 一种芯片发光性能测试设备及其上料机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种芯片发光性能测试设备及其上料机构，后者包括：芯片固定装置，待测试芯片固定装夹于所述芯片固定装置；导向装置，所述芯片固定装置安装于所述导向装置，且所述导向装置能够带动所述芯片固定装置在三维坐标轴的至少一个轴向上运动。在工作过程中，待测试芯片装夹固定在芯片固定装置上，可在芯片发光性能测试的过程中，对芯片进行可靠、稳定的装夹，为芯片发光性能测试提供保障和基础；装夹完毕后，导向装置可根据测试需要调整待测试芯片在测试设备所在的三维坐标轴中的位置，从而保证芯片的上料速度和位置准确性，并为后续测试过程提供基础，以保证测试精度。

Description

一种芯片发光性能测试设备及其上料机构

技术领域

本实用新型涉及芯片性能测试设备技术领域，尤其涉及一种用于芯片发光性能测试设备的上料机构。本实用新型还涉及一种包括该上料机构的芯片发光性能测试设备。

背景技术

目前，半导体激光芯片的应用市场越来越广泛，但同时对其的使用条件也越来越苛刻，可靠性要求也越来越高。在激光芯片的诸多参数中，芯片的发光性能无疑是重中之重，若发光性能不满足光学要求，则会造成产品性能降低甚至失效，因此，需要利用芯片发光性能的测试设备对芯片进行准确、有效检测。而在芯片发光性能测试的过程中，如何实现芯片上料，保证芯片的上料速度和位置准确性，从而为后续测试过程提供基础，以保证测试精度，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种上料机构，用于芯片发光性能测试设备，包括：

芯片固定装置，待测试芯片固定装夹于所述芯片固定装置；

导向装置，所述芯片固定装置安装于所述导向装置，且所述导向装置能够带动所述芯片固定装置在三维坐标轴的至少一个轴向上运动。

在工作过程中，待测试芯片装夹固定在芯片固定装置上，可在芯片发光性能测试的过程中，对芯片进行可靠、稳定的装夹，为芯片发光性能测试提供保障和基础；装夹完毕后，导向装置可根据测试需要调整待测试芯片在测试设备所在的三维坐标轴中的位置，从而保证芯片的上料速度和位置准确性，并为后续测试过程提供基础，以保证测试精度。

可选地，所述导向装置包括：

第一导轨，所述第一导轨沿所述三维坐标轴的X轴方向延伸；

第一导向块，所述第一导向块沿X轴方向可滑动地安装于所述第一导轨，且所述芯片固定装置安装于所述第一导向块；

第一驱动件，所述第一驱动件设置于所述第一导轨与所述

第一导向块之间，并驱动所述第一导向块沿所述第一导轨运动。

进一步地，所述导向装置还包括：

第二导轨，所述第二导轨固接于所述第一导向块，且所述第二导轨沿所述三维坐标轴的Y轴方向延伸；

第二导向块，所述第二导向块沿Y轴方向可滑动地安装于所述第二导轨，且所述芯片固定装置通过所述第二导向块安装于所述第一导向块；

第二驱动件，所述第二驱动件设置于所述第二导轨与所述第二导向块之间，并驱动所述第二导向块沿所述第二导轨运动。

进一步地，所述导向装置还包括：

伸缩缸，所述伸缩缸沿所述三维坐标轴的Z轴方向设置，且所述伸缩缸的缸筒固接于所述第二导向块；

转接板，所述转接板固接于所述伸缩缸的缸杆，所述芯片固定装置固接于所述转接板，并通过所述转接板安装于所述第二导向块。

进一步地，所述芯片固定装置包括：

芯片载板，所述芯片载板的安装面上开设有若干芯片放置位，待测试芯片一一对应地放置于所述芯片放置位、并分别与所述芯片载板电连接；

冷却结构，所述冷却结构固定安装于所述芯片载板远离所述安装面的一侧，并用于冷却所述芯片载板；

载板连接器，所述载板连接器侧向安装于所述冷却结构，并能够推动所述冷却结构在预设方向上直线运动；

载板固定板，所述载板固定板固定安装于所述芯片载板远离所述冷却结构的一侧，所述载板固定板上开设多个通孔，各所述通孔一一对应地与所述芯片放置位相对应。

进一步地，所述芯片载板的安装面上开设有若干槽体，所述槽体形成所述芯片放置位，所述待测试芯片一一对应地放置于所述槽体内。

进一步地，所述冷却结构为水冷块，所述水冷块内设置有冷却管路，所述冷却管路的进水口和出水口均开设于所述水冷块的侧壁。

进一步地，所述水冷块朝向所述芯片载板的表面上设置有固定桩，所述芯片载板朝向所述水冷块的表面上开设有安装孔，所述固定桩插装于所述安装孔。

进一步地，所述固定桩和所述安装孔的数量均为多个，各所述固定桩一一对应地固接于各所述安装孔内。

本实用新型还提供一种芯片发光性能测试设备，包括如上所述的上料机构。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型所提供的上料机构一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1所示上料机构中芯片固定装置一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

101-第一导轨 102-第一导向块

201-第二导轨 202-第二导向块

301-伸缩缸 302-转接板

1-芯片载板 2-水冷块 3-载板连接器 4-载板固定板

11-槽体

21-固定桩

31-驱动件 32-第一导杆 33-第二导杆 34-推板

41-通孔

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

请参考图1，图1为本实用新型所提供的上料机构一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型提供的上料机构用于芯片发光性能测试设备，尤其可用于vcsel激光芯片(3D sensing领域的芯片)发光性能测试设备，该测试设备主要用于测试激光的光强、功率、发散角等vcsel激光芯片的光学性能。该上料机构包括芯片固定装置和导向装置，其中，待测试芯片固定装夹于所述芯片固定装置，芯片固定装置安装于所述导向装置，且所述导向装置能够带动所述芯片固定装置在三维坐标轴的至少一个轴向上运动。

在工作过程中，待测试芯片装夹固定在芯片固定装置上，可在芯片发光性能测试的过程中，对芯片进行可靠、稳定的装夹，为芯片发光性能测试提供保障和基础；装夹完毕后，导向装置可根据测试需要调整待测试芯片在测试设备所在的三维坐标轴中的位置，从而保证芯片的上料速度和位置准确性，并为后续测试过程提供基础，以保证测试精度。

需要指出的是，导向装置可带动芯片固定装置在三维坐标轴的至少一个轴向上运动，也就是说，可以带动芯片固定装置仅在X轴、Y轴或Z轴中的一者方向上运动，此时可部分实现位置变动，尽量实现测试位置准确，而需要做到位置的绝对准确时，则需要在三个轴向上均可调整的结构。如该具体实施方式中所述的，三组导向组件可择一设置、择二设置或全部设置，优选地，三个导向组件同时设置，即所述导向装置包括X轴导向组件、Y轴导向组件和Z轴导向组件。

其中，X轴导向组件包括第一导轨101、第一导向块102和第一驱动件，所述第一导轨101沿所述三维坐标轴的X轴方向延伸，所述第一导向块102沿X轴方向可滑动地安装于所述第一导轨101，且所述芯片固定装置安装于所述第一导向块102，所述第一驱动件设置于所述第一导轨101与所述第一导向块102之间，并驱动所述第一导向块102沿所述第一导轨101运动。在需要调整芯片在X轴方向上的位置时，启动第一驱动件，从而带动第一导向块102相对于第一导轨101沿X轴方向运动至指定位置并停止驱动即可。该第一驱动件可以是能够驱动第一导向块102直线运动的任何结构，例如链传动、伸缩缸301驱动、带传动或电机与齿轮齿条结合传动等各种方式。

Y轴导向组件包括第二导轨201、第二导向块202和第二驱动件，其中，所述第二导轨201固接于所述第一导向块102，且所述第二导轨201沿所述三维坐标轴的Y轴方向延伸，所述第二导向块202沿Y轴方向可滑动地安装于所述第二导轨201，且所述芯片固定装置通过所述第二导向块202安装于所述第一导向块102，所述第二驱动件设置于所述第二导轨201与所述第二导向块202之间，并驱动所述第二导向块202沿所述第二导轨201运动。在需要调整芯片在Y轴上的位置时，启动第二驱动件，从而带动第二导向块202相对于第二导轨201沿Y轴方向运动至指定位置并停止驱动即可。该第二驱动件的形式选择与上述第一驱动件相类似，在此不做赘述。

Z轴导向组件包括伸缩缸301和转接板302，所述伸缩缸301沿所述三维坐标轴的Z轴方向设置，且所述伸缩缸301的缸筒固接于所述第二导向块202，所述转接板302固接于所述伸缩缸301的缸杆，所述芯片固定装置固接于所述转接板302，并通过所述转接板302安装于所述第二导向块202。在需要调整芯片在Z轴上的位置时，通过伸缩缸301伸长或缩短即可调整其上的芯片高度。

在工作过程中，需要三维位置的调整时，先通过X轴导向组件调整其上的Y轴导向组件、Z轴导向组件、芯片固定装置和芯片随第一导向块102沿第一导轨101同步运动至预设位置，而后通过Y轴导向组件调整其上的Z轴导向组件、芯片固定装置和芯片随第二导向块202沿第二导轨201同步运动至预设位置，最后通过伸缩缸301的伸长程度调整芯片的高度，从而实现了芯片在三维坐标轴内位置的调整，以提高芯片在后续测试过程中的位置精度和准确性。

请参考图2，图2为图1所示上料机构中芯片固定装置一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的芯片固定装置包括芯片载板1、冷却结构、载板连接器3和载板固定板4。其中，所述芯片载板1的安装面上开设有若干芯片放置位，待测试芯片一一对应地放置于所述芯片放置位、并分别与所述芯片载板1电连接。具体地，芯片通过银胶被贴在芯片载板1上，每个芯片载板1一般设置有40个左右芯片放置位，然后利用打线机利用银线将芯片的导电极与载板的电极固定，以实现芯片与芯片载板1的电连接。上述芯片放置位的数量和布置方式可根据实际要求确定，不局限于40个放置位，也不局限于图1所示的矩形排列方式。

上述冷却结构固定安装于所述芯片载板1远离所述安装面的一侧，并用于冷却所述芯片载板1，在该实施例中芯片载板1的芯片安装位所在的安装面朝上，则冷却结构位于芯片载板1的下方。

载板连接器3侧向安装于所述冷却结构，并能够推动所述冷却结构在预设方向上直线运动，冷却结构的侧向是指与上述安装面相接并垂直的方向。

载板固定板4固定安装于所述芯片载板1远离所述冷却结构的一侧，也就是覆盖在芯片载板1的安装面之上，显然地，该载板固定板4上应开设多个通孔41，这些通孔41一一对应地与芯片载板1上的芯片放置位对应，并用于露出芯片放置位及其上放置的待测试芯片。

在工作过程中，待测试的芯片放置在芯片载板1上，冷却结构设置在芯片载板1的下方，载板固定板4设置在芯片载板1的上方，由上至下地，载板固定板4、芯片载板1和冷却结构三者层叠设置并且固定连接；将载板连接器3设置在冷却结构的侧向，并且能够推动冷却结构沿预设方向直线运动，进而推动芯片载板1以及芯片载板1上的芯片同步移动，以便驱动待测试的芯片处于适当的测试位置。这样，通过该芯片固定装置的设计，可在芯片发光性能测试的过程中，对芯片进行可靠、稳定的装夹，并且通过其中冷却结构和载板连接器3的设置，能够满足测试中芯片对于位置调整以及冷却的需求，为芯片发光性能测试提供了保障和基础。

在待测试芯片放置在芯片载体上时，为了保证位置稳定性，可在芯片载板1的安装面上开设若干槽体11，所述槽体11形成所述芯片放置位，所述待测试芯片一一对应地放置于所述槽体11内，以通过槽体11对待测试芯片进行限位。

从理论上来讲，上述槽体11应略大于芯片的规格，且当设置有芯片固定板时，可通过芯片固定板上的通孔41与芯片载板1的安装面围成该槽体11。

具体地，上述冷却结构为水冷块2，所述水冷块2内设置有冷却管路，所述冷却管路的进水口和出水口均开设于所述水冷块2的侧壁，在工作过程中，冷却管路的进水口与冷却水源相连通，其出水口与换热器或回收器相连通，以实现冷却循环。

上述冷却管路可以为蛇形管的形式，保证水冷块2的板面范围内均能够得到冷却；该冷却管路也可以用冷却腔体来替换，即整个水冷块2的内部为冷却腔体，水冷块2的侧壁上开设与冷却腔体连通的进水口和出水口。

除了水冷却的方式，也可以采用其他介质冷却或压缩机制冷等空冷方式，考虑到成本和安装空间，优选采用水冷方式和与之对应的水冷块2。

为了保证水冷块2与芯片载板1的安装可靠性和结构稳定性，可在水冷块2朝向所述芯片载板1的表面上设置有固定桩21，所述芯片载板1朝向所述水冷块2的表面上开设有安装孔，所述固定桩21插装于所述安装孔。具体的，固定桩21和所述安装孔的数量均为多个，各所述固定桩21一一对应地固接于各所述安装孔内。

显然地，水冷块2与芯片载板1之间也可以采用其他结构固定连接，例如，螺钉连接或滑道滑块连接等方式。

进一步地，上述载板连接器3包括驱动件31、导杆和推板34，所述冷却结构的侧壁开设有贯通孔41；所述导杆可滑动地安装于所述贯通孔41，且所述导杆位于所述贯通孔41外侧的一端与所述推板34固定连接；所述推板34在所述驱动件31的驱动下向靠近或远离所述冷却结构的方向运动，以推动所述冷却结构沿所述导杆移动。在工作过程中，当需要调整芯片位置时，通过驱动件31向推板34施加驱动力，推板34向靠近冷却结构的方向运动并推动冷却结构、进而带动与冷却结构固定连接的芯片载板1以及芯片载板1上的芯片同步移动。

上述导杆包括第一导杆32和第二导杆33，所述第一导杆32位于所述推板34的一侧，所述第二导杆33位于所述推板34的另一侧，所述第一导杆32和/或所述第二导杆33上安装有所述驱动件31，所述驱动件31为与所述第一导杆32和/或所述第二导杆33螺纹连接的调节螺母，未安装所述驱动件31的导轨为直线轴承。

在该实施例中，第一导杆32可滑动地穿过冷却结构，第二导杆33为直线轴承，其可滑动地穿过冷却结构且端部设置有调节螺母，当需要位置调整时，旋动调节螺母，以使得调节螺母在第二导杆33上的位置发生移动，进而推动推板34移动，实现推板34驱动。

从理论上来讲，驱动件31只要能够为推板34提供沿导轨滑动的力即可，例如其也可以为伸缩缸等结构，上述推板34运动的预设方向即为导杆的延伸方向。

除了上述芯片固定装置，本实用新型还提供一种包括该芯片固定装置的上料机构，以及包括该上料机构的芯片发光性能测试设备，上料机构的其他结构部分和芯片发光性能测试设备的其他结构部分，对于实现本实用新型的技术效果没有影响，故不做赘述。

应当理解的是，尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或比段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一元件、部件、区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种上料机构，用于芯片发光性能测试设备，其特征在于，包括：

芯片固定装置，待测试芯片固定装夹于所述芯片固定装置；

导向装置，所述芯片固定装置安装于所述导向装置，且所述导向装置能够带动所述芯片固定装置在三维坐标轴的至少一个轴向上运动。

2.根据权利要求1所述的上料机构，其特征在于，所述导向装置包括：

第一导轨(101)，所述第一导轨(101)沿所述三维坐标轴的X轴方向延伸；

第一导向块(102)，所述第一导向块(102)沿X轴方向可滑动地安装于所述第一导轨(101)，且所述芯片固定装置安装于所述第一导向块(102)；

第一驱动件，所述第一驱动件设置于所述第一导轨(101)与所述第一导向块(102)之间，并驱动所述第一导向块(102)沿所述第一导轨(101)运动。

3.根据权利要求2所述的上料机构，其特征在于，所述导向装置还包括：

第二导轨(201)，所述第二导轨(201)固接于所述第一导向块(102)，且所述第二导轨(201)沿所述三维坐标轴的Y轴方向延伸；

第二导向块(202)，所述第二导向块(202)沿Y轴方向可滑动地安装于所述第二导轨(201)，且所述芯片固定装置通过所述第二导向块(202)安装于所述第一导向块(102)；

第二驱动件，所述第二驱动件设置于所述第二导轨(201)与所述第二导向块(202)之间，并驱动所述第二导向块(202)沿所述第二导轨(201)运动。

4.根据权利要求3所述的上料机构，其特征在于，所述导向装置还包括：

伸缩缸(301)，所述伸缩缸(301)沿所述三维坐标轴的Z轴方向设置，且所述伸缩缸(301)的缸筒固接于所述第二导向块(202)；

转接板(302)，所述转接板(302)固接于所述伸缩缸(301)的缸杆，所述芯片固定装置固接于所述转接板(302)，并通过所述转接板(302)安装于所述第二导向块(202)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的上料机构，其特征在于，所述芯片固定装置包括：

芯片载板(1)，所述芯片载板(1)的安装面上开设有若干芯片放置位，待测试芯片一一对应地放置于所述芯片放置位、并分别与所述芯片载板(1)电连接；

冷却结构，所述冷却结构固定安装于所述芯片载板(1)远离所述安装面的一侧，并用于冷却所述芯片载板(1)；

载板连接器(3)，所述载板连接器(3)侧向安装于所述冷却结构，并能够推动所述冷却结构在预设方向上直线运动；

载板固定板(4)，所述载板固定板(4)固定安装于所述芯片载板(1)远离所述冷却结构的一侧，所述载板固定板(4)上开设多个通孔(41)，各所述通孔(41)一一对应地与所述芯片放置位相对应。

6.根据权利要求5所述的上料机构，其特征在于，所述芯片载板(1)的安装面上开设有若干槽体(11)，所述槽体(11)形成所述芯片放置位，所述待测试芯片一一对应地放置于所述槽体(11)内。

7.根据权利要求5所述的上料机构，其特征在于，所述冷却结构为水冷块(2)，所述水冷块(2)内设置有冷却管路，所述冷却管路的进水口和出水口均开设于所述水冷块(2)的侧壁。

8.根据权利要求7所述的上料机构，其特征在于，所述水冷块(2)朝向所述芯片载板(1)的表面上设置有固定桩(21)，所述芯片载板(1)朝向所述水冷块(2)的表面上开设有安装孔，所述固定桩(21)插装于所述安装孔。

9.根据权利要求8所述的上料机构，其特征在于，所述固定桩(21)和所述安装孔的数量均为多个，各所述固定桩(21)一一对应地固接于各所述安装孔内。

10.一种芯片发光性能测试设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的上料机构。