CN209894921U - 高功率激光器芯片的可靠性测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，所述载板上开有若干供芯片嵌入的芯片槽，所述载板上具有若干与芯片连通的导线，此若干个导线在载板一端形成一电连接头，所述连接块上开有供电连接头插入的连接口，此连接块与控制组件电连接；所述载板正下方设置有一冷却盒，此冷却盒上开有进水口和出水口，所述冷却盒内设置有与进水口、出水口贯通的冷却腔，所述进水口和出水口均通过水管与一冷却水循环箱连通，所述载板下表面还设置有一导热板，此导热板用于与冷却盒上表面接触连接。本实用新型在实现芯片批量化测试的同时，能够实时带走芯片测试产生的热量，有效控制芯片测试温度，避免温度波动影响到芯片测试的精度，并大幅提高芯片测试效率。

Description

高功率激光器芯片的可靠性测试设备

技术领域

本实用新型涉及一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，属于芯片测试技术领域。

背景技术

芯片老化测试是一种采用电压和高温来加速器件电学故障的电应力测试方法，其中，老化过程基本上模拟运行了芯片整个寿命，因为老化过程中应用的电激励反映了芯片工作的最坏情况。

老化测试可以用来作为器件可靠性的检测或作为生产窗口来发现器件的早期故障，一般用于芯片老化测试的装置是通过测试插座与外接电路板共同工作，而由于高功率激光器和芯片，特别是1W以上的激光器和芯片，其发热量较大，温度控制较难，因此，在现有的老化测试设备中，大多采用单颗测量的方式进行操作，导致测试效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其在实现芯片批量化测试的同时，能够实时带走芯片测试产生的热量，有效控制芯片测试温度，避免温度波动影响到芯片测试的精度，并大幅提高芯片测试效率。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，包括测试载台、连接块和控制组件，所述测试载台上安装有一载板，此载板上开有若干供芯片嵌入的芯片槽，所述载板上具有若干与芯片连通的导线，此若干个导线在载板一端形成一电连接头，所述连接块上开有供电连接头插入的连接口，此连接块与控制组件电连接；

所述载板正下方设置有一冷却盒，此冷却盒上开有进水口和出水口，所述冷却盒内设置有与进水口、出水口贯通的冷却腔，所述进水口和出水口均通过水管与一冷却水循环箱连通，所述载板下表面还设置有一导热板，此导热板用于与冷却盒上表面接触连接；

所述测试载台进一步包括基板和安装于基板下方的底板，所述底板上开有一冷却通槽，所述导热板嵌入此冷却通槽内，所述载板位于导热板上表面，所述底板和基板之间连接有若干个第一拉簧，此若干第一拉簧位于基板两侧，所述基板两侧分别安装有一气缸，位于气缸下方的基板上开有一通孔，所述气缸的活塞杆穿过基板上的通孔，用于下压导热板，所述连接块上方设置有一横梁，此横梁与连接块之间连接有若干个第二拉簧；

所述气缸的活塞杆上安装有一压块，此压块具有至少两个压脚，所述压脚由金属片弯曲折叠而成，所述至少两个压脚沿第一拉簧的排布方向间隔设置，并均匀排布于载板侧缘上方；

所述测试载台两侧分别平行安装有一安装板，两个所述安装板的内侧侧壁上开有一滑动槽，所述基板两侧嵌入此滑动槽内，所述测试载台四周设置有若干隔板，此若干个隔板围成一测试腔，所述测试腔一侧开有供基板插入的插口，所述基板端部具有与插口配合的挡板。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，当处于非测试状态时，所述导热板与冷却盒之间具有间隙，当处于测试状态时，所述导热板与冷却盒接触连接。

2. 上述方案中，所述芯片槽的数目为40个。

3. 上述方案中，所述载板上设有与芯片槽对应的标号。

4. 上述方案中，所述载板上安装有一保护盖，此保护盖上开有与芯片槽对应的芯片孔。

5. 上述方案中，所述底板、基板、横梁和连接块上均安装有一拉杆，所述第一拉簧两端分别安装在底板与基板的两根拉杆上，所述第二拉簧两端分别安装在横梁和连接块的两根拉杆上。

6. 上述方案中，所述压脚设为两个，且分布于保护盖一侧侧缘的两端。

7. 上述方案中，所述载板和与其对应的冷却盒设置为多个，此多个冷却盒与一个冷却水循环箱连通。

8. 上述方案中，所述隔板上开有供水管通过的管孔。

9. 上述方案中，所述测试腔设置为多个并组成箱体结构。

由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其载板上具有若干与芯片连通的导线，此若干个导线在载板一端形成一电连接头，所述连接块上开有供电连接头插入的连接口，此连接块与控制组件电连接，通过载板上芯片槽和导线的配合，提高了载板上芯片的密度，实现了一块载板同时对多颗芯片进行测试，有效提高测试效率，还可以保证每颗芯片测试环境的一致性，以降低不同芯片测试结果的差异性，还方便工作人员拆装芯片。

2、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其载板正下方设置有一冷却盒，所述载板下表面还设置有一导热板，此导热板用于与冷却盒上表面接触连接，通过在载板下方安装冷却盒，带走测试过程中芯片产生的热量，既能避免芯片热量堆积而影响到芯片的测试结果，又能使芯片维持在一稳定的温度区间中，减小温度波动，保证测试环境的一致性，提高测试精度；进一步的，通过冷却盒的设置，可以消除多颗芯片发热对测试精度的影响，从而可以使用一块载板同时对多颗芯片进行测试，有效提高测试效率，还可以保证每颗芯片测试环境的一致性，以减小不同芯片测试结果的差异性，而导热板的设置能够均匀载板各部分的散热效果，进一步提高测试结果的精度。

3、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其底板和基板之间连接有若干个第一拉簧，此若干第一拉簧位于基板两侧，所述基板两侧分别安装有一气缸，位于气缸下方的基板上开有一通孔，所述气缸的活塞杆穿过基板上的通孔，通过第一拉簧的设置，保证在非测试状态时，位于载板下方的导热板与冷却盒之间具有一定的间隙，便于将载板的连接头插入连接块的连接口内，而气缸与第一拉簧的组合设置，可以在测试状态时，将安装好的载板和导热板下压，使得导热板与冷却盒顶面的紧密贴合，保证冷却盒的散热效果，同时使得载板上各个芯片的环境温度一致，减小测试结果的差异性，提高测试精度；

另外，其连接块上方设置有一横梁，此横梁与连接块之间连接有若干个第二拉簧，通过第二拉簧将连接块安装在横梁下方，使得连接块能够跟随插入的载板的连接头同步运动，以实现载板的先插接再贴合，消除贴合插接同步进行带来导热板和冷却盒之间的大量缝隙，进一步提高测试精度。

4、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其气缸的活塞杆上安装有一压块，此压块具有至少两个压脚，所述压脚由金属片弯曲折叠而成，所述至少两个压脚沿第一拉簧的排布方向间隔设置，并均匀排布于载板侧缘上方，通过多个均匀分布的压脚下压载板时，一方面，多点下压、均匀分布压力点，使得施加的压力更为均匀，导热板能够平稳的贴合至冷却盒上，且不易出现间隙，另一方面，由于下压导热板的压脚具有弹性形变能力，即使由于各种不良因素的影响，导致导热板难以保持水平状态，然而在导热板与冷却盒接触后，气缸继续开始压缩压脚，导热板与冷却盒已接触处的压脚继续压缩，未与冷却盒接触的导热板部分能够在其余压脚的压力下与冷却盒顶面贴合，压脚形变量的存在使得导热板各个部分均能良好的贴合于冷却盒顶面，保证各部分导热效果的均匀性，确保测试结果的精度。

5、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其安装板的内侧侧壁上开有一滑动槽，所述基板两侧嵌入此滑动槽内，所述测试载台四周设置有若干隔板，此若干个隔板围成一测试腔，一方面，通过隔板围成的测试腔形成相对独立的空间，隔绝外部环境的影响，进一步提升载板上芯片温度的稳定性，有效提高测试结果的精度，另一方面，将带有载板的基板滑移插接在测试腔中，方便工作人员随时测试和取出载板，且不会影响到其余载板的测试工作，进一步提高测试效率。

6、本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其载板上设有与芯片槽对应的标号，通过标号的设置，便于工作人员区别不同的芯片，方便使用；其底板、基板、横梁和连接块上均安装有一拉杆，所述第一拉簧两端分别安装在底板与基板的两根拉杆上，所述第二拉簧两端分别安装在横梁和连接块的两根拉杆上，通过拉杆的设置，将第一拉簧和第二拉簧的拉力均匀分布至整根拉杆上，从而使得底板、连接块的下压更为平稳，并能够保持在同一个基准面中，以提高导热板和冷却盒的贴合性。

附图说明

附图1为本实用新型高功率激光器芯片的可靠性测试设备的整体结构示意图；

附图2为冷却水循环箱位于机架中的结构示意图；

附图3为单个测试腔和冷却水循环箱的结构示意图；

附图4为单个测试腔的内部结构示意图；

附图5为连接块部分的结构示意图；

附图6为基板部分的结构示意图；

附图7为载板部分的结构示意图；

附图8为载板、底板和基板部分的局部剖视图；

附图9为附图8中A部分的放大图。

以上附图中：1、测试载台；11、隔板；12、测试腔；13、安装板；14、滑动槽；15、插口；101、控制组件；2、载板；21、导线；22、电连接头；201、芯片槽；202、标号；3、连接块；31、连接口；32、横梁；33、第二拉簧；34、挡板；4、冷却盒；401、进水口；402、出水口；403、冷却水循环箱；5、基板；51、底板；511、冷却通槽；52、导热板；53、第一拉簧；54、气缸；55、通孔；56、保护盖；561、芯片孔；57、拉杆；7、压块；71、压脚。

具体实施方式

实施例1：一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，参照附图1-9，包括测试载台1、连接块3和控制组件101，所述控制组件101包括电源模块和测试模块，所述电源模块用于芯片供电，所述测试模块用于芯片测试的数据收集和传输，所述测试载台1上安装有一载板2，此载板2上开有若干供芯片嵌入的芯片槽201，所述载板2上具有若干与芯片连通的导线21，此若干个导线21在载板2一端形成一电连接头22，所述连接块3上开有供电连接头22插入的连接口31，此连接块3与控制组件101电连接；

所述载板2正下方设置有一冷却盒4，此冷却盒4上开有进水口401和出水口402，所述冷却盒4内设置有与进水口401、出水口402贯通的冷却腔，所述进水口401和出水口402均通过水管与一冷却水循环箱403连通，所述载板2下表面还设置有一导热板52，此导热板52用于与冷却盒4上表面接触连接；

所述测试载台1进一步包括基板5和安装于基板5下方的底板51，所述底板51上开有一冷却通槽511，所述导热板52嵌入此冷却通槽511内，所述载板2位于导热板52上表面，所述底板51和基板5之间连接有若干个第一拉簧53，此若干第一拉簧53位于基板5两侧，所述基板5两侧分别安装有一气缸54，位于气缸54下方的基板5上开有一通孔55，所述气缸54的活塞杆穿过基板5上的通孔55，用于下压导热板52，所述连接块3上方设置有一横梁32，此横梁32与连接块3之间连接有若干个第二拉簧33；

所述气缸54的活塞杆上安装有一压块7，此压块7具有至少两个压脚71，所述压脚71由金属片弯曲折叠而成，所述至少两个压脚71沿第一拉簧53的排布方向间隔设置，并均匀排布于载板2侧缘上方；

所述测试载台1两侧分别平行安装有一安装板13，两个所述安装板13的内侧侧壁上开有一滑动槽14，所述基板5两侧嵌入此滑动槽14内，所述测试载台1四周设置有若干隔板11，此若干个隔板11围成一测试腔12，所述测试腔12一侧开有供基板5插入的插口15，所述基板5端部具有与插口15配合的挡板34。

当处于非测试状态时，所述导热板52与冷却盒5之间具有间隙，当处于测试状态时，所述导热板52与冷却盒5接触连接；所述芯片槽201的数目为40个；所述载板2上设有与芯片槽201对应的标号202；

上述载板2上安装有一保护盖56，此保护盖56上开有与芯片槽201对应的芯片孔561；所述底板51、基板5、横梁32和连接块3上均安装有一拉杆57，所述第一拉簧53两端分别安装在底板51与基板5的两根拉杆57上，所述第二拉簧33两端分别安装在横梁32和连接块3的两根拉杆57上；所述压脚71设为两个，且分布于保护盖56一侧侧缘的两端；

上述载板2和与其对应的冷却盒4设置为多个，此多个冷却盒4与一个冷却水循环箱403连通；所述隔板11上开有供水管通过的管孔；所述测试腔12设置为多个并组成箱体结构。

实施例2：一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，参照附图1-9，包括测试载台1、连接块3和控制组件101，所述控制组件101包括电源模块和测试模块，所述电源模块用于芯片供电，所述测试模块用于芯片测试的数据收集和传输，所述测试载台1上安装有一载板2，此载板2上开有若干供芯片嵌入的芯片槽201，所述载板2上具有若干与芯片连通的导线21，此若干个导线21在载板2一端形成一电连接头22，所述连接块3上开有供电连接头22插入的连接口31，此连接块3与控制组件101电连接；

所述载板2正下方设置有一冷却盒4，此冷却盒4上开有进水口401和出水口402，所述冷却盒4内设置有与进水口401、出水口402贯通的冷却腔，所述进水口401和出水口402均通过水管与一冷却水循环箱403连通，所述载板2下表面还设置有一导热板52，此导热板52用于与冷却盒4上表面接触连接；

所述测试载台1进一步包括基板5和安装于基板5下方的底板51，所述底板51上开有一冷却通槽511，所述导热板52嵌入此冷却通槽511内，所述载板2位于导热板52上表面，所述底板51和基板5之间连接有若干个第一拉簧53，此若干第一拉簧53位于基板5两侧，所述基板5两侧分别安装有一气缸54，位于气缸54下方的基板5上开有一通孔55，所述气缸54的活塞杆穿过基板5上的通孔55，用于下压导热板52，所述连接块3上方设置有一横梁32，此横梁32与连接块3之间连接有若干个第二拉簧33；

所述气缸54的活塞杆上安装有一压块7，此压块7具有至少两个压脚71，所述压脚71由金属片弯曲折叠而成，所述至少两个压脚71沿第一拉簧53的排布方向间隔设置，并均匀排布于载板2侧缘上方；

所述测试载台1两侧分别平行安装有一安装板13，两个所述安装板13的内侧侧壁上开有一滑动槽14，所述基板5两侧嵌入此滑动槽14内，所述测试载台1四周设置有若干隔板11，此若干个隔板11围成一测试腔12，所述测试腔12一侧开有供基板5插入的插口15，所述基板5端部具有与插口15配合的挡板34。

当处于非测试状态时，所述导热板52与冷却盒5之间具有间隙，当处于测试状态时，所述导热板52与冷却盒5接触连接；所述芯片槽201的数目为40个；所述载板2上设有与芯片槽201对应的标号202；

上述载板2上安装有一保护盖56，此保护盖56上开有与芯片槽201对应的芯片孔561；所述底板51、基板5、横梁32和连接块3上均安装有一拉杆57，所述第一拉簧53两端分别安装在底板51与基板5的两根拉杆57上，所述第二拉簧33两端分别安装在横梁32和连接块3的两根拉杆57上；所述压脚71设为两个，且分布于保护盖56一侧侧缘的两端；

采用上述高功率激光器芯片的可靠性测试设备时，通过载板上芯片槽和导线的配合，提高了载板上芯片的密度，实现了一块载板同时对多颗芯片进行测试，有效提高测试效率，还可以保证每颗芯片测试环境的一致性，以降低不同芯片测试结果的差异性，还方便工作人员拆装芯片；

另外，通过在载板下方安装冷却盒，带走测试过程中芯片产生的热量，既能避免芯片热量堆积而影响到芯片的测试结果，又能使芯片维持在一稳定的温度区间中，减小温度波动，保证测试环境的一致性，提高测试精度；进一步的，通过冷却盒的设置，可以消除多颗芯片发热对测试精度的影响，从而可以使用一块载板同时对多颗芯片进行测试，有效提高测试效率，还可以保证每颗芯片测试环境的一致性，以减小不同芯片测试结果的差异性，而导热板的设置能够均匀载板各部分的散热效果，进一步提高测试结果的精度；

另外，通过第一拉簧的设置，保证在非测试状态时，位于载板下方的导热板与冷却盒之间具有一定的间隙，便于将载板的连接头插入连接块的连接口内，而气缸与第一拉簧的组合设置，可以在测试状态时，将安装好的载板和导热板下压，使得导热板与冷却盒顶面的紧密贴合，保证冷却盒的散热效果，同时使得载板上各个芯片的环境温度一致，减小测试结果的差异性，提高测试精度；

另外，通过第二拉簧将连接块安装在横梁下方，使得连接块能够跟随插入的载板的连接头同步运动，以实现载板的先插接再贴合，消除贴合插接同步进行带来导热板和冷却盒之间的大量缝隙，进一步提高测试精度；

另外，通过多个均匀分布的压脚下压载板时，一方面，多点下压、均匀分布压力点，使得施加的压力更为均匀，导热板能够平稳的贴合至冷却盒上，且不易出现间隙，另一方面，由于下压导热板的压脚具有弹性形变能力，即使由于各种不良因素的影响，导致导热板难以保持水平状态，然而在导热板与冷却盒接触后，气缸继续开始压缩压脚，导热板与冷却盒已接触处的压脚继续压缩，未与冷却盒接触的导热板部分能够在其余压脚的压力下与冷却盒顶面贴合，压脚形变量的存在使得导热板各个部分均能良好的贴合于冷却盒顶面，保证各部分导热效果的均匀性，确保测试结果的精度；

另外，一方面，通过隔板围成的测试腔形成相对独立的空间，隔绝外部环境的影响，进一步提升载板上芯片温度的稳定性，有效提高测试结果的精度，另一方面，将带有载板的基板滑移插接在测试腔中，方便工作人员随时测试和取出载板，且不会影响到其余载板的测试工作，进一步提高测试效率；

另外，通过标号的设置，便于工作人员区别不同的芯片，方便使用；通过拉杆的设置，将第一拉簧和第二拉簧的拉力均匀分布至整根拉杆上，从而使得底板、连接块的下压更为平稳，并能够保持在同一个基准面中，以提高导热板和冷却盒的贴合性。

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

Claims (10)

1.一种高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：包括测试载台（1）、连接块（3）和控制组件（101），所述测试载台（1）上安装有一载板（2），此载板（2）上开有若干供芯片嵌入的芯片槽（201），所述载板（2）上具有若干与芯片连通的导线（21），此若干个导线（21）在载板（2）一端形成一电连接头（22），所述连接块（3）上开有供电连接头（22）插入的连接口（31），此连接块（3）与控制组件（101）电连接；

所述载板（2）正下方设置有一冷却盒（4），此冷却盒（4）上开有进水口（401）和出水口（402），所述冷却盒（4）内设置有与进水口（401）、出水口（402）贯通的冷却腔，所述进水口（401）和出水口（402）均通过水管与一冷却水循环箱（403）连通，所述载板（2）下表面还设置有一导热板（52），此导热板（52）用于与冷却盒（4）上表面接触连接；

所述测试载台（1）进一步包括基板（5）和安装于基板（5）下方的底板（51），所述底板（51）上开有一冷却通槽（511），所述导热板（52）嵌入此冷却通槽（511）内，所述载板（2）位于导热板（52）上表面，所述底板（51）和基板（5）之间连接有若干个第一拉簧（53），此若干第一拉簧（53）位于基板（5）两侧，所述基板（5）两侧分别安装有一气缸（54），位于气缸（54）下方的基板（5）上开有一通孔（55），所述气缸（54）的活塞杆穿过基板（5）上的通孔（55），用于下压导热板（52），所述连接块（3）上方设置有一横梁（32），此横梁（32）与连接块（3）之间连接有若干个第二拉簧（33）；

所述气缸（54）的活塞杆上安装有一压块（7），此压块（7）具有至少两个压脚（71），所述压脚（71）由金属片弯曲折叠而成，所述至少两个压脚（71）沿第一拉簧（53）的排布方向间隔设置，并均匀排布于载板（2）侧缘上方；

所述测试载台（1）两侧分别平行安装有一安装板（13），两个所述安装板（13）的内侧侧壁上开有一滑动槽（14），所述基板（5）两侧嵌入此滑动槽（14）内，所述测试载台（1）四周设置有若干隔板（11），此若干个隔板（11）围成一测试腔（12），所述测试腔（12）一侧开有供基板（5）插入的插口（15），所述基板（5）端部具有与插口（15）配合的挡板（34）。

2.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：当处于非测试状态时，所述导热板（52）与冷却盒（4）之间具有间隙，当处于测试状态时，所述导热板（52）与冷却盒（4）接触连接。

3.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述芯片槽（201）的数目为40个。

4.根据权利要求3所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述载板（2）上设有与芯片槽（201）对应的标号（202）。

5.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述载板（2）上安装有一保护盖（56），此保护盖（56）上开有与芯片槽（201）对应的芯片孔（561）。

6.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述底板（51）、基板（5）、横梁（32）和连接块（3）上均安装有一拉杆（57），所述第一拉簧（53）两端分别安装在底板（51）与基板（5）的两根拉杆（57）上，所述第二拉簧（33）两端分别安装在横梁（32）和连接块（3）的两根拉杆（57）上。

7.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述压脚（71）设为两个，且分布于保护盖（56）一侧侧缘的两端。

8.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述载板（2）和与其对应的冷却盒（4）设置为多个，此多个冷却盒（4）与一个冷却水循环箱（403）连通。

9.根据权利要求8所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述隔板（11）上开有供水管通过的管孔。

10.根据权利要求1所述的高功率激光器芯片的可靠性测试设备，其特征在于：所述测试腔（12）设置为多个并组成箱体结构。

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