CN216622581U - 光电芯片测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及集成电路技术领域，公开了一种光电芯片测试装置，所述光电芯片测试装置包括：晶圆载盘、测试板、电信号发送模块、电信号接收模块、光信号接收模块以及处理器；所述电信号发送模块与所述正极焊盘电连接；所述电信号接收模块与所述负极焊盘电连接；所述光信号接收模块与设置于所述光电芯片上方的积分球电连接；所述处理器与所述电信号发送模块、电信号接收模块和光信号接收模块电连接。本实用新型技术方案避免了探针的针压过大损坏芯片，稳定了芯片测试时探针的针压，进而稳定了芯片测试的电压，提高了测试系统的可靠性。

Description

光电芯片测试装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路技术领域，特别涉及一种光电芯片测试装置。

背景技术

目前，晶圆光学测试系统主要是用于对晶圆级进行测试，晶圆光学测试系统对晶圆测试时，每颗光电芯片正面焊盘为正极接触面，光电芯片正极与调节探针接触，调节探针与晶圆光学测试系统的正极连接导通；晶圆整个底部为负极接触面，晶圆通过真空吸附固定于载盘上，载盘直接与晶圆光学测试系统的负极连接导通；从而将光电芯片正负极与晶圆光学测试系统正负极之间形成电流回路对晶圆上的每个光电芯片进行测试。

如果将单颗或者多颗光电芯片(非晶圆状态)直接放在载盘上，通过吸真空使光电芯片附在载盘上，再通过针压固定的方式来形成一个电流回路，最后以手动测试的方式进行光电芯片光电性能的测试时，探针会给光电芯片正极焊盘施加一定的针压，探针给光电芯片正极的针压稳定性较差，容易造成光电芯片的损坏；并且由于光电芯片表面的粗糙程度不同、尺寸较小等原因会导致真空不能完全吸附以及针压接触不稳定而造成探针与光电芯片之间的电压不准确，从而影响测试结果的可靠性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种光电芯片测试装置，旨在避免探针的针压过大损坏芯片，稳定芯片测试时探针的针压，进而稳定芯片测试的电压，提高测试系统的可靠性。

为实现上述目的，本实用新型提出的光电芯片测试装置，所述光电芯片测试装置用于测试光电芯片，所述光电芯片测试装置包括：

晶圆载盘；

测试板，所述测试板通过治具固定于所述晶圆载盘，所述测试板绝缘设置有若干个焊盘区，所述焊盘区包括负极焊盘和正极焊盘；每个所述光电芯片分别设置于一个所述焊盘区，所述光电芯片的负极固定于所述负极焊盘，所述光电芯片的正极与所述正极焊盘区焊线连接；

电信号发送模块，所述电信号发送模块与所述正极焊盘电连接；

电信号接收模块，所述电信号接收模块与所述负极焊盘电连接；

光信号接收模块，所述光信号接收模块与设置于所述光电芯片上方的积分球电连接；

处理器，所述处理器与所述电信号发送模块、电信号接收模块和光信号接收模块电连接。

可选地，所述电信号发送模块包括信号电发射单元和脉冲电发射单元；所述信号电发射单元和所述脉冲电发射单元与所述正极焊盘电连接；

所述电信号接收模块包括信号电接收单元和脉冲电接收单元，所述信号电接收单元和脉冲电接收单元与所述负极焊盘电连接。

可选地，还包括：信号检测模块，所述信号检测模块分别与所述负极焊盘和所述正极焊盘电连接。

可选地，还包括：光谱仪，所述光谱仪与所述积分球电连接。

可选地，所述负极焊盘为方形，所述正极焊盘为U形。

可选地，所述测试板包括从下往下依次设置的导热层、绝缘层、焊盘层和油墨。

可选地，所述导热层的材料为铝。

可选地，还包括：摄像头，所述摄像头设置于所述晶圆载盘上方；

驱动组件，所述驱动组件与所述晶圆载盘传动连接，所述驱动组件用于驱动所述晶圆载盘上下方向、横向和/或纵向移动。

本实用新型技术方案通过采用晶圆载盘、测试板、电信号发送模块、电信号接收模块、光信号接收模块以及处理器的设置，避免了探针的针压过大损坏芯片，稳定了芯片测试时探针的针压，进而稳定了芯片测试的电压，提高了测试系统的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型光电芯片测试装置一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型光电芯片测试装置另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型光电芯片测试装置测试一个光电芯片时测试板的结构示意图；

图4为本实用新型光电芯片测试装置测试另一个光电芯片时测试板的结构示意图；

图5为本实用新型光电芯片测试装置测试板单面焊线的结构示意图；

图6为本实用新型光电芯片测试装置测试板双面焊线的结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示) 下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种光电芯片190测试装置。

在本实用新型实施例中，如图1-5所示，光电芯片测试装置包括：晶圆载盘110、测试板120、电信号发送模块130、电信号接收模块140、光信号接收模块150以及处理器160，所述测试板120通过治具固定于所述晶圆载盘110，所述测试板120绝缘设置有若干个焊盘区，所述焊盘区包括负极焊盘121和正极焊盘122；每个所述光电芯片190分别设置于一个所述焊盘区，所述光电芯片190的负极固定于所述负极焊盘121，所述光电芯片190的正极与所述正极焊盘122区焊线连接；所述电信号发送模块130与用于向所述正极焊盘122电连接发送直流电信号，以便于所述光电芯片190发光；所述电信号接收模块140 与用于接收光电芯片190通过所述负极焊盘121电连接返回的返回电信号；所述光信号接收模块150与设置于用于接收所述光电芯片190上方的积分球152 电连接发光的光信号；所述处理器160与所述电信号发送模块130、电信号接收模块140和光信号接收模块150电连接。其中，光电芯片190可以为垂直腔面发射激光器(VCSEL，Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)。

在对光电芯片190进行测试时，将第一个光电芯片190的负极通过导电银胶或者焊料固定在第一个焊盘区的负极焊盘121位置，然后通过焊线的方式将第一个光电芯片190的芯片正极接触面与测试板120第一个焊盘区正极焊盘 122进行连接；将一个光电芯片190固定在测试板120上后，再第二个光电芯片190固定在测试板120上的第二个焊盘区，直至将需要测试的所有光电芯片 190固定在测试板120上或者测试板120上的所有焊盘区都固定了光电芯片 190；然后通过治具将测试板120固定在晶圆载盘110上；然后通过探针或者其他方式将所述电信号发送模块130与所述正极焊盘122电连接，通过探针或者其他方式将所述电信号接收模块140与所述负极焊盘121电连接；然后将积分球152设置于晶圆载体的上方。在完成硬件连接后，处理器160通过所述电信号发送模块130向所述光电芯片190发送直流电信号；光电芯片190接收到直流电信号之后，发出光信号，积分球152获取光电芯片190发出的光信号，并将光信号转换成电信号，生成光功率信号，并将光功率信号发送给光信号接收模块150；光信号接收模块150在接收到光功率信号之后，将光功率信号发送至处理器160，处理器160接收光功率信号。光电芯片190接收到直流电信号之后，向电信号接收模块140发送返回电信号；电信号接收模块140在接收返回电信号后，将返回电信号发送至处理器160，处理器160接收返回电信号。然后处理器160保存当前测试的光电芯片190的测试数据，也即是保存直流电信号、光功率信号和返回电信号，以便于进一步根据直流电信号、光功率信号和返回电信号判断当前测试的光电芯片190是否合格。

由此，通过晶圆载盘110、测试板120、电信号发送模块130、电信号接收模块140、光信号接收模块150以及处理器160设置为电芯片测试装置，避免了探针的针压过大损坏芯片，稳定了芯片测试时探针的针压，进而稳定了芯片测试的电压，提高了测试系统的可靠性。

具体的，为了便于光电芯片190的测试，所述电信号发送模块130包括信号电发射单元131和脉冲电发射单元132；所述信号电发射单元131和所述脉冲电发射单元132与所述正极焊盘122电连接；所述电信号接收模块140包括信号电接收单元141和脉冲电接收单元142，所述信号电接收单元141和脉冲电接收单元142与所述负极焊盘121电连接。其中，直流电信号包括直流发射信号和脉冲发射信号。返回电信号包括直流返回信号和脉冲返回信号。在完成硬件连接后，处理器160通过信号电发射单元131向所述光电芯片190发送直流发射信号；光电芯片190接收到直流发射信号之后，向信号电接收单元141 发送直流返回信号；信号电接收单元141在接收返回信号后，将返回信号发送至处理器160，处理器160接收返回信号。在完成硬件连接后，处理器160通过脉冲电发射单元132向所述光电芯片190发送脉冲发射信号；光电芯片190 接收到脉冲发射信号之后，发出光信号，积分球152获取光电芯片190发出的光信号，并将光信号转换成电信号，生成光功率信号，并将光功率信号发送给光信号接收模块150；光信号接收模块150在接收到光功率信号之后，将光功率信号发送至处理器160，处理器160接收光功率信号。光电芯片190接收到脉冲发射信号之后，向脉冲电接收单元142发送脉冲返回信号；脉冲电接收单元142在接收脉冲返回信号后，将脉冲返回信号发送至处理器160，处理器160 接收脉冲返回信号。然后处理器160保存当前测试的光电芯片190的测试数据，也即是保存直流发射信号、脉冲发射信号、直流返回信号、脉冲返回信号和返回电信号，以便于进一步根据直流发射信号、脉冲发射信号、直流返回信号、脉冲返回信号和返回电信号判断当前测试的光电芯片190是否合格。

具体的，为了便于精确的获取光电芯片190接收和发送的信号，光电芯片 190测试装置还包括信号检测模块170，所述信号检测模块170分别与所述负极焊盘121和所述正极焊盘122电连接。由此，可以通过信号检测模块170分别与所述负极焊盘121和所述正极焊盘122电连接，精确的获取光电芯片190接收和发送的信号。

具体的，为了获取光电芯片190发出的光信号的波形数据，光电芯片190 测试装置还包括：光谱仪180，所述光谱仪180与所述积分球152电连接。

具体的，为了使单面焊线、双面焊线、三面焊线的光电芯片190都可以在测试板120上进行焊线固定，所述负极焊盘121为方形，所述正极焊盘122为 U形。

具体的，为了便于对光电芯片190进行测试，提高光电芯片190的测试效果，防止光电芯片190与晶圆载盘110通电，防止负极焊盘121和正极焊盘122 通电，所述测试板120包括从下往下依次设置的导热层、绝缘层、焊盘层和油墨。

具体的，为了提高测试板120的导热性能以及节约成本，所述导热层的材料为铝。测试板120材质常见的有FR4、铝、铜。FR4材料最便宜的，导热性能最差；铝的价格适中，导热性能适中；铜的成本是最高的，同时导热性也是最好的；铝和铜金属类材料作为基板可以重复使用，可以有效节约测试成本。

具体的，为了可同时测量多个光电芯片190，所述光电芯片190测试装置还包括：摄像头和驱动组件所述摄像头设置于所述晶圆载盘110上方；所述驱动组件与所述晶圆载盘110传动连接。其中，所述驱动组件用于驱动所述晶圆载盘110上下方向和横向和/或纵向移动，所述电信号发送模块130通过正极探针与所述正极焊盘122电连接，所述电信号接收模块140通过负极探针与所述负极焊盘121电连接；当完成一个芯片测试之后，处理器160通过摄像头获取测试完成和待测的光电芯片190区域的芯片照片，根据所述芯片照片确定所述晶圆载盘110的移动参数；处理器160根据移动参数驱动晶圆载盘110先向下移动，使正极探针和负极探针高于光电芯片190的平面。然后处理器160通过根据移动参数驱动单元驱动晶圆载盘110移动，使下一个待测试的光电芯片190 位于正极探针和负极探针的下方，再通过根据移动参数驱动组件使晶圆载盘110 向上移动，使下一个待测试的芯片的负极焊盘121与负极探针接触，下一个待测试芯片的正极焊盘122与正极探针接触。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种光电芯片测试装置，其特征在于，所述光电芯片测试装置用于测试光电芯片，所述光电芯片测试装置包括：

晶圆载盘；

测试板，所述测试板通过治具固定于所述晶圆载盘，所述测试板绝缘设置有若干个焊盘区，所述焊盘区包括负极焊盘和正极焊盘；每个所述光电芯片分别设置于一个所述焊盘区，所述光电芯片的负极固定于所述负极焊盘，所述光电芯片的正极与所述正极焊盘区焊线连接；

电信号发送模块，所述电信号发送模块与所述正极焊盘电连接；

电信号接收模块，所述电信号接收模块与所述负极焊盘电连接；

光信号接收模块，所述光信号接收模块与设置于所述光电芯片上方的积分球电连接；

处理器，所述处理器与所述电信号发送模块、电信号接收模块和光信号接收模块电连接。

2.根据权利要求1所述的光电芯片测试装置，其特征在于，所述电信号发送模块包括信号电发射单元和脉冲电发射单元；所述信号电发射单元和所述脉冲电发射单元与所述正极焊盘电连接；

所述电信号接收模块包括信号电接收单元和脉冲电接收单元，所述信号电接收单元和脉冲电接收单元与所述负极焊盘电连接。

3.根据权利要求2所述的光电芯片测试装置，其特征在于，还包括：信号检测模块，所述信号检测模块分别与所述负极焊盘和所述正极焊盘电连接。

4.根据权利要求1所述的光电芯片测试装置，其特征在于，还包括：光谱仪，所述光谱仪与所述积分球电连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电芯片测试装置，其特征在于，所述负极焊盘为方形，所述正极焊盘为U形。

6.根据权利要求5所述的光电芯片测试装置，其特征在于，所述测试板包括从下往下依次设置的导热层、绝缘层、焊盘层和油墨。

7.根据权利要求6所述的光电芯片测试装置，其特征在于，所述导热层的材料为铝。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的光电芯片测试装置，其特征在于，还包括：摄像头，所述摄像头设置于所述晶圆载盘上方；

驱动组件，所述驱动组件与所述晶圆载盘传动连接，所述驱动组件用于驱动所述晶圆载盘上下方向、横向和/或纵向移动。

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