CN220729615U - 一种半导体芯片测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于半导体芯片测试技术领域，具体涉及一种半导体芯片测试系统。其包括：测试载台、探针座、出光耦合组件及入光耦合组件，探针座中安装的探针与芯片的两电极电连接；出光耦合组件设置于测试载台第一侧，出光耦合组件上设置有出光光纤；入光耦合组件设置于测试载台第二侧，入光耦合组件上设置有入光光纤，入光耦合组件包括第一自动调整装置及第一手动调整装置，第一手动调整装置上安装有入光光纤，第一手动调整装置用于调节入光光纤与芯片入光口之间的间距，第一自动调整装置用于调节入光光纤所在竖直二维平面内的位置。本实用新型用于解决测试平台定位精度不高，容易碰撞损坏的问题。

Description

一种半导体芯片测试系统

技术领域

本实用新型属于半导体芯片测试技术领域，具体涉及一种半导体芯片测试系统。

背景技术

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器，是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成，半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面得到了广泛的应用，激光器芯片的耦合测试是对半导体激光器性能的重要检测手段。

目前，激光器芯片耦合测试平台基本是通过两三维自动调节平台将入光和出光光纤在芯片两端对准，再通过对入光和出光的两光纤进行连接测试，此调节方式通过自动三维调节平台实现，定位快速，测试效率高。

但是、目前的三维调节平台在测试过程中，由于是通过电机自动控制三个方向上的位移，这种控制移动方式存在精度低的问题，在耦合时锥形光纤不能够很精确的调到芯片的波导处，容易对入光和出光光纤以及芯片本身造成损坏。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种半导体芯片测试系统，用于解决测试平台定位精度不高，容易碰撞损坏的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种半导体芯片测试系统，其包括：

测试载台，用于放置待测芯片；

两探针座，所述探针座中安装的探针与所述芯片的两电极电连接；

出光耦合组件，设置于所述测试载台第一侧，所述出光耦合组件上设置有出光光纤，用于将所述出光光纤与所述芯片的出光口耦合；

入光耦合组件，设置于所述测试载台第二侧，所述入光耦合组件上设置有入光光纤，所述入光耦合组件包括：第一自动调整装置及第一手动调整装置，所述第一手动调整装置设置于所述第一自动调整装置输出端，所述第一手动调整装置上安装有所述入光光纤，第一手动调整装置用于调节所述入光光纤与所述芯片入光口之间的间距，所述第一自动调整装置用于调节所述入光光纤所在竖直二维平面内的位置。

相较于现有技术，以上技术方案具有如下有益效果：

通过测试平台放置芯片，探针座给芯片供电，然后出光耦合组件自动调节对准芯片的出光口，入光耦合组件中通过手动调节装置精确调节与芯片的间距，避免以往自动调节时，光纤容易与芯片碰撞导致的损坏。

进一步地，所述测试载台包括：

台面，用于放置所述芯片；

散热系统，设置于所述台面底部，用于排出所述台面上热量；

载台调整装置，设置于所述散热系统底部，以调节所述台面在三维空间的位置及角度。

进一步地，所述散热系统包括：

TEC散热装置，所述TEC散热装置包括与加热面和与所述台面接触的冷却面；

导热柱，其顶部与所述加热面接触连接；

散热器，安装于所述导热柱底部，所述散热器中贯穿设置有进风口和出风口；

散热风扇，安装与所述散热器一侧，所述散热风扇的出口与所述进风口连接。

进一步地，所述载台调整装置包括：

旋转载台，安装于所述散热系统底部，用于调节所述台面的旋转角度；

第一三维调节座，安装于所述旋转载台底部，用于调节所述台面在三维空间中位置。

进一步地，所述台面一侧设置有高出于所述台面上表面的挡板，所述台面上倾斜开设有至少一排用于吸附所述芯片的负压孔,所述负压孔经所述台面内部与外部气源连接。

进一步地，还包括设置于所述测试载台第一侧的移动推杆，其输出端上间隔设置有若干工位，所述移动推杆输出端上对应所述工位间隔设置所述出光耦合组件、积分球及光质量分析仪，所述移动推杆驱动所述出光耦合组件、所述积分球或所述光质量分析仪与所述芯片的出光口对准。

进一步地，所述出光耦合组件包括所述出光光纤及第二自动调整装置，所述第二自动调整装置用于调节所述出光光纤在三维空间中位置，以对准所述芯片的出光口；

所述积分球与所述移动推杆之间安装有第一调整滑台，用于调节所述积分球与所述芯片之间间距；

所述光质量分析仪与所述移动推杆之间设置有第二调整滑台，用于调节所述光质量分析仪与所述芯片的间距。

进一步地，所述探针座包括：

第二三维调节座，其输出端依次连接有PCB板及所述探针；

快速位移装置，包括相互滑动连接的滑轨与滑台，所述滑轨指向所述测试载台，所述第二三维调节座安装于所述滑台上；

推拉夹钳，安装于所述快速位移装置一侧，其输出端与所述滑台连接。

进一步地，还包括观察相机组件，所述观察相机包括：

第一相机，设置于所述测试载台正上方，用于观察所述探针的水平位置；

第二相机，设置于所述测试载台斜上方，用于观察所述探针的高度位置。

进一步地，所述第一相机及第二相机上均设置有第三三维调节座；所述负压孔与外部气源之间还连接有压力显示开关。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型中去掉探针座和相机的结构示意图。

图3为图2中A处放大结构示意图。

图4为本实用新型中移动推杆及其上安装部件的整体结构示意图。

图5为本实用新型中测试载台的整体结构示意图。

图6为图5中B处放大结构示意图。

附图标记：

1、测试载台；

101、台面；102、散热系统；103、载台调整装置；

1021、TEC散热装置；1022、导热柱；1023、散热器；1024、散热风扇；1025、出风口；

1031、旋转载台；1032、第一三维调节座；

2、探针座；

201、探针；202、第二三维调节座；203、快速位移装置；204、推拉夹钳；

3、出光耦合组件；4、入光耦合组件；

401、第一自动调整装置；402、第一手动调整装置；

5、出光光纤；6、入光光纤；

7、挡板； 8、负压孔；

9、移动推杆； 10、积分球； 11、光质量分析仪；

12、第二自动调整装置；

13、第一调整滑台； 14、第二调整滑台；

15、第一相机； 16、第二相机； 17、第三三维调节座；

18、压力显示开关。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-6所示，本实用新型所提供的一种半导体芯片测试系统，其包括：测试载台、两探针座、出光耦合组件和入光耦合组件，出光耦合组件和入光耦合组件相对设置。

测试载台用于放置待测芯片，探针座中安装的探针与芯片的两电极电连接，用于提供驱动电源。

具体地，出光耦合组件设置于所述测试载台第一侧，所述出光耦合组件上设置有出光光纤，用于将所述出光光纤与所述芯片的出光口耦合；入光耦合组件设置于所述测试载台第二侧，所述入光耦合组件上设置有入光光纤，入光耦合组件和出光耦合组件将两端的入光光纤和出光光纤分别对应在芯片两端的入光口和出光口。

其中，所述入光耦合组件包括：第一自动调整装置及第一手动调整装置，所述第一手动调整装置设置于所述第一自动调整装置输出端，具体地，第一手动调节装置可采用卓立汉光的高灵敏度手动滑台实现，所述第一手动调整装置上安装有所述入光光纤，第一手动调整装置用于调节所述入光光纤与所述芯片入光口之间的间距，通过高精度的滑台控制与入光光纤与芯片之间的间距，避免了光纤与芯片的碰撞损坏，所述第一自动调整装置用于调节所述入光光纤所在竖直二维平面内的位置，第一自动调整装置能够快速调节光纤在竖直平面中的位置，将光纤端部最快对准波导处，配合手动调节，快速定位。

通过测试平台放置芯片，探针座给芯片供电，然后出光耦合组件自动调节对准芯片的出光口，入光耦合组件中通过手动调节装置精确调节与芯片的间距，避免以往自动调节时，光纤容易与芯片碰撞导致的损坏。

其中，所述测试载台包括：台面、散热系统及载台调整装置。

台面用于放置所述芯片，散热系统设置于所述台面底部，用于排出所述台面上热量；载台调整装置设置于所述散热系统底部，以调节所述台面在三维空间的位置及角度，将台面上芯片在三维空间中的位置及角度调节为，大致与两侧光纤对准，以适应不同规格的产品使用。

其中，所述散热系统包括：TEC散热装置、导热柱、散热器及散热风扇。

TEC散热装置包括与加热面和与所述台面接触的冷却面，冷却面与台面接触，带走台面产生的热量。

导热柱顶部与所述加热面接触连接，散热器安装于所述导热柱底部，TEC散热装置中加热面的热量通过导热柱送入散热器，所述散热器中贯穿设置有进风口和出风口；散热风扇安装与所述散热器一侧，所述散热风扇的出口与所述进风口连接，散热风扇将散热器中热量快速吹走，散热效果好。

所述载台调整装置包括：旋转载台及第一三维调节座。

旋转载台安装于所述散热系统底部，用于调节所述台面的旋转角度；第一三维调节座安装于所述旋转载台底部，用于调节所述台面在三维空间中沿X轴、Y轴、Z轴方向的位置，通过旋转角度配合三维位置的调节能够将各种型号形状的产品的两波导处与两侧的光纤保持基本的对应。

所述台面一侧设置有高出于所述台面上表面的挡板，待测芯片放置在台面上，通过一侧边与挡板接触，保持基准定位，所述台面上倾斜开设有至少一排用于吸附所述芯片的负压孔,所述负压孔经所述台面内部与外部气源连接，通过负压孔将芯片产品吸附固定，斜向布置的负压孔能够适用于不同规格的芯片产品。

本实施例中，还包括设置于所述测试载台第一侧的移动推杆，其输出端上间隔设置有若干工位，该移动推杆上设置有三个工位，分别为第一工位、第二工位、第三工位，所述移动推杆输出端上对应所述工位间隔设置所述出光耦合组件、积分球及光质量分析仪，所述移动推杆驱动所述出光耦合组件、所述积分球或所述光质量分析仪与所述芯片的出光口对准，出光耦合组件设置在第一工位上，积分球设置在第二工位，光质量分析仪设置在第三工位上，移动推杆往复移动时，分别将出光耦合组件、积分球、光质量分析仪与芯片的第一侧波导处对应，积分球用于测试产品的光功率，光质量分析仪用于测试芯片发散角。

所述出光耦合组件包括所述出光光纤及第二自动调整装置，第二自动调整装置可采用三个米思米自动滑台实现，三个自动滑台依次从XYZ三个轴方向带动出光光纤移动，所述第二自动调整装置用于调节所述出光光纤在三维空间中位置，以对准所述芯片的出光口。

所述积分球与所述移动推杆之间安装有第一调整滑台，用于调节所述积分球与所述芯片之间间距；

所述光质量分析仪与所述移动推杆之间设置有第二调整滑台，用于调节所述光质量分析仪与所述芯片的间距。

其中，第一调整滑台和第二调整滑台均用于调节与测试载台中芯片的距离。

所述探针座包括：第二三维调节座及快速位移装置和推拉夹钳。

第二三维调节座的输出端依次连接有PCB板及所述探针，PCB板与外部电源连接，通过端部的探针与芯片连接，给芯片供电，第二三维调节座控制输出端上探针的位置，用来对准芯片上电极。

快速位移装置包括相互滑动连接的滑轨与滑台，所述滑轨指向所述测试载台，所述第二三维调节座安装于所述滑台上，快速位移装置能够将第二三维调节座连同探针等一同推向芯片方向，通过第二三维调节座进行细微位置调节，之后取放芯片时，快速将第二三维调节座和探针一同推离芯片方向，方便此时取放芯片。

推拉夹钳安装于所述快速位移装置一侧，其输出端与所述滑台连接，推拉夹钳能够在一次性推到底后保持固定，配合滑台和滑轨快速移动调节探针的位置。

本实施例中，还包括观察相机组件，所述观察相机包括：第一相机和第二相机。

第一相机设置于所述测试载台正上方，用于观察所述探针座中探针的水平位置；第二相机设置于所述测试载台斜上方，用于观察所述探针座中探针的高度位置，通过第一相机和第二相机配合定位探针端部的位置，保证探针与芯片电机连接精准。

其中，所述第一相机及第二相机上均设置有第三三维调节座，用于精细调节两个相机的位置。

所述负压孔与外部气源之间还连接有压力显示开关，用于显示台面上负压孔中的压力情况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种半导体芯片测试系统，其特征在于，包括：

测试载台，用于放置待测芯片；

两探针座，所述探针座中安装的探针与所述芯片的两电极电连接；

出光耦合组件，设置于所述测试载台第一侧，所述出光耦合组件上设置有出光光纤，用于将所述出光光纤与所述芯片的出光口耦合；

入光耦合组件，设置于所述测试载台第二侧，所述入光耦合组件上设置有入光光纤，所述入光耦合组件包括：第一自动调整装置及第一手动调整装置，所述第一手动调整装置设置于所述第一自动调整装置输出端，所述第一手动调整装置上安装有所述入光光纤，第一手动调整装置用于调节所述入光光纤与所述芯片入光口之间的间距，所述第一自动调整装置用于调节所述入光光纤所在竖直二维平面内的位置。

2.根据权利要求1所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述测试载台包括：

台面，用于放置所述芯片；

散热系统，设置于所述台面底部，用于排出所述台面上热量；

载台调整装置，设置于所述散热系统底部，以调节所述台面在三维空间的位置及角度。

3.根据权利要求2所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述散热系统包括：

TEC散热装置，所述TEC散热装置包括与加热面和与所述台面接触的冷却面；

导热柱，其顶部与所述加热面接触连接；

散热器，安装于所述导热柱底部，所述散热器中贯穿设置有进风口和出风口；

散热风扇，安装与所述散热器一侧，所述散热风扇的出口与所述进风口连接。

4.根据权利要求3所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述载台调整装置包括：

旋转载台，安装于所述散热系统底部，用于调节所述台面的旋转角度；

第一三维调节座，安装于所述旋转载台底部，用于调节所述台面在三维空间中位置。

5.根据权利要求4所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述台面一侧设置有高出于所述台面上表面的挡板，所述台面上倾斜开设有至少一排用于吸附所述芯片的负压孔,所述负压孔经所述台面内部与外部气源连接。

6.根据权利要求5所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，还包括设置于所述测试载台第一侧的移动推杆，其输出端上间隔设置有若干工位，所述移动推杆输出端上对应所述工位间隔设置所述出光耦合组件、积分球及光质量分析仪，所述移动推杆驱动所述出光耦合组件、所述积分球或所述光质量分析仪与所述芯片的出光口对准。

7.根据权利要求6所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述出光耦合组件包括所述出光光纤及第二自动调整装置，所述第二自动调整装置用于调节所述出光光纤在三维空间中位置，以对准所述芯片的出光口；

所述积分球与所述移动推杆之间安装有第一调整滑台，用于调节所述积分球与所述芯片之间间距；

所述光质量分析仪与所述移动推杆之间设置有第二调整滑台，用于调节所述光质量分析仪与所述芯片的间距。

8.根据权利要求2所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述探针座包括：

第二三维调节座，其输出端依次连接有PCB板及所述探针；

快速位移装置，包括相互滑动连接的滑轨与滑台，所述滑轨指向所述测试载台，所述第二三维调节座安装于所述滑台上；

推拉夹钳，安装于所述快速位移装置一侧，其输出端与所述滑台连接。

9.根据权利要求6所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，还包括观察相机组件，所述观察相机包括：

第一相机，设置于所述测试载台正上方，用于观察所述探针的水平位置；

第二相机，设置于所述测试载台斜上方，用于观察所述探针的高度位置。

10.根据权利要求9所述的半导体芯片测试系统，其特征在于，所述第一相机及第二相机上均设置有第三三维调节座；所述负压孔与外部气源之间还连接有压力显示开关。