半導體雷射晶片組件的測試裝置的製造方法

2023-05-28 02:07:41

專利名稱:半導體雷射晶片組件的測試裝置的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了半導體雷射晶片組件的測試裝置，該測試裝置包括測試治具和散熱組件，測試治具用於測試半導體雷射晶片組件；散熱組件用於在測試治具對半導體雷射晶片組件測試時進行散熱；其中，測試治具通過外力與散熱組件實現可分離連接。通過上述方式，本實用新型能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
【專利說明】
半導體雷射晶片組件的測試裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及半導體領域，特別是涉及一種半導體雷射晶片組件的測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著半導體雷射器(LD，LaSer D1de)應用領域如LD慄浦固體雷射器(DPL，D1de-Pumped Solid-State Laser)、各類光纖雷射器的慄源、雷射切割、焊接、醫療以及雷射軍事應用等的日益拓寬，對半導體雷射器輸出功率、可靠性的要求也越來越高。大功率半導體雷射晶片在工作中會產生大量的廢熱，為了更好的散熱，需要高質量的封裝工藝，方便後續的二次設計，如To_Can封裝、光纖親合等。半導體雷射晶片最常的封裝形式是⑶S(Chip OnSubmount)，即直接封裝在導熱係數高的熱沉上。半導體雷射晶片在封裝後，需要通過嚴格的功能性檢測，其性能參數的好壞直接影響半導體雷射器的質量。
[0003]對半導體雷射器晶片的性能參數進行測試和表徵是深刻理解雷射器晶片特性、優化晶片結構設計及完善晶片生產工藝的關鍵，同時也是判斷雷射器晶片好壞的重要依據。其中，半導體雷射器晶片的性能參數包括LIV特性(light-current-voltage功率電流電壓特性)、光譜特性、FFP(Far-field pattern,遠場特性)特性等。因此開發和研製半導體雷射器綜合性能測試系統對於科研單位、生產廠商、使用客戶都具有極為重要的意義。
[0004]給COS供電的測試夾具是測試系統的一個重要環節，其要求供電的穩定性好，是對COS進行無損測試的前提和保證。現有的給COS測試治具大都使用商業化的探針座或其改裝設計，存在以下幾個問題:(I)測試方式純粹憑藉作業員的人工操作，包括COS定位、移動探針接觸電極操作，耗時時間長；(2)使用的剛性探針注入電流的同時也會注入部分壓力，容易造成兩端壓力不平衡，影響重複測量精度。如若壓力過大，壓痕明顯，外觀不美觀，嚴重將導致COS斷裂，對雷射晶片具有毀滅性的損壞；(3)現有的測試系統大都通用性都較差，需要測試不同產品時，需更換測試部分探針模塊和COS定位模塊。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型解決的技術問題是，提供一種半導體雷射晶片組件的測試裝置，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種半導體雷射晶片組件的測試裝置，包括:
[0007]測試治具，用於測試半導體雷射晶片組件；
[0008]散熱組件，用於在測試治具對半導體雷射晶片組件測試時進行散熱；
[0009]其中，測試治具通過外力與散熱組件實現可分離連接。
[0010]其中，測試治具包括:
[0011]晶片基板，用於放置待測試的半導體雷射晶片組件，將半導體雷射晶片組件工作產生的熱量傳遞到散熱組件；
[0012]電極基板，位於晶片基板上方，電極基板上安裝有至少兩個探針；
[0013]驅動組件，與電極基板連接，用於驅動電極基板升降，以使至少兩個探針分別接觸位於半導體雷射晶片組件的兩端的不同電極。
[0014]其中，驅動組件包括:
[0015]電極基座，固定設置於晶片基板上；
[0016]至少兩個升降導杆，至少兩個升降導杆的一端與電極基座連接；
[0017]固定板，連接於至少兩個升降導杆的另一端；
[0018]傳動板，套入至少兩個升降導杆上，與電極基板連接；
[0019]升降驅動螺栓，卡設於固定板內，一端與傳動板螺紋連接。
[0020]其中，傳動板與電極基板通過至少兩個電極導杆連接，至少兩個電極導杆上分別設有彈簧。
[0021 ]其中，傳動板的截面呈Z型。
[0022]其中，驅動組件還包括限位環，限位環的數量與升降導杆一致，用於限制傳動板的高度。
[0023]其中，測試治具還包括定位組件，用於對半導體雷射晶片組件進行定位。
[0024]其中，定位組件包括至少三個定位塊，至少三個定位塊分別抵接半導體雷射晶片組件的相應邊，至少三個定位塊與晶片基板可拆卸連接以適應不同尺寸的半導體雷射晶片組件。
[0025]其中，至少兩個探針包括第一探針和第二探針，電極基板設有間隔設置的第一通槽和第二通槽，第一探針和第二探針分別通過對應的螺釘固定於第一通槽和第二通槽內。
[0026]其中，電極基板上還設有分別與第一探針和第二探針對應的第一電極接線塊和第二電極接線塊，第一探針和第二探針分別通過對應的螺釘配合第一電極接線塊和第二電極接線塊固定於第一通槽和第二通槽內。
[0027]其中，測試治具還包括護罩，晶片基板、電極基板和驅動組件均設於護罩內，護罩的底面高於晶片基板的底面，護罩設有用於對半導體雷射晶片組件和驅動組件進行操作的開口。
[0028]通過上述方案，本實用新型的有益效果是:測試治具通過外力與散熱組件實現可分離連接，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提尚測試效率。
【附圖說明】

[0029]圖1是本實用新型實施例的半導體雷射晶片組件的測試裝置的模塊示意圖；
[0030]圖2是圖1所示的測試裝置的測試治具的結構示意圖；
[0031]圖3是圖2所示的測試治具的內部結構示意圖；
[0032]圖4是本實用新型實施例的半導體雷射晶片組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0033]請參照圖1，圖1是是本實用新型實施例的半導體雷射晶片組件的測試裝置的模塊示意圖。本實施例的測試裝置包括測試治具20和散熱組件。
[0034]測試治具20用於測試半導體雷射晶片組件15。在本實施例中，測試治具20可整體與散熱組件分離，其具體結構及原理將在下文介紹。
[0035]散熱組件用於在測試治具對半導體雷射晶片組件15測試時進行散熱。在本實施例中，其包括依次層疊設置的散熱基板30、致冷片40和冷卻液循環槽50。
[0036]其中，在本實施例中，測試治具通過外力F與散熱組件實現可分離連接。當然，在備選實施例中，也可將測試治具整體通過螺釘等固定於散熱組件上。
[0037]相比現有技術中的半導體雷射晶片組件測試裝置的測試部分不能作為一個整體，測試不同的產品時，需要更換各種零件，本實用新型的半導體雷射晶片組件的測試裝置通過外力F使得測試治具整體與散熱組件連接，能夠快速拆卸測試治具，提高更換測試治具的效率，同時方便測試治具的上料和下料，提高測試效率。
[0038]在本實用新型實施例中，如圖4所示，半導體雷射晶片組件15包括:第一電極151、第二電極152、半導體雷射晶片153以及金線154，半導體雷射晶片153直接引出第一電極151，同時通過金線154引出第二電極152。半導體雷射晶片153封裝在熱沉上，導熱係數高，封裝後形成的半導體雷射晶片組件15為長方體形。其中第一電極151為正極，第二電極152為負極，或者第一電極151為負極，第二電極152為正極。
[0039]請參閱圖2和圖3，圖2是圖1所示的測試裝置的測試治具的結構示意圖，圖3是圖2所示的測試治具的內部結構示意圖。本實施例的測試治具包括晶片基板21、電極基板22、驅動組件、定位組件24和護罩25。
[0040]晶片基板21用於放置待測試的半導體雷射晶片組件15，將半導體雷射晶片組件15工作產生的熱量傳遞到散熱組件，在本實施例中，優選晶片基板21採用導熱性能較好的無氧銅且表面進行鍍金處理。
[0041]電極基板22位於晶片基板21上方，電極基板22上安裝有至少兩個探針。具體而言，至少兩個探針包括第一探針221和第二探針222，電極基板22設有間隔設置的第一通槽(未標示)和第二通槽(未標示)，第一探針221和第二探針222分別通過對應的螺釘固定於第一通槽和第二通槽內。
[0042]進一步地，電極基板22上還設有分別與第一探針221和第二探針222對應的第一電極接線塊223和第二電極接線塊224，第一探針221和第二探針222分別通過對應的螺釘配合第一電極接線塊223和第二電極接線塊224固定於第一通槽和第二通槽內。在其他實施例中，也可採用4個或者6個等探針數量，在能夠滿足探針接觸半導體雷射晶片組件15的兩端的不同電極(正負極)的情況下，本領域技術人員可根據實際情況具體設置，本實用新型對此不作限定。
[0043]在本實施例中，探針為彈性探針，以避免探針觸碰損壞半導體雷射晶片組件15。值得注意的是，本實用新型的探針優選採用紫銅材料作為電極材料，通過發明人的長期研究發現，紫銅材料的電極本身可通過較大電流，且整體具有彈性，能夠克服市場上的探針電極可通過的額定電流不足、容易損傷測試的半導體雷射晶片組件15的缺點。電極基板22優選採用塑性材料，從而保證探針與測試治具之間良好的絕緣性。
[0044]驅動組件，與電極基板22連接，用於驅動電極基板22升降，以使至少兩個探針分別接觸位於半導體雷射晶片組件15的兩端的不同電極。
[0045]具體而言，驅動組件包括電極基座231、至少兩個升降導杆232、固定板233、傳動板234以及升降驅動螺栓235。
[0046]電極基座231固定設置於晶片基板21上，本實施例優選通過螺釘固定於晶片基板21上。
[0047]至少兩個升降導杆232的一端與電極基座231連接，在本實施例中，為了結構平衡以及結構簡單，採用間隔的兩個升降導杆。
[0048]固定板233連接於至少兩個升降導杆232的另一端。
[0049]傳動板234套入至少兩個升降導杆232上，與電極基板22連接。具體地，傳動板234與電極基板22通過至少兩個電極導杆236連接，至少兩個電極導杆236上分別設有彈簧。彈簧可使探針在接觸半導體雷射晶片組件15時保持一定的壓力。在本實施例中，優選為兩個電極導杆，且為了節約空間，縮小測試治具的體積，優選傳動板234的截面呈Z型，但本實用新型對此不作限定，本領域技術人員可根據實際情況具體設置。
[0050]升降驅動螺栓235卡設於固定板233內，一端與傳動板234螺紋連接，從而可通過旋轉螺栓帶動傳動板234上下運動。在本實施例中，升降驅動螺栓235優選設於兩個升降導杆的中間部位。
[0051]優選地，驅動組件還包括限位環238，限位環238的數量與升降導杆一致，用於限制傳動板234的高度。當傳動板234到達所需高度時，通過將限位環238緊固，可使得傳動板234、電極基板22以及探針達到自鎖的作用。並且限位環238還可起到標示作用，比如在某規格的半導體雷射晶片組件15的測試中，限位環2 38位於某一高度，下次同規格的測試，可直接扭動升降驅動螺栓235使得傳動板234達到標示位置。
[0052]優選地，測試治具還包括定位組件24，用於對半導體雷射晶片組件15進行定位。具體而言，定位組件24包括至少三個定位塊，至少三個定位塊分別抵接半導體雷射晶片組件15的相應邊，至少三個定位塊與晶片基板21可拆卸連接以適應不同尺寸的半導體雷射晶片組件15。在本實施例中，優選採用三個定位塊，將待測的半導體雷射晶片組件15放置於晶片基板21的邊緣，三面固定，一面用於進行上料和下料。值得說明的是，當使用不同規格的半導體雷射晶片組件15時，只需將三個定位塊根據半導體雷射晶片組件15的尺寸重新固定於晶片組件上即可，為了能夠使得探針能夠對應相應的電極，第一探針221和第二探針222可在對應的第一通槽和第二通槽內滑動。
[0053]晶片基板21、電極基板22和驅動組件均設於護罩25內，護罩25的底面高於晶片基板21的底面，以使得測試治具在使用時，外力F作用在護罩25上，能夠保證測試治具與散熱組件接觸良好，護罩25設有用於對半導體雷射晶片組件15和驅動組件進行操作的開口。
[0054]上面介紹了測試裝置的結構，下面說明測試裝置的工作過程:
[0055]利用螺絲刀順時針擰升降驅動螺栓235，通過傳動板234帶動探針抬起至合適的位置，利用鑷子將半導體雷射晶片組件15放置在定位塊形成的定位槽中，再利用螺絲刀逆時針擰升降驅動螺栓235，通過傳動板234帶動探針下壓，並使彈簧處於壓縮狀態，通過限位環238控制傳動板234的高度配合彈簧的壓縮量，使得不驅動升降驅動螺栓235時，升降驅動螺栓235與傳動板234處於自鎖狀態，從而保證探針以合適的壓力與半導體雷射晶片組件15無損接觸，完成上料後，將測試治具整體放置於散熱組件上，將探針連上電源線即可測試。
[0056]本實用新型的半導體雷射晶片組件的測試裝置具有以下優點:
[0057]1.能夠快速拆卸測試治具，使得測試裝置能夠在生產線外進行上料和下料，提高測試效率；
[0058]2.測試治具採用外力與散熱組件可分離式連接，可使得測試裝置能夠適應不同的產品測試；
[0059]3.能夠適應不同尺寸的半導體雷射晶片組件的測試；
[0060]4.採用紫銅的探針使得能夠通過承受較大電流，探針整體彈性較佳不會造成測試晶片組件的損傷。
[0061]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【主權項】
1.一種半導體雷射晶片組件的測試裝置，其特徵在於，包括: 測試治具，用於測試所述半導體雷射晶片組件； 散熱組件，用於在所述測試治具對所述半導體雷射晶片組件測試時進行散熱； 其中，所述測試治具通過外力與所述散熱組件實現可分離連接。2.根據權利要求1所述的測試裝置，其特徵在於，所述測試治具包括: 晶片基板，用於放置待測試的半導體雷射晶片組件，將所述半導體雷射晶片組件工作產生的熱量傳遞到所述散熱組件； 電極基板，位於所述晶片基板上方，所述電極基板上安裝有至少兩個探針； 驅動組件，與所述電極基板連接，用於驅動所述電極基板升降，以使所述至少兩個探針分別接觸位於所述半導體雷射晶片組件的兩端的不同電極。3.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，所述驅動組件包括: 電極基座，固定設置於所述晶片基板上； 至少兩個升降導杆，所述至少兩個升降導杆的一端與電極基座連接； 固定板，連接於所述至少兩個升降導杆的另一端； 傳動板，套入所述至少兩個升降導杆上，與所述電極基板連接； 升降驅動螺栓，卡設於所述固定板內，一端與所述傳動板螺紋連接。4.根據權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述傳動板與所述電極基板通過至少兩個電極導杆連接，所述至少兩個電極導杆上分別設有彈簧。5.根據權利要求4所述的測試裝置，其特徵在於，所述傳動板的截面呈Z型。6.根據權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述驅動組件還包括限位環，所述限位環的數量與升降導杆一致，用於限制所述傳動板的高度。7.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，所述測試治具還包括定位組件，用於對所述半導體雷射晶片組件進行定位。8.根據權利要求7所述的測試裝置，其特徵在於，所述定位組件包括至少三個定位塊，所述至少三個定位塊分別抵接所述半導體雷射晶片組件的相應邊，所述至少三個定位塊與所述晶片基板可拆卸連接以適應不同尺寸的半導體雷射晶片組件。9.根據權利要求3所述的測試裝置，其特徵在於，所述至少兩個探針包括第一探針和第二探針，所述電極基板設有間隔設置的第一通槽和第二通槽，所述第一探針和第二探針分別通過對應的螺釘固定於所述第一通槽和第二通槽內。10.根據權利要求9所述的測試裝置，其特徵在於，所述電極基板上還設有分別與所述第一探針和第二探針對應的第一電極接線塊和第二電極接線塊，所述第一探針和第二探針分別通過對應的螺釘配合所述第一電極接線塊和所述第二電極接線塊固定於所述第一通槽和第二通槽內。11.根據權利要求2所述的測試裝置，其特徵在於，所述測試治具還包括護罩，所述晶片基板、所述電極基板和所述驅動組件均設於所述護罩內，所述護罩的底面高於所述晶片基板的底面，所述護罩設有用於對所述半導體雷射晶片組件和所述驅動組件進行操作的開□ O
【文檔編號】G01R1/04GK205720305SQ201620313017
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月14日
【發明人】胡海, 王泰山, 方繼林, 李成鵬, 劉文斌
【申請人】深圳清華大學研究院, 深圳瑞波光電子有限公司