用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具的製作方法與工藝

2023-05-06 22:54:31 1

本新用新型屬於半導體雷射光纖耦合模塊測試領域，涉及一種半導體雷射光纖耦合模塊性能測試用治具。

背景技術：
大功率半導體雷射光纖耦合器件因其輸出功率高、壽命長、轉換效率高、體積小等優點而廣泛應用到工業、國防、醫療、泵浦固體雷射器等領域，是目前雷射技術領域的研究熱點。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，為方便後續的二次設計，如TO_Can封裝、光纖耦合等。如圖1所示即為半導體雷射光纖耦合模塊。此階段工藝關係著半導體雷射模塊的質量，故於此封裝工藝步驟後，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光纖耦合模塊的質量。對半導體雷射光纖耦合耦合模塊的性能參數(如LIV特性、光譜特性等)進行測試和表徵是深刻理解半導體雷射光纖耦合模塊特性、優化模塊結構設計及完善模塊生產工藝的關鍵，同時也是判斷雷射光纖耦合模塊好壞的重要依據。因此開發和研製半導體雷射光纖耦合模塊綜合性能測試系統不論對於科研單位、生產廠商、使用客戶都具有極為重要的意義。給雷射光纖耦合模塊供電的測試治具是測試系統的一個重要環節，它要求供電系統的穩定，這是對雷射光纖耦合模塊進行無損測試的前提和保證。現有的雷射光纖耦合模塊測試治具大都使用螺釘3將雷射光纖耦合模塊2固定方式基臺1的方式，如圖2所示。存在幾個問題：(1)此方式純粹憑藉作業員的人工操作，包括模塊固定，給電治具安裝等，耗時時間長；(2)使用螺釘固定的方式存在壓力不平衡，重複測量精度差、導 致模組損壞等缺陷。如若螺釘緊固壓力過大，壓痕明顯，外觀不美觀，且對雷射光纖耦合模塊具有毀滅性的損壞；(3)散熱效果差，大電流下功率測試不準確。

技術實現要素：
本實用新型提供一種用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具，以解決現有技術中人工操作低效耗時、螺釘緊固壓力不平衡易損壞雷射光纖耦合模塊以及散熱效果較差的技術問題。為解決上述技術問題，本實用新型採用的一個技術方案是：提供一種用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具，包括：散熱載臺，用於承載雷射光纖耦合模塊，並在測試時對所述雷射光纖耦合模塊進行液冷式散熱；壓緊單元，用於以彈性壓緊方式將所述雷射光纖耦合模塊壓緊在所述散熱載臺上進而進行測試。根據本實用新型一優選實施例，所述散熱載臺包括：基板；絕緣層墊，設於所述基板上；水槽，設於所述絕緣層墊上；散熱金屬板，設於所述水槽上，用於承載所述雷射光纖耦合模塊的下表面。根據本實用新型一優選實施例，所述散熱載臺還包括半導體製冷片，所述半導體製冷片，設於所述水槽和所述散熱金屬板之間。根據本實用新型一優選實施例，所述散熱載臺還包括進、出水水管，所述進、出水水管與所述水槽構成流體迴路。根據本實用新型一優選實施例，所述壓緊單元包括：固定機構；滑動機構，與所述固定機構相固定；控制機構，與所述固定機構相固定並與所述滑動機構活動配合；彈性機構，與所述控制機構相連接，以在所述控制機構的作用下進 行升降。根據本實用新型一優選實施例，所述固定機構包括：支撐杆；橫梁塊，固定於所述支撐杆上；L型載板，固定於所述橫梁塊上。根據本實用新型一優選實施例，所述滑動機構包括：滑軌安裝板，固定於所述橫梁塊上；滑動導軌，固定於所述滑軌安裝板上；滑塊，與所述滑動導軌滑動配合。根據本實用新型一優選實施例，所述控制機構包括：快速夾，固定於所述橫梁塊上；連接板，安裝於所述快速夾上。根據本實用新型一優選實施例，所述彈性機構包括：彈簧支撐塊，連接於所述連接板的底部；彈簧伸縮板，與所述彈簧支撐塊相固定；彈簧引導杆，一端穿設於所述彈簧伸縮板上；彈簧，套設於所述彈簧引導杆上；矽膠軟墊安裝板，連接於所述彈簧引導杆的另一端，所述彈簧位於所述彈簧伸縮板和所述矽膠軟墊安裝板之間；彈性矽膠墊，固定於所述矽膠軟墊安裝板表面，用於彈性壓住所述雷射光纖耦合模塊的上表面。根據本實用新型一優選實施例，所述彈簧引導杆和所述彈簧為四組。本實用新型的有益效果是：區別於現有技術的情況，本實用新型提供的用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具可以進行大規模生產測試、可以較好保證探針與半導體雷射晶片的相對位置並且不易對晶片產生損傷。附圖說明為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中：圖1是一種雷射光纖耦合模塊的示意圖；圖2是現有技術雷射光纖耦合模塊測試時的安裝示意圖；圖3是本實用新型提供的用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。請參閱圖3，圖3是本實用新型提供的用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具的結構示意圖。如圖3所示，本實用新型提供一種用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具，該用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具包括散熱載臺和壓緊單元，其中，散熱載臺用於承載雷射光纖耦合模塊，並在測試時對所述雷射光纖耦合模塊進行液冷式散熱；壓緊單元用於以彈性壓緊方式將所述雷射光纖耦合模塊壓緊在所述散熱載臺上進而進行測試。具體而言，所述散熱載臺包括基板110、絕緣層墊120、水槽130、散熱金屬板140、半導體製冷片150以及進水水管161、出水水管162。其中，基板110可由平板101和立板112支撐至預定高度以提供一個穩定的支撐承載測試平臺；絕緣層墊120設於所述基板110上以將基板110與基板110之上的部件絕緣隔離以防止給電測試時漏電；水槽130設於所述絕緣層墊120上，水槽130可採用導熱係數較好的材料，例如 鋁合金材料等；散熱金屬板140設於所述水槽130上，用於承載雷射光纖耦合模塊的下表面，散熱金屬板140工作面設計有嚴格的平坦性，使得雷射光纖耦合模塊底面能夠與其充分接觸，散熱金屬板140用於在雷射模塊測試過程及時將熱量散出，提供良好的散熱環境，其尺寸可以根據不同模塊的尺寸進行相應的改變。在本實用新型優選實施例中，所述散熱載臺還包括半導體製冷片150，所述半導體製冷片150設於所述水槽130和所述散熱金屬板140之間，通過循環冷水加半導體製冷二級溫度控制方式可實現大範圍的溫度精度控制，可以滿足不同溫度情況下的雷射光纖耦合模塊測試。進水水管161、出水水管162與所述水槽130構成流體迴路。在本實用新型一優選實施例，所述壓緊單元包括固定機構、滑動機構、控制機構以及彈性機構，其中，固定機構用於提供壓緊單元的其他機構固定安裝，滑動機構與所述固定機構相固定；控制機構與所述固定機構相固定並與所述滑動機構活動配合；彈性機構與所述控制機構相連接，以在所述控制機構的作用下進行升降。具體而言，所述固定機構包括支撐杆210、橫梁塊220以及L型載板230。其中，支撐杆210與基板110相固定；橫梁塊220固定於所述支撐杆210上；L型載板230的一面固定於所述橫梁塊220上。所述滑動機構包括滑軌安裝板240、滑動導軌250以及滑塊260。其中，滑軌安裝板240固定於所述橫梁塊220的外端面；滑動導軌250固定於所述滑軌安裝板240的外表面並豎直設置；滑塊260與所述滑動導軌250滑動配合。所述控制機構包括快速夾270和連接板280。其中，快速夾270固定於所述橫梁塊220上，所述快速夾270主要用來快速將壓緊單元抬起或下壓，下壓時可以自鎖，不反彈。連接板280安裝於所述快速夾270上，連接板280呈匚形，其中間部與滑滑塊260相固定，兩頭側板分別與快速夾270和彈簧支撐塊290相連接。所述彈性機構包括彈簧支撐塊290、彈簧伸縮板300、彈簧引導杆 310、彈簧320、矽膠軟墊安裝板330以及彈性矽膠墊340。其中，彈簧支撐塊290連接於所述連接板280的底部，具體地，彈簧支撐塊290亦呈匚形，其中間板與連接板280的一塊側板相固定；彈簧伸縮板300與所述彈簧支撐塊290相固定，具體地，彈簧伸縮板300固定連接於彈簧支撐塊290的兩側板的端部；彈簧引導杆310的一端穿設於所述彈簧伸縮板300上，該彈簧引導杆310包括杆體和端帽，杆體和彈簧伸縮板300穿設並通過端帽限位；彈簧320套設於所述彈簧320引導杆310上；矽膠軟墊安裝板330連接於所述彈簧引導杆310的另一端，所述彈簧320位於所述彈簧320伸縮板300和所述矽膠軟墊安裝板330之間；彈性矽膠墊340固定於所述矽膠軟墊安裝板330的下表面，用於彈性壓住所述雷射光纖耦合模塊的上表面，彈性矽膠墊340為一塊，採用耐熱性能及彈性適中的材料，可以保證雷射光纖耦合模塊與散熱基板充分接觸，使得雷射光纖耦合模塊在測試過程中可以更好的散熱。在本實用新型優選實施例中，所述彈簧引導杆310和所述彈簧320為四組，彈簧320採用彈性係數良好的材料，可以保證在壓緊過程中雷射光纖耦合模塊受力均勻，不會使雷射光纖耦合模塊受到機械硬傷。利用本實用新型提供的用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具測試時，首先利用快速夾270將彈性機構抬起，然後手動將待測的雷射光纖耦合模塊放置在散熱金屬板140中，最後利用快速夾270將彈性機構下壓，使得彈性矽膠墊340緊壓在待測的雷射光纖耦合模塊上。綜上所述，本領域技術人員容理解，本實用新型提供的用於半導體雷射光纖耦合模塊測試治具能夠實現對雷射光纖耦合模塊的均勻壓力和電流注入，對大功率的半導體雷射光纖耦合模塊進行無損測試。直上直下的簡單操作即可完成雷射光纖耦合模塊的裝載，可提供穩定的電流注入，大大提高測試效率，並且具有結構簡單，成本低廉、操作方便等優點。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。