一种半导体激光器芯片测试固定装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种新的半导体激光器芯片测试固定装置及其方法，能够避免对芯片输出特性的影响，并提高芯片的散热效果。该半导体激光器芯片测试固定装置中，绝缘导热材质的芯片载体平台的上表面设置有间隔排列的多条金属膜，金属膜的长度方向与待测芯片的发光单元腔长方向平行；每一条金属膜作为一个独立的P面供电电极，相应固定有单独的供电接触头；在相邻P面供电电极之间平行开设有条形的真空吸附孔，真空吸附孔贯通芯片载体平台的上下表面，所有真空吸附孔均与真空吸附装置的内气路孔道相通；所述N面供电电极为一个整体的电极，下表面平整光滑，使其能够与待测芯片的N面电极完全贴合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体激光器芯片测试固定装置及其方法。
技术介绍
半导体激光器器件具有体积小、重量轻、电光转换效率高等优点，在医疗、军事、通信等领域作为光源以及泵浦光源源受到广泛的应用。半导体激光器芯片通常需要经过封装形成器件后才出厂使用。在半导体激光器芯片封装之前，为了提高封装的成品率，需要对半导体激光器芯片进行相关的性能测试，挑选出合格的半导体激光器芯片，淘汰掉不合格的芯片。。在半导体激光器高功率的应用领域中，半导体激光器芯片往往以巴条形成存在，巴条中通常存在多个发光单元，发光单元的输出特性是否合格决定着巴条是否合格。半导体激光器巴条测试过程中，由于所测试的性能多，测试时间较长，芯片与芯片固定装置的接触面积过小会导致芯片内集热过多而烧毁芯片，并且不利于芯片测试数据的一致性和增大测试过程对芯片的损伤，激光器测试装置需要具备以下三点：第一，需要合理的温度控制装置，保证所有发光单元的散热和加热一致；第二，需要合理的方式来固定芯片，增大芯片的散热；第三，需要保持芯片受力的一致性，降低芯片的应力对芯片造成损坏，从而降低固定装置对芯片的不良影响。目前国内外多家机构对半导体激光器测试系统进行了研究，国外的如ILX、Yel、Corning等公司，在半导体激光器测试系统上有多年的经验。Corning公司报道的文章(JOURNALOFLIGHTWAVETECHNOLOGY,VOL.23,NO.2,FEBRUARY2005)中披露了一种用于半导体激光芯片测试的固定装置，如图2、图3所示，主要适用于测试单管和巴条。该方案为：P面供电电极位于芯片的上方，以探针的形式(柱形结构)与芯片的P面电极接触注入电流，芯片的N面电极被芯片载体平台上的真空缝隙吸附，缝隙平行于腔面，同时导电的芯片载体平台与芯片的N面电极自然形成电连接。在这种固定安装结构中，芯片P面接触面积不均匀，使得P面受力和探针对P面的热传导不均匀；而且，真空吸附的缝隙平行于芯片腔面，也容易造成芯片沿谐振腔方向出现受力不均匀；这些因素都会导致芯片的损伤以及芯片输出特性的下降。国内的如西安炬光科技公司，在申请了多篇测试系统上专利(CN102519709A、CN102520336A等)，按压激光器的方法多采用橡胶和弹簧螺丝，弹簧螺丝与激光器之间的接触方式是点接触，芯片受力和散热都不能达到一致性的要求。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所(CN203643563U)申请了对芯片的测试专利。采用的接触装置中不仅含有弹簧针，还包括气囊，该测试装置机械结构复杂，不利于制作，也同样存在受力和散热不均匀的问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种新的半导体激光器芯片测试固定装置及其方法，能够避免对芯片输出特性的影响，并提高芯片的散热效果。本专利技术的技术方案如下：一种半导体激光器芯片测试固定装置，包括芯片载体平台、真空吸附装置、温度控制装置、P面供电电极和N面供电电极，芯片载体平台的下表面与真空吸附装置贴合，所述温度控制装置经真空吸附装置对芯片载体平台传导散热；芯片载体平台或者真空吸附装置还设置有温度探测孔；有别于现有技术的是：芯片载体平台为绝缘导热材质，在芯片载体平台的上表面设置有间隔排列的多条金属膜，金属膜的长度方向与待测芯片的发光单元腔长方向平行；每一条金属膜作为一个独立的P面供电电极，用于与待测芯片单个发光单元的P面电极对应完全贴合，每一条金属膜上相应固定有单独的供电接触头；在相邻P面供电电极之间平行开设有条形的真空吸附孔，真空吸附孔贯通芯片载体平台的上下表面，所有真空吸附孔均与真空吸附装置的内气路孔道相通；所述N面供电电极为一个整体的电极，位于P面供电电极的上方，并避开相应供电接触头所处位置，N面供电电极的下表面平整光滑，使其能够与待测芯片的N面电极完全贴合。在以上方案的基础上，本专利技术还进一步作了如下优化：为了更好地实现P面供电电极与芯片P面电极的贴合，具体有以下两种芯片载体平台的结构设计：1、芯片载体平台的上表面平整光滑，所述多条金属膜镀于芯片载体平台的上表面。2、芯片载体平台的上表面对应于所述多条金属膜的位置分别设置浅槽，金属膜填入相应的浅槽使得芯片载体平台的上表面平整光滑。上述P面供电电极的宽度大于待测芯片单个发光单元的P面电极的宽度，长度大于待测芯片发光单元的腔长。上述多条金属膜的宽度和间距满足：待测芯片的每个发光单元沿腔长方向的中心对称线与相应P面供电电极的中心对称线重合，真空吸附孔对应于待测芯片的相邻P面电极之间的区域，相邻真空吸附孔之间的距离小于发光单元的宽度。上述P面供电电极的有效长度大于真空吸附孔的长度，相应的供电接触头均超出真空吸附孔在长度方向上对应的区域。上述N面供电电极在长度方向上覆盖芯片载体平台上排列的所有的P面供电电极，N面供电电极的宽度小于真空吸附孔的长度。上述N面供电电极的长度方向与P面供电电极的长度方向相互垂直。上述真空吸附装置的主体为一导热块，所述内气路孔道是在所述导热块上表面开设的条形凹槽，该条形凹槽与条形的真空吸附孔在芯片载体平台的下表面的投影相互垂直。上述温度探测孔开设于真空吸附装置的侧面，该侧面与真空吸附孔的长度方向平行。应用上述半导体激光器芯片测试固定装置的操作方法，包括以下步骤：(1)将待测芯片放置于芯片载体平台的上表面，使待测芯片的各个发光单元的P面电极与相应的P面供电电极完全贴合，发光单元沿腔长方向的中心对称线与P面供电电极的中心对称线重合；(2)真空吸附装置工作，降低真空吸附孔内的气压，使待测芯片吸附于芯片载体平台表面；(3)向下移动N面供电电极，使N面供电电极与待测芯片的N面电极完全贴合；(4)温度控制装置工作，通过温度探测孔测量并反馈温度进行自动调节，使得芯片载体平台下表面温度达到设定温度；(5)分别向P面供电电极的供电接触头注入电流，测试待测芯片各个发光单元的输出特性；(6)待测芯片测试完成后，向上移动N面供电电极，真空吸附装置停止工作，取下待测芯片。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、改善了芯片受力的均匀性，减小芯片测试过程对芯片造成的损伤(避免对谐振腔结构产生影响)，提高了芯片发光的均匀性。2、增大了芯片与固定装置的接触表面积，提高了芯片的散热。3、提高了有源区温度的均匀性。附图说明图1为半导体激光器芯片的单个发光单元的结构示意图。图2为C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器芯片测试固定装置，包括芯片载体平台、真空吸附装置、温度控制装置、P面供电电极和N面供电电极，芯片载体平台的下表面与真空吸附装置贴合，所述温度控制装置经真空吸附装置对芯片载体平台传导散热；芯片载体平台或者真空吸附装置还设置有温度探测孔；其特征在于：所述芯片载体平台为绝缘导热材质，在芯片载体平台的上表面设置有间隔排列的多条金属膜，金属膜的长度方向与待测芯片的发光单元腔长方向平行；每一条金属膜作为一个独立的P面供电电极，用于与待测芯片单个发光单元的P面电极对应完全贴合，每一条金属膜上相应固定有单独的供电接触头；在相邻P面供电电极之间平行开设有条形的真空吸附孔，真空吸附孔贯通芯片载体平台的上下表面，所有真空吸附孔均与真空吸附装置的内气路孔道相通；所述N面供电电极为一个整体的电极，位于P面供电电极的上方，并避开相应供电接触头所处位置，N面供电电极的下表面平整光滑，使其能够与待测芯片的N面电极完全贴合。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器芯片测试固定装置，包括芯片载体平台、真空吸附
装置、温度控制装置、P面供电电极和N面供电电极，芯片载体平台的下表
面与真空吸附装置贴合，所述温度控制装置经真空吸附装置对芯片载体平台
传导散热；芯片载体平台或者真空吸附装置还设置有温度探测孔；其特征在
于：
所述芯片载体平台为绝缘导热材质，在芯片载体平台的上表面设置有间
隔排列的多条金属膜，金属膜的长度方向与待测芯片的发光单元腔长方向平
行；每一条金属膜作为一个独立的P面供电电极，用于与待测芯片单个发光
单元的P面电极对应完全贴合，每一条金属膜上相应固定有单独的供电接触
头；在相邻P面供电电极之间平行开设有条形的真空吸附孔，真空吸附孔贯
通芯片载体平台的上下表面，所有真空吸附孔均与真空吸附装置的内气路孔
道相通；所述N面供电电极为一个整体的电极，位于P面供电电极的上方，
并避开相应供电接触头所处位置，N面供电电极的下表面平整光滑，使其能
够与待测芯片的N面电极完全贴合。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试固定装置，其特征在于：
所述芯片载体平台的上表面平整光滑，所述多条金属膜镀于芯片载体平
台的上表面；
或者，所述芯片载体平台的上表面对应于所述多条金属膜的位置分别设
置浅槽，金属膜填入相应的浅槽使得芯片载体平台的上表面平整光滑。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片测试固定装置，其特征在于：
所述P面供电电极的宽度大于待测芯片单个发光单元的P面电极的宽度，长
度大于待测芯片发光单元的腔长。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器芯片测试固定装置，其特征在于：
所述多条金属膜的宽度和间距满足：待测芯片的每个发光单元沿腔长方向的
中心对称线与相应P面供电电极的中心对称线重合，真空吸附孔对应于待测
芯片的相邻P面电极之间的区域，相邻真空吸附孔之间的距离小于发光单元
的宽度。
5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀山，王贞福，杨国文，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61