CN1200496C - 激光二极管管芯的自动高速测试工作台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光二极管管芯的自动高速测试工作台，它包括：能在X、Y、Z轴向移动以及能绕Z轴转动的电控微动平台(1)、用于测量被测激光二极管管芯的发光功率并输出信号的光探测器(2)、光探测器调整架(3)、用于在管芯作标记的打标装置、显微镜(5)、用于向被测管芯加载电流的触头(6)；电控微动平台(1)上设有激光二极管管芯固定装置(4)；光探测器(2)设置在调整架(3)上，光探测器(2)的信号输出端与测试***的计算机连接；电控微动平台(1)、打标装置由测试***的计算机控制。本发明测试工作台自动化程度高，速度快，人工干预少，结构简单，成本低。

Description

激光二极管管芯的自动高速测试工作台

技术领域

本发明涉及在激光二极管管芯生产过程中，用于测试激光二极管管芯的测试***，特别是测试***中的测试工作台。

背景技术

激光二极管(LD)管芯是LD器件的核心部件，由于管芯生产工艺复杂，一些关键的工艺参数还在探索之中，因此LD管芯生产设备昂贵，成品率低，管芯生产线的自动化程度不高。

由于LD管芯生产的成品率低，对LD管芯测试成为LD管芯生产工艺中的重要环节。现有的管芯测试***是基于单个管芯的测试，即对LD管芯测试前，须将单个管芯从晶元上解理下来，一个一个地放到测试工作台上测试，这种管芯测试***的测试工作台有以下两种形式：

第一种形式测试工作台为人工操作的测试工作台，即人工将单个的管芯放置在测试工作台上进行测试，由于LD管芯长度只有350微米左右，厚度只有几十微米左右，人工对单个的管芯测试很困难，必须在显微镜下完成单个管芯的定位与测试，又由于未封装的管芯很脆弱，对静电非常敏感，任何微小的静电，对管芯都是致命的。因此该测试工作台的测试过程对环境、对操作员、对操作过程要求都很高。尽管如此，当管芯在各个工位移动时，以及在管芯的安装、定位过程中，仍然存在由于摩擦产生的静电击穿管芯的可能性，从而严重影响了管芯的成品率。这种形式测试工作台存在较多的人工干预，自动化程度不高，是整条生产线的瓶颈，严重影响管芯的生产率和成品率。

第二种形式测试工作台为机械手测试工作台，即用机械手将单个的管芯放置在测试工作台上进行测试，这种形式测试工作台虽自动化程度高，较少人工干预，但其结构复杂，要求精度高，价格非常昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光二极管管芯的自动高速测试工作台，它自动化程度高，速度快，较少人工干预，结构简单，成本低。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：它包括：

能在X、Y、Z轴向移动以及能绕Z轴转动的电控微动平台、

用于测量被测激光二极管管芯的发光功率并输出信号的光探测器、

光探测器调整架、

用于在管芯作标记的打标装置、

显微镜、

用于向被测管芯加载电流的触头；

电控微动平台上设有激光二极管管芯固定装置；光探测器设置在调整架上，光探测器的信号输出端与测试***的计算机连接；电控微动平台、打标装置由测试***的计算机控制。

本发明各部分的主要功能如下：

(1)电控微动平台为计算机控制微动平台，该平台可按计算机设定的步进实现X、Y、Z轴的移动以及绕Z轴的转动。操作员借助显微镜完成管芯在平台上的定位，确定管芯和光探测器的初始正确位置。

(2)光探测器调整架：该调整架实现管芯受激发光面和光探测器的正确定位，并确保在移动平台的横向移动中，光探测器和管芯侧面的相对位置保持不变。该调整架使操作人员在进行测试时，管芯和传感器的位置只需要调整一次。

(3)打标装置完成对不合格管芯的标记。

(4)显微镜可帮助操作员实现对待测管芯的初始位置、管芯标记位置的调整等。

(5)管芯固定装置实现管芯在移动平台表面的固定。

本发明测试工作台测试时，可以直接对从晶元中解理出来的线性排列的若干个管芯进行测试，操作员除了在测试开始时需要安装与定位线性排列的管芯，以及在测试结束后取下管芯外，其他测试过程全部自动进行。

本发明测试工作台自动化程度高，速度快，人工干预少，结构简单，成本低。

附图说明

图1为本发明实施例结构示意图

图2为激光二极管管芯测试***的结构框图

图3为管芯固定装置的结构示意图

图4为打标装置的结构示意图

图5为打标装置和用于向被测管芯加载电流的触头的使用状态图

图6为光探测器调整架的结构示意图

图7为光探测器调整架的俯视图

具体实施方案

如图1所示，本发明实施例由电控微动平台1、光探测器2、用于在管芯作标记的打标装置、显微镜5、用于向被测管芯加载电流的触头6组成。电控微动平台1上设有激光二极管管芯13的固定装置4。

光探测器2的信号输出端与测试***的计算机连接。电控微动平台1、打标装置由测试***的计算机控制。

测试***如图2所示，它包括：计算机、接收计算机指令并向被测激光二极管管芯加载电流的电流源、用于测量被测激光二极管管芯的发光功率并输出信号的光探测器、用于接收光探测器输出的模拟信号并向计算机输出数字信号的A/D变换器、用于接收计算机输出的数字信号指令并向电流源输出模拟信号指令的D/A变换器、用于接收计算机输出的指令并控制电流源向触头加载电流变化的电流档位指令口、用于测量被测激光二极管管芯电流和电压并向A/D变换器输出信号的电流传感器、接收计算机指令并向被测激光二极管管芯的加温和冷却装置发出指令的温度控制器。

光探测器与A/D变换器之间设有用于放大光探测器输出的模拟信号并受计算机控制的放大器；电流传感器与A/D变换器之间设有用于对计算机给定电流和电流源实际加载电流进行比较的电流检测器；电流传感器与A/D变换器之间设有用于比较被测激光二极管管芯阴极端和阳极端电压的压差***；温度控制器通过温度控制指令口和温度档位指令口接收计算机指令；温度控制器由温度检测器和电压控制器组成。

其中，A/D变换器、D/A变换器、电流档位指令口、温度控制指令口和温度档位指令口设置在计算机接口卡上，计算机接口卡设置在计算机主机内，计算机接口卡通过计算机的ISA接口与计算机连接；电流源、放大器、电流检测器、压差***和温度控制器设置在控制盒内，控制盒设置在计算机主机内。

如图3所示，被测管芯13固定装置4由开在固定装置4表面上的小孔7和真空压力机组成，小孔7成线性排列，小孔7的直径为0.1毫米，小孔7下方通过管道8与真空压力机连通。

如图4所示，打标装置由镀金的打点针12、打点液容器11、支架9、支架驱动装置10组成，打点针12设置在支架9上，支架9由支架驱动装置10带动，支架驱动装置10由测试***的计算机控制；打点针12与打点液容器11连通。

如图5所示，当某个LD管芯13不合格时，计算机控制支架驱动装置10带动打点针12，打点针12将打点液点在不合格的LD管芯13上，以示区别。加载电流的触头6的使用时，触头6与LD管芯13接触，向LD管芯13加载电流。

光探测器2设置在调整架3上，光探测器2和LD管芯受激发光面的距离，在移动平台横向移动时要保持不变，并和移动平台保持一固定距离，因此光探测器2不能固定在工作台上。本发明设计了一种光探测器调整架3，光探测器2设置在调整架3上，如图6、7所示，该调整架固定在工作台底座17上，调整架3为一支承杆，它的两端分别设有销钉14、15，销钉14、15插在工作台座上的对应的孔中，其中，一端的销钉15上设有调节杆，调节杆的轴18偏心设置在销钉15上，以对调整架进行调整；销钉15上均设有可调锁紧螺栓16，以锁定调整架3。

本发明测试工作台实施例测试前，将从晶元中解理出来的线性排列的管芯13放在电控微动平台1的固定装置4上，管芯固定装置4中的真空压力机工作，产生负压，将管芯13固定；操作员在显微镜5下通过光探测器调整架3调节管芯13与光探测器2的正确位置，即可开始测试。测试时，测试***的计算机控制电控微动平台横向和纵向移动，并根据设定自动选择向管芯加载电流的电流源挡位和功率档位；本发明测试工作台工作步骤如下：1、微动平台1向上移动，触头6与某个管芯接触，向该管芯加载电流，光探测器探测该管芯，并将探测到的光功率信号输入计算机，计算机根据设定的判定条件，给出测试结果，该结果经过转换，传送给打标装置，打标装置在不合格的LD管芯上打标，从而完成对管芯测试与标记；2、微动平台向下移动，触头与管芯脱离，计算机根据设定步进值控制微动平台横向移动一个步进值；3、微动平台向上移动，触头与下一个管芯接触，进入下一测试。所有的管芯测试结束后，操作员取下管芯。

本发明实施例中所使用的电控微动平台1，为北京卓立汉光仪器有限公司生产的ASA-XYZ型组合电控移动平台。

Claims (4)

1、激光二极管管芯的自动高速测试工作台，其特征在于：它包括：

能在X、Y、Z轴向移动以及能绕Z轴转动的电控微动平台(1)、

用于测量被测激光二极管管芯的发光功率并输出信号的光探测器(2)、

光探测器调整架(3)、

用于在管芯作标记的打标装置、

显微镜(5)、

用于向被测管芯加载电流的触头(6)；

电控微动平台(1)上设有激光二极管管芯固定装置(4)；光探测器(2)设置在调整架(3)上，光探测器(2)的信号输出端与测试***的计算机连接；电控微动平台(1)、打标装置由测试***的计算机控制。

2、如权利要求1所述的测试工作台，其特征在于：激光二极管管芯固定装置(4)包括开在固定装置(4)表面上的小孔(7)和真空压力机，小孔(7)下方通过管道(8)与真空压力机连通。

3、如权利要求2所述的测试工作台，其特征在于：小孔(7)的直径小于0.1毫米。

4、权利要求1或2或3所述的测试工作台，其特征在于：打标装置由打点针(12)、打点液容器(11)、支架(9)、支架驱动装置(10)组成，打点针(12)设置在支架(9)上，支架(9)由支架驱动装置(10)带动，支架驱动装置(10)由测试***的计算机控制；打点针(12)与打点液容器(11)连通。

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