边发射半导体激光器芯片测试方法以及系统与流程

1.本发明涉及芯片测试技术领域，具体为一种边发射半导体激光器芯片测试方法以及系统。


背景技术：

2.随着云计算、移动互联网、物联网、三网融合等新型应用对于带宽需求的推动，光通信市场进入高速发展期。而其中边发射半导体激光器芯片作为光通信发射极器件的核心之一，具有重要的战略地位。目前所有边发射半导体激光器晶圆制作后，都需要进行解理、镀膜、解个等后端工艺得到单颗芯片，而其中的每一颗芯片都需要进行光电性能的测试筛选，因此每颗芯片测试耗费的时间成本已经成为芯片制作后端的主要瓶颈之一。从常规的测试系统看，每一颗待测芯片都需要通过吸嘴搬运至测试载台上进行导正测试后，再依据程序设定及测试结果进行分档摆放，其中搬取、导正芯片占用了芯片测试的大量时间，影响生产效率。
3.对于传统的测试系统而言，一般会搭载2个不同温度的测试载台，并配合2至3个吸嘴搬运模块；这种结构一般只能同时在上料区、测试站一、测试站二、下料区中的2个站点之间搬运，在芯片搬运上耗费大量时间。
4.其次，传统的测试系统一般均采用平行式结构，即上料区、测试站一、测试站二、下料区水平递进分布，而且设备会搭载两个及以上的马达电机来驱动吸嘴运动，这种平行式结构导致了设备会有较大的占地面积，多个马达电机的使用以及大的设备面积造成设备具有较高的制作成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种边发射半导体激光器芯片测试方法以及系统，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。
6.为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种边发射半导体激光器芯片测试方法，包括如下步骤：
7.s1，预先布置上料区、下料区、取料机构以及多个测试载台的位置，使所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕转轴设置，所述转轴驱使所述取料机构的多个取料头转动；
8.s2，将待测芯片放在上料区，在上料区识别并校正芯片；
9.s3，取料机构的取料头从上料区取出经过识别和校正的芯片并放入到与该上料区邻近的第一个测试载台上进行一次光电性能测试；
10.s4，测试完毕后，该取料头将测试好的芯片从该第一个测试载台上取出，所述转轴旋转，该取料头将该芯片放入到接下来一个测试载台上再进行一次光电性能测试，与此同时，另外一个取料头从上料区取出另外一颗经过了识别和校正后的芯片并放入所述s3步骤完成后空出来的测试载台上进行一次光电性能测试；
11.s5，重复所述s3步骤和所述s4步骤，每颗芯片都经过所有的测试载台的光电性能测试，并被取料头放入到下料区，直至完成所述上料区上的所有的待测芯片的测试。
12.进一步，配置不同尺寸的测试载台，并给各所述测试载台配置不同温度测试条件，以完成芯片的多次测试。
13.进一步，采用吸嘴吸附的方式取料或放料。
14.进一步，各所述取料头同步上下，完成同步取料或放料。
15.进一步，所述上料区具有上料区扩晶环载台以及设于所述上料区扩晶环载台上的上料区扩晶环，待测芯片放置在所述上料区扩晶环上。
16.进一步，在取料头将芯片放到测试载台时，芯片被导正，接着测试载台从搬运位移动至测试位进行芯片测试。
17.进一步，采用测试探针进行测试，在芯片放到测试测试载台上后，所述测试探针下压到芯片上进行测试，所述测试探针的数量与所述测试载台的数量相同且一一对应配置。
18.进一步，采用ccd镜头来识别校正。
19.进一步，在所述下料区上按照分档设置ng桶和多个下料区扩晶环，依据完成了测试的芯片的测试结果按照分档将芯片放入到对应的位置。
20.本发明实施例还提供如下技术方案：一种边发射半导体激光器芯片测试系统，其特征在于：包括上料区、下料区、测试区以及取料机构，所述测试区包括多个测试载台，所述取料机构包括若干取料头以及用于驱使各所述取料头旋转的转轴，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕所述转轴设置，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕的方向与所述转轴旋转的方向一致，各所述测试载台位于所述上料区至所述下料区之间的环绕路径上，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台合起来的数量与各所述取料头的数量相同且一一对应配置。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过环绕式的布局，转轴转动即可完成上料、测试以及下料的动作，没有过多的绕行作业路径，可以极大地减小系统的体积，减小占地面积；可以同步实现芯片的搬运，极大地缩减了芯片搬运时间；可以同时进行芯片的导正、测试以及承接动作，提高了芯片的测试效率。且根据配置不同尺寸载台可以实现多载台配置下完成不同温度条件下的测试
附图说明
22.图1为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的示意图；
23.图2为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的取料机构的示意图；
24.图3为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的上料区的示意图；
25.图4为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的1号测试载台的示意图；
26.图5为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的2号测试载台的示意图；
27.图6为本发明实施例提供的一种边发射半导体激光器芯片测试系统的下料区的示
意图；
28.附图标记中
‑1‑
上料区扩晶环载台；2
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上料区扩晶环；3
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上料区x向传动轴；4
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上料区y向传动轴；5
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1号测试载台；6
‑
1号测试载台搬运位；7
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1号测试载台测试位；8
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2号测试载台；9
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2号测试载台搬运位；10
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2号测试载台测试位；11
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下料区扩晶环载台；12
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下料区x向传动轴；13
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下料区y向传动轴；14
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第一下料区扩晶环；15
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第二下料区扩晶环；16
‑
第三下料区扩晶环；17
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第四下料区扩晶环；18
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ng桶；19
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转轴；20
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第一固定杆；21
‑
第一吸嘴；22
‑
第二固定杆；23
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第二吸嘴；24
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第三固定杆；25
‑
第三吸嘴；26
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第四固定杆；27
‑
第四吸嘴；28
‑
ccd镜头；29
‑
1号测试载台测试探针；30
‑
2号测试载台测试探针。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种边发射半导体激光器芯片测试系统，包括上料区、下料区、测试区以及取料机构，所述测试区包括多个测试载台，所述取料机构包括若干取料头以及用于驱使各所述取料头旋转的转轴19，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕所述转轴19设置，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕的方向与所述转轴19旋转的方向一致，各所述测试载台位于所述上料区至所述下料区之间的环绕路径上，所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台合起来的数量与各所述取料头的数量相同且一一对应配置。在本实施例中，通过环绕式的布局，转轴19转动即可完成上料、测试以及下料的动作，没有过多的绕行作业路径，可以极大地减小系统的体积，减小占地面积；可以同步实现芯片的搬运，极大地缩减了芯片搬运时间；可以同时进行芯片的导正、测试以及承接动作，提高了芯片的测试效率。具体地，预先布置上料区、下料区、取料机构以及多个测试载台的位置，使所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕转轴19设置，所述转轴19驱使所述取料机构的多个取料头转动；将待测芯片放在上料区，在上料区识别并校正芯片；取料机构的取料头从上料区取出经过识别和校正的芯片并放入到与该上料区邻近的第一个测试载台上进行一次光电性能测试；测试完毕后，该取料头将测试好的芯片从该第一个测试载台上取出，所述转轴19旋转，该取料头将该芯片放入到接下来一个测试载台上再进行一次光电性能测试，与此同时，另外一个取料头从上料区取出另外一颗经过了识别和校正后的芯片并放入所述s3步骤完成后空出来的测试载台上进行一次光电性能测试；重复所述s3步骤和所述s4步骤，每颗芯片都经过所有的测试载台的光电性能测试，并被取料头放入到下料区，直至完成所述上料区上的所有的待测芯片的测试。本实施例示出的是两个测试载台的情况，该批芯片只需要进行两次测试即可，两个测试载台的测试条件不一样，为了方便在图中示出，可以将两个测试载台分别定义为1号测试载台5和2号测试载台8。另外，在实际的作业中，还可以设更多数量的测试载台，依然是将其绕着上述的圆环布置即可，也不会占用过多的空间，扩展性极高，而且测试时也只需要按照上述步骤依次进行即可，例如四个测试载台的情况，此时为上料区、下料区以及四个测试载台，一共有六个工作位，配设六个取料头，通过旋转的形式，六个取料头可以反复作用于上料区、下料区
以及四个测试载台，转轴19的旋转可以由定时器控制，即转到位后停止一段时间，等待当前作业完毕(即上料区、下料区、测试载台)，取料头取出芯片再转移至下一道工序。整个过程连贯流畅，不耽误时间，而且优选的，各所述取料头同步上下，即同时取料放料，这样可以方便控制，提高工作效率。
31.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，每一所述取料头均包括吸嘴以及固定杆，所述固定杆的一端安装在所述转轴19上，所述吸嘴安装在所述固定杆的另外一端上。在本实施例中，取料的方式可以采用吸嘴吸取的方式，例如是真空吸附的形式，每个吸嘴对应一个工作位，固定杆用来连接吸嘴和转轴19，如图1所示的四个工作位的情况，配设四个吸嘴和四根固定杆，分别为第一固定杆20、第一吸嘴21、第二固定杆22、第二吸嘴23、第三固定杆24、第三吸嘴25、第四固定杆26以及第四吸嘴27，四个吸嘴在转动的过程中，每一个工作位都会作用到。优选的，驱动力通过马达电机给出，马达电机驱使转轴19转动。
32.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，所述上料区包括上料区扩晶环载台1以及设于所述上料区扩晶环载台1上的上料区扩晶环2，待测芯片设于所述上料区扩晶环2上。在本实施例中，待测芯片可以设于上料区扩晶环2上，上料区扩晶环2可以安置多个待测芯片，由吸嘴一个个吸取并搬运至下一个工位。
33.进一步优化上述方案，请参阅图1至图6，所述上料区扩晶环载台1具有上料区x向传动轴3和上料区y向传动轴4。在本实施例中，上料区扩晶环载台1是可以移动的，以配合吸嘴吸取芯片。该上料区是通过马达电机和滑轨实现移动，并配合吸嘴将扩晶环上的待测芯片搬运至测试载台上。
34.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，每一所述测试载台均具有搬运位、测试位以及可导正待测芯片的导正座，所述搬运位和所述测试位并排设置，所述导正座可于所述搬运位和所述测试位之间来回移动。在本实施例中，测试载台上具有导正座，在吸嘴将芯片放入到导正座中时，导正座可以将芯片导正，接着该测试载台可以如图1所示箭头移动，以在搬运位和测试位之间来回移动。这些测试载台可以根据程序设定测试不同温度下的芯片的光电性能。可以将1号测试载台上的搬运位和测试位分别定义为1号测试载台搬运位6和1号测试载台测试位7，将2号测试载台8上的搬运位和测试位分别定义为2号测试载台搬运位9和2号测试载台测试位10.
35.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，所述下料区包括下料区扩晶环载台11以及设于所述下料区扩晶环载台11上的下料区扩晶环，检测完的芯片放于所述下料区扩晶环上。在本实施例中，下料区与上料区差不多，它也是具有扩晶环，用来安置检测完的芯片。优选的，可以根据需要在下料区扩晶环载台11上设多个扩晶环，用来放置不同档次的芯片，例如可以设第一下料区扩晶环14、第二下料区扩晶环15、第三下料区扩晶环16以及第四下料区扩晶环17等四个下料区扩晶环，用来分成四个等级，当然还可以设更多数量的扩晶环，除此以外，还可以设一个ng桶18，用来回收不合格芯片，即根据程序设定及芯片的测试结果，将合格芯片分档摆放，以及将不合格芯片放至不合格芯片回收桶。下料区也可移动，具体由下料区x向传动轴12和下料区y向传动轴13实现。
36.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，本系统还包括用于测试所述测试载台上的待测芯片的测试探针，所述测试探针的数量与所述测试载台的数量相同且一一对应配置。在本实施例中，下压测试探针到测试载台上来进行测试，测试探针的数量与测试
载台的数量相同，保证每个测试载台都能进行测试。这里为了便于描述，两个测试探针可以定义为1号测试载台测试探针29和2号测试载台测试探针30。
37.作为本发明实施例的优化方案，请参阅图1至图6，本系统还包括用于测试的ccd镜头28，所述ccd镜头28的数量与所述测试载台的数量相同且一一对应配置。在本实施例张，ccd镜头28用来识别校正。
38.本发明实施例提供一种边发射半导体激光器芯片测试方法，包括如下步骤：s1，预先布置上料区、下料区、取料机构以及多个测试载台的位置，使所述上料区、所述下料区以及各所述测试载台环绕转轴19设置，所述转轴19驱使所述取料机构的多个取料头转动，s2，将待测芯片放在上料区，在上料区识别并校正芯片；s3，取料机构的取料头从上料区取出经过识别和校正的芯片并放入到与该上料区邻近的第一个测试载台上进行一次光电性能测试；s4，测试完毕后，该取料头将测试好的芯片从该第一个测试载台上取出，所述转轴19旋转，该取料头将该芯片放入到接下来一个测试载台上再进行一次光电性能测试，与此同时，另外一个取料头从上料区取出另外一颗经过了识别和校正后的芯片并放入所述s3步骤完成后空出来的测试载台上进行一次光电性能测试；s5，重复所述s3步骤和所述s4步骤，每颗芯片都经过所有的测试载台的光电性能测试，并被取料头放入到下料区，直至完成所述上料区上的所有的待测芯片的测试。在本实施例中，通过环绕式的布局，转轴19转动即可完成上料、测试以及下料的动作，没有过多的绕行作业路径，可以极大地减小系统的体积，减小占地面积；可以同步实现芯片的搬运，极大地缩减了芯片搬运时间；可以同时进行芯片的导正、测试以及承接动作，提高了芯片的测试效率。且根据配置不同尺寸载台可以实现多载台配置下完成不同温度条件下的测试。
39.进一步优化上述方案，请参阅图1至图6，在所述下料区上按照分档设置ng桶18以及多个下料区扩晶环，依据完成了测试的芯片的测试结果按照分档将芯片放入到对应的位置。可以根据需要在下料区扩晶环载台11上设多个扩晶环，用来放置不同档次的芯片，例如可以设第一下料区扩晶环14、第二下料区扩晶环15、第三下料区扩晶环16以及第四下料区扩晶环17等四个下料区扩晶环，用来分成四个等级，当然还可以设更多数量的扩晶环，除此以外，还可以设一个ng桶18，用来回收不合格芯片，即根据程序设定及芯片的测试结果，将合格芯片分档摆放，以及将不合格芯片放至不合格芯片回收桶。
40.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。