專利名稱：激光二極管管芯的自動高速測試工作臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在激光二極管管芯生產(chǎn)過程中，用于測試激光二極管管芯的測試系統(tǒng)，特別是測試系統(tǒng)中的測試工作臺。
由于LD管芯生產(chǎn)的成品率低，對LD管芯測試成為LD管芯生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)有的管芯測試系統(tǒng)是基于單個管芯的測試，即對LD管芯測試前，須將單個管芯從晶元上解理下來，一個一個地放到測試工作臺上測試，這種管芯測試系統(tǒng)的測試工作臺有以下兩種形式第一種形式測試工作臺為人工操作的測試工作臺，即人工將單個的管芯放置在測試工作臺上進行測試，由于LD管芯長度只有350微米左右，厚度只有幾十微米左右，人工對單個的管芯測試很困難，必須在顯微鏡下完成單個管芯的定位與測試，又由于未封裝的管芯很脆弱，對靜電非常敏感，任何微小的靜電，對管芯都是致命的。因此該測試工作臺的測試過程對環(huán)境、對操作員、對操作過程要求都很高。盡管如此，當管芯在各個工位移動時，以及在管芯的安裝、定位過程中，仍然存在由于摩擦產(chǎn)生的靜電擊穿管芯的可能性，從而嚴重影響了管芯的成品率。這種形式測試工作臺存在較多的人工干預，自動化程度不高，是整條生產(chǎn)線的瓶頸，嚴重影響管芯的生產(chǎn)率和成品率。
第二種形式測試工作臺為機械手測試工作臺，即用機械手將單個的管芯放置在測試工作臺上進行測試，這種形式測試工作臺雖自動化程度高，較少人工干預，但其結(jié)構(gòu)復雜，要求精度高，價格非常昂貴。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括能在X、Y、Z軸向移動以及能繞Z軸轉(zhuǎn)動的電控微動平臺、用于測量被測激光二極管管芯的發(fā)光功率并輸出信號的光探測器、光探測器調(diào)整架、用于在管芯作標記的打標裝置、
顯微鏡、用于向被測管芯加載電流的觸頭；電控微動平臺上設(shè)有激光二極管管芯固定裝置；光探測器設(shè)置在調(diào)整架上，光探測器的信號輸出端與測試系統(tǒng)的計算機連接；電控微動平臺、打標裝置由測試系統(tǒng)的計算機控制。
本發(fā)明各部分的主要功能如下(1)電控微動平臺為計算機控制微動平臺，該平臺可按計算機設(shè)定的步進實現(xiàn)X、Y、Z軸的移動以及繞Z軸的轉(zhuǎn)動。操作員借助顯微鏡完成管芯在平臺上的定位，確定管芯和光探測器的初始正確位置。
(2)光探測器調(diào)整架該調(diào)整架實現(xiàn)管芯受激發(fā)光面和光探測器的正確定位，并確保在移動平臺的橫向移動中，光探測器和管芯側(cè)面的相對位置保持不變。該調(diào)整架使操作人員在進行測試時，管芯和傳感器的位置只需要調(diào)整一次。
(3)打標裝置完成對不合格管芯的標記。
(4)顯微鏡可幫助操作員實現(xiàn)對待測管芯的初始位置、管芯標記位置的調(diào)整等。
(5)管芯固定裝置實現(xiàn)管芯在移動平臺表面的固定。
本發(fā)明測試工作臺測試時，可以直接對從晶元中解理出來的線性排列的若干個管芯進行測試，操作員除了在測試開始時需要安裝與定位線性排列的管芯，以及在測試結(jié)束后取下管芯外，其他測試過程全部自動進行。
本發(fā)明測試工作臺自動化程度高，速度快，人工干預少，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
光探測器2的信號輸出端與測試系統(tǒng)的計算機連接。電控微動平臺1、打標裝置由測試系統(tǒng)的計算機控制。
測試系統(tǒng)如圖2所示，它包括計算機、接收計算機指令并向被測激光二極管管芯加載電流的電流源、用于測量被測激光二極管管芯的發(fā)光功率并輸出信號的光探測器、用于接收光探測器輸出的模擬信號并向計算機輸出數(shù)字信號的A/D變換器、用于接收計算機輸出的數(shù)字信號指令并向電流源輸出模擬信號指令的D/A變換器、用于接收計算機輸出的指令并控制電流源向觸頭加載電流變化的電流檔位指令口、用于測量被測激光二極管管芯電流和電壓并向A/D變換器輸出信號的電流傳感器、接收計算機指令并向被測激光二極管管芯的加溫和冷卻裝置發(fā)出指令的溫度控制器。
光探測器與A/D變換器之間設(shè)有用于放大光探測器輸出的模擬信號并受計算機控制的放大器；電流傳感器與A/D變換器之間設(shè)有用于對計算機給定電流和電流源實際加載電流進行比較的電流檢測器；電流傳感器與A/D變換器之間設(shè)有用于比較被測激光二極管管芯陰極端和陽極端電壓的壓差跟蹤器；溫度控制器通過溫度控制指令口和溫度檔位指令口接收計算機指令；溫度控制器由溫度檢測器和電壓控制器組成。
其中，A/D變換器、D/A變換器、電流檔位指令口、溫度控制指令口和溫度檔位指令口設(shè)置在計算機接口卡上，計算機接口卡設(shè)置在計算機主機內(nèi)，計算機接口卡通過計算機的ISA接口與計算機連接；電流源、放大器、電流檢測器、壓差跟蹤器和溫度控制器設(shè)置在控制盒內(nèi)，控制盒設(shè)置在計算機主機內(nèi)。
如圖3所示，被測管芯13固定裝置4由開在固定裝置4表面上的小孔7和真空壓力機組成，小孔7成線性排列，小孔7的直徑為0.1毫米，小孔7下方通過管道8與真空壓力機連通。
如圖4所示，打標裝置由鍍金的打點針12、打點液容器11、支架9、支架驅(qū)動裝置10組成，打點針12設(shè)置在支架9上，支架9由支架驅(qū)動裝置10帶動，支架驅(qū)動裝置10由測試系統(tǒng)的計算機控制；打點針12與打點液容器11連通。
如圖5所示，當某個LD管芯13不合格時，計算機控制支架驅(qū)動裝置10帶動打點針12，打點針12將打點液點在不合格的LD管芯13上，以示區(qū)別。加載電流的觸頭6的使用時，觸頭6與LD管芯13接觸，向LD管芯13加載電流。
光探測器2設(shè)置在調(diào)整架3上，光探測器2和LD管芯受激發(fā)光面的距離，在移動平臺橫向移動時要保持不變，并和移動平臺保持一固定距離，因此光探測器2不能固定在工作臺上。本發(fā)明設(shè)計了一種光探測器調(diào)整架3，光探測器2設(shè)置在調(diào)整架3上，如圖6、7所示，該調(diào)整架固定在工作臺底座17上，調(diào)整架3為一支承桿，它的兩端分別設(shè)有銷釘14、15，銷釘14、15插在工作臺座上的對應(yīng)的孔中，其中，一端的銷釘15上設(shè)有調(diào)節(jié)桿，調(diào)節(jié)桿的軸18偏心設(shè)置在銷釘15上，以對調(diào)整架進行調(diào)整；銷釘15上均設(shè)有可調(diào)鎖緊螺栓16，以鎖定調(diào)整架3。
本發(fā)明測試工作臺實施例測試前，將從晶元中解理出來的線性排列的管芯13放在電控微動平臺1的固定裝置4上，管芯固定裝置4中的真空壓力機工作，產(chǎn)生負壓，將管芯13固定；操作員在顯微鏡5下通過光探測器調(diào)整架3調(diào)節(jié)管芯13與光探測器2的正確位置，即可開始測試。測試時，測試系統(tǒng)的計算機控制電控微動平臺橫向和縱向移動，并根據(jù)設(shè)定自動選擇向管芯加載電流的電流源擋位和功率檔位；本發(fā)明測試工作臺工作步驟如下1、微動平臺1向上移動，觸頭6與某個管芯接觸，向該管芯加載電流，光探測器探測該管芯，并將探測到的光功率信號輸入計算機，計算機根據(jù)設(shè)定的判定條件，給出測試結(jié)果，該結(jié)果經(jīng)過轉(zhuǎn)換，傳送給打標裝置，打標裝置在不合格的LD管芯上打標，從而完成對管芯測試與標記；2、微動平臺向下移動，觸頭與管芯脫離，計算機根據(jù)設(shè)定步進值控制微動平臺橫向移動一個步進值；3、微動平臺向上移動，觸頭與下一個管芯接觸，進入下一測試。所有的管芯測試結(jié)束后，操作員取下管芯。
本發(fā)明實施例中所使用的電控微動平臺1，為北京卓立漢光儀器有限公司生產(chǎn)的ASA-XYZ型組合電控移動平臺。
權(quán)利要求
1.激光二極管管芯的自動高速測試工作臺，其特征在于它包括能在X、Y、Z軸向移動以及能繞Z軸轉(zhuǎn)動的電控微動平臺(1)、用于測量被測激光二極管管芯的發(fā)光功率并輸出信號的光探測器(2)、光探測器調(diào)整架(3)、用于在管芯作標記的打標裝置、顯微鏡(5)、用于向被測管芯加載電流的觸頭(6)；電控微動平臺(1)上設(shè)有激光二極管管芯固定裝置(4)；光探測器(2)設(shè)置在調(diào)整架(3)上，光探測器(2)的信號輸出端與測試系統(tǒng)的計算機連接；電控微動平臺(1)、打標裝置由測試系統(tǒng)的計算機控制。
2.如權(quán)利要求1所述的測試工作臺，其特征在于激光二極管管芯固定裝置(4)包括開在固定裝置(4)表面上的小孔(7)和真空壓力機，小孔(7)下方通過管道(8)與真空壓力機連通。
3.如權(quán)利要求2所述的測試工作臺，其特征在于小孔(7)的直徑小于0.1毫米。
4.權(quán)利要求1或2或3所述的測試工作臺，其特征在于打標裝置由打點針(12)、打點液容器(11)、支架(9)、支架驅(qū)動裝置(10)組成，打點針(12)設(shè)置在支架(9)上，支架(9)由支架驅(qū)動裝置(10)帶動，支架驅(qū)動裝置(10)由測試系統(tǒng)的計算機控制；打點針(12)與打點液容器(11)連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光二極管管芯的自動高速測試工作臺，它包括能在X、Y、Z軸向移動以及能繞Z軸轉(zhuǎn)動的電控微動平臺(1)、用于測量被測激光二極管管芯的發(fā)光功率并輸出信號的光探測器(2)、光探測器調(diào)整架(3)、用于在管芯作標記的打標裝置、顯微鏡(5)、用于向被測管芯加載電流的觸頭(6)；電控微動平臺(1)上設(shè)有激光二極管管芯固定裝置(4)；光探測器(2)設(shè)置在調(diào)整架(3)上，光探測器(2)的信號輸出端與測試系統(tǒng)的計算機連接；電控微動平臺(1)、打標裝置由測試系統(tǒng)的計算機控制。本發(fā)明測試工作臺自動化程度高，速度快，人工干預少，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
文檔編號H01S5/00GK1461084SQ0312814
公開日2003年12月10日 申請日期2003年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月12日
發(fā)明者陳漢汛, 吉孔武, 劉建國, 徐達偉 申請人:武漢理工大學