一种半导体激光器芯片的测试系统的制作方法

本实用新型涉及半导体激光器芯片测试技术领域，特别是涉及一种半导体激光器芯片的测试系统。

背景技术：

随着激光显示、激光照明、3D打印、空地一体化网络等新兴领域的迅速发展，高功率半导体激光器市场逐步扩大，高功率半导体激光器市场需求量的高涨带来了对上游半导体激光器芯片的巨大需求，对半导体激光器芯片输出功率、可靠性的要求也越来越大。

为了有效的进行测试，需要将半导体激光器芯片贴片封装在导热系数高的热沉上，简称半导体激光器芯片组件，方便后续的二次集成封装设计，如光纤耦合，常见的贴片封装形式是COS(Chip On Submount)封装。

在特定的电流、功率、温度下定时间的老化测试和长时间寿命测试，对测试系统的要求非常高，对于老化测试而言，如果有因测试系统造成半导体激光器芯片的意外死亡将导致大量的损失，而对于长期的寿命测试过程如若因发生意外会使整个寿命测试前功尽弃，损失无法估量。因此针对半导体激光器芯片组件测试安全防护的系统设计非常重要。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种半导体激光器芯片的测试系统，能够提高测试的安全性，避免因半导体激光器芯片组件意外失效带来的损失。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种半导体激光器芯片的测试系统，包括：

测试柜，其包括装载平台，多个待测试的芯片组件放置在所述装载平台上；

测试电源，用以向所述多个待测试的芯片组件提供测试电流；

空气粒子计数器，设置在所述测试柜中，用于监控所述测试柜内的空气洁净度；

计算机处理子系统，分别与所述测试电源和所述空气粒子计数器连接，用以根据所述空气洁净度，向所述测试电源发出相应的控制指令。

其中，所述根据空气洁净度，向所述测试电源发出相应的控制指令，包括：

当所述空气洁净度异常时，所述计算机处理子系统向所述测试电源发出切断指令，以使所述测试电源停止向所述芯片组件提供测试电流。

其中，当所述空气洁净度超过百级时，所述计算机处理子系统向所述测试电源发出切断指令，以使所述测试电源停止向所述芯片组件提供测试电流。

其中，所述测试系统进一步包括：

空气过滤器，用以向所述测试柜提供洁净的空气。

其中，所述空气过滤器设置在所述测试柜顶部，向下提供洁净的空气；所述空气粒子计数器设置在所述测试柜底部。

其中，所述空气粒子计数器为两个，分别设置在所述测试柜底部的两侧。

其中，当其中一个所述空气粒子计数器监控到所述测试柜内的空气洁净度超过百级时，所述计算机处理子系统向所述测试电源发出切断指令，以使所述测试电源停止向所述芯片组件提供测试电流。

其中，当其中一个所述空气粒子计数器监控到所述测试柜内的空气洁净度超过百级时，所述计算机处理子系统向所述测试电源发出切断指令，以使所述测试电源停止向所述芯片组件提供测试电流。

其中，所述报警子系统包括警报灯和蜂鸣器。

其中，当计算机处理子系统向所述测试电源发出切断指令时，所述计算机处理子系统将故障代码通过邮件发送至相应人员。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型通过在测试柜中设置空气粒子计数器，测量测试柜中空气中的颗粒数量，以判断测试柜中空气洁净度，当测试柜中空气洁净度异常时，计算机处理子系统可向测试电源发出相应的控制指令，以避免测试过程中造成半导体激光器芯片组件意外失效，进而减少损失。

附图说明

图1是本实用新型一实施方式的一种半导体激光器芯片的测试系统示意图；

图2是本实用新型另一实施方式的一种半导体激光器芯片的测试系统示意图；

图3是本实用新型又一实施方式的一种半导体激光器芯片的测试系统示意图；

图4是本实用新型又一实施方式的一种半导体激光器芯片的测试系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1，本实用新型实施方式的一种半导体激光器芯片的测试系统，测试系统可用于对芯片进行老化测试及寿命测试，也可用于芯片的其它测试；测试系统包括测试柜100、测试电源200、空气粒子计数器700和计算机处理子系统500。

测试柜100可提供相对密闭的测试环境，以降低测试过程中外界的干扰因素的影响；测试柜100包括装载平台110，多个待测试的芯片组件放置在装载平台110上；通过设置装载平台110，将多个待测试的芯片组件放置在装载平台110上，可实现同时对多个芯片组件进行测试，提高测试效率；其中，本实用新型实施方式的芯片组件是将半导体激光器芯片贴片封装在导热系数高的热沉上而形成，封装形式可以是COS，也可以是本领域常规的其它形式。多个待测试的芯片组件可通过相互串联的方式放置在装载平台110上，可以理解的，在其它实施方式中，多个待测试的芯片组件并不限于串联的形式，也可采用其它连接方式。多个待测试的芯片组件可在装载平台110上整齐排成一列或者多列，在一实施方式中，可以设置装载平台110上的各个待测试组件之间的间距相等，并且均匀分布在装载平台110上，这样可以保证在测试过程中，装载平台110上各处温度的均一性，利于温度监控子系统400对装载平台110进行温度监控。可以理解的，在其它实施方式中，也可设置多个装载平台110。

测试电源200与多个待测试的芯片组件连接，用以向多个待测试的芯片组件提供测试电流，以使多个待测试的芯片组件工作。

空气粒子计数器700设置在测试柜100中，并与计算机处理子系统500连接，用于监控测试柜100内的空气洁净度，并将空气洁净度发送至计算机处理子系统500，计算机处理子系统500根据空气洁净度，向测试电源200发出相应的控制指令。

当空气中颗粒太多时，容易造成正在工作的芯片组件发光端面污染，本实用新型实施方式通过在测试柜100中设置空气粒子计数器700，测量测试柜100中空气中的颗粒数量，以判断测试柜100中空气洁净度，当测试柜100中空气洁净度异常时，计算机处理子系统500可向测试电源200发出相应的控制指令，以避免测试过程中造成半导体激光器芯片组件意外失效，进而减少损失。

其中，计算机处理子系统500根据空气洁净度结果，向测试电源200发出相应的控制指令，包括：

当空气洁净度结果异常时，计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令，以使测试电源200停止向芯片组件提供测试电流。

其中，本实用新型实施方式将测试柜100内的空气洁净度控制在百级以内，以为芯片组件测试提供可靠环境，当空气洁净度超过百级时，计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令，以使测试电源200停止向芯片组件提供测试电流。

其中，本实用新型实施方式的测试系统还包括空气过滤器800，用以向测试柜100提供洁净的空气。通过设置空气过滤器800，可保证测试柜100中具有高空气洁净度的内部环境，可使测试柜100中的空气洁净度达百级。

其中，空气过滤器800设置在测试柜100顶部，向下提供洁净的空气；空气粒子计数器700设置在测试柜100底部。测试柜100中的空气流动是由上往下的，相对于测试柜100外面的空气，测试柜100里面的空气是正压，底部具有往外的出风口，以保证测试柜100中具有高空气洁净度的内部环境。

其中，空气粒子计数器700为两个，分别设置在测试柜100底部的两侧。当其中一个空气粒子计数器700监控到空气洁净度超过百级时，即判断测试柜100中的空气洁净度异常，计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令，以使测试电源200停止向芯片组件提供测试电流。可以理解的，在本实用新型其它实施方式中，可以根据需要在测试柜100中设置三个以上的空气粒子计数器700。

其中，如图2，本实用新型实施方式的测试系统还包括冷却子系统300和温度监控子系统400，冷却子系统300用于向装载平台110提供循环冷却液体，以为芯片组件的测试提供稳定可靠的温度；冷却液体可采用水，也可采用其它比热容较高的液体。芯片组件在测试过程中会产生大量的热量，这部分热量会通过冷却子系统300的循环冷却液体从装载平台110带走，从而保证测试过程中装载平台110及芯片组件温度的稳定。温度监控子系统400用于监控装载平台110和循环冷却液体的温度。

计算机处理子系统500分别与冷却子系统300以及温度监控子系统400连接，用以控制冷却子系统300提供具有稳定可靠的温度的循环冷却液，并根据温度监控子系统400所监控的结果，向测试电源200发出相应的控制指令。

本实用新型实施方式的半导体激光器芯片的测试系统利用温度监控子系统400监控装载平台110和循环冷却液体的温度，计算机处理子系统500控制冷却子系统300提供具有稳定可靠的温度的循环冷却液，并根据温度监控子系统400所监控的结果，向测试电源200发出相应的控制指令；当温度监控子系统400监控到装载平台110或循环冷却液体的温度出现异常时，计算机处理子系统500可向测试电源200发出相应的控制指令，以避免测试过程中造成半导体激光器芯片组件意外失效，进而减少损失。

其中，计算机处理子系统500根据温度监控子系统400所监控的结果，向测试电源200发出相应的控制指令，包括：

当温度监控子系统400监控到温度异常时，计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令，以使测试电源200停止向芯片组件提供测试电流。

当芯片测试过程中发生异常情况，芯片组件的发热变得不稳定，使得装载平台110的温度变得不稳定，这时温度监控子系统400将温度异常的信号反馈至计算机处理子系统500，计算机处理子系统500通过控制测试电源200进行切断电流输出，停止向芯片组件提供测试电流，使芯片组件停止工作。温度监控子系统400还监控循环冷却液体的温度，当冷却液体的温度发生异常波动时，温度监控子系统400将冷却液体温度异常的信号反馈至计算机处理子系统500，计算机处理子系统500通过控制测试电源200进行切断电流输出，停止向芯片组件提供测试电流，使芯片组件停止工作。

本实用新型实施方式的测试电源200可为可编程电源，测试电源200可实时向计算机处理子系统500反馈输出的电流和电压。在测试过程中，计算机处理子系统500可实时监控芯片组件的工作电流和所有芯片组件的工作电压，当工作电流或工作电压出现异常情况，计算机处理子系统500控制测试电源200切断电流输出，防止因电流输出异常造成芯片组件的意外失效。其中，当测试柜100中具有多个装载平台110时，可设置多个测试电源200与其对应，每个装载平台110由一个测试电源200提供测试电流，各个测试电源200分别连接到计算机处理子系统500。

其中，温度监控子系统400包括设置在装载平台110上的温度探头410，用于探测装载平台110的温度。

其中，如图3，温度探头410为三个，分别沿芯片组件分布的方向设置在装载平台110上的不同位置。计算机处理子系统500可以根据三个温度探头410所探测的温度的平均值作为参考，以判断装载平台110上的温度是否异常。

本实用新型实施方式中温度监控子系统400还包括用于探测循环冷却水温度的温度探头361。

其中，冷却子系统300包括冷却液体供给机310、冷却回路370和主阀门320。

冷却液体供给机310用于提供和回收循环冷却液体，并且与计算机处理子系统500连接；可在冷却液体供给机310上设置控制面板，用于调节供给的循环冷却液体的温度及开启和关闭冷却液体的循环；也可通过计算机处理子系统500直接控制调节供给的循环冷却液体的温度及开启和关闭冷却液体的循环。

冷却回路370两端分别连接冷却液体供给机310，装载平台110设置在冷却回路370上；冷却回路370是循环冷却液体循环的通道，冷却液体从冷却液体供给机310流出经过装载平台110后流回冷却液体供给机310。本实用新型实施方式中，可在装载平台110中设置冷却液体槽，冷却回路370中的冷却液体从冷却液体槽中流过，以带走装载平台110上的热量；其中冷却液体槽可以是覆盖整个装载平台110的范围的单向槽，也可以是沿着芯片组件分布方向设置，也可以是之字形设置的槽。

主阀门320设置在冷却液体供给机310的出液口与装载平台110之间的冷却回路370上，并与计算机处理子系统500连接，以在计算机处理子系统500的控制下进行开启和关闭。通过主阀门320可以暂停或开启冷却液体的循环；本实用新型实施方式中，主阀门320可采用电磁阀。

其中，冷却子系统300还包括流量计330，流量计330设置在冷却液体供给机310的入液口与装载平台110之间的冷却回路370上，并与计算机处理子系统500连接，以将测量的流量数据发送至计算机处理子系统500。冷却液体流量过大会造成冷却回路370上的连接器件承受不住较大的压力，若冷却液体流量较小，又不能及时将芯片组件热量带走。本实用新型实施方式通过流量计330可实时监控冷却回路370的液体流量，当冷却回路370的液体流量异常，可通过计算机处理子系统500控制主阀门320关闭，同时控制测试电流切断电流输出。流量计330可为涡轮或叶轮流量计330。涡轮流量计330带有电压信号反馈，某一电压信号对应确定数值的流量，计算机处理子系统500可以简单通过数据采集卡进行准确读取。

其中，冷却子系统300还包括冷却液品质检测仪340，冷却液品质检测仪340设置在冷却液体供给机310的入液口与装载平台110之间的冷却回路370上，并与计算机处理子系统500连接，以将测量的冷却液品质数据发送至计算机处理子系统500。当冷却液的品质超过规格，即为异常，可判断冷却液体中杂质过量，可能结垢并堵塞冷却回路370；本实用新型实施方式可根据需要，当冷却液的品质超过预定值时，利用计算机处理子系统500控制主阀门320关闭，同时控制测试电流切断电流输出。

其中，冷却液品质数据包括pH值和电导率；即冷却液品质检测仪340可以是pH值测量仪或者电导率测量仪。

其中，冷却子系统300还包括过滤器350，过滤器350设置在主阀门320和冷却液体供给机310的出液口之间的冷却回路370上。通过过滤器350的过滤，使得冷却液体相对干净，降低长期的工作造成管路堵塞的风险。本实用新型实施方式将过滤器350和冷却液品质检测仪340配合使用，可大大降低管路堵塞的风险。

其中，如图4，当测试柜100中设置有多个装载平台110时，还可在主阀门320与多个装载平台110之间设置分流阀360，冷却液体通过分流阀360分别流向多个装载平台110；其中，测量冷却液体温度的温度探头410设置在分流阀360内。

其中，本实用新型实施方式的测试系统还包括报警子系统600，报警子系统600，与计算机处理子系统500连接，当计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令时，计算机处理子系统500控制报警子系统600发出警报。

本实用新型实施方式设置报警子系统600，在测试环境或测试系统出现异常时，通过计算机处理子系统500控制报警子系统600发出警报，以提醒操作人员。

本实用新型实施方式的报警子系统600可包括警报灯610和蜂鸣器，警报灯610可包括具有三种不同颜色光的三色灯组，三色灯组的不同色灯显示分别表示测试系统不同的状态，蜂鸣器主要起到报警作用。三色灯组包括蓝色灯、黄色灯和红色灯；其中，三色灯中如果红色灯亮表示系统出现异常，如果蓝色灯亮代表系统状态良好，处于待机状态，如果黄色灯亮代表系统状态良好，处于正常测试工作状态。蜂鸣器可固定设置在三色灯组中。

其中，本实用新型实施方式中，当计算机处理子系统500向测试电源200发出切断指令时，即监控到异常时，计算机处理子系统500将故障代码通过邮件发送至相应人员，以方便操作人员及时对设备进行故障排查。

本实用新型实施方式的计算机处理子系统500包括工控机、数据采集卡、多功能控制板卡，计算机处理子系统500通过协调控制测试电源200、冷却子系统300、温度监控子系统400、空气粒子计数器700等，将采集得到的数据进行处理、分析、计算，最后通过数据图表方式显示出来，一旦监控异常，将会进行相应防护，并触发报警，同时可自动通过邮件发送故障信息，及时提醒相关工作人员进行处理。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。