一种提高光电芯片封测通量的方法和装置与流程

本发明涉及一种提高光电芯片封测通量的方法和光电芯片封装测量装置。

背景技术：

材料科学的检测都是很精密的，随着技术的进步和工艺控制的要求，也伴随着以光电类芯片为核心的器件的需求量的巨幅增加，光电芯片封装测试也面临迫切需要提高测量通量，降低测量成本的要求。

传统的光电类芯片在封装后除了外观和封装质量的检测需求外，非常重要的是对其光电属性的全检测，特别是发光波长，发光光强，以及与之相对应的电学属性(电流电压曲线，内阻等)的测量。

目前，封装芯片的检测过程具体如下：利用样品机械传输部件将样品待检池中的芯片样品转移至样品测量承载台上，在样品测量承载台上芯片接通电极(例如探针)，由光学探测器采集光电芯片发出的光，借此对光波波长和发光强度等进行检测。

芯片测量的时序为：样品装载、测量、卸载，在光电属性量测过程确定的前提下，要想提高测量的通量，一个方法就是要减少样品的输运时间，由此对封装器件检测平台的机械运动控制提出很大的挑战，增加了设备成本。而且从原理上也决定了光电测量的通量提高有一个无法从根本上解决的瓶颈。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种光电芯片封装测量装置，以在提升光电芯片封装测量通量产率同时，降低设备造价。

本发明的目的还在于提供一种提高光电芯片封测通量的方法。

为此，本发明一方面提供了一种光电芯片封装测量装置，包括光学探测器、样品测量承载台、样品机械传输部件、以及控制器，所述样品测量承载台为两个以上，所述光电芯片封装测量装置还包括：两个以上光纤耦合器，用于采集样品承载台上的封装芯片所发出的光线，其中，每个所述样品测量承载台上方对应设置一个光纤耦合器，光纤合束器，用于将所述两个以上光纤耦合器汇合至所述光学探测器，其中，所述控制器用于控制所述样品机械传输部件在一个样品测量承载台的光电芯片进行测量时更换其他样品测量承载台上的光电芯片。

进一步地，上述控制器用于控制两个以上的样品测量承载台上的光电芯片在相互交替错开的时段内进行测量。

进一步地，上述光电芯片封装测量装置还包括多个电学开关，分别设置在与各个样品测量承载台相连的接触电路上，起到触发/关闭光电芯片的作用，用于使所述光学探测器每次仅检测一个样品测量承载台上的光电芯片。

进一步地，上述光电芯片为LED芯片或LD芯片。

进一步地，上述两个以上样品测量承载台为两个样品承载台或两个以上样品承载台。

根据本发明的另一方面，提供了一种提高光电芯片封测通量的方法，使用根据上面所描述的光电芯片封装测量装置，其中，当一个样品测量承载台进行光电芯片测量时，对其他样品测量承载台上的光电芯片进行更换。

本发明针对光电芯片封装检测的提升测量通量的应用需求，对现有光电芯片封测装置进行改造，提高了光电芯片封装测量通量产率(throughput)，同时大幅降低了装置的改造成本。本发明除了对光电芯片(LED，LD)封装测试有帮助，也可以推广到其他芯片的检测应用，例如LD芯片的分装前检测方式等。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的光电芯片封测方法的示意图；

图2是根据本发明一实施例的提高光电芯片封测通量的方法的示意图，其中示意性地示出了改进的光电芯片封装测量装置；

图3是根据本发明一较佳实施例的提高光电芯片封测通量的方法的示意图，其中示意性地示出了改进的光电芯片封装测量装置；

图4是根据本发明一对比实施例的提高光电芯片封测通量的方法的示意图，其中示意性地示出了改进的光电芯片封装测量装置；以及

图5是根据本发明的提高光电芯片封测通量的方法与现有技术的封测方法的效果对比图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2至图5示出了根据本发明的一些实施例。

如图2所示，光电芯片封装测量装置包括光学探测器30、第一样品测量承载台20和第二样品测量承载台60、样品机械传输部件40、以及控制器(图中未示出)，光电芯片封装测量装置还包括：两个光纤耦合器70，用于采集样品承载台上的封装芯片50所发出的光线，其中，每个样品测量承载台20上方对应设置一个光纤耦合器70，光纤合束器80，用于将两个光纤耦合器70汇合至光学探测器30，其中，样品机械传输部件40用于将样品待检池10中的光电芯片装载至两个样品测量承载台和卸载光电芯片，其中，控制器用于控制所述样品机械传输部件在一个样品测量承载台的光电芯片进行测量时更换其他样品测量承载台上的光电芯片。

根据本发明的光电芯片封装测量装置，引入两个量测位置(对应两个样品测量承载台)，充分利用现有的样品机械传输部件(多工位机械手)的闲置时间(现有的样品机械传输部件在光电芯片测量时间t2内闲置不用)，无需引入新的样品机械传输部件，并且两个样品测量承载台位置固定、无需引入严苛的运动精度控制，新增的光电器件(光纤耦合器，光纤合束器)经济低廉并且稳定可靠，对现有的光电芯片封装测量装置的改造成本低。

在测量过程中，当一个样品测量承载台上的样品检测时，其他样品测量承载台进行光电芯片更换，封测通量大幅提高，如图5所示，现有技术的光电芯片测量时序t_现有技术中，光电芯片装载时间为t1，测量时间为t2，卸载时间为t3，光电芯片的检测周期T1为t1+t2+t3；本发明一实施例的光电芯片测量时序t中(采用两个样品测量承载台)，每个样品测量承载台上的光电芯片装载时间仍为t1，测量时间为t2，卸载时间为t3，光电芯片的检测周期T2约为t2,易见每个光电芯片的占用时间T2/2<T1，由此，每个光电芯片的测量周期大幅缩短，光电芯片封测通量产率大幅提高。

本发明依靠经济且稳定可靠的光子学器件(光纤耦合器，光纤合束器)和若干与承载台匹配的探针(或电极)，共用光学和电学测量组件，提升了光电芯片封装器件的测量能力：与现有技术相比：

一、本发明显著的提高了封装器件测量的通量产率。

二、降低测量平台了对机械运动件的性能的严苛要求，降低了设备的改造成本。

三、本发明测量的平台的构架和测量顺序，除了对光电芯片(LED，LD)封装测试有帮助，也可以推广到其他芯片的检测应用，例如LD芯片的分装前检测方式等。

在一实施例中，样品测量承载台的数量为三个，此时，三个样品承载台优选环绕样品机械传输部件布置。其中，每个样品测量承载台上方设有一个光纤耦合器，并通过光纤合束器将采集的光线汇合至光学探测器30。

在一实施例中，上述光电芯片封装测量装置还包括与工作的样品测量承载台可互换使用的备用样品测量承载台，以在工作的样品测量承载台出故障时直接更换，从而降低装置停机时间，提高光电芯片封测通量产率。

在一实施例中，所述控制器用于控制两个以上的样品测量承载台上的光电芯片在相互错开的时段内进行测量。在本实施例中，相互错开的时间段由样品测量承载台的供电时段来控制，即在相互错开的时段内对样品测量承载台通电，该控制方案简单易行。

在一较佳实施例中，如图3所示，包括多个电学开关90，分别设置在与各个样品测量承载台相连的接触电路上，起到触发/关闭光电芯片的作用，用于使所述光学探测器每次仅检测一个样品测量承载台上的光电芯片，防止其他样品测量承载台上的光线对测量结果进行干扰。

在一对比实施例中，如图4所示，还包括多个光开关90’，分别设置在各所述光纤耦合器和所述光纤合束器之间的光路上，用于使所述光学探测器每次仅检测一个样品测量承载台上的光电芯片。

在图3所示的较佳实施例中，各电学开关的启闭根据测量时序进行控制即可，与图4所示的对比实施例相比，该较佳实施例采用电学开关例如晶闸管开关(由控制器控制)，不仅实施费用较低，而且从光电转化的源头把光抑制掉，排除了测量干扰，控制效果更好。

在上述实施例中，光电芯片为LED芯片或LD芯片。本发明的光电芯片封装测量装置优选适应的光电芯片的边长尺寸范围为100um～3mm。

本发明还提供了一种提高光电芯片封测通量的方法，使用根据上面所描述的光电芯片封装测量装置，其中，当一个样品测量承载台进行光电芯片测量时，对其他样品测量承载台上的光电芯片进行更换。

本发明区别于传统一个封装测试设备平台只有一个样品测量位置(承载台)的构架，其测量顺序分解为相继的i)样品输运操作，ii)样品检测两个环节的方法；本方案引入两个以上样品测量位置(承载台)，并借助光纤耦合器和光纤合束器的帮助，共用一套光学属性量测装置；同时，其电学属性量测装置也是共用的一套装置。

使得测量顺序中的两大环节i)样品输运操作，ii)样品检测相互独立，从而使得光电属性的测量窗口不再受样品输运(样品装载和卸载)的限制。这种做法，摆脱了传统的测量平台要依靠提升机械运动件的性能来提升量测通量的做法，显著的提高了封装器件测量的通量产率(throughput)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。