14. 全自动激光芯片老化测试设备
申报企业/单位:北京蓝溪华兴光电科技有限公司
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产品简介

激光芯片作为半导体芯片行业的一大分支,是支撑整个激光产业的上游关键性物料。

经过划片、共晶贴片等前道工序后形成Chip On Submount,简称COS(后面统称激光芯片),

是组成半导体激光器、光纤激光器和固体激光器等的核心原材料。

激光芯片在研发阶段和大批量投入生产使用过程中,都必须经过必要的测试和老化,才能流入后道工序并被用于激光器中,

所以老化测试在整个激光器的制造工艺路线上属于重中之重的环节。

激光芯片的老化测试环节具有以下特点:

① 环节多:老化测试环节的流程,一般包括测试-老化-再测试,有些可能需要几轮这样的循环过程,这意味着中间的拆装转运过程多;

② 参数多:这个过程涉及的光学、电气量测参数众多;

③ 时间长:所需时间长,尤其是老化过程,一般需要几小时至几十小时;

④ 数据重要:中间量测的参数对后续的研发、工艺改进和生产制造很重要;

⑤ 易导致不良:由于环节多,需要多次拆卸,参数多则测试过程复杂,时间长易发生污染等,所以测试老化过程本身极易带来附加损坏。

⑥ 自动化实现难度大:由于老化和测试时包括很多工艺步骤,如物料搬运、物料号识别、精准摆放、阶梯加电流、探测功率和光谱、

数据采集与保存等,运用自动化来实现这些需要应用到很多复杂的机械、电气、软件和光学综合技术,所以难度很大。

由于老化测试具有以上特点,目前市面上还没有一种激光芯片老化测试用的全自动设备,而制造激光器的其他环节基本都已有全自动或半自动设备。

所以如果想要实现激光器的大规模全自动化生产制造,使用全自动激光芯片老化测试设备,成为当下头部激光器生产制造厂家的必然选择。

产品优势

全自动激光芯片老化测试设备,填补了本行业国内外的该工艺设备空白,引进使用本设备将为激光器生产制造厂家带来以下显著的优势及收益:

1. 功能强——1台抵3台,50A\480PCS、自动装夹、自动上下料、数据分析、MES系统等;

2. 成本低——1台抵3台,总成本不增加;人工成本方面,至少省2-3人;

3. 效率高——7X24小时不间断工作,单只激光芯片测试时间最低15s;

4. 改善劳动强度——尤其体现在装夹COS环节,以及数据收集及分析环节;

5. 提升产品质量——不依赖熟练工人,没有人为错误,产品一致性提高;

6. 提高等比产能——相同的工作时间/占地面积,两者都能提高至少1.5倍的产能;

7. 标准化和模块化设计——有利于该设备的后期大规模生产。


产品参数/型号
老化部分结构特性区域尺寸(宽高深)1900 X 2000 X   1100 mm
老化柜容量共有10层老化层,每层有4组老化单元,每组老化单元有12工位,共480工位
老化层尺寸每层老化层高140mm,宽1460mm,深370mm.
老化单元每组为一个老化单元,采用自动取放激光芯片及加电监测
功率特性光功率读取方式采用光电PD,反射式衰减
光功率稳定性± 1 % @ 200 Hrs
光功率读取分辨率30 mW
光功率读取范围0-60 W
温度特性环境温度大致等于操作间温度
激光芯片热敏电阻测温每只激光芯片有一只在线热敏电阻温度监控,温度与实测值差异   < 0.5℃
温度稳定性± 1℃(确保每组老化单元冷却水流量大于3   L/min)
老化单元水流量报警默认为2 L/min(此值可设置)
温度报警可设置报警温度上限,分辨率±   0.5℃,超过此值单元停止加电
到达老化设定温度≤30min
光谱特性响应波长350-1100 nm
响应波长分辨率< 0.3 nm
激光芯片光谱监控每只激光芯片都可监控老化中光谱参数,可量测冷热波长对应芯片内部实际温度
电源特性老化方式ACC恒流控制(默认CW,可定制QCW)
加电方式老化单元激光芯片采用串联加电方式,电压自适应,最大加电电流为50A(更高电流值可定制);老化柜各老化单元为并联方式。
输出电流精度0.5% RDG + 60 mA
输出电流分辨率10 mA
输出电流稳定性± 0.5 % @ 200 Hrs
输出电流纹波< 150 mA (p-p)
输出过冲< 1 %
输出电压老化单元自适应输出电压范围2-24V
输出过压保护输出电压自适应且带有过压保护,瞬态响应不允许过冲
通道间相互影响当老化单元其他通道短路时,当前通道波动<   2 %;当老化单元有通道开路时,则整个老化单元报警并断电保护。
加电接触加电正负极为镀金铜条采用面接触,接触力为3-5   N。
测试部分结构特性区域尺寸(宽高深)800 X 2000 X 1100 mm
测试柜进出料口有三个,分别为:进料口、出料口和NG出料口
激光芯片托盘容量托盘可放置1个标准4寸芯片盒或4个2寸芯片盒,最大芯片容量为100pcs
功率特性光功率读取方式采用积分球配置PD
光功率重复测试精度< 0.5%
光功率读取分辨率10 mW
光功率读取范围0-60 W
温度特性控温方式TEC+水冷+滴水
热敏电阻测温在线热敏电阻温度监控,温度与实测值差异 < 0.5℃
温控精度± 0.1 ℃
光谱特性响应波长350-1100 nm
响应波长分辨率< 0.3 nm
偏振测量偏振测量范围1 % ~ 100 %
COS偏振重复测试一致性≤ 0.2 % @ 不重复放物料
发散角测量θ⊥ -60°~60°
θ∥-40°~40°
电源特性老化方式ACC恒流控制(默认CW,可设定QCW)
加电方式电压自适应,QCW:0~100A,CW:0-80A
输出电流精度< 0.1 % + 50 mA
输出电流分辨率10 mA
频率范围1-500Hz
占空比范围1 % ~ 50 %
电压范围0~10V
电压读数分辨率1 mV
电压读数精度≤   0.05 % + 10 mV
加电接触加电正负极为镀金铜条采用面接触,接触力为3-5   N。
整机设备外形尺寸宽高深2700 X 2000 X 1100 mm
功耗用电功率380V / 120A
冷却水供水压力、水流量0.35 - 0.45 Mpa,> 100 L / min
洁净度千级无尘环境要求设备自带千级通风过滤,内部采用正压防护
安全漏水报警水连接阀不能使用快插,漏水报警(报警功能验证,预警功能位置分布),水压出厂标准提高,验证到边界条件。
激光防护不允许漏光,采用阻燃材料
断电防护系统监测到异常,启动断电防护并报警
ESD
满足工业防静电要求,如防静电门窗等;表面电阻:1   ×10^5 Ω< X <1 ×10^9 Ω ;系统电阻: 1 ×10^5 Ω< X <1 ×10^9 Ω ;磨擦电压 :< 100V ;设备   ESD有效期:永久防静电。接地电阻小于 4欧姆