專利名稱：一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選 的裝置及方法，采用本發(fā)明提供的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置及方 法，可以大大提髙器件的可靠性。
背景技術(shù)：
大功率二極管激光器具有功率高、效率高、體積小、壽命長等優(yōu)點(diǎn)， 在泵浦固體激光器和光纖激光器中應(yīng)用廣泛。但在半導(dǎo)體工藝過程中存在 復(fù)雜的因素，導(dǎo)致器件的壽命受到影響。
長期以來，如何提高列陣器件的可靠性一直是困擾二極管激光器應(yīng)用 的問題。而器件的老化篩選早已得到人們的認(rèn)可，目前常用到的篩選方案 有恒功老化篩選和恒流老化篩選。在保證功率或電流不變的前提下，在一 定的溫濕度下，對器件進(jìn)行考核，當(dāng)電流升高或功率下降到原來的某一特
定百分比(如20%)時(shí)，器件為不合格。
對于大功率二極管激光器來說，器件的封裝結(jié)構(gòu)多種多樣，常用的幾 種封裝形式有標(biāo)準(zhǔn)CS封裝、線性封裝、平面封裝、疊層封裝、環(huán)形封裝， 對于連續(xù)器件常用到標(biāo)準(zhǔn)封裝、線性封裝和疊層封裝，對于準(zhǔn)連續(xù)器件來 說后三種封裝形式都比較常用，而針對不同的封裝形式，老化篩選的方法 和裝置實(shí)現(xiàn)差別較大。
對于后三種方式(即平面封裝、疊層封裝和環(huán)形封裝)來說有一個(gè)共 同點(diǎn)，即最終器件總是由大功率半導(dǎo)體列陣器件(又稱為單bar器件)封 裝好后拼裝而成。這些封裝形式的最終器件很難進(jìn)行直接老化，即使老化 也很難剔除掉早期失效的器件甚至還將會帶來很大的浪費(fèi)，本發(fā)明也是針 對這一特點(diǎn)，提出了一種對這幾種封裝形式的器件進(jìn)行老化篩選的裝置及 方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一) 要解決的技術(shù)問題
有鑒于此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選 的裝置，以剔除早期失效的器件，避免對最終器件進(jìn)行老化，減少浪費(fèi)， 提高器件的成品率和可靠性。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法， 以剔除早期失效的器件，避免對最終器件進(jìn)行老化，減少浪費(fèi)，提高器件 的成品率和可靠性。
(二) 技術(shù)方案
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的-—種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，該裝置包括-
—上壓板，該上壓板的一端固定有一熱沉，所述熱沉與上壓板之間有
一導(dǎo)熱絕緣膜；
—下壓板，該下壓板的一端固定有一熱沉，所述熱沉與下壓板之間有 —導(dǎo)熱絕緣膜；
一彈簧支桿，用于固定所述上壓板和下壓板，為所述上壓板和下壓板 夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件提供彈力；
所述上壓板上固定的熱沉與所述下壓板上固定的熱沉位置相對，在所 述彈簧支桿的作用下夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件，實(shí)現(xiàn)對大功率半導(dǎo)體列 陣器件進(jìn)行老化篩選。
上述方案中，所述彈簧支桿由空心支柱2、調(diào)節(jié)螺柱4、彈簧5和頂 針6構(gòu)成；
所述頂針6為T字型，下端與所述下壓板相接，上端通過T形帽套接 于所述空心支柱2下端；
所述調(diào)節(jié)螺柱4下端有外螺紋，通過該外螺紋連接于所述空心支柱2 上端的內(nèi)螺紋；
所述彈簧5位于所述空心支柱2內(nèi)部， 一端作用于所述調(diào)節(jié)螺柱4下 端， 一端作用于所述頂針6的T型帽；
所述空心支柱2具有外螺紋，所述上壓板有一具有內(nèi)螺紋的孔，孔的
直徑與所述空心支柱2的外徑相同，所述上壓板通過該孔連接于所述空心 支柱2。
上述方案中，所述下壓板固定熱沉的一端進(jìn)一步包括一通水孔，通水 孔中流動(dòng)的冷卻水用于帶走老化時(shí)大功舉半導(dǎo)體列陣器件產(chǎn)生的熱量。 上述方案中，所述冷卻水為去離子水或純凈水。 上述方案中，所述上壓板或下壓板上的熱沉通過絕緣螺釘或絕緣膠固
定；
所述上壓板上固定的熱沉具有一負(fù)極引出線，所述下壓板上固定的熱 沉具有一正極引出線。
上述方案中，所述熱沉由紫銅或無氧銅材料制成；
所述熱沉與大功率半導(dǎo)體列陣器件接觸的表面進(jìn)一步鍍有一層銦或 鎳，用于實(shí)現(xiàn)熱沉與大功率半導(dǎo)體列陣器件的良好接觸；
所述大功率半導(dǎo)體列陣器件通過所述導(dǎo)熱絕緣膜、絕緣螺釘或絕緣膠 與所述上壓板、下壓板和彈簧支桿絕緣。
上述方案中，所述大功率半導(dǎo)體列陣器件為準(zhǔn)連續(xù)列陣器件，尺寸為 100umxllmmx900um，在夾持于上壓板和下壓板之間時(shí)p面向下，即正極 向下進(jìn)行夾持，出光面向外。
一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法，其特征在于，該方法包括將 大功率半導(dǎo)體列陣器件p面向下夾裝于所述上壓板的熱沉與下壓板的熱沉
之間，采用恒流方式，分別測量大功率半導(dǎo)體列陣器件在老化前后的功率
-電流特性曲線，當(dāng)功率下降至預(yù)先設(shè)定的額定功率的某一特定百分比時(shí)， 大功率半導(dǎo)體列陣器件視為不合格。
上述方案中，所述兩個(gè)熱沉分別作為所述大功率半導(dǎo)體列陣器件正負(fù) 極的引出端，所述大功率半導(dǎo)體列陣器件在老化時(shí)所產(chǎn)生的熱量，被下壓 板通水孔中流動(dòng)的冷卻水帶走。
上述方案中，所述功率-電流特性曲線為單個(gè)大功率半導(dǎo)體列陣器件， 在特定電流、特定占空比下的脈沖峰值功率值；測試所需的驅(qū)動(dòng)源為二極 管激光器專用電源，測試所需的功率計(jì)為量熱型功率計(jì)或光電型功率計(jì)。
從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果-
K本發(fā)明提供的這種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置及方法，對封 裝好的單bar器件進(jìn)行恒流方式的老化，然后比較老化前后的測試數(shù)據(jù)， 功率下降至原來的某一特定百分比(如95%)的器件將被剔除出去，剩下 的單bar按不同要求繼續(xù)拼裝起來，形成最終產(chǎn)品。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于 不霈要對最終器件進(jìn)行老化，有效地剔除了早期失效的器件，避免了浪費(fèi), 同時(shí)提高了器件的成品率和可靠性。
2、 本發(fā)明提供的這種對列陣器件迸行老化篩選的裝置及方法，將封 裝好的單個(gè)bar條正極朝下很方便地夾裝在熱沉上，而且可以通過調(diào)節(jié)彈 簧裝置控制夾裝力度，避免損傷bar條。
3、 本發(fā)明提供的這種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置及方法，同時(shí) 對熱沉進(jìn)行制冷，帶走bar條在老化時(shí)產(chǎn)生的熱量，避免由于bar條有源 區(qū)溫度過高出現(xiàn)損傷。
4、 本發(fā)明提供的這種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置及方法，還可 以將所有bar條的正負(fù)極一一串聯(lián)起來，可以方便地增加或減少--次老化 的bar條數(shù)目。


圖1為本發(fā)明提供的對列陣器件進(jìn)行老化篩選裝置的結(jié)構(gòu)示意其中，l為上壓板；2為空心支柱；3為下壓板；4為調(diào)節(jié)螺柱；S為
彈簧；6為頂針；7為導(dǎo)熱絕緣膜；8為熱沉；9為bar條；IO為通水孔。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí) 施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的對列陣器件進(jìn)行老化篩選裝置的結(jié) 構(gòu)示意圖，該裝置包括-
—上壓板1,該上壓板的一端固定有一熱沉8，所述熱沉與上壓板之 間有一導(dǎo)熱絕緣膜7;—下壓板3，該下壓板的一端固定有一熱沉8，所述熱沉與下壓板之 間有一導(dǎo)熱絕緣膜7;
—彈簧支桿，用于固定所述上壓板1和下壓板3,為所述上壓板1和 下壓板3夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件9提供彈力；
所述上壓板1上固定的熱沉與所述下壓板3上固定的熱沉位置相對， 在所述彈簧支桿的作用下夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件9，實(shí)現(xiàn)對大功率半 導(dǎo)體列陣器件進(jìn)行老化篩選。
上述彈簧支桿由空心支柱2、調(diào)節(jié)螺柱4、彈簧5和頂針6構(gòu)成。所 述頂針6為T字型，下端與所述下壓板相接，上端通過T形帽套接于所述 空心支柱2下端。所述調(diào)節(jié)螺柱4下端有外螺紋，可以旋進(jìn)空心支柱2的 上端，通過該外螺紋連接于所述空心支柱2上端的內(nèi)螺紋。所述彈簧5位 于所述空心支柱2內(nèi)部，一端作用于所述調(diào)節(jié)螺柱4下端， 一端作用于所 述頂針6的T型帽。所述空心支柱2具有外螺紋，所述上壓板有--具有內(nèi) 螺紋的孔，孔的直徑與所述空心支柱2的外徑相同，所述上壓板通過該孔 連接于所述空心支柱2。
上述彈簧支桿產(chǎn)生的彈力的大小可以通過選用不同直徑的彈簧5來加 以控制，夾裝bar條的力度即可以通過這種方式調(diào)節(jié)，也可以直接通過控 制彈簧支桿與上壓板1的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
上述下壓板固定熱沉的一端進(jìn)一步包括一通水孔10，通水孔10中流 動(dòng)的冷卻水用于帶走老化時(shí)大功率半導(dǎo)體列陣器件9產(chǎn)生的熱量。所述冷 卻水為去離子水或純凈水，通水孔10的兩端分別與制冷機(jī)的出水口和進(jìn) 水口連接。
上述上壓板1或下壓板3上的熱沉8通過絕緣螺釘或絕緣膠固定。所 述上壓板1上固定的熱沉具有一負(fù)極引出線，所述下壓板3上固定的熱沉 具有一正極引出線。
上述熱沉8由高熱導(dǎo)率材料制成，一般可以選用紫銅或無氧銅材料。 所述熱沉8的上表面為負(fù)極，下表面為正極，熱沉8與大功率半導(dǎo)體列陣 器件9接觸的表面進(jìn)一步鍍有一層銦或鎳，用于實(shí)現(xiàn)熱沉與大功率半導(dǎo)體 列陣器件的良好接觸。所述大功率半導(dǎo)體列陣器件9通過所述導(dǎo)熱絕緣膜 7、絕緣螺釘或絕緣膠與所述上壓板i、下壓板3和彈簧支桿絕緣。
上述導(dǎo)熱絕緣膜7是一種雙面絕緣導(dǎo)熱膜，它的作用是將bar條的正 負(fù)極與裝置實(shí)現(xiàn)電絕緣，同時(shí)又保證熱沉8與上壓板1之間或熱沉8與下 壓板3之間有良好的熱接觸。
上述大功率半導(dǎo)體列陣器件9 —般為準(zhǔn)連續(xù)列陣器件，典型尺寸為 mOumxiinanx卯(him,在夾持于上壓板1和下壓板3之間時(shí)p面向下，即
正極向下進(jìn)行夾持，出光面向外。
另外，上述對列陣器件進(jìn)行老化篩選裝置的正負(fù)極可以相互串聯(lián)，每 一個(gè)裝置的下壓板可以做成一個(gè)整體，水路串聯(lián)，集體制冷。
基于圖1所述的本發(fā)明提供的對列陣器件進(jìn)行老化篩選裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖，下面對本發(fā)明提供的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法進(jìn)行詳細(xì)說 明。該方法首先將大功率半導(dǎo)體列陣器件p面向下夾裝于所述上壓板的熱 沉與下壓板的熱沉之間，采用恒流方式，分別測量大功率半導(dǎo)體列陣器件 在老化前后的功率-電流特性曲線，當(dāng)功率下降至預(yù)先設(shè)定的額定功率的某 一特定百分比(如95%)時(shí)，大功率半導(dǎo)體列陣器件視為不合格。
上述兩個(gè)熱沉分別作為所述大功率半導(dǎo)體列陣器件正負(fù)極的引出端， 所述大功率半導(dǎo)體列陣器件在老化時(shí)所產(chǎn)生的熱量，被下壓板通水孔中流 動(dòng)的冷卻水帶走。
上述功率-電流特性曲線為單個(gè)大功率半導(dǎo)體列陣器件，在特定電流、 特定占空比下的脈沖峰值功率值；測試所需的驅(qū)動(dòng)源為二極管激光器專用 電源，測試所霈的功率計(jì)為量熱型功率計(jì)或光電型功率計(jì)。
再參照圖1,具體在對列陣器件進(jìn)行老化篩選操作時(shí)，可以分為以下 幾個(gè)步驟-
步驟l、用手沿著箭頭的方向?qū)向下施力，將裝置打開，然后用鑷 子將bar條夾取放置在8上，輕放l，將bar條夾??；
步驟2、用萬用表測量bar條與整個(gè)裝置是否絕緣；
步驟3、將bar條的正負(fù)極與相應(yīng)的電源正負(fù)極相連接，將制冷機(jī)接 好，使通水孔10的兩端分別與制冷機(jī)的出水口和進(jìn)水口連接；
步驟4、將電源的電壓、電流調(diào)節(jié)到bar條的額定值，如對于準(zhǔn)連續(xù) 100W的bar條來說電壓調(diào)節(jié)到1.8伏特的n倍，電流調(diào)節(jié)到120A，其中 n為當(dāng)次老化的bar條數(shù)目；然后依次打開制冷機(jī)和電源的開關(guān)。
歩驟5、首先依次對每個(gè)bar條進(jìn)行光功率測量，將bar條的出光面對 入功率計(jì)的探測面上，保證將全部的光收入功率計(jì)中，將電源的電流值和 功率計(jì)的讀數(shù)記錄下來，將數(shù)據(jù)保留；
歩驟6、進(jìn)行一定時(shí)間的老化，通常為24小時(shí)；
步驟7、按規(guī)定時(shí)間老化結(jié)束后，再次重復(fù)步驟5進(jìn)行光功率測量， 將同樣電流下的功率值與老化前相比，下降5%的bar條視為不合格。
步驟8、依次關(guān)閉電源和制冷機(jī)開關(guān)，將bar條從裝置中取下。
以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行 了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而 已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其特征在于，該裝置包括一上壓板，該上壓板的一端固定有一熱沉，所述熱沉與上壓板之間有一導(dǎo)熱絕緣膜；一下壓板，該下壓板的一端固定有一熱沉，所述熱沉與下壓板之間有一導(dǎo)熱絕緣膜；一彈簧支桿，用于固定所述上壓板和下壓板，為所述上壓板和下壓板夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件提供彈力；所述上壓板上固定的熱沉與所述下壓板上固定的熱沉位置相對，在所述彈簧支桿的作用下夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件，實(shí)現(xiàn)對大功率半導(dǎo)體列陣器件進(jìn)行老化篩選。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其特征 在于，所述彈簧支桿由空心支柱(2)、調(diào)節(jié)螺柱(4)、彈簧(5)和頂針(6)構(gòu)成；所述頂針(6)為T字型，下端與所述下壓板相接，上端通過T形帽 套接于所述空心支柱(2)下端；所述調(diào)節(jié)螺柱(4)下端有外螺紋，通過該外螺紋連接于所述空心支 柱(2)上端的內(nèi)螺紋；所述彈簧(5)位于所述空心支柱(2)內(nèi)部，一端作用于所述調(diào)節(jié)螺 柱(4)下端，一端作用于所述頂針(6)的T型帽；所述空心支柱(2)具有外螺紋，所述上壓板有一具有內(nèi)螺紋的孔， 孔的直徑與所述空心支柱(2)的外徑相同，所述上壓板通過該孔連接于 所述空心支柱(2)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其特征 在于，所述下壓板固定熱沉的一端進(jìn)一步包括一通水孔，通水孔中流動(dòng)的 冷卻水用于帶走老化時(shí)大功率半導(dǎo)體列陣器件產(chǎn)生的熱量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其特征 在于，所述冷卻水為去離子水或純凈水。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其特征 在于，所述上壓板或下壓板上的熱沉通過絕緣螺釘或絕緣膠固定；所述上壓板上固定的熱沉具有一負(fù)極引出線，所述下壓板上固定的熱 沉具有一正極引出線。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，其 特征在于，所述熱沉由紫銅或無氧銅材料制成；所述熱沉與大功率半導(dǎo)體列陣器件接觸的表面進(jìn)一歩鍍有一層銦或 鎳，用于實(shí)現(xiàn)熱沉與大功率半導(dǎo)體列陣器件的良好接觸；所述大功率半導(dǎo)體列陣器件通過所述導(dǎo)熱絕緣膜、絕緣螺釘或絕緣膠 與所述上壓板、下壓板和彈簧支桿絕緣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對列陣器件迸行老化篩選的裝置，其特征 在于，所述大功率半導(dǎo)體列陣器件為準(zhǔn)連續(xù)列陣器件，尺寸為 i00umxllmmx卯0um,在夾持于上壓板和下壓板之間時(shí)p面向下，即正極 向下進(jìn)行夾持，出光面向外。
8、 一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法，其特征在于，該方法包括-將大功率半導(dǎo)體列陣器件P面向下夾裝于所述上壓板的熱沉與下壓板的熱 沉之間，采用恒流方式，分別測量大功率半導(dǎo)體列陣器件在老化前后的功 率-電流特性曲線，當(dāng)功率下降至預(yù)先設(shè)定的額定功率的某一特定百分比 時(shí)，大功率半導(dǎo)體列陣器件視為不合格。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法，其特征 在于，所述兩個(gè)熱沉分別作為所述大功率半導(dǎo)體列陣器件正負(fù)極的引出 端，所述大功率半導(dǎo)體列陣器件在老化時(shí)所產(chǎn)生的熱量，被下壓板通水孔 中流動(dòng)的冷卻水帶走。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法，其特征 在于,所述功率-電流特性曲線為單個(gè)大功率半導(dǎo)體列陣器件，在特定電流、 特定占空比下的脈沖峰值功率值；測試所需的驅(qū)動(dòng)源為二極管激光器專用 電源，測試所需的功率計(jì)為量熱型功率計(jì)或光電型功率計(jì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光電子技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的裝置，包括一上壓板，該上壓板的一端固定有一熱沉，熱沉與上壓板之間有一導(dǎo)熱絕緣膜；一下壓板，該下壓板的一端固定有一熱沉，熱沉與下壓板之間有一導(dǎo)熱絕緣膜；一彈簧支桿，用于固定所述上壓板和下壓板，為上壓板和下壓板夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件提供彈力；所述上壓板上固定的熱沉與所述下壓板上固定的熱沉位置相對，在所述彈簧支桿的作用下夾持大功率半導(dǎo)體列陣器件，實(shí)現(xiàn)對大功率半導(dǎo)體列陣器件進(jìn)行老化篩選。本發(fā)明同時(shí)公開了一種對列陣器件進(jìn)行老化篩選的方法。本發(fā)明可有效剔除掉早期失效的器件，避免了對最終器件進(jìn)行老化，減少浪費(fèi)，提高了器件的成品率和可靠性。
文檔編號H01S5/00GK101363897SQ20071012005
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日
發(fā)明者劉媛媛, 偉 李, 馬驍宇 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所