无锡奥普特自动化技术有限公司于2018年1月正式向国内市场投放自主研发的全自动高功率半导体激光器COS（Chip-On-Submount）芯片老化测试设备（型号：OA-BIT1500），该设备用于对COS芯片进行全自动老化测试，可以批量检测COS芯片的性能指标，保证了高功率半导体激光器的输出稳定性和长期可靠性。该设备完全打破了美国、德国等西方发达国家对该类设备的技术和市场垄断，相比于进口设备动辄几百万的售价，该系统的定价更接地气，完全符合国内行业发展的需求，而且我们拥有一支行业经验超过二十年的专业技术团队作为保障，可以为国内客户提供更快速的响应和更完善的售后服务。
一、被老化COS器件
器件尺寸：4.5*5.75mm
二、要求分析
1、同时对50/100/150颗（可选）高功率激光器COS器件进行老化。
2、大功率COS器件需要恒流18A供电，电压一般为1.8V左右。
3、考虑到设备的通用性，按单个器件最大20A、3V设计。
4、大功率COS器件有较严重发热，需要控制温度在45~70℃。
三、老化方案描述：
COS老化设备包含温度稳定部分、老化监测部分、监测软件组成，温度控制部分包括温度检测、温度调节、半导体制冷片、电源、冷却水组成；老化监测部分进口高稳定度大功率电源、电压检测电路、电流检测电路、 恒流控制电路、老化机架组成。设备配置工控机及老化监测软件。系统方案电气部分原理框图如下：
1、电压检测精度±0.01V，电流检测控制精度±0.01A
2、每颗COS均有电流、电压检测，并配备大电流场效应管用于保护器件；
3、为每颗COS设计有三重电流电压保护，确保产品不被损坏。
温度控制电路原理图，控制精度±0.5℃，确保温度稳定。
设备柜体示意图
柜体内部老化部分原理示意图(10片×5组)。
每个老化机架包含10个温度检测探头。
Ø 通过大电流弹簧探针连接COS器件；
Ø 检测COS器件的电流、电压，并通过CAN总线上传信息；
Ø 通过在激光器前端安装热探测器来检测光照情况，并通过软件计算分析，从而判断COS器件是否正常出光；
Ø 检测到异常时（如过压、过流、欠压、不出光），短路COS器件，并上传异常信息；
Ø 任何一颗COS出现损坏均不会导致其他器件损坏。
控制主机部
1、工控机主机：
Ø 安装在设备机柜内部，数量：1套；
2、网络交换机：
Ø 安装在设备机柜内部，数量：1套；
Ø 连接计算机、各单元内的程控电源和控制模块；
Ø 容量：24通道。
3、监测软件：
Ø 同时在线监测50/100/150路电流电压。
保护措施
1、上电保护：为保证被测COS器件不被大电流或高电压冲击损坏，电源具有可靠的防浪涌电路。此外，老化上电时采用逐步增大电流（9秒由0A加至18A）和电压（9秒由0V加至1.8V）的措施，并实时检测器件是否存在工作异常，防止器件受冲击损坏。上电时电流的控制波形如下：
注：上升速度可调
2、下电保护：为保证被测COS器件在下电时减小应力，采用缓慢下电的措施，即在3秒的时间内将电源由18A将至0A。此外，在意外停电时，加载给COS器件的电压和电流都会彻底关断，不会出现反冲或重复加电的情况。
软件主界面图如下
四、老化操作步骤
1、准备及开机
• 设备上电后，开启计算机，启动老化监测软件；
• 设置电流值、限压值及老化温度及老化时间。
2、防止被测物料
• 逐一摆放被老化的COS器件到限定的凹槽内；
• 轻轻的压下肘夹，使弹簧探针压紧被测件正负电极；
• 关闭设备门。
3、运行老化
• 点击软件界面上的运行按钮，设备开始老化运行；
4、老化过程
• 设备自动启动温度控制模块进行温度控制；
• 设备自动电压电流缓升加载，并检测各供电控制模块的状态。
• 一旦出现异常，供电控制模块切断该路供电，并在软件界面上标识红色；
• 若无异常，设备控制恒流源缓升加载至指定的电流（如18A），并连续记录各COS模块的电压，各温度控制模块的温度，并记录到数据库；一旦出现异常，计算机软件将显示报警；
• 设定的老化时间到后，设备自动停止对COS器件的供电，并提示完成。
5、更换物料
• 确认设备提示完成老化或异常停机后，方可开启设备柜门；
• 根据软件的记录，和供电检测模块上指示灯的颜色，分别良品和不良品；
• 更换物料后，可重复第2步开始下一轮的老化测试。
五、方案特点
1、采用了每10个COS器件一组的模块化设计，兼顾了性能与成本；
2、采用水冷+TEC保护措施，确保老化温度偏差在0.5℃以内，具有过温保护；
3、具有三重电流电压保护，确保产品不被损坏；
4、上电时从0.5V0.5A开始逐步加电，无浪涌、无大电流冲击；
5、意外断电、人为断电均具有防反冲和防重复冲击保护；
6、任何一路被测件或设备器件的损坏不会造成其他器件的损坏；
7、自动记录COS的损坏时间，方便追溯和进行失效质量分析；
8、为每个器件配置3V20A的容量，异常物料可提供5V电压，设备的通用性强；
9、采用标准的程控电源，调整容量时仅仅需要更换电源，不用修改硬件设计；
10、每个单元均有电流、电压检测，并配备了大电流场效应管用于保护模块；
11、采用水冷+TEC进行温度控制，并配备10/20/30路温度检测传感器，确保温度均匀，温度独立控制，速度快，精度高；
12、采用CAN总线、以太网通讯，提高数据稳定性；
13、封闭箱体，可充氮气进行器件保护；
14、发出的激光采用黑色散热片吸收后通过水循环带走，避免柜体内温度过高；
15、每个机架可以对1~50片COS进行老化，若需扩充老化数量，可增加柜体高度；
16、具有ESD保护措施，防止静电损坏。
六、主要清单：
| 序号 | 内容 | 单套数量 | 备注 |
| 1 | 水冷机 | 1 | |
| 2 | 水路 | 1 | |
| 3 | 温度检测模块 | 10 | 进口芯片 |
| 4 | 温度控制模块 | 10 | 进口芯片 |
| 5 | 光温度检测模块 | 50 | |
| 6 | 温度传感器 | 60 | |
| 7 | 大功率电源 | 5 | |
| 8 | TEC | 50 | 进口 |
| 9 | 大功率程控恒流电源 | 5 | 进口高可靠性 |
| 10 | 电压检测模块 | 50 | 进口芯片 |
| 11 | 电流检测模块 | 50 | 进口芯片 |
| 12 | 过流保护电路 | 5 | 进口芯片 |
| 13 | 保护电路 | 50 | |
| 14 | 夹具（老化机架） | 1 | 镀金防氧化 |
| 15 | 柜体 | 1 | |
| 16 | 探针 | 300 | 进口镀金 |
| 17 | 工控机 | 1 | |
| 18 | 老化监测软件 | 1 | |
| 注：清单为50片同时老化的数量，若需要150片同时老化，大多需要乘以3 | |||
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