[实用新型]条形管芯镀膜夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工装夹具，尤其是对半导体光源器件进行镀膜加工所用的夹具。

背景技术

在半导体光源器件中蒸镀如ZrO₂和Al₂O₃介质膜结构，根据不同的器件结构，其主要作用有提高输出功率、抑制光振荡、改善光谱特性等等。源ZrO₂和Al₂O₃在常规状态下是粉末或颗粒状态，其介质膜采用蒸发淀积工艺。对半导体光源器件进行镀膜加工是为了改善管芯解理面的性能，尤其是其反射性能，使其反射率控制在工艺设计范围之内。

在现有技术的的蒸发系统中，管芯及源放在高真空腔内，通过对坩锅内源材料加热，材料就会发出蒸气，由于腔内压力大大小于1mTorr，蒸气原子可以直线运动通过腔体，直至抵达管芯表面，堆积为薄膜。设备的真空度、加热方式(电阻器或电子枪等)和源材料的蒸发速率等都直接影响到薄膜质量的好坏。

对于由晶体两个解理面构成谐振腔的法布里-珀罗(F-P)型半导体激光器和在此结构上发展出的半导体光放大器和超辐射发光二极管来说，由于管芯体积小，对管芯解理面的蒸发在工艺上都有相当大的难度，需要专用的夹具把管芯固定在系统的真空腔内。长期以来使用的镀膜夹具，由于加工精度低、可操作性差以及可安装器件的数量小，不能适应大批量生产的需求。常用的夹具有两种样式，一种是用于单个管芯的端面镀膜夹具，这种夹具只能安装烧焊在热沉单个管芯，不能安装条形芯片，夹具体积较大，安装费时，管芯间相互距离1cm。第二种夹具是由俄罗斯进口设备原装的夹具，这种夹具可以装载一或两条10mm长的条形管芯(Bar)，体积较小，操作较简单，管芯间安装间距1cm。

在产品进入批量生产时，批量化生产问题和蒸镀的器件薄膜质量引起的可靠性问题突显出来，通过深入的研究分析，发现了在镀膜工艺中存在的问题，主要体现在以下几个方面：

单管芯镀膜夹具由于采用的是直接用压簧固定方式，所以只可能对已经烧焊在热沉上的单个的小管芯镀膜，使管芯在解理和烧焊过程中造成其腔面粘污机率升高；特别是在膜蒸镀前的烧焊工艺，其焊料及助焊剂的挥发势必对管芯腔面造成污染，而后再进行膜的蒸镀时，薄膜与腔面间的粘附性下降，其膜层的质量得不到保障。第二，夹具的压簧间距过大，而单个管芯端面表面积很小，使管芯间相对距离太大，因为真空腔内的源蒸气不可能均匀分布，即使是同一批次的管芯薄厚度也有较大的差距，影响了产品性能的一致性。第三，操作复杂，对管芯进行双面镀膜时，每一个管芯必须从夹具上取下，然后翻转后，重新安装。

俄罗斯条形管芯镀膜夹具相对于单管芯镀膜夹具有了不少改进，首先由于镀膜采用条形管芯，镀膜工艺处于单个管芯解理和烧焊之前，减小了工艺中对腔面的污染；第二，采用弹簧夹的结构，便管芯在夹具上的安装变得更简单和容易；即使有这两个优点，但是总的说来，还是有许多不足之处。首先，虽然这种夹具比单管芯的镀膜夹具轻巧了很多，但体积还是较大，夹具加工显得十分粗糙，安装管芯的位置精度不高，不能确保薄膜在管芯上下表面形成均匀整齐的保护层；第二，由这种夹具使用弹簧夹安装管芯，因此受弹簧夹体积限制，不可能装载很多管芯，只在左右两边各一个，共两条管芯；第三，管芯间距有1cm，使两个镀面的均匀性还不够好。

这两种夹具共同的缺点就是一次可装载的管芯数量太小，由于蒸发工艺重复性不高，这就造成了不同批次产品的性能有较大差异，影响了批次间器件性能的一致性，也影响了我们对器件制作过程出现问题的判断。

发明内容

本实用新型针对现有技术中的夹具的上述不足，提供一种结构简单、单次生产能力高的条形管芯镀膜夹具。

本实用新型的技术方案：条形管芯镀膜夹具，包括下盖片和上盖片，其特征在于：在所述下盖片内有下底板，在上盖片内有上盖板，在下底板和上盖板之间设置有管芯定位板，在下盖片、下底板、管芯定位板、上盖板和上盖片的中部，对应设置有夹具通孔；管芯定位板的夹具通孔比下盖片、下底板、上盖板和上盖片的夹具通孔小，形成夹具平台；管芯定位板的一端设置有压架槽与夹具通孔相通，在压架槽内设置有压紧片，压紧片对设置在夹具平台上的条形管芯施加夹持力；

更进一步的特征是：在压紧片后设置压紧簧片和压架；压架经压架定位柱活动式连接在下底板或上盖板上。

本实用新型的条形管芯镀膜夹具，相对于现有技术，具有如下特点：

1、能改善镀膜层厚度均匀性，改善管芯解理面的性能，使其反射率控制在工艺设计范围之内。