[发明专利]一种半导体激光器列阵烧结装置和烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器列阵烧结装置和烧结方法，尤其是一种大功率半导体激光器列阵及其组件的烧结夹具和烧结方法，属于半导体激光器烧结技术领域。

背景技术

半导体激光器具有体积小、重量轻、功率大、电光转换效率高、易于调制及价格低廉等优点，在医疗、显示、泵浦、工业加工等领域有着广泛的应用。为了获得高功率输出，同时达到良好的散热要求，一种封装方法是通过将单个列阵独立封装成三明治小单元，然后将测试合格后的小单元串联组装成高功率模块，对于这种封装形式，单个列阵是独立封装，一方面可以降低芯片烧结难度，另一方面可对封装好的小单元进行筛选，剔除不良品，提高功率模块的成品率；另一种方法是直接将多个列阵和电极按串联组装形式排列，一次烧结成组件，这种方法的好处是简化了烧结工艺，组件中列阵的间距可以做的比第一种方法更小，提高了出光功率密度，但是该方法对芯片的成品率要求高。

目前，对于激光器的烧结一般由自动化设备完成，但自动化设备只能一次生产一个，效率低，不适于批量生产，而且自动化设备价格较高，经济效益差。

发明内容

针对目前半导体激光器烧结存在的技术问题，本发明提供一种操作简便，可实现单个半导体激光器列阵或多个半导体激光器列阵同时加压烧结的夹具，且可用于上述两种烧结和组装方法。

根据本发明的一方面，提出一种半导体激光器列阵烧结装置，所述烧结装置包括：主体、夹块、顶块和弹簧，其中：

所述主体由基板、盖板和压条依次通过固定螺丝固定在底座上形成；

所述盖板形成有U型槽；

所述压条通过固定螺丝固定于U型槽开口一端的上方；

所述顶块与底座的一侧轴连，且可在平放和立放两个状态中转换；

所述夹块通过压条和顶块限制在U型槽内；

所述底座上部的宽度比基板和盖板窄，将所述基板、盖板和压条通过固定螺丝固定组装后，主体的两侧形成两个弹簧拉升通道；

在所述底座的侧面沿弹簧拉伸方向设有限位槽，限位槽中安设有弹簧固定螺钉；

两条弹簧分别卡设在所述弹簧拉升通道内，一端固定在所述顶块的侧面上，另一端固定在所述弹簧固定螺钉上。

可选地，所述U型槽的尺寸比激光器列阵和电极大。

可选地，所述夹块远离U型槽开口端方向一端的厚度比U型槽的厚度小，靠近U型槽开口端方向一端的厚度比U型槽的厚度寸大。

可选地，所述限位槽为多个。

可选地，所述多个限位槽在所述底座的侧面上沿弹簧拉伸方向均匀分布间距相等。

可选地，所述底座由高导热率材料制成。

可选地，所述基板采用陶瓷材料。

可选地，所述基板采用氮化铝陶瓷材料。

可选地，所述盖板、压条、夹块和顶块由不锈钢材料或铝或黄铜制成。

根据本发明的另一方面，还提出一种利用所述烧结装置对半导体激光器列阵进行烧结的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将用弹簧连接在底座上的顶块平放；

步骤2、将表面预制完焊料的电极和半导体激光器列阵立起来依次放入主体的U型槽内；

步骤3、将夹块顶住要烧结的半导体激光器列阵和电极，将用弹簧连接在底座上的顶块立起，弹簧即对半导体激光器列阵和电极组成的烧结单元施加压力，通过弹簧拉力将半导体激光器列阵与电极夹紧；

步骤4、将安装完半导体激光器的烧结装置放在烧结台或烧结炉内进行加热烧结；

步骤5、达到设定烧结时间后，直接将烧结装置取出，冷却后拆装，取出烧结好的半导体激光器；

步骤6、将连接在底座上的顶块平放，取出被夹持的半导体激光器。

本发明半导体激光器列阵烧结装置结构简单，操作方便，成本低；通过弹簧给烧结单元施加压力，通过底座上均匀分布的弹簧固定螺钉定位孔调节压力大小，可根据需要增加激光器一次烧结的列阵数量。通过主体两侧弹簧拉升通道和固定于盖板U型槽上方的压条，对弹簧和夹块进行限位，避免激光器列阵在安装过程中位移，提高烧结一致性。可方便地将整个烧结装置移至烧结台或烧结炉内进行烧结，在烧结过程中也不会出现滑动移位，列阵移位，保证烧结的一致性，同时降低空洞的产生机率。另外，本发明烧结装置结构紧凑，尺寸可以设计的很小，以方便在不同烧结设备中使用；本发明烧结装置还可根据需求放置多个激光器，烧结效率高，便于产业化。本发明的烧结方法对烧结设备要求低，而且烧结效率高；烧结过程中压力的施加可大大减少烧结空洞的产生，提高激光器的可靠性。

附图说明