CN102361218B - 半导体激光器二极管封装夹具 - Google Patents

Abstract

一种半导体激光器二极管封装夹具，包括：一插座，为一柱状结构，其侧面相对切出两条V形槽，并在该插座一侧的端面上加工有三个电极插孔；一夹具前座，为金属材质，为板状U形件，在U形件的U形槽内的两侧开有两极台阶，在U形槽的两侧开有用于固定的四个沉孔，该U形槽的底部为弧形；-夹具后座，为金属材质，为一阶梯状的矩形体，分为大端与小端，在该大端的一端面的中心开有一与夹具前座配合使用的孔，在该孔的内壁制作有与插座上的V形槽配合的V形凸起，在孔的四周与夹具前座上的沉孔对应开有四个螺孔；其中该夹具前座由螺钉通过夹具前座上的沉孔与夹具后座上的螺孔固定，所述的插座插入在夹具后座的孔内。

Description

半导体激光器二极管封装夹具

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器二极管封装夹具，特别是一种针对TO-18封装结构的二极管激光器封装和压焊用夹具，在使用过程中保证被加持的TO-18管座装卡牢靠，加热迅速，装卸方便。

背景技术

半导体激光器具有功率转换效率高、体积小等诸多优点，在泵浦固体激光器、光纤放大器、工业、激光医学、光存储、军事等领域呈现出良好的应用前景。在半导体激光器的生产中，为了满足不同领域与客户的需求，往往需要采用许多特殊结构的热沉和复杂的封装形式，低功率二极管激光器常具有体积小、重量轻、外形不规则等特点。在生产过程中需要将激光二极管焊接在管座上，并用金丝压焊机接引电极与管座的对应管腿相连。此过程中管座需要加热，而由于管座与激光二极管芯均体积很小，不便夹持。这就给半导体二极管激光器焊接和引线(电极)带来很大的困难，因此开发可加持可靠、加热迅速、取放方便、焊接管芯与压焊通用的夹具是单管二极管激光器封装领域的一个研究重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体激光器二极管封装夹具，它适合TO-18封装形式的半导体二极管激光器的焊接与金丝压焊，而且加持可靠、加热迅速、取放方便、焊接管芯与压焊通用，同时对器件激光器管芯不会产生任何损伤，可以有效的提高封装效率。

为实现上述目的，本发明提供一种半导体激光器二极管封装夹具，包括：

一插座，为一柱状结构，其侧面相对切出两条V形槽，并在该插座一侧的端面上加工有三个电极插孔；

一夹具前座，为金属材质，为板状U形件，在U形件的U形槽内的两侧开有两极台阶，在U形槽的两侧开有用于固定的四个沉孔，该U形槽的底部为弧形；

-夹具后座，为金属材质，为一阶梯状的矩形体，分为大端与小端，在该大端的一端面的中心开有一与夹具前座配合使用的孔，在该孔的内壁制作有与插座上的V形槽配合的V形凸起，在孔的四周与夹具前座上的沉孔对应开有四个螺孔；

其中该夹具前座由螺钉通过夹具前座上的沉孔与夹具后座上的螺孔固定，所述的插座插入在夹具后座的孔内。

其中插座的材料为塑料或橡胶。

其中在夹具后座的上面与孔垂直开有一紧固螺孔，用于插座与夹具后座的固定。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合附图及实施例对本发明作一详细描述，其中：

图1为本发明现有技术的半导体激光器管座及二极管管芯的结构示意图。

图2为本发明的夹具结构的结构示意图。

图3为本发明的夹具金属部分的装配示意图。

图4为本发明的正常使用状态的示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图4所示，本发明提供一种半导体激光器二极管封装夹具，包括：

一插座2(参阅图2)，为一柱状结构，其侧面相对切出两条V形槽21，该V型槽21与TO-18管座1上的管壳定位缺口13外形尺寸一致，并在该插座2一侧的端面上加工有三个电极插孔22。该插座2的材料为塑料或橡胶，采用塑料或橡胶主要目的是隔热和利用该材料的弹性，达到方便取放和紧固TO-18管座1的作用(通过紧固螺钉孔46)。

一夹具前座3(参阅图3)，为金属材质，为板状U形件，在U形件的U形槽内的两侧开有两极台阶31，此台阶的主要目的是对TO-18管座进行限位，同时在使用本半导体激光器二极管封装夹具进行压焊时，防止妨碍压焊机的机械机构运动。在U形槽的两侧开有用于固定的四个沉孔32，该U形槽的底部为弧形；

-夹具后座4(参阅图3)，为金属材质，为一阶梯状的矩形体，分为大端41与小端42，在该大端41的一端面的中心开有一与夹具前座3配合使用的孔43，在该孔43的内壁制作有与插座2上的V形槽21配合的V形凸起45，在孔43的四周与夹具前座3上的沉孔32对应开有四个螺孔44；

其中该夹具前座3由螺钉通过夹具前座3上的沉孔32与夹具后座4上的螺孔44固定(参阅图4)，所述的插座2插入在夹具后座4的孔43内，其中在夹具后座4的上面与孔43垂直开有一紧固螺孔46，用于插座2与夹具后座4的固定。

请再参阅图1、图2、图3和图4所示，本发明TO-18封装半导体二极管激光器手工封装夹具的使用方法如下：

首先将夹具夹具前座3和夹具后座4通过沉孔32和螺孔44组装起来。且要保证夹具后座4上的孔43和夹具前座3上的U形槽相对位置合理，以此保证TO-18管座1插入后，其上的结构热沉柱头16与夹具前座3上的U型槽紧密接触。由此即构成夹具的金属部分，暂称“金属夹具”。参看图3、图4。

在此装配过程中，应保证夹具后座4上的孔43和夹具前座31上的U型槽位置关系正确，即在插入带有TO-18管座1的插座2后，TO-18管座1的热沉柱头16的弧面与夹具前座3上的U形槽紧密接触。以达到利用该接触进行热传导的功效。

然后，在使用的过程中(结合参阅图1)，需要把TO-18管座1的电极14插入插座2上的电极插孔22。再握持插座2的尾端，将插座2和TO-18管座1一起插入金属夹具的尾端(即夹具后座4上面的孔43)。直至插到底，即TO-18管座1上的管座底座11的上表面接触夹具前座3的后壁，同时管座底座11两侧的V槽13与插座2上的V型槽21对齐。

最后，再通过紧固螺钉孔46旋入紧固螺钉，压紧插座2使其产生一定的形变，夹紧TO-18管座1的电极14。最终达到夹紧TO-18管座1的目的。

在拆卸压焊好的TO-18管座1时，仅需要拧松紧固螺钉，抽出带有TO-18管座1的插座2后，拔掉插在其上的TO-18管座1，同时将管芯12的电极与电极柱15连接，该电极柱15是与电极14其中的两个电极连接。

所述的半导体二极管激光器封装夹具，其金属部分由夹具前座3和夹具后座4组成，降低了一体加工的难度。且由于沉孔32和螺孔44的间隙，在安装过程中可以有些许的位移，便于保证TO-18管座1上的结构热沉柱头16与夹具前座3上的U型槽紧密接触。从而也降低了对两者在加工时位形公差的精度要求，节约加工成本。夹具前座3和夹具后座4，均宜采用紫铜或无氧铜作为材料加工，主要是利用到铜质材料热容大的特点。在实际使用中可以缩短TO-18管座1插入金属家具后的升温时间，提高生产效率。同时较短的加热时间也能减少高温对TO-18管座1上的管芯12的损伤，在较短的时间内完成封装或是压焊工艺。

其插座2是本设计的核心部件之一，其既能保证插入TO-18管座1后电极14和电极插孔22间有一定的摩擦力，防止TO-18管座1的脱出和位移。又能保证有一定的形变能力，在紧固螺钉孔46旋入紧固螺钉后能产生足够的形变，夹紧电极14。且能与夹具后座4的孔43产生一定的摩擦力。保证自身不会脱出。同时，该插座2，采用橡胶或塑料材质(实际使用中采用了聚四氟乙烯塑料)，除应满足前述的关于摩擦力的要求，还应该具有耐高温和绝热的热点，才能保证在封装过程中能耐受两百摄氏度以下的高温，和防止此温度对操作人员可能的伤害。

插座2可以大量加工，在与金属夹具接合前预先插入待焊接的TO-18管座1。在需要压焊时，将插入过TO-18管座1的插座2插入放在加热台上的金属夹具，压焊或封装后取出即可。此种设计，节约了常规金属夹具(直接夹持TO-18管座1)需要对带有TO-18管座1的金属夹具部分进行加热和冷却的时间。可以保证金属夹具部分长时间放置在加热台上，利用其热容大的热点，可以快速的对TO-18管座1进行有效的加热。由此可以提高劳动生产效率。

所述的半导体二极管激光器封装夹具具有结构简单，加工容易，经济耐用，取放方便的特点，可以有效的保证这类封装结构的激光器的压焊和封装工艺，整个过成中手不会触碰TO-18管座1的热沉柱头16的端面和管芯12部位，对器件不会带来任何损伤，能大大提高劳动生产效率，节约成本，带来较高的收益。

现已参照附图对本发明的实施例进行了说明，应该理解：本发明并不局限于这一具体封装结构的实施例，对于本领域普通技术人员来说，其各种变化和改进都不脱离由权利要求书所限定的保护范围。

Claims (3)

1.一种半导体激光器二极管封装夹具，包括：

一插座，为一柱状结构，其侧面相对切出两条V形槽，并在该插座一侧的端面上加工有三个电极插孔；

一夹具前座，为金属材质，为板状U形件，在U形件的U形槽内的两侧开有两极台阶，在U形槽外的两侧开有用于固定的四个沉孔，该U形槽的底部为弧形；

-夹具后座，为金属材质，为一阶梯状的矩形体，分为大端与小端，在该大端的一端面的中心开有一与夹具前座配合使用的孔，在夹具后座的孔的内壁制作有与插座上的V形槽配合的V形凸起，在孔的四周与夹具前座上的沉孔对应开有四个螺孔；

其中该夹具前座由螺钉通过夹具前座上的沉孔与夹具后座上的螺孔固定，所述的插座插入在夹具后座的孔内。

2.根据权利要求1所述的半导体激光器二极管封装夹具，其中插座的材料为塑料或橡胶。

3.根据权利要求1所述的半导体激光器二极管封装夹具，其中在夹具后座的上面与夹具后座的孔垂直开有一紧固螺孔，用于插座与夹具后座的固定。

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