CN104934851B - 一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具,包括两条固定在固定板上的导轨和用于固定两条导轨中间放置的过渡热沉的栓钉，栓钉一一对应的安装在两条导轨的轨道上，所述栓钉至少包括两个，栓钉包括管体，在管体的两端分别安装可活动的螺丝钉和顶针，拧动螺丝钉时顶针向前移动，所述一一对应的两个栓钉的顶针均朝向两条导轨中间。本发明可以实现在封装过程中对过渡热沉的定位与固定，在封装中不会因为移动而使过渡热沉和芯片移位。

Description

一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具

技术领域

本发明涉及一种封装激光器叠阵的装置，具体涉及一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具。

背景技术

半导体激光器列阵芯片由很多个半导体激光器发光单元组成，这些发光单元在一个没有解理开的芯片上，形成列阵芯片（Bar条）。然后，把这些列阵芯片通过一定的方法再垂直叠放封装起来，形成半导体激光器叠阵。这样，把多个列阵芯片封装在一起，同时有多个列阵芯片同时工作，实现大功率激光输出。半导体激光器叠阵封装是非常困难的事，因为半导体激光器的列阵芯片（bar条）非常小，厚度大约0.5毫米，长度约10毫米，宽约1毫米。目前还没有全自动的设备可以直接封装叠阵。所以，目前对如此微小芯片的封装是手工进行的，因为对列阵芯片的封装精度要求非常高，要达到微米量级。所以，这项技术对人员要求很高。半导体激光器叠阵的过渡热沉也非常小，只比芯片大一点。所以，在封装过程中对过渡热沉和芯片的拾取、摆放、定位是很困难的。

在封装过程中，半导体激光器叠阵中的过渡热沉和列阵芯片的封装精度非常高，误差要求在几微米范围，因此不允许安放好的过渡热沉和芯片有移动。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防止在封装过程中安放好的过渡热沉和芯片移动造成封装精度降低的半导体激光器叠阵封装的夹具，用于解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具,包括两条固定在固定板上的导轨和用于固定两条导轨中间放置的过渡热沉的栓钉，所述栓钉一一对应的安装在两条导轨的轨道上，所述栓钉至少包括两个，所述栓钉包括管体，在管体的两端分别安装可活动的螺丝钉和顶针，拧动螺丝钉时顶针向前移动，所述一一对应的两个栓钉的顶针均朝向两条导轨中间。

所述栓钉管体内还安装有位于螺丝钉和顶针中间的弹簧，拧动螺丝钉时弹簧压缩带动顶针向前移动，所述管体安装顶针的一端的外侧具有将栓钉卡在轨道内的凸起。

所述栓钉至少包括4个，两个导轨的轨道上部分别安装一个用于向卡在轨道内的栓钉施加压力的栓钉，所述施加压力的栓钉顶针朝下、螺丝钉朝上。

所述轨道和固定板设置为框架结构，所述框架至少包括三条边，并且相对的两条边为内部中空、两侧开口的管状体，管状体的两侧开口和内部中空区域形成导轨，两个导轨的轨道中放置一一对应的栓钉。

所述两个导轨的一个侧面上开有一一对应的螺丝孔，通过螺丝孔设置紧固栓钉的紧固螺丝钉。

所述顶针朝向框架内的一端设置为尖头，尖头的形状与需要固定的过渡热沉（7）的两侧设置的凹陷相配合。

所述框架由铜或铝或不锈钢制成。

本发明的优点：

（1）实现在封装过程中对过渡热沉的定位与固定，在封装中不会因为移动而使过渡热沉和芯片移位。

(2)通过调节栓钉，可以实现对过渡热沉的精确定位，定位之后，可以利用紧固螺丝钉使过渡热沉位置锁紧。

(3)可以减少人员操作造成的误差，提高封装的成品率与可靠性。

(4)可以根据需要对不同芯片个数的叠阵进行封装。

附图说明

图1为栓钉与紧固螺丝钉安装后夹具示意图。

图2为框架的正面视图。

图3为框架的侧面视图

图4为栓钉的结构示意图。

图5为过渡热沉与栓钉固定的结构示意图。

图6为顶针的正面视图。

图7为顶针旋转90°视图。

图8为叠阵过渡热沉的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1~8和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明是一种对半导体激光器叠阵封装的过渡热沉进行固定定位的夹具，包括两条固定在同一个固定板上的导轨和用于固定两条导轨中间放置的过渡热沉的栓钉，栓钉一一对应的安装在两条导轨的轨道上，栓钉至少包括两个，栓钉包括管体，在管体的两端分别安装可活动的螺丝钉和顶针，栓钉管体内还安装有位于螺丝钉和顶针中间的弹，拧动螺丝钉时弹簧压缩带动顶针向前移动，管体安装顶针的一端的外侧具有将栓钉卡在轨道内的凸起，两个轨道固定在固定板上，两个轨道中间使用两个相对的栓钉的顶针固定的过渡热沉，过渡热沉上安放半导体激光器列阵芯片。栓钉至少应包括4个，两个导轨的轨道上部分别安装一个顶针朝下、螺丝钉朝上的用于向卡在轨道内的栓钉施加压力的栓钉。轨道和固定板可以设置为框架结构，框架至少包括三条边，并且相对的两条边为内部中空、两侧开口的管状体，管状体的两侧开口和内部中空区域形成导轨，两个导轨的中空轨道中放置一一对应的栓钉，一一对应的栓钉的顶针一端均朝向框架内部，螺丝钉的一端朝向外部。导轨或者框架由铜或铝或不锈钢制成。

如图1~8所示，为本发明的一种实施方式。包括一个长方形的框架1，框架1的两条相对的边是内部中空、两侧开口的管状体，两个管状体的内部中空和两侧的开口形成一个导轨，两个管状体两侧的开口是相对的，可以允许长直的物体通过导轨一侧的开口进入，穿过内部中空区域，从导轨的另一侧出来，再从另一个导轨的一侧进入，通过另一个导轨的内部中空区域以后从另一侧的开口出来。如图3中的附图标记4，为框架1中导轨的侧视图。

本发明还包括至少两个栓钉，如图4所示，栓钉包括管体51，管体51的两个端口中分别安装可活动的螺丝钉52和顶针54，在螺丝钉52和顶针54之间安装有弹簧53，拧动螺丝钉52在管体51内的螺纹上向内转动时会压缩弹簧53，使弹簧53产生弹力，弹力带动顶针54向前移动。将栓钉一一对应地插入两个相对的导轨中时，一一对应的栓钉的顶针54一端均朝向框架内部，螺丝钉52的一端朝向外部，通过拧动对应的栓钉的螺丝钉52产生压力，推动顶针54夹紧两个导轨中间放置的过渡热沉7，从而对过渡热沉7进行定位与固定。

为了防止放入导轨的栓钉2向外移动，致使定位过渡热沉7不准确，管体51位于顶针54的一端设置凸起55；栓钉通过凸起55卡在导轨4内，带动栓钉在导轨内滑动，同时栓钉不易滑出导轨4。

在实施过程中，如图2和3所示，在两个导轨的上部均设置一个通孔6，在两个通孔6中各安装一个栓钉9，栓钉9的顶针54一端朝向轨道内，栓钉9的螺丝钉52一端朝向框架外。当拧动螺丝钉时，产生向下的压力，压紧下方的栓钉，产生封装过渡热沉7和芯片8之间的压力。

为了进一步紧固用于固定过渡热沉的栓钉，在两个导轨4的一侧面上开有一一对应的螺丝孔5，通过螺丝孔5设置紧固栓钉的紧固螺丝钉，通过拧紧紧固螺丝钉，锁住导轨中的栓钉，进而防止过渡热沉发生移位。如图1中所示，用于夹紧两个过渡热沉的栓钉Ⅰ21、栓钉Ⅱ22、栓钉Ⅲ23、栓钉Ⅳ24分别使用禁固螺丝钉Ⅰ31、螺丝钉Ⅱ32、螺丝钉Ⅲ33、螺丝钉Ⅳ34来固定。

为了达到更好的紧固防止移动的效果，在加工过渡热沉时，在过渡热沉的两侧各加工出一个凹陷57，同时在顶针54朝向框架内的一端设置于尖头56，尖头56的形状与需要固定的过渡热沉7的两侧设置的凹陷57相配合，顶针的尖头可以顶住凹陷，防止过渡热沉发生移动，达到精确定位。

在上述实施过程中，除却用于产生压力的两个栓钉外，其余栓钉的数目根据过渡热沉的数目来决定，每个过渡热沉使用两个栓钉来固定，每个栓钉配置一个紧固螺丝钉。

本发明的夹具使用如下：

在封装半导体激光器叠阵时，过渡热沉两边有凹槽，用框架左右两边的栓钉固定半导体激光器叠阵过渡热沉，第一个过渡热沉被两侧的栓钉牢牢卡住，可使过渡热沉定位，以防过渡热沉移动。在框架的上面有紧固螺丝钉可以锁紧导轨中的栓钉，以防栓钉移动。固定好一个热沉后，便可以在热沉上安放半导体激光器列阵芯片（bar条）。芯片安放好之后，再安装第二个过渡热沉，第二个过渡热沉用两个栓钉牢牢卡住，然后用紧固螺丝钉锁紧，再安放第二个芯片。依次类推，便可以依次组装多个过渡热沉和芯片。根据需要，可以进行多个芯片的封装。封装完所需要的芯片个数后，利用框架上部的产生压力的两个栓钉压住框架两边的两排栓钉。因为烧结时芯片和过渡热沉之间需要一定的压力，调节上部产生压力的两个栓钉便可得到所需的压力，同时还保证在烧结的过程中过渡热沉和列阵芯片不会移动。

本发明可以达到以下效果：

（1）实现在封装过程中对过渡热沉的定位与固定，在封装中不会因为移动而使过渡热沉和芯片移位。

（2）通过调节栓钉，可以实现对过渡热沉的精确定位，定位之后，可以利用紧固螺丝钉使过渡热沉位置锁紧。

（3）可以减少人员操作造成的误差，提高封装的成品率与可靠性。

（4）可以根据需要对不同芯片个数的叠阵进行封装。

（5）可以实现封装过程中过渡热沉和芯片之间压力的调节。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于半导体激光器叠阵封装的夹具，其特征在于：包括两条固定在固定板上的导轨和用于固定两条导轨中间放置的过渡热沉（7）的栓钉，所述栓钉一一对应的安装在两条导轨的轨道（4）上，所述栓钉至少包括两个，所述栓钉包括管体（51），在管体（51）的两端分别安装可活动的螺丝钉（52）和顶针（54），拧动螺丝钉（52）时顶针（54）向前移动，所述一一对应的两个栓钉的顶针均朝向两条导轨中间；

所述两个导轨的一个侧面上开有一一对应的螺丝孔（5），通过螺丝孔（5）设置紧固栓钉的紧固螺丝钉；

所述轨道和固定板设置为框架结构，所述框架至少包括三条边，并且相对的两条边为内部中空、两侧开口的管状体，管状体的两侧开口和内部中空区域形成导轨，两个导轨的轨道（4）中放置一一对应的栓钉；

所述栓钉至少包括4个，两个导轨的轨道上部分别安装一个用于向卡在轨道内施加压力的栓钉，所述施加压力的栓钉顶针（54）朝下、螺丝钉（52）朝上；

在封装半导体激光器叠阵时，用框架左右两边的栓钉固定半导体激光器叠阵过渡热沉（7），第一个过渡热沉（7）被两侧的栓钉牢牢卡住，使过渡热沉（7）定位，在框架的上面有紧固螺丝钉锁紧导轨中的栓钉；固定好一个过渡热沉（7）后，在过渡热沉（7）上安放半导体激光器列阵芯片（8），列阵芯片（8）安放好之后，再安装第二个过渡热沉（7），第二个过渡热沉（7）用两个栓钉牢牢卡住，然后用紧固螺丝钉锁紧，再安放第二个列阵芯片；依次类推；封装完所需要的列阵芯片个数后，利用框架上部两个栓钉压住框架两边的两排栓钉。

2.根据权利要求1所述的用于半导体激光器叠阵封装的夹具，其特征在于：所述栓钉管体（51）内还安装有位于螺丝钉（52）和顶针（54）中间的弹簧（53），拧动螺丝钉（52）时弹簧（53）压缩带动顶针（54）向前移动，所述管体（51）安装顶针（54）的一端的外侧具有将栓钉卡在轨道内的凸起（55）。

3.根据权利要求1所述的用于半导体激光器叠阵封装的夹具,其特征在于：所述顶针（54）朝向框架内的一端设置为尖头（56），尖头（56）的形状与需要固定的过渡热沉（7）的两侧设置的凹陷（57）相配合。

4.根据权利要求1所述的用于半导体激光器叠阵封装的夹具,其特征在于：所述框架由铜或铝或不锈钢制成。