CN111999631A - 一种半导体激光器芯片的老化夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种半导体激光器芯片的老化夹具,属于半导体老化夹具领域,包括水冷板,水冷板为长方体结构,水冷板上表面固定有COS老化衔接板,COS老化衔接板中部凸起,凸起上固定有电路板,电路板一侧均匀设置有多个用于放置芯片的限位槽;水冷板两端垂直固定设置有多条导向轴,导向轴上套设有压块,压块能够沿导向轴上下移动,导向轴上端固定有夹具固定板;压块上固定有多个探针座,探针座上设置有用于压紧芯片的探针;夹具固定板上设置有夹具,夹具包括夹具本体和伸缩臂,夹具主体固定于夹具固定板上,所述伸缩臂的一端与压块连接。本发明老化时能够快速精准装配,提高工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体激光器芯片的老化夹具,属于半导体老化夹具技术领域。
背景技术
半导体激光器由于体积小、重量轻、转换效率高、使用寿命长等优点,在医疗、显示、泵浦、工业加工等领域有广泛的应用。近年来,随着半导体材料外延生长技术、半导体激光波导结构优化技术、腔面钝化技术、高稳定性封装技术、高效散热技术的飞速发展,特别是在直接半导体激光工业加工应用以及大功率光纤激光器抽运需求的推动下,具有高功率、高光束质量的半导体激光器飞速发展,为获得高质量、高性能的直接半导体激光加工设备以及高性能大功率光纤激光抽运源提供了光源基础。
为了获得高功率输出,达到良好的散热要求是至关重要的,但是半导体激光器的老化,是生产厂家产品出厂之前必须经过的一道生产检验流程,经过老化筛选后的激光器才能确保其质量及使用寿命。
传统的激光器老化筛选的方法很多,如中国专利文件CN 101872936A公开了提供一种“半导体激光器的老化夹具”,包括:一主体,该主体为一印刷电路板,在该主体的中间开有一凹槽,该主体中间的凹槽是方形、条形或T字形,该主体上面的凹槽的两侧开有螺孔,该螺孔与盖板上的圆孔对应;一带有激光器的热沉,该热沉位于该凹槽内;其中还包括一盖板,该盖板用于封盖住该热沉,该盖板上面的两侧开有圆孔,用于通过螺丝将盖板固定在主体上。该专利申请只能单次装一只激光器,一个夹具老化一只激光器,老化效率低。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种半导体激光器芯片的老化夹具,老化时能够快速精准装配,提高工作效率。
术语说明:
COS(chip on submount):是指封装在次热沉上的激光器芯片;为了使文字表达简洁明了,本发明中均使用COS这一专业术语。
本发明采用以下技术方案:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,包括水冷板,所述水冷板为长方体结构,所述水冷板上表面固定有COS老化衔接板,所述COS老化衔接板中部凸起,所述凸起上固定有电路板,电路板一侧均匀设置有多个用于放置芯片的限位槽,限位槽的个数为n个,n≥2,可放置多个芯片,限位槽的大小可根据芯片大小设置,方便老化不同规格的芯片;此处的电路板可以将n个芯片串联在一起老化,不必再上端焊接密密麻麻的电线,节省了大量的时间;
所述水冷板两端垂直固定设置有多条导向轴,所述导向轴上套设有压块,所述压块能够沿导向轴上下移动,所述导向轴上端固定有夹具固定板;
所述压块上固定有多个探针座,可通过螺丝孔固定,探针座的个数优选为n个,与限位槽的个数相等,探针座上设置有用于压紧芯片的探针,每个探针座上可固定多个探针,优选为4个,用于均匀的压紧芯片;本发明可根据半导体激光器的大小,对探针座设置探针的数量和探针之间的间距进行调节,从而调控压紧位置,实现精确压紧。
所述夹具固定板上设置有夹具,夹具包括夹具本体和伸缩臂,夹具主体固定于夹具固定板上,所述伸缩臂的一端与压块连接,通过伸缩臂的伸缩,压块跟随伸缩臂一起运动,带动压块上的探针向下运动压紧芯片。
优选的,所述电路板设置限位槽的一侧与COS老化衔接板的凸起的一个边对齐,即芯片与COS老化衔接板的凸起的一个边对齐,芯片出光时有角度,凸起是为了避免出光时光路打到COS老化衔接板上,影响老化效果。
优选的,所述水冷板上表面设置有螺丝孔,用于与COS老化衔接板、导向轴固定连接,优选通过螺丝连接,所述水冷板的内部沿其长度方向设置有循环水道,循环水道的面积可最大化,即最大限度占据水冷板内部空间,利于半导体激光器散热,通过压块压紧多个芯片,热量被循环水道内的循环水带走,节省了老化时间,提高了工作效率。
优选的,所述导向轴为4个,均匀分布于水冷板的两端。
优选的,所述压块的上表面沿其长度方向设置有一长槽,所述探针座上设置有用于嵌入长槽的限位凸起,所述探针座上设置有多个用于固定探针的探针孔。
优选的,所述水冷板的材料为铝,铝的热传导率为237w/(m˙k),可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率,同时铝的性价比较高。
进一步优选的,COS老化衔接板的材料为铜,优选为紫铜,紫铜的热传导率为393w/(m˙k),可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率。
进一步优选的,所述压块的材料为不锈钢,不锈钢材料制成的压块不但具有良好的耐腐蚀性,在很宽温度范围内的强韧性,提高使用寿命。
进一步优选的,所述探针座的材料为聚四氟乙烯。
进一步优选的,夹具固定板的材料为不锈钢,不锈钢材料制成的夹具固定板不但具有良好的耐腐蚀性,在很宽温度范围内的强韧性,提高使用寿命。
本发明未详尽之处,均可采用现有技术。
本发明的有益效果为:
1)本发明在需要老化半导体激光器芯片时,将若干半导体激光器芯片分别放入电路板各个限位槽中,夹具下压,带动压块上的探针压紧芯片,实现芯片老化,操作简单,一次可老化多个芯片,且通过导向轴的导向作用,能够快速精准装配,提高工作效率。
2)本发明的电路板可将多个芯片串联在一起老化,不必再上端焊接密密麻麻的电线,节省了大量时间;
3)本发明的水冷板采用铝材料,铝的热传导率为237w/(m˙k),可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率,同时铝的性价比较高,COS老化衔接板采用铜材料制成,可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率。
附图说明
图1为本发明的半导体激光器芯片的老化夹具立体结构示意图;
图2为图1的爆炸图;
图3为本发明的电路板的结构示意图;
图4为本发明的压块的结构示意图;
图5为本发明的探针座的结构示意图;
图6为本发明的水冷板、压块、探针座、探针、芯片的配合关系示意图;
图中,1、水冷板,1-1、循环水道,2、COS老化衔接板,3、电路板,4、限位槽,5、导向轴,6、压块,6-1、长槽,7、夹具固定板,8、探针座,8-1、螺丝孔,8-2、探针孔,8-3、限位凸起,9、探针,10、夹具,10-1、夹具本体,10-2、伸缩臂。
具体实施方式:
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述,但不仅限于此,本发明未详尽说明的,均按本领域常规技术。
实施例1:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,如图1~6所示,包括水冷板1,水冷板1为长方体结构,水冷板1上表面固定有COS老化衔接板2,COS老化衔接板2中部凸起,其截面为“凸”字形结构,凸起上固定有电路板3,电路板3一侧均匀设置有多个用于放置芯片的限位槽4,如图3所示,本实施例中限位槽4的个数为15个,可放置15个芯片,此处的电路板3可以将15个芯片串联在一起老化,不必再上端焊接密密麻麻的电线,节省了大量的时间;
水冷板1两端垂直固定设置有多条导向轴5,导向轴5上套设有压块6,压块6能够沿导向轴5上下移动,导向轴5上端固定有夹具固定板7;
压块6上固定有多个探针座8,可通过螺丝孔8-1固定,探针座8的个数为15个,与限位槽4的个数相等,探针座8上设置有用于压紧芯片的探针9,每个探针座8上可固定多个探针9,通过探针孔8-2固定,本实施例中探针9数量为4个,用于均匀的压紧芯片。
夹具固定板7上设置有夹具10,夹具10包括夹具本体10-1和伸缩臂10-2,夹具主体10-1固定于夹具固定板7上,伸缩臂10-2的一端与压块6固定连接,通过伸缩臂10-2的伸缩,压块6跟随伸缩臂10-2一起运动,带动压块上的探针9向下运动压紧芯片。
实施例2:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,其结构如实施例1所示,所不同的是,电路板3设置限位槽的一侧与COS老化衔接板2的凸起的一个边对齐,即芯片与COS老化衔接板的凸起的一个边对齐,芯片出光时有角度,凸起是为了避免出光时光路打到COS老化衔接板上,影响老化效果。
实施例3:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,其结构如实施例1所示,所不同的是,水冷板1上表面设置有螺丝孔,用于与COS老化衔接板2、导向轴5固定连接,均通过螺丝连接,水冷板1的内部沿其长度方向设置有循环水道1-1,如图2所示,循环水道的面积可最大化,即最大限度占据水冷板内部空间,利于半导体激光器散热,通过压块压紧多个芯片,热量被循环水道内的循环水带走,节省了老化时间,提高了工作效率。
实施例4:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,其结构如实施例1所示,所不同的是,导向轴5的数量为4个,均匀分布于水冷板1的两端;
水冷板1的材料为铝,铝的热传导率为237w/(m˙k),可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率,同时铝的性价比较高。
实施例5:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,其结构如实施例1所示,所不同的是,如图4所示,压块6的上表面沿其长度方向设置有一长槽6-1,如图5所示,探针座8上设置有用于嵌入长槽的限位凸起8-3,探针座8上设置有多个用于固定探针的探针孔8-2。
实施例6:
一种半导体激光器芯片的老化夹具,其结构如实施例1所示,所不同的是,COS老化衔接板2的材料为紫铜,紫铜的热传导率为393w/(m˙k),可以保证半导体激光器在老化时尽快把热量散去,提高半导体激光器的散热效率。;
压块6及夹具固定板7的材料均为不锈钢,不锈钢材料不但具有良好的耐腐蚀性,在很宽温度范围内的强韧性,提高使用寿命;
探针座8的材料为聚四氟乙烯。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,包括水冷板,所述水冷板为长方体结构,所述水冷板上表面固定有COS老化衔接板,所述COS老化衔接板中部凸起,所述凸起上固定有电路板,电路板一侧均匀设置有多个用于放置芯片的限位槽;
所述水冷板两端垂直固定设置有多条导向轴,所述导向轴上套设有压块,所述压块能够沿导向轴上下移动,所述导向轴上端固定有夹具固定板;
所述压块上固定有多个探针座,探针座上设置有用于压紧芯片的探针;
所述夹具固定板上设置有夹具,夹具包括夹具本体和伸缩臂,夹具主体固定于夹具固定板上,所述伸缩臂的一端与压块连接。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述电路板设置限位槽的一侧与COS老化衔接板的凸起的一个边对齐。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述水冷板上表面设置有螺丝孔,用于与COS老化衔接板、导向轴固定连接,所述水冷板的内部沿其长度方向设置有循环水道。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述导向轴为4个,均匀分布于水冷板的两端。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述压块的上表面沿其长度方向设置有一长槽,所述探针座上设置有用于嵌入长槽的限位凸起,所述探针座上设置有多个用于固定探针的探针孔。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述水冷板的材料为铝。
7.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,COS老化衔接板的材料为铜,优选为紫铜。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述压块的材料为不锈钢。
9.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,所述探针座的材料为聚四氟乙烯。
10.根据权利要求1所述的半导体激光器芯片的老化夹具,其特征在于,夹具固定板的材料为不锈钢。
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