CN216598388U

CN216598388U - 一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构

Info

Publication number: CN216598388U
Application number: CN202122999118.8U
Authority: CN
Inventors: 苗祺壮; 方俊; 晁代章
Original assignee: Wuhan Unicell Technologies Co ltd
Current assignee: Wuhan Unicell Technologies Co ltd
Priority date: 2021-12-01
Filing date: 2021-12-01
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2031-12-01

Abstract

本实用新型一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，包括：盒体和多个固定块，其中：盒体，其上设有多个台阶面；固定块，一所述固定块焊接在一所述台阶面上，以解决现有的高功率激光器的生产成本高昂和次品率高的技术问题。

Description

一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构

技术领域

本实用新型涉及高功率激光器领域，具体涉及一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构。

背景技术

中国专利CN201810724714.5公开了一种多单管大功率半导体激光器封装结构及激光器，该封装结构包括开设有封装槽的基壳，封装槽槽底的中心区域且沿X轴方向上一体成型有多个第一台阶，以实现封装壳体的一体化设计，减少物料成本和生产成本；另外，各第一台阶的台面在Z轴方向上的高度沿X轴的正方向依次逐渐减小，两组COS组件背对背设于对应的第一台阶台面上，各发光单元发出的光转为准直平行光后在封装槽内聚合再被引入到封装槽外的光路耦合组件进行聚焦耦合，显然，该发明中激光器形成了新的光路和电热力平衡，体积大大缩小，集中散热利于控制整体温度，光束的后续耦合对发光单元的影响小，激光输出功率大且性能更稳定；

采用该实用新型虽然可以解决现有技术中存在的多单管大功率半导体激光器封装结构的体积大，散热性不佳以及物料成本和生产成本高的技术问题，但是，用以安装光芯片、FAC、SAC和反射镜的固定块通常采用的是一体成型在盒体内的，采用此种方式的固定连接，对于其加工工艺要求较高，通常采用的是 CNC数控机床进行加工，从而使得固定块一体成型在盒体内，但是采用CNC加工会存在一定的问题：

1、加工及质量管控难度很大，特别是最关键的放置光芯片的固定座的那个面。一旦这一二十个(多)光路结构中其中有一个台阶特征出现质量问题(不能满足设计要求)，则整个封装外壳就功能失效报废，报废成本很高。现有结构精度要求高的台阶在壳体内部，出现质量问题，很不方便返修，也很难返修成功；

2、为了贴装光芯片工艺及芯片工作的可靠性，固定块的台阶面需要镀金 (先镀镍3～8微米，再镀99.9％的金0.3～0.8μm)。从功能角度考虑，无氧铜盒体其它面只需要镀镍(主要目的是保护无氧铜底座耐腐蚀)，但是由于固定块的台阶面质量要求很高，目前行业内电镀工艺只能将无氧铜盒体整体镀镍镀金，来确保产品质量及可靠性，如果采用遮蔽其它面来局部镀固定块的台阶面，很难保证固定块的台阶面质量及严重导致其他面出现质量不良，不能量产。如果一旦批量质量问题报废，损失很大目前业内对盒体整体镀镍、镀金来保证封装外壳的质量稳定性和可靠性；

3、无氧铜材料价格行情为60～90元/KG，无氧铜密度8.9克/立方厘米，热导率390W/m.K。整体用无氧铜来制作加工底座，材料成本也比较高。如果底座能采用热导率比无氧铜稍差一些的铝合金6061(20～30元/KG，密度2.7克/ 立方厘米，热导率180W/m.K)来制做，材料成本会下降60％以上。但是由于芯片工作对芯片贴装面散热要求太高，就要求芯片贴装位置用热导率很好的无氧铜材料来做；

为此，急需解决现有问题。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型之目的在于提供一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，以解决现有的高功率激光器的生产成本高昂和次品率高的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，包括：盒体和多个固定块，其中：

盒体，其上设有多个台阶面；

固定块，一所述固定块焊接在一所述台阶面上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盒体上还固定设有多个限位块，一所述限位块设置在一所述台阶面处，所述固定块与所述限位块相互抵接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盒体采用铝合金材料制成，所述固定块采用无氧铜加工制成。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述固定块的外表面上依次设有镀镍层和镀金层。

作为上述技术方案的进一步描述：

镀镍层和镀金层采用电镀的方式设置在所述固定块的外表面上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盒体上固定设有安装座。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述盒体的拐角处采用倒圆角设计。

作为上述技术方案的进一步描述：

该安装结构运用于高功率激光器领域。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

(一)对于盒体其台阶面加工较为简单，使用CNC数控机床进行加工容易保证底座的质量，把精度要求高的部分集中在固定块上(尺寸规格比盒体小很多)，如经过检验发现不良，返修也相对改进前的结构容易，即使无法返修导致报废，单个固定块成本比较低，不良的固定块就不用焊接到台阶面上去，最终可以达到提高成品率的目的。

(二)采用上述方法虽然能够达到提高成品率的目的，但是固定块在焊接在台阶面上时，需要保证固定块的位置精度，否则会导致该高功率激光器的使用，通过设置限位块起到限位的作用，从而可以使得固定块能够有效的安装在预期的位置，保证成品的高功率激光器的正常使用。

(三)盒体采用铝合金材质制成，材料成本可降低，盒体的台阶面容易加工，精度要求及质量要求没有固定块上的台阶要求高，质量也容易保证，不容易造成报废，盒体综合成本相对低很多。

(四)改进结构后只需要对固定块镀镍镀金，铝合金(耐腐蚀性强，不容易生锈)盒体不需要镀镍镀金，这样高功率激光器的镀金成本比原有结构(整体镀金)镀金成本可降低(镀金成本和需要镀金的表面积正相关)。

(五)为了保证贴装光芯片工艺及芯片工作的可靠性，往往需要在固定块上镀镍镀金，但是，在固定块上的镀镍层和镀金层需要保证其厚度均匀才能使得该激光器能够正常使用，通过采用电镀的方式可以实现镀镍层和镀金层能够均匀的分布在固定块的外表面上，从而不会影响后续光芯片的安装。

附图说明

图1是本实用新型一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构的立体图；

图2是本实用新型一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构的盒体的立体图；

图3是本实用新型一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构的固定块的立体图。

图中：1、盒体；11、台阶面；12、限位块；13、安装座；2、固定块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

本实用新型提供一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，包括：盒体 1和十二个固定块2，其中：

盒体1，采用铝合金材料制成，请参阅图2所示，其上设有十二个台阶面11，每一个台阶面11的前后两侧均固定设有两个限位块12，盒体1 的前后两侧固定设有四个安装座13。

固定块2，采用无氧铜加工制成，请参阅图3所示，并且结合图1所示，其上设有多个阶梯面，多个阶梯面用以安装光芯片、FAC、SAC和反射镜，由于本申请保护的不是该激光器的结构本身，而是保护固定块2和盒体1的连接方式及其选材从而能够带来成本的最低化和成品率的提高，就固定块2以及其上的光芯片、FAC、SAC和反射镜这些零部件可以参见背景技术中的对比文件，在此处不做过多陈述。

以下介绍本实用新型的安装方式：

采用CNC数控机床对盒体1和固定块2进行加工，使其形成如图所示的形状，然后，取出十二个固定块2，使得每个固定块2设置在盒体1的一个台阶面11上，固定块2的两端分别与限位块12抵接，最后，通过激光将固定块2焊接在盒体1的台阶面11上，依次将十二个固定块2焊接在盒体1的台阶面11上，从而形成图1所示的形状。

工作原理：对于盒体1其台阶面11加工较为简单，使用CNC数控机床进行加工容易保证底座的质量，把精度要求高的部分集中在固定块2上 (尺寸规格比盒体1小很多)，如经过检验发现不良，返修也相对改进前的结构容易，即使无法返修导致报废，单个固定块2成本比较低，不良的固定块2就不用焊接到台阶面11上去，最终可以达到提高成品率的目的。

此外，采用上述方法虽然能够达到提高成品率的目的，但是固定块2 在焊接在台阶面11上时，需要保证固定块2的位置精度，否则会导致该高功率激光器的使用，通过设置限位块12起到限位的作用，从而可以使得固定块2能够有效的安装在预期的位置，保证成品的高功率激光器的正常使用。

接着，盒体1采用铝合金材质制成，材料成本可降低，盒体1的台阶面11容易加工，精度要求及质量要求没有固定块2上的台阶要求高，质量也容易保证，不容易造成报废，盒体1综合成本相对低很多。

最后，改进结构后只需要对固定块2镀镍镀金，铝合金(耐腐蚀性强，不容易生锈)盒体1不需要镀镍镀金。这样高功率激光器的镀金成本比原有结构(整体镀金)镀金成本可降低(镀金成本和需要镀金的表面积正相关)。

实施例2：

在实施例1中，为了保证贴装光芯片工艺及芯片工作的可靠性，往往需要在固定块2上镀镍镀金，但是，在固定块2上的镀镍层和镀金层需要保证其厚度均匀才能使得该激光器能够正常使用，为此，本实用新型给出了另一种优选的实施方案：

一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，镀镍层和镀金层采用电镀的方式设置在所述固定块2的外表面上，在固定块2焊接在盒体1前，对固定块2 进行电镀工艺，然后，再将固定块2焊接在盒体1的台阶面11上。

以下介绍本实用新型的工作方式：

通过采用电镀的方式可以实现镀镍层和镀金层能够均匀的分布在固定块2的外表面上，从而不会影响后续光芯片的安装。

另外，为了优化上述方案，将盒体1的拐角处采用倒圆角设计起到防止刮伤操作人员的手掌的目的。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于，包括：盒体(1)和多个固定块(2)，其中：

盒体(1)，其上设有多个台阶面(11)；

固定块(2)，一所述固定块(2)焊接在一所述台阶面(11)上。

2.根据权利要求1所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：所述盒体(1)上还固定设有多个限位块(12)，一所述限位块(12)设置在一所述台阶面(11)处，所述固定块(2)与所述限位块(12)相互抵接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：所述盒体(1)采用铝合金材料制成，所述固定块(2)采用无氧铜加工制成。

4.根据权利要求3所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：所述固定块(2)的外表面上依次设有镀镍层和镀金层。

5.根据权利要求4所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：镀镍层和镀金层采用电镀的方式设置在所述固定块(2)的外表面上。

6.根据权利要求1所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：所述盒体(1)上固定设有安装座(13)。

7.根据权利要求1所述的一种高功率激光器泵浦源封装外壳安装结构，其特征在于：所述盒体(1)的拐角处采用倒圆角设计。