[實(shí)用新型]一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉疊片的焊接裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720166480.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-23
• 公開（公告）號(hào): CN206795017U
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳玲玉;郭鐘寧;陳龍;于兆勤;李遠(yuǎn)波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K11/02
• 分類號(hào): B23K11/02;B23K101/40
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及微機(jī)械加工領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉疊片的焊接裝置。

背景技術(shù)

高功率半導(dǎo)體激光器在工業(yè)、醫(yī)療、軍事及顯示領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用，而隨著其應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)展，對(duì)半導(dǎo)體激光器的輸出光功率的要求也越來越高，這也相應(yīng)的帶來高的耗散功率。如果不及時(shí)消除因耗散功率所轉(zhuǎn)化的熱量，勢(shì)必引起勢(shì)必造成結(jié)溫升高，從而使激光器的閾值電流升高，效率降低，激光波長(zhǎng)發(fā)生嚴(yán)重溫漂，更致命的是使激光器的壽命下降。目前應(yīng)用于高功率半導(dǎo)體激光器散熱的主要是液體冷卻的微通道熱沉。

液體冷卻的微通道熱沉通常是由五層形態(tài)各異的薄片組成，如圖1所示。五層薄片通常可以由線切割、電化學(xué)刻蝕等方法獲得，然后焊接成一個(gè)內(nèi)部具有微通道的熱沉。然而五層薄片的焊接質(zhì)量很難保證，故對(duì)制備具有良好焊接質(zhì)量的微通道熱沉的焊接技術(shù)提出了需求。

焊接熱沉薄片的方法主要包括擴(kuò)散焊和真空釬焊等。

擴(kuò)散焊的原理如圖2所示，在一定的溫度和壓力作用下，使母材與合材相互靠近，局部發(fā)生塑性變形，原子間產(chǎn)生相互擴(kuò)散，在界面處形成新的擴(kuò)散層，從而實(shí)現(xiàn)可靠連接的過程。

真空釬焊過程基本原理如圖3所示，在真空爐中，采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔融溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。

擴(kuò)散焊熱循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)率低。因?yàn)槠浔旧硎强吭又g的擴(kuò)散形成金屬鍵，從而實(shí)現(xiàn)連接的，周期比較長(zhǎng)，而且不一定均勻穩(wěn)定。

真空釬焊對(duì)焊接表面制備和裝配要求較高，對(duì)結(jié)合表面要求特別嚴(yán)格。一次性投入比較大，維修費(fèi)用很高。釬焊前預(yù)抽真空以及在冷卻時(shí)需花費(fèi)大量時(shí)間，在真空中的熱量傳遞比較困難，因此生產(chǎn)周期長(zhǎng)。

因此，無論是擴(kuò)散焊還是真空釬焊，都不能滿足生產(chǎn)要求，而且焊接可能不均勻，造成虛焊、假焊等問題。再者，這些焊接方式加熱時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，成本高。

綜上所述，現(xiàn)有的焊接方式焊接不均勻，加熱時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，成本高，導(dǎo)致不能滿足生產(chǎn)要求是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉疊片的焊接裝置，用于解決現(xiàn)有的焊接方式焊接不均勻，加熱時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，成本高，導(dǎo)致不能滿足生產(chǎn)要求的技術(shù)問題。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉疊片的焊接裝置，包括：熱沉疊片、上電極塊、下電極塊、電源、檢測(cè)模塊；

所述熱沉疊片夾緊于所述上電極塊與所述下電極塊之間；

所述電源連接所述上電極塊與所述下電極塊，用于通過所述上電極塊與所述下電極塊加載電流至所述熱沉疊片；

所述檢測(cè)模塊與所述熱沉疊片對(duì)齊，用于檢測(cè)所述熱沉疊片的接觸面之間是否為熔融狀態(tài)或者塑性狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述熱沉疊片具體為五層熱沉疊片。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例還包括移動(dòng)模組、伺服電機(jī)；

所述上電極塊固定于所述移動(dòng)模組，

所述伺服電機(jī)連接所述移動(dòng)模組，用于通過控制所述移動(dòng)模組移動(dòng)將所述上電極塊壓緊于所述熱沉疊片，使得所述熱沉疊片夾緊于所述上電極塊與所述下電極塊之間。

優(yōu)選地，本實(shí)用新型實(shí)施例還包括定位銷；

所述定位銷穿過所述熱沉疊片與所述下電極塊固定連接，用于將所述熱沉疊片固定于所述下電極塊。

優(yōu)選地，所述上電極塊還包括凸臺(tái)；

所述凸臺(tái)設(shè)置于所述上電極塊的正方形凸起，用于頂住所述熱沉疊片。

優(yōu)選地，所述上電極塊還包括定位孔；

所述定位孔與所述定位銷固定連接，用于固定所述定位銷。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體激光器微通道熱沉疊片的焊接裝置的使用方法，包括：

將熱沉疊片壓緊至電極之間；

加載電流至所述電極，使得所述電流通過所述熱沉疊片；

檢測(cè)所述熱沉疊片的接觸面之間是否為熔融狀態(tài)或者塑性狀態(tài)，若是，則結(jié)束所述電流的加載，持續(xù)夾緊熱沉疊片預(yù)設(shè)時(shí)間后，釋放電極，取出熱沉疊片。

優(yōu)選地，所述電極包括上電極塊和下電極塊，所述將熱沉疊片壓緊至兩電極之間包括：

通過定位銷將熱沉疊片固定于所述下電極塊；

通過伺服電機(jī)控制所述上電極塊將所述熱沉疊片夾緊于所述上電極塊與所述下電極塊之間。