[發明專利]一種壓力均勻且可調的半導體激光器多管芯燒結夾具及燒結方法

有效

• 申請號: 201811234529.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN111092365B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉成成;開北超;邵慧慧;于果蕾;徐現剛
• 申請（專利權）人: 山東華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

本發明涉及一種壓力均勻且可調的半導體激光器多管芯燒結夾具及燒結方法，屬于半導體光電子技術領域，該夾具包括固定于激光器管殼上的限位塊，所述限位塊的上下表面對應設置有與激光器管殼相同的多級臺階，所述限位塊上設置有多個限位孔，每個限位孔內設置有與其相配合的壓塊，每個限位塊與壓塊之間設置有彈性部件。本發明利用多個彈性部件的伸縮對壓塊施加壓力，通過保證伸縮量相同來確保壓力均勻一致，通過調節彈性部件的伸縮量大小可以調節壓力大小，實現了壓力的一致性和可調節性，既可以保證焊料厚度的一致性也可以避免壓壞芯片。

技術領域

本發明涉及一種壓力均勻且可調的半導體激光器多管芯燒結夾具及燒結方法，屬于半導體光電子技術領域。

背景技術

由于半導體激光器具有體積小、重量輕、轉換效率高、壽命長、波長覆蓋范圍廣等優點，廣泛應用于工業、醫療、通訊和軍事等領域，逐步取代了傳統氣體和固體激光器。近年來，隨著工業加工、醫療、激光打印等領域的發展，對高功率半導體激光器的需求也在逐年增加。

目前，由于半導體激光器Chip on Submount(COS)材料生長和制作工藝水平的進步，單芯片功率已達近20W，但是仍然無法滿足工業生產對高功率激光的需求，為了得到高功率半導體激光輸出，只能通過增加芯片數量的方法來實現。在高功率半導體激光器生產中芯片的燒結是非常重要和基礎的工序之一，燒結質量及一致性不僅影響光路耦合效率也會影響器件散熱能力，從而影響產品使用壽命。

中國專利文獻CN204680901U提出了一種半導體激光器多芯片燒結夾具，該燒結夾具包括主體、下壓條、上壓條、帶有壓柱的頂塊和彈簧，所述下壓條和上壓條上均有分布均勻的孔，分別用于限定頂塊壓柱和給進螺絲，彈簧套在頂塊壓柱上，主體底面有激光器限位槽。該方法的不足之處是，通過給進螺絲來對COS進行加壓，一是在轉動給進螺絲時壓柱下端容易晃動，影響COS對位方向一致性，二是無法控制下壓力度的大小，影響COS高度的一致性。

中國專利文獻CN107196185A提出了一種半導體激光器燒結夾具，該夾具包括底座、安裝在所述底座上的限位組件、與限位組件連接的若干壓桿、以及設置在所述底座上的彈性件。壓桿壓靠在所述彈性件上，壓桿包括橫向條及自橫向條的一端延伸的下壓條；壓桿樞接在所述限位組件上，限位組件包括固定在底座上的限位座、安裝在所述限位座上的限位條、及穿設在所述限位座上的鎖定軸。通過彈性件定壓壓桿的一側，使壓桿的另一端的下壓條以適當的壓力降半導體激光器的主芯片按壓在散熱器上。該方法的不足之處在于作用在半導體激光器主芯片上的壓力無法調節，主芯片無法進行精確定位，且該夾具體積大、結構復雜。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種壓力均勻且可調的半導體激光器多管芯燒結夾具及燒結方法，利用多個彈性部件的形變對壓塊施加壓力，通過保證形變相同來確保壓力均勻一致，通過調節彈性部件的彈力可以調節壓力大小。

本發明采用以下技術方案：

一方面，本發明提供一種壓力均勻且可調的半導體激光器多管芯燒結夾具，包括固定于激光器管殼上的限位塊，所述限位塊的上下表面對應設置有與激光器管殼相同的多級臺階，所述限位塊上設置有多個限位孔，每個限位孔內設置有與其相配合的壓塊，限位孔的尺寸與COS尺寸相匹配，將COS通過限位孔上端放入，在限位孔內不晃動，多個限位孔可以對COS方向和位置的一致性進行限位，也可以對壓塊進行限位，每個限位塊與壓塊之間設置有彈性部件。

本發明的燒結夾具是針對激光器管殼中包括多級臺階的結構而設計的，多級臺階具有使多路激光可以均勻的排列在透鏡表面等諸多優點；

本發明中，每級臺階上優選均設置有限位孔，限位塊的多級臺階既能對芯片進行限位，限位塊的多級臺階和激光器管殼的多級臺階對應設置又能保證每個壓塊作用在芯片上的壓力相同，同時，多個壓塊質量相同，限位塊與壓塊之間可以采用相同的彈性部件保證對COS的壓力均勻一致，可以通過調整彈性部件的彈性系數或拉伸長度調節壓力。