一种平面阵列激光器封装定位装置

摘要

本发明公开了一种平面阵列激光器封装定位装置，结构中包括基座、设置于基座上的限定激光器芯片和热沉、次热沉的定位装置，关键在于所述的基座为U型，所述的定位装置包括设于基座两侧臂上的竖直方向压紧装置和设于基座两端的带有调节机构的水平定位装置。采用这种平面阵列激光器封装定位装置，实现了激光器芯片和热沉、次热沉一次定位和烧焊，简化了封装工艺步骤，提高了定位精度、封装效率及产品的可靠性。

权利要求

1.一种平面阵列激光器封装定位装置，结构中包括基座(1)、设置于基座(1)上的限定激光器芯片(13)、热沉(14)和次热沉(15)的定位装置，其特征在于：所述的基座(1)为U型，所述的定位装置包括设于基座(1)两侧臂(10)上的竖直方向压紧装置和设于基座(1)两端的带有调节机构的水平定位装置；

所述的水平定位装置包括基座(1)上的定位台(5)、设置在定位台(5)两侧并分别与定位在基座(1)两端的调节顶丝(6)连接的定位块I(2)和定位块II(3)，定位块I(2)用来定位激光器芯片(13)和热沉(14)，保证二者在水平方向紧密配合，定位块II(3)用来定位次热沉(15)，使其定位于激光器芯片(13)和热沉(14)构成的平面上的合适位置，定位块I(2)、定位块II(3)借助于基座(1)上对称设置的梯形压紧板(7)锁定，梯形压紧板(7)通过螺钉紧固于基座(1)上，所述的调节顶丝(6)的螺纹间距不大于0.25mm；

所述的竖直方向压紧装置包括限位块(4)和定位在基座(1)两侧臂(10)上，并借助于限位柱(11)、弹簧(12)和调节螺栓(9)竖直向下压紧的弹簧片(8)，限位块(4)压于次热沉(15)上表面，弹簧片(8)与调节螺栓(9)固定连接并随着调节螺栓(9)的旋进向下移动、与限位柱(11)和弹簧(12)相配合在竖直方向上压紧限位块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种平面阵列激光器封装定位装置，其特征在于：所述的限位块(4)的粗糙度不大于1.6μm。

3.根据权利要求1所述的一种平面阵列激光器封装定位装置，其特征在于：所述的弹簧片(8)与调节螺栓(9)固定连接，采用不锈钢材质。

说明书

一种平面阵列激光器封装定位装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种激光器生产装置，特别涉及一种平面阵列激光器封装定位装置。

背景技术

[0002] 半导体激光器具有体积小、重量轻、转换效率高、价格便宜等优点，在远程传感、光谱分析、军事、航空等领域的全激光系统中应用较为广泛，主要用来泵浦各种各样的固体激光介质。

[0003] 平面阵列激光器主要应用在侧面泵浦的固体激光器中，在实际应用中，要求半导体激光器能够稳定、可靠工作，其封装工艺对激光器可靠性起着极其重要的作用。激光器芯片的封装包括定位和烧焊两步工序，目前，在激光器芯片批量封装中，烧焊前的定位工序普遍是个弱点。而对于平面阵列激光器来说，现有的封装工艺步骤是先将激光器芯片、热沉进行定位并烧焊形成芯组，然后将芯组与次热沉定位并再次烧焊形成阵列。

[0004] 上述封装工艺步骤的缺点是：1、包含两次定位与两次烧焊，工序繁琐、耗时长、效率低；2、原有的封装定位装置只能采取侧面对齐方式，定位过程中激光器芯片和热沉、次热沉的对位需要花费大量的时间，且单面观察对位精度较低；3、两次烧焊使焊料多次熔化造成阵列开路、污染等问题，并且在二次烧焊过程中使用的助焊剂会造成阵列腔面严重污染，反复清洗又容易造成阵列膜层损伤，进而导致阵列失效，成品率低。以上问题严重影响了平面阵列激光器定位的精度、效率及产品的可靠性。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种平面阵列激光器封装定位装置，采用在U型基座两侧壁上设置竖直方向压紧装置、两端设置带有调节机构的水平定位装置，实现平面阵列激光器封装的一次定位和烧焊。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种平面阵列激光器封装定位装置，结构中包括基座、设置于基座上的限定激光器芯片和热沉、次热沉的定位装置，关键在于所述的基座为U型，所述的定位装置包括设于基座两侧臂上的竖直方向压紧装置和设于基座两端的带有调节机构的水平定位装置。

[0007] 所述的水平定位装置包括基座上的定位台、设置在定位台两侧并分别与定位在基座两端的调节顶丝连接的定位块I和定位块II。定位块I用来定位激光器芯片和热沉，保证二者在水平方向紧密配合；定位块II用来定位次热沉，使其定位于激光器芯片和热沉构成的平面上的合适位置。定位块I、定位块II借助于基座上对称设置的梯形压紧板锁定。

[0008] 所述的竖直方向压紧装置包括限位块和定位在基座两侧臂上，并借助于限位柱、弹簧和调节螺栓竖直向下压紧的弹簧片。限位块压于次热沉上表面，弹簧片与调节螺栓固定连接并随着调节螺栓的旋进向下移动、与限位柱和弹簧相配合在竖直方向上压紧限位块，使平面阵列激光器在烧焊过程中，次热沉和热沉之间存在持续、稳定的压力，保证焊接面形成均匀、良好的浸润。

[0009] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、在U型基座两侧壁上设置竖直方向压紧装置、两端设置带有调节机构的水平定位装置，实现了激光器芯片和热沉、次热沉一次定位和烧焊，从而减少了一次定位与烧焊步骤，简化了工序、提高了效率；2、封装定位装置采用U型基座，从而可通过上方、前方、后方三个观察面检查激光器芯片与热沉、次热沉的对位情况并方便及时调整，保证了高精度的对位；3、封装工艺步骤简化为一次定位和烧焊，避免了两次烧焊使焊料多次熔化造成的阵列开路、污染、失效等问题，提高了成品率。

附图说明

[0010] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0011] 图1是本发明一种平面阵列激光器封装定位装置的俯视图。

[0012] 图2是图1中的A-A剖面示意图。

[0013] 图中，1基座，2定位块I，3定位块II，4限位块，5定位台，6调节顶丝，7梯形压紧板，8弹簧片，9调节螺栓，10侧壁，11限位柱，12弹簧，13激光器芯片，14热沉，15次热沉。

具体实施方式

[0014] 参照图1、图2，本发明一种平面阵列激光器封装定位装置，结构中包括U型基座1，限定激光器芯片13和热沉14、次热沉15的定位装置包括：设于基座1两侧臂10上的竖直方向压紧装置和设于基座1两端的带有调节机构的水平定位装置。

[0015] 参照图1、图2，水平定位装置包括基座1上的定位台5、设置在定位台5两侧并分别与定位在基座1两端的调节顶丝6连接的定位块I 2和定位块II 3。定位块I 2用来定位激光器芯片13和热沉14，保证二者在水平方向紧密配合；定位块II 3用来定位次热沉15，使其定位于激光器芯片13和热沉14构成的平面上的合适位置；定位块I 2、定位块II 3借助于基座1上对称设置的梯形压紧板7锁定，梯形压紧板7通过螺钉紧固于U型基座上。其中，位置调节顶丝6的螺纹间距不大于0.25mm，能够精准地确定定位块I 2和定位块II 3的位置，从而精准定位热沉14和次热沉15在水平方向的位置。

[0016] 参照图1、图2，竖直方向压紧装置包括限位块4和定位在基座1两侧臂10上，并借助于限位柱11、弹簧12和调节螺栓9竖直向下压紧的弹簧片8。限位块4压于次热沉15上表面，弹簧片8与调节螺栓9固定连接并随着调节螺栓9的旋进向下移动、与限位柱11和弹簧12相配合在竖直方向上压紧限位块4，从而使平面阵列激光器在烧焊过程中，次热沉15和热沉14之间存在持续、稳定的压力，保证了焊接面形成均匀、良好的浸润。其中，限位块4的粗糙度不大于1.6μm，弹簧片8采用不锈钢材质，参考厚度为0.4mm。

[0017] 本发明一种平面阵列激光器封装定位装置中的金属件采用高精度车床加工并结合化学抛光，保证了表面的光洁度。在使用时，首先将激光器芯片13和热沉14按照图2所示的顺序放置于U型基座上的定位台5右侧的待定位区，旋进与定位块I 2连接的调节顶丝6直至激光器芯片13和热沉14紧密配合；其次通过上方、前方、后方三个观察面检查定位位置并及时调整，保证激光器芯片13和热沉14与U型基座齐平；然后将次热沉15置于激光器芯片13和热沉14构成的平面之上，旋进与定位块II 3连接的调节顶丝6，通过螺纹推进定位块II 3来定位次热沉15到合适位置，同时通过上方、前方、后方三个观察面检查定位位置并及时调整，保证激光器芯片13和热沉14、次热沉15三者对位精准；最后将限位块4压于次热沉15的上表面并向下旋进调节螺栓9，与调节螺栓9固定连接的弹簧片8与限位柱11滑动配合竖直向下移动压紧于限位块4的上表面直至定位牢固，位于基座1两侧壁10上的螺纹孔内的弹簧12同时给弹簧片8竖直向上的弹力，从而保证次热沉15和热沉14之间竖直方向上存在持续、稳定的压力。在显微镜下完成上述定位步骤后，即可进入烧焊工艺。