[发明专利]一种重力夹持半导体激光器芯片烧结夹具

说明书

一种重力夹持半导体激光器芯片烧结夹具，包括底座，其上端安装有N个夹具单元，N为大于等于2的自然数；所述夹具单元包括：支架、重块、支座以及滑柱。利用重块的下压力将COS压紧固定于热沉上。将各个夹具单元内固定好后放入烧结炉中进行烧结，烧结结束后，取出夹具，将各个夹具单元中的重块抬起并将滑柱升起后即可将烧结后的激光器取出。根据烧结时对COS压力的需求不同，可以通过改变重块的尺寸来进行改变。依靠重块的压力可以达到烧结时稳定性和一致性的要求，确保了烧结质量，同时可以通过设置多个夹具单元进行批量烧结，提高了生产效率。

技术领域

本发明涉及激光器制造技术领域，具体涉及一种重力夹持半导体激光器芯片烧结夹具。

背景技术

半导体激光器已经被广泛的应用到了社会的各个领域，例如激光材料加工、激光信息处理、激光生物学及医学、激光印刷、通讯、激光化学、激光检测与计量、激光同位素分离、激光再制造以及国防安全，极大地促进了这些领域的技术和产业发展。大功率半导体激光加工作为一种先进制造技术，已经成为汽车、冶金、电子、航空、电器、机械制造等国民经济支撑行业不可替代的技术之一。

半导体激光器工作时会产生一定的热，如果这些热不能有效的散出，会影响激光器的功率、效率、寿命等特性。半导体激光器一种常用的封装形式是独立封装，将芯片封装成小单元。这种封装形式比较灵活，有利于激光器的散热。并且小单元通过组合能实现更高功率的输出。实际应用时往往会将COS（chip on submount，指封装在次热沉上的激光器）烧结到散热好的热沉上。因此COS和热沉之间的烧结质量决定了激光器的散热能力。在烧结的过程中，焊料融化后会具有一定的流动性，容易产生烧结空洞，降低散热性能力。为了保证良好的烧结质量，烧结时需要对COS施加一定的压力。目前常用的自动化烧结设备能够利用真空吸笔进行芯片的加压烧结，但是每次只能吸取一个芯片，效率较低。而且设备昂贵，不利于节约成本。

专利CN105591279A公开了一种可对位批量烧结半导体激光器管芯的夹具。该夹具包括底座、支撑架，支撑架顶端设置平台，平台顶部设置有压片夹；压片夹的上夹体前端固定有垂直于底座的压杆，压杆随上夹体的开合而移动；该夹具利用弹簧驱动上夹体和下架体的开合，进而带动压杆的上下移动，实现对管芯的固定。因为烧结需要在高温中进行，而弹簧在高温下弹性会发生变化，所以不能保证对管芯压力的稳定性和一致性。另外弹簧在多次使用后弹性也会发生变化，最终影响到烧结质量。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种结构简单、可以提供持续压力的重力夹持半导体激光器芯片烧结夹具。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种重力夹持半导体激光器芯片烧结夹具，包括底座，其上端安装有N个夹具单元，N为大于等于2的自然数；

所述夹具单元包括：

支架，其通过固定结构安装于底座上；

重块，其尾端通过销轴转动安装于支架的上端；

支座，竖直安装于支架上，其内部设置有限位槽，所述限位槽）的宽度与激光器的热沉的宽度相匹配，所述限位槽的高度大于激光器的COS与热沉的高度之和；以及

滑柱，沿竖直方向滑动插装于支座中；

热沉插入限位槽内，激光器的COS放置于热沉上，所述滑柱的下端与COS相接触，所述重块的前端压置于滑柱的上端。

为了防止压损芯片，上述滑柱的下端沿竖直方向设置有两个凸台，两个凸台之间的间距大于COS的芯片的宽度。

为了防止滑柱转动，上述滑柱为长方体形结构。

为了使压力稳定，上述支架包括两个竖直安装于底座上且相互平行的立板，重块位于两个立板之间，销轴的两端分别与同侧的立板转动安装。