[发明专利]一种大功率传导冷却封装结构巴条激光器烧结夹具及其烧结方法

说明书

本发明涉及一种大功率传导冷却封装结构巴条激光器烧结夹具及其烧结方法，属于半导体激光器制造领域，包括定位底座、CS热沉、压块和巴条激光器，定位底座包括第一面和第二面，第一面和第二面相互垂直设置，第一面上设置有第一限位槽，第二面上设置有第二限位槽；压块的宽度与巴条激光器的宽度一致，压块下表面的一端设置有用于压紧巴条激光器的压紧部，压紧部的高度低于压块的高度，压紧部的尺寸与巴条激光器的尺寸相一致。本发明充分地利用了CS热沉的结构特点，简化夹具结构，不仅可以减少甚至避免“smile”现象的发生，而且通过使用扭力改锥，能够保证烧结的一致性和均匀性，提高巴条烧结的效率和合格率。

技术领域

本发明涉及一种大功率传导冷却封装结构巴条激光器烧结夹具及其烧结方法，属于半导体激光器制造领域。

背景技术

随着半导体材料技术和激光器封装工艺技术的迅猛发展，大功率激光二极管单管器件和阵列器件在国内外得到了飞速发展，成为当前激光产业应用拓展的主要方向。半导体激光器具有体积小、效率高、成本低等优点，因此被广泛应用于激光医疗、激光显示、工业加工、军事武器、固体激光器和光纤激光器泵浦等技术领域。半导体激光器的三个主要参数包括输出光功率、光电转换效率和可靠性，而热量是限制三者进一步提高的最主要因素之一。除了半导体激光器材料本身的性质会影响热量，激光器的封装质量也是影响散热的关键因素，要求激光器与热沉之间的焊接具有牢固、无空洞、导热性好、应力小、抗疲劳、低热阻等特点。因此，将半导体激光器封装到热沉上的工艺和方法是大功率半导体激光器应用的前提和关键技术之一。

目前大功率半导体激光器的封装形式主要包括微通道和宏通道水冷、G-Stack和CS传导冷却等，通常会采用自动烧结设备和回流焊烧结设备，其中以后者居多，因此烧结夹具对巴条封装起到关键性的作用。

中国专利文献CN205282874U公开的《一种大功率激光器条形芯片烧结夹具》，利用五根弹簧探针对巴条施压，并设有螺纹和可调螺栓来调节压力大小，但是在调节平衡以改善“smile”效应的过程中没有一个参照标准，需要不断调节五根探针的可调螺栓，操作过程较复杂；其次，巴条烧结的一致性难以保证，可能会影响烧结合格率；另外，弹簧探针的接触面积较小，不能完全覆盖巴条的整体，易造成压力不均产生烧结空洞。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种大功率传导冷却封装结构巴条激光器烧结夹具及其烧结方法，充分地利用了CS热沉的结构特点，简化夹具结构，不仅可以减少甚至避免“smile”现象的发生，而且通过使用扭力改锥，能够保证烧结的一致性和均匀性，提高巴条烧结的效率和合格率。

本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种大功率传导冷却封装结构巴条激光器烧结夹具，包括定位底座、CS热沉、压块和巴条激光器，所述定位底座包括第一面和第二面，所述第一面和第二面相互垂直设置，所述第一面上设置有用于对所述CS热沉的底部进行限位的第一限位槽，所述第二面上设置有用于对所述CS热沉的一端进行限位的第二限位槽；

所述压块的宽度与所述巴条激光器的宽度一致，既能保证巴条激光器整个面受力均匀，又方便在摆放过程中通过显微镜观察和调整摆放位置，所述压块下表面的一端设置有用于压紧巴条激光器的压紧部，所述压紧部的高度低于所述压块的高度，所述压紧部的尺寸与所述巴条激光器的尺寸相一致，保证施力均匀；

所述压块、巴条激光器和CS热沉通过紧固螺栓连接在一起。

优选的，所述第二限位槽上部一侧设置有用于对巴条激光器和压块进行限位的限位侧边，限位侧边的底部优选高出CS热沉的上表面约50μm，保证CS热沉和巴条激光器的出光面平齐，并使巴条激光器处于CS热沉的中间。

优选的，所述CS热沉上设置有定位孔，所述压块上设置有紧固孔，所述定位孔与紧固孔之间采用紧固螺栓紧固，本发明利用CS热沉本身的定位孔来固定压块，这样CS热沉本身成为烧结夹具整体的一部分；