[发明专利]一种新型大功率叠阵激光器封装工艺及工装

说明书

本发明提供一种新型大功率叠阵激光器封装工艺及工装，激光单元制备后，用限位装置定位激光单元封装区，再放入激光单元，用限位装置固定激光单元，采用一种焊膏，加热至160～240℃后冷却即可。本发明采用冷装夹，在加热板上将激光单元进行前后左右的定位，并在上部使用压块固定，使激光器在封装过程中不产生位移，因此可以仅使用一种焊膏、并只加热一次就使封装完毕，避免了因多次焊接带来的成品率逐次下降，焊接不良多发的情况，保证了焊接效果，使激光模组焊料均匀，热阻低，产品散热性能良好；焊料加热温度在160～240℃之间，比现有技术的焊料的可靠性大大提高，从而使产品性能稳定，可以实现激光模组的稳定快速批量生产。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种新型大功率叠阵激光器封装工艺及工装。

背景技术

现有高功率叠阵激光器的输出功率越来越高，因此高功率激光器封装工艺的可靠性急需提高。由于激光器结构的特殊性，需要采用多梯度焊料、多步骤进行封装，即：芯片封装、陶瓷封装、热沉封装分步进行，为了确保前工序封装效果，后工序封装所采用的焊料温度需要低于前工序，最终造成热沉封装的焊料温度低，可靠性差，而且多工序封装的过程，也导致成品低，生产管理难度较大，产品一致性较差。

发明内容

本发明是为了解决激光器封装可靠性差、成品率低的问题，提供一种新型大功率叠阵激光器封装工艺及工装，采用冷装夹，在加热板上将激光单元进行前后左右的定位，并在上部使用压块固定，使激光器在封装过程中不产生位移，仅使用一种焊膏、并只加热一次就可以封装完毕。本工艺可提高激光模组焊接效果好、降低热阻、提高产品散热性能，并提升了激光器的性能和产品性能稳定，适用于激光模组的稳定快速批量生产。

本发明提供一种新型大功率叠阵激光器封装工艺，包括以下步骤：

S1、激光单元制备：将电极与一个激光器芯片焊接，焊接时使激光器芯片的发光面与电极的边缘平齐，得到激光电极部件；

S2、冷装夹：将热沉放置在加热板中部，在绝缘散热陶瓷的激光单元封装区和热沉封装区涂抹同种焊膏后，将热沉封装区放置在热沉的封装位置；

用左侧限位装置、前侧限位装置将绝缘散热陶瓷、热沉和激光单元封装区定位后，在激光单元封装区放入激光电极部件和其余的激光器芯片组成激光单元，然后进行右侧限位装置、后侧限位装置和顶部压块限位装置的冷装夹，将激光单元、绝缘散热陶瓷和热沉右侧、后侧和顶部进行定位；

S3、封装：将加热板放置到加热台上，加热至160～240℃，保持0～5min，待焊膏融化以后，停止加热，冷却至室温，加热和冷却过程中激光单元、绝缘散热陶瓷和热沉保持相对位置不变，移开左侧限位装置、前侧限位装置、右侧限位装置、后侧限位装置和顶部压块限位装置，新型大功率叠阵激光器封装完成。

本发明所述的一种新型大功率叠阵激光器封装工艺，作为优选方式，步骤S2中，将左侧限位装置固定至可接触激光单元封装区的左侧边缘的位置，将前侧限位装置固定至可接触激光单元封装区的前侧边缘的位置后，从左到右依次将激光电极部件、至少1个激光器芯片和另一个激光电极部件排列到激光单元封装区组成激光单元，并使激光单元的前端贴紧前侧限位装置的末端、激光单元的左端贴紧左侧限位装置的末端，再将右侧限位装置的末端、后侧限位装置的末端依次固定在激光单元的右端和后端，然后将顶部压块限位装置固定到激光单元上方并避开芯片发光点。

本发明所述的一种新型大功率叠阵激光器封装工艺，作为优选方式，步骤S2中，将左侧限位装置固定至可接触激光单元封装区的左侧边缘的位置的方法为：将左侧限位块贴紧热沉左侧并固定在加热板上，顶针穿过限位板移动孔后移动至激光单元封装区的左侧边缘的位置，定位销穿过定位孔将顶针的位置固定；左侧电极放置在与顶针前端接触的激光单元封装区左侧边缘的位置。