一种大功率激光器条形芯片烧结夹具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，涉及半导体光电技术领域。包括夹具底座、定位板、探针定位装置和弹簧探针，所述夹具底座一端设有限位热沉的挡块，另一端设有定位热沉的定位机构，所述定位板通过紧固件垂直安装在固定有热沉挡块的夹具底座端，所述探针定位装置设有一排若干个均布的与弹簧探针相适配的定位通孔，所述弹簧探针分别穿插在定位通孔内，且弹簧探针的底端在热沉上方用于压紧待烧结的芯片，所述定位通孔的顶部还设有螺纹，与可调螺栓配合，用于调节弹簧探针扭力大小。该夹具通过定位板上的弹簧探针对大功率激光器芯片的不同部分施加不同压力来平衡芯片所受应力，矫正smile弯曲度；提高芯片的光束质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体光电

技术介绍
大功率半导体激光器（LD）及其泵浦固体激光器具有体积小、重量轻、光电转换效率高、性能稳定、可靠性高和寿命长等优点，已经成为光电行业中最有发展前途的产品，被广泛应用于工业、军事、医疗和直接的材料处理等领域。随着对于大功率激光器在泵浦方面的需求增加，需要叠加单条激光器的条数以提高泵浦源总功率。单条激光器条数越多，对大功率半导体激光器光束质量的要求也越高。大功率半导体激光器列阵在工作时,各个发光单元不在一条直线上,从而导致LDA整体发光弯曲,称之为smile效应。smile效应增加了快轴准直镜的离轴像差,通常5μm的smile效应能引起2倍光束质量的降低，严重影响了半导体激光光束传播、聚焦、整形，因此smile效应给阵列半导体激光器光束耦合和光束整形带来了巨大的挑战，它已成为限制半导体激光器阵列增大的最主要的障碍。Smile产生的原因是热沉与芯片的热膨胀系数不匹配所致。芯片的材料是GaAs，热膨胀系数是6×10-6/℃，热沉为无氧铜材料，热膨胀系数为16.6×10-6/℃，两者相差较大。导致烧结降温过程中，热沉收缩量远大于芯片收缩量，芯片承受应力，smile效应必然存在的。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，该夹具通过定位板上的弹簧探针对大功率激光器芯片的不同部分施加不同压力来平衡芯片所受应力，矫正smile弯曲；提高芯片的光束质量。为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，包括夹具底座、定位板、探针定位装置和弹簧探针，所述夹具底座一端设有限位热沉的挡块，另一端设有定位热沉的定位机构，所述定位板通过紧固件垂直安装在固定有热沉挡块的夹具底座端，所述探针定位装置分别设有安装孔，螺钉可穿过安装孔与定位板上的定位螺纹孔螺纹连接，并将探针定位装置固定在定位板上，所述探针定位装置设有一排若干个均布的与弹簧探针相适配的定位通孔，所述弹簧探针分别穿插在定位通孔内，且弹簧探针的底端在热沉上方用于压紧待烧结的芯片，所述定位通孔的顶部还设有螺纹，与可调螺栓配合，用于调节弹簧探针扭力大小。进一步优化的技术方案为所述弹簧探针为5个，探针定位装置上的定位通孔也为5个，且均匀对称排列在探针定位装置上，5个弹簧探针穿插在定位通孔内，并通过定位通孔顶端的可调螺栓进行施压。进一步优化的技术方案为所述弹簧探针为5个，中间的弹簧探针压力为2N，紧临中间弹簧探针对称的两个弹簧探针压力为1N，边缘对称的两个弹簧探针压力为0.5N。进一步优化的技术方案为所述定位机构为倒U型固定件，倒U型固定件两底端设有滑块，与设在夹具底座上的滑槽滑动配合，倒U型固定件顶部设有螺纹孔，所述螺纹孔通过与其相适配的定位螺栓来实现夹具底座上的热沉的定位固定。进一步优化的技术方案为所述定位板与夹具底座垂直连接部设有一个U型开口，且U型开口的宽度大于热沉的宽度。进一步优化的技术方案为所述探针定位装置至少为两个，其探针定位装置的数量与弹簧探针的长度相适配。进一步优化的技术方案为所述挡块焊接在夹具底座的侧部，所述挡块的高度低于热沉在夹具底座上的高度，但高于夹具底座的上表面。进一步优化的技术方案为所述夹具底座与定位板通过螺栓可拆卸连接。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本技术的夹具底座用于固定激光器热沉的位置，其通过一端口设置的挡块和另一端设置的倒U型固定件上的限位螺栓来实现固定热沉的位置，在激光器热沉上放置待烧结的芯片，其芯片正上方设置有弹簧探针，其弹簧探针活动固定在探针定位装置内，探针定位装置通过螺钉固定在定位板上，为了保证弹簧探针对芯片的垂直施力方向，本夹具的定位板垂直安装在了夹具底座的挡块端，同时，弹簧探针的数量可以根据芯片的大小来决定，保证其芯片不同部位接收到相适配的压力，来平衡芯片烧结降温过程中的应力，主要是根据芯片中间到两端压力逐渐减小的原则来配置相适应的弹簧探针，实现矫正smile效应引起的弯曲，从而保证了芯片的光束质量，大大提升了生产效率。附图说明图1是本技术整体结构示意图；图2是图1的定位板结构示意图；图3是图1的夹具底座结构示意图；其中，1夹具底座，2定位板，3定位螺纹孔，4探针定位装置，5安装孔，6螺钉，7可调螺栓，8弹簧探针，9倒U型固定件，10限位螺栓，11热沉，12U型开口，13螺栓，14螺纹孔，15挡块，16滑槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1、图2、图3所示，本技术是一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，包括夹具底座1、定位板2、探针定位装置4和弹簧探针8，所述夹具底座1一端设有限位热沉11的挡块15，另一端设有定位热沉11的定位机构，所述定位板2通过紧固件垂直安装在固定有热沉11挡块的夹具底座1端，所述探针定位装置4分别设有安装孔5，螺钉6可穿过安装孔5与定位板2上的定位螺纹孔3螺纹连接，并将探针定位装置4固定在定位板2上，所述探针定位装置4设有一排若干个均布的与弹簧探针8相适配的定位通孔，所述弹簧探针8分别穿插在定位通孔内，且弹簧探针8的底端在热沉11上方用于压紧待烧结的芯片，所述定位通孔的顶部还设有螺纹，与可调螺栓7配合，用于调节弹簧探针8扭力大小。进一步优化的实施例为所述弹簧探针8为5个，探针定位装置4上的定位通孔也为5个，且均匀对称排列在探针定位装置4上，5个弹簧探针8穿插在定位通孔内，并通过定位通孔顶端的可调螺栓7进行施压，其中间的弹簧探针8压力为2N，紧临中间弹簧探针8对称的两个弹簧探针8压力为1N，边缘对称的两个弹簧探针8压力为0.5N，限定了大功率激光器单条芯片的使用状态，主要是通过5个弹簧探针进行调节smile效应，校正smile弯曲，使其达到器件的要求指标。进一步优化的实施例为所述定位机构为倒U型固定件9，倒U型固定件9两底端设有滑块，与设在夹具底座1上的滑槽16滑动配合，倒U型固定件9顶部设有螺纹孔，所述螺纹孔通过与其相适配的定位螺栓10来实现夹具底座1上的热沉11的定位固定，主要作用是来限定热沉的位置，防止在烧结芯片过程发生位移偏移。进一步优化的实施例为所述定位板2与夹具底座1垂直连接部设有一个U型开口12，且U型开口12的宽度大于热沉11的宽度，方便待烧结芯片的安装和拆卸，便于调节弹簧探针。进一步优化的实施例为所述探针定位装置4至少为两个，其探针定位装置4的数量与弹簧探针8的长度相适配，主要是针对不同种类的芯片，利用不同长度大小，压力大小的弹簧探针而设计，如，探针较长的情况下可以使用两个或多个探针定位装置对弹簧探针进行定位或固定。进一步优化的实施例为所述挡块15焊接在夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，其特征在于：包括夹具底座（1）、定位板（2）、探针定位装置（4）和弹簧探针（8），所述夹具底座（1）一端设有限位热沉（11）的挡块（15），另一端设有定位热沉（11）的定位机构，所述定位板（2）通过紧固件垂直安装在固定有热沉（11）挡块的夹具底座（1）端，所述探针定位装置（4）分别设有安装孔（5），螺钉（6）可穿过安装孔（5）与定位板（2）上的定位螺纹孔（3）螺纹连接，并将探针定位装置（4）固定在定位板（2）上，所述探针定位装置（4）设有一排若干个均布的与弹簧探针（8）相适配的定位通孔，所述弹簧探针（8）分别穿插在定位通孔内，且弹簧探针（8）的底端在热沉（11）上方用于压紧待烧结的芯片，所述定位通孔的顶部还设有螺纹，与可调螺栓（7）配合，用于调节弹簧探针（8）扭力大小。

【技术特征摘要】
1.一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，其特征在于：包括夹具底座（1）、定位板（2）、探针定位装置（4）和弹簧探针（8），所述夹具底座（1）一端设有限位热沉（11）的挡块（15），另一端设有定位热沉（11）的定位机构，所述定位板（2）通过紧固件垂直安装在固定有热沉（11）挡块的夹具底座（1）端，所述探针定位装置（4）分别设有安装孔（5），螺钉（6）可穿过安装孔（5）与定位板（2）上的定位螺纹孔（3）螺纹连接，并将探针定位装置（4）固定在定位板（2）上，所述探针定位装置（4）设有一排若干个均布的与弹簧探针（8）相适配的定位通孔，所述弹簧探针（8）分别穿插在定位通孔内，且弹簧探针（8）的底端在热沉（11）上方用于压紧待烧结的芯片，所述定位通孔的顶部还设有螺纹，与可调螺栓（7）配合，用于调节弹簧探针（8）扭力大小。
2.根据权利要求1所述的一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，其特征在于：所述弹簧探针（8）为5个，探针定位装置（4）上的定位通孔也为5个，且均匀对称排列在探针定位装置（4）上，5个弹簧探针（8）穿插在定位通孔内，并通过定位通孔顶端的可调螺栓（7）进行施压。
3.根据权利要求2所述的一种大功率激光器条形芯片烧结夹具，其特征在于：所述弹簧探针（8）为5个，中间的弹簧探针（8）压力为2N，紧临中间弹簧探针（...

【专利技术属性】
技术研发人员：房玉锁，徐会武，沈牧，任永学，王伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：新型
国别省市：河北;13