一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，通过将热沉叠片夹紧于上电极块与下电极块之间，使电源、上电极块、下电极块和夹紧的热沉叠片形成回路，加载电流于回路中，由于热沉叠片之间的接触面上有较大的接触电阻，根据焦耳定律Q＝I

Welding device and method for microchannel heat sink lamination of semiconductor laser

The embodiment of the invention provides a semiconductor laser welding device of micro channel heat sink stack, the heat sink is laminated on the upper electrode clamping block and the lower electrode block between the power and the upper electrode and the lower electrode block and the clamping piece of the heat sink stack to form a loop, the load current in the loop, because large contact resistance heat sink laminated between the contact surface, according to Joule's law Q = I

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置及方法
本专利技术涉及微机械加工领域，尤其涉及一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置及方法。
技术介绍
高功率半导体激光器在工业、医疗、军事及显示领域均有广泛的应用，而随着其应用范围的逐渐扩展，对半导体激光器的输出光功率的要求也越来越高，这也相应的带来高的耗散功率。如果不及时消除因耗散功率所转化的热量，势必引起势必造成结温升高，从而使激光器的阈值电流升高，效率降低，激光波长发生严重温漂，更致命的是使激光器的寿命下降。目前应用于高功率半导体激光器散热的主要是液体冷却的微通道热沉。液体冷却的微通道热沉通常是由五层形态各异的薄片组成，如图1所示。五层薄片通常可以由线切割、电化学刻蚀等方法获得，然后焊接成一个内部具有微通道的热沉。然而五层薄片的焊接质量很难保证，故对制备具有良好焊接质量的微通道热沉的焊接技术提出了需求。焊接热沉薄片的方法主要包括扩散焊和真空钎焊等。扩散焊的原理如图2所示，在一定的温度和压力作用下，使母材与合材相互靠近，局部发生塑性变形，原子间产生相互扩散，在界面处形成新的扩散层，从而实现可靠连接的过程。真空钎焊过程基本原理如图3所示，在真空炉中，采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔融温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。扩散焊热循环时间长，生产率低。因为其本身是靠原子之间的扩散形成金属键，从而实现连接的，周期比较长，而且不一定均匀稳定。真空钎焊对焊接表面制备和装配要求较高，对结合表面要求特别严格。一次性投入比较大，维修费用很高。钎焊前预抽真空以及在冷却时需花费大量时间，在真空中的热量传递比较困难，因此生产周期长。因此，无论是扩散焊还是真空钎焊，都不能满足生产要求，而且焊接可能不均匀，造成虚焊、假焊等问题。再者，这些焊接方式加热时间长，生产效率低，成本高。综上所述，现有的焊接方式焊接不均匀，加热时间长，生产效率低，成本高，导致不能满足生产要求是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置及方法，用于解决现有的焊接方式焊接不均匀，加热时间长，生产效率低，成本高，导致不能满足生产要求的技术问题。本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，包括：热沉叠片、上电极块、下电极块、电源、检测模块；所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间；所述电源连接所述上电极块与所述下电极块，用于通过所述上电极块与所述下电极块加载电流至所述热沉叠片；所述检测模块与所述热沉叠片对齐，用于检测所述热沉叠片的接触面之间是否为熔融状态或者塑性状态。优选地，所述热沉叠片具体为五层热沉叠片。优选地，本专利技术实施例还包括移动模组、伺服电机；所述上电极块固定于所述移动模组，所述伺服电机连接所述移动模组，用于通过控制所述移动模组移动将所述上电极块压紧于所述热沉叠片，使得所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间。优选地，本专利技术实施例还包括定位销；所述定位销穿过所述热沉叠片与所述下电极块固定连接，用于将所述热沉叠片固定于所述下电极块。优选地，所述上电极块还包括凸台；所述凸台设置于所述上电极块的正方形凸起，用于顶住所述热沉叠片。优选地，所述上电极块还包括定位孔；所述定位孔与所述定位销固定连接，用于固定所述定位销。本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接方法，包括：将热沉叠片压紧至电极之间；加载电流至所述电极，使得所述电流通过所述热沉叠片；检测所述热沉叠片是否为熔融状态或者塑性状态，若是，则结束所述电流的加载，持续夹紧热沉叠片预设时间后，释放电极，取出热沉叠片。优选地，所述电极包括上电极块和下电极块，所述将热沉叠片压紧至两电极之间包括：通过定位销将热沉叠片固定于所述下电极块；通过伺服电机控制所述上电极块将所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间。优选地，所述加载电流之前或所述加载电流之后，通过伺服电机根据预设的电极的预压压力控制所述上电极块将所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间。优选地，所述加载电流之前或所述加载电流之后，通过连接所述电极的电源根据预设的电流大小和预设的通电时间控制所述加载电流的电流大小和通电时间。从以上技术方案可以看出，本专利技术实施例具有以下优点：本专利技术实施例通过将热沉叠片夹紧于上电极块与下电极块之间，使电源、上电极块、下电极块和夹紧的热沉叠片形成回路，加载电流于回路中，由于热沉叠片之间的接触面上有较大的接触电阻，根据焦耳定律Q＝I2Rt产生焦耳热来进行加热，通过检测模块检测热沉叠片的接触面之间是否为熔融状态或者塑性状态，若是，则停止加载电流，继续在上电极块和下电极块之间施加压力，持续一段时间后即可取出热沉叠片，最终热沉叠片之间形成了金属结合，达到了焊接的目的。并且，通电之后产生电阻热很快，从而提高了生产效率。此外，本专利技术实施例通过上电极块、下电极块、凸台和定位销将热沉叠片固定，使得热沉叠片保持很平整的状态，使其受热均匀，进而使得焊接均匀。因此，本专利技术实施例解决了现有的焊接方式焊接不均匀，加热时间长，生产效率低，成本高，导致不能满足生产要求的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例用于说明热沉叠片的示意图；图2为本专利技术实施例用于说明扩散焊的示意图；图3为本专利技术实施例用于说明真空钎焊的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置的一个实施例的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置的另一个实施例的示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置的另一个实施例中上电极块的结构图；图7为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置的另一个实施例中下电极块的结构图；图8为本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接方法的一个实施例的示意图；其中，附图标记如下：1、热沉叠片；2、下电极块；3、上电极块；4、移动模组；5、定位销；6、凸台；7、定位孔。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置及方法，用于解决现有的焊接方式焊接不均匀，加热时间长，生产效率低，成本高，导致不能满足生产要求的技术问题。为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图4，本专利技术实施例提供的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置的一个实施例，包括：热沉叠片1、上电极块3、下电极块2、电源、检测模块；热沉叠片1夹紧于上电极块3与下电极块2之间；电源连接上电极块3与下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，包括：热沉叠片、上电极块、下电极块、电源、检测模块；所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间；所述电源连接所述上电极块与所述下电极块，用于通过所述上电极块与所述下电极块加载电流至所述热沉叠片；所述检测模块与所述热沉叠片对齐，用于检测所述热沉叠片的接触面之间是否为熔融状态或者塑性状态。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，包括：热沉叠片、上电极块、下电极块、电源、检测模块；所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间；所述电源连接所述上电极块与所述下电极块，用于通过所述上电极块与所述下电极块加载电流至所述热沉叠片；所述检测模块与所述热沉叠片对齐，用于检测所述热沉叠片的接触面之间是否为熔融状态或者塑性状态。2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，所述热沉叠片具体为五层热沉叠片。3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，还包括移动模组、伺服电机；所述上电极块固定于所述移动模组，所述伺服电机连接所述移动模组，用于通过控制所述移动模组移动将所述上电极块压紧于所述热沉叠片，使得所述热沉叠片夹紧于所述上电极块与所述下电极块之间。4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，还包括定位销；所述定位销穿过所述热沉叠片与所述下电极块固定连接，用于将所述热沉叠片固定于所述下电极块。5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器微通道热沉叠片的焊接装置，其特征在于，所述上电极块还包括凸台；所述凸台设置于所述上电极块的正方形凸起，用于顶住所述热沉叠片。6.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钟宁，陈玲玉，陈龙，于兆勤，李远波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44