一种半导体激光器LD芯片封装定位的装置及定位方法与流程

本发明涉及半导体激光器领域，具体涉及一种半导体激光器ld芯片封装定位的装置及定位方法。

背景技术：

经过几十年的发展，半导体激光器越来越被社会所熟悉。也由于其本身具有体积小、重量轻、电光转换效率高、寿命长和可靠性高等优点，已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域逐渐取代了气体和固体激光器的使用，其应用范围也在逐步扩展。半导体激光器也从低端应用市场逐步向医疗国防等高端市场迈进，因此过去仅对半导体激光器工作时的功率光斑等宽泛的条件，逐步向产品高度一致性，性能可重复性高的严格标准。这对半导体封装技术提出更高的要求。

半导体激光器封装工艺流程，常见的to-can等倒装贴片封装流程，需要多步固晶，目前针对如何将ld精确定位于热沉上，已有各种成熟技术，而如何将固晶有ld的cos精确定位于to管座上，除去全自动设备采用ccd镜头精确定位的以外，常见技术手段，往往保守的将ld腔面探出或平齐to管座的管舌边缘。这种不采用高精密自动化的原始封装工艺，对ld相对于管座管舌端面的定位一致性往往不佳，而且对于日新月异的激光器的新应用需求，to封装的半导体激光器多加透镜使用，ld芯片的一致性将影响使用效果，而且突出的ld无法满足使用，因此能如何提出一种简便可操作的方法，实现ld与管座的精确定位，在原始封装工艺下实现封装精度的一致性成为重要研究课题。

技术实现要素：

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种封装后ld出光腔面相对管座探出量保持一致性的半导体激光器ld芯片封装定位的装置及定位方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种半导体激光器ld芯片封装定位的装置，包括：

底座，其上端沿左右方向水平设置有固定槽，其上端沿前后方向水平设置有导轨，固定槽与导轨呈十字形交叉设置；

模条，宽度与固定槽的槽宽相匹配，其滑动插装于固定槽中，模条后端面沿其长度方向间隔插装有若干to管座；

定位块，宽度与导轨的宽度相匹配，其滑动插装于导轨中，定位块与模条相垂直；

定位机构，设置于定位块的前端；以及

cos，所述cos下端的热沉层通过银胶粘接于to管座的管舌上方台面的中线处；

当定位块向前端移动至与to管座的管舌相接触时，所述定位机构与cos上端的ld芯片最上端的衬底层边缘相接触，且ld芯片位于管舌上端面的内侧。

上述定位机构为设置于定位块前端的凸台。

上述定位机构为设置于定位块前端的斜面，所述斜面与管舌的上端面呈锐角夹角设置。

上述斜面为剖光面。

一种半导体激光器ld芯片封装定位方法，包括如下步骤：

a)将to管座插装于模条的后端面上；

b)将cos置于to管座的管舌上端台面的中线位置，cos底端的热沉层固定于管舌的台面上，并保持cos上端的ld芯片的外边缘位于管舌的外侧端；

c)将模条沿左右方向滑动插装于底座；

d)将与模条相垂直的定位块沿前后方向滑动插装于底座上，移动模条使to管座正对定位块，并推动定位块前移至定位块前端与管舌相接触，定位块推动cos相对管舌向内侧运动，直至cos上端的ld芯片的外边缘位于管舌的内侧端；

e)取下模条进行cos固晶。

为了提高效率，上述步骤a)中有n个to管座，n为大于等于2的自然数，各个to管座模条长度方向间隔插装于模条的后端面上，各个to管座位于同一水平高度；当执行完步骤d)时，将模条沿底座滑动，使下一个to管座移动至正对定位块的位置，重复步骤d)，直至模条上的n个to管座全部定位。

优选的，上述步骤a)中cos底端的热沉层通过银胶粘接工艺固定于管舌的台面上。

本发明的有益效果是：通过定位块驱动cos的边缘相对管舌向内侧移动，达到cos的ld芯片相对探出量为负值，避免了传统封装时ld出光腔面探出量为正值时，ld芯片容易碰损的弊端，ld芯片探出量是负值也是行业的一种需求，ld芯片快轴发散角远大于本发明所选的特定角度，因此不存在挡光的风险。通过定位块驱动cos定位，确保ld芯片封装过程出光腔面探出管座一致，从而实现量产中的精确定位。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的侧视机构示意图；

图3为本发明的底座的立体结构示意图；

图4为本发明的定位状态的位置关系示意图；

图中，1.底座2.固定槽3.导轨4.定位块5.模条6.to管座7.管舌8.热沉层9.ld芯片。

具体实施方式

下面结合附图1至附图4对本发明做进一步说明。

一种半导体激光器ld芯片封装定位的装置，包括：底座1，其上端沿左右方向水平设置有固定槽2，其上端沿前后方向水平设置有导轨3，固定槽2与导轨3呈十字形交叉设置；模条5，宽度与固定槽2的槽宽相匹配，其滑动插装于固定槽2中，模条5后端面沿其长度方向间隔插装有若干to管座6；定位块4，宽度与导轨3的宽度相匹配，其滑动插装于导轨3中，定位块4与模条5相垂直；定位机构，设置于定位块4的前端；以及cos，cos下端的热沉层8通过银胶粘接于to管座6的管舌7上方台面的中线处；当定位块4向前端移动至与to管座6的管舌7相接触时，定位机构与cos上端的ld芯片9最上端的衬底层边缘相接触，且ld芯片9位于管舌7上端面的内侧。通过定位块4驱动cos的边缘相对管舌7向内侧移动，达到cos的ld芯片9相对探出量为负值，避免了传统封装时ld出光腔面探出量为正值时，ld芯片9容易碰损的弊端，ld芯片9探出量是负值也是行业的一种需求，ld芯片9快轴发散角远大于本发明所选的特定角度，因此不存在挡光的风险。通过定位块4驱动cos定位，确保ld芯片封装过程出光腔面探出管座一致，从而实现量产中的精确定位。

定位机构可以为设置于定位块4前端的凸台，当定位块4前端与管舌7相接触时，凸起的凸台会使在与ld芯片9最上端的衬底层接触的情况下驱动cos相对管舌7向内侧移动，使cos不相对管舌7探出。优选的定位机构也可以为设置于定位块4前端的斜面，斜面与管舌7的上端面呈锐角夹角设置。当定位块4与管舌7相接触时是斜面下端与管舌7外边缘接触，而斜面上端会驱动cos相对管舌7向内侧移动，使cos不相对管舌7探出。采用斜面的方式结构简单，方便加工。为了避免粗糙度干扰定位精度，斜面可以剖光处理为剖光面。以行业常规尺寸计算，ld芯片9厚度l1=110um，所用cos热沉层8厚度l2=220um；因此探出量lo=tanθ*（l1+l2），当lo≈17时，θ=3°，斜面与管舌7的上端面之间的夹角为87°。

一种半导体激光器ld芯片封装定位方法，包括如下步骤：a)将to管座6插装于模条5的后端面上；b)将cos置于to管座6的管舌7上端台面的中线位置，cos底端的热沉层8固定于管舌7的台面上，并保持cos上端的ld芯片9的外边缘位于管舌7的外侧端；c)将模条5沿左右方向滑动插装于底座1；d)将与模条5相垂直的定位块4沿前后方向滑动插装于底座1上，移动模条5使to管座6正对定位块4，并推动定位块4前移至定位块4前端与管舌7相接触，定位块4推动cos相对管舌7向内侧运动，直至cos上端的ld芯片9的外边缘位于管舌7的内侧端；e)取下模条进行cos固晶。通过该方法对cos的ld芯片9进行定位，使ld芯片9相对管舌7的探出量由原7%的异常降低到0%，杜绝了因为ld芯片探出定位不准确导致的后续安装透镜等工艺中致使ld破碎失效的情况发生。

实施例1

进一步的，步骤a)中有n个to管座6，n为大于等于2的自然数，各个to管座6模条5长度方向间隔插装于模条5的后端面上，各个to管座6位于同一水平高度；当执行完步骤d)时，将模条5沿底座1滑动，使下一个to管座6移动至正对定位块4的位置，重复步骤d)，直至模条5上的n个to管座6全部定位。通过在模条5上设置多个to管座6可以再一个模条5移动时对多个cos进行定位，进一步提高了效率。