一种半导体激光器老化快速插管装置的制作方法

本实用新型涉及一种半导体激光器老化快速插管装置，属于半导体封装技术领域。

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知，并且已经在多处领域得到应用，半导体激光器的光电转换效率在60％以上，远远高于其他同类产品的光电转换效率，其能耗低，器件中热积累少、寿命长、准直性好、照明距离远等优点在社会同类行业中作为一种新兴的技术应用越来越广泛。半导体激光器所具有的各类优点决定其越来越高受到社会各界的广泛重视。已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域广泛使用，其应用范围也在逐步扩展。

在半导体激光器的的应用中，器件的可靠性是一个衡量激光器品质的一个重要指标，也是关系到激光器所应用领域的主要因素。在半导体激光器封装过程中，为提高半导体激光器的可靠性，一般采用的方法是激光器加上一定电流电压，使激光器点亮一定时间，进行老化实验，通过观察器件在老化期间的变化，将不良产品剔除。半导体激光器的老化过程在一定程度上决定了产品的耐用性、可靠性，老化方式一定程度上决定了器件的质量，老化的重要性在半导体行业显得尤为重要，半导体激光器在半导体行业中是对器件耐久性，可靠性的要求最为苛刻的产业，所以说关键性作用。

无论采用何种方式进行老化，首先要做的就是将半导体激光器插入到老化装置中，这一步也称作插管工作，然后将老化装置加上一定的电流电压，将激光器点亮一定时间。现阶段的老化插管子工作，一般为单个的手动插管，采用的是带插孔的方式连接发光芯片的支撑管座，操作员需要对准插孔才能将容纳发光芯片的管座插进老化设备，然后接通电源，从而实现老化过程。

手动插管无法避免操作人员与激光器直接接触，容易造成产品的污染，同时只能单只操作，效率低下。如果碰到管腿歪斜的情况就会很大的程度上影响工作效率，如果遇到管腿与插孔的配合不好，就会导致管座在拔取时过紧不易拔取，一旦用力过大就会使整个产品受到外力过大而影响到整个产品的质量，而且通过时间的累积，长时间的工作磨损就会使得老化插孔的固定端发生松动。同时手动插管子。存在上述只能问题的同时，该设备并没有完善的散热器件，使得在老化过程中带来的热量不能很好的散去，对产品造成了很大的影响。而且该设备构造复杂，在一定程度上降低了工作的效率。

技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本实用新型提供一种半导体激光器老化快速插管装置，结构简单、方便操作，能够提高插管的工作效率。

本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种半导体激光器老化快速插管装置，包括电路板，所述电路板为长方形结构，所述电路板上设置有多排基座，每个基座上套设有用于定位半导体激光器的定位柱，所述电路板底部设置有多条加劲梁，所述加劲梁上设置有用于将加劲梁与电路板连接的沉头孔，加劲梁可以加强电路板以及整个装置的牢固性；

所述电路板的一侧设置有插销，插销优选位于电路板的一侧中部凸出位置，便于与插管设备进行插接；所述电路板的两端设置有对称分布的把手，用于手握，方便取放插管装置，所述电路板上还设置有用于控制插管动作的启停的按钮，电路板上设置有一定的电路结构，按钮可以与所述插销电连接控制插销的通电状态从而实现控制自动插管设备的插管动作的启停，本实用新型中电路板的具体结构并非为本技术的重点，且电路板根据所需要的功能进行相应的简单电路设计，现有技术已经比较成熟，此处不再赘述。

优选的，所述基座包括固定连接的基座本体和凸起，所述基座本体为圆柱体，所述凸起为位于基座本体的顶部，基座本体和凸起可以为一体结构，所述凸起为四棱柱体，四棱柱体上方呈锥形，锥形结构优选高于金属弹片的高度，具有导向作用，使半导体激光器在插入时管腿自然分开，所述基座为耐高温的绝缘材质，可以为聚四氟乙烯等；

所述基座本体的外侧圆周可以均分为四部分，其中三部分上均设置有固定槽，所述固定槽上通过固定螺丝固定有一金属弹片，所述金属弹片的上部与所述凸起紧密接触，金属弹片可以采用电阻率小、导电性好、耗损低的金属制件，如不锈钢SUS301材质，具有一定的弹性，三个金属弹片的压片靠自身的弹力均与基座的凸起紧密接触，所述金属弹片的底部可以固定连接在电路板的电路上，实现通电，所述凸起上设置有竖向的导向槽，所述导向槽的的截面为半圆形，所述导向槽的直径与半导体激光器的管腿直径相同，用于固定管腿，插管完成后，半导体激光器的管腿刚好插入至凸起的导向槽内，并与金属弹片紧密接触，金属弹片不仅起到固定支撑的作用，而且能够与半导体激光器的三根通电管腿紧紧密接触，在通电的情况下起到导通的作用。

优选的，所述定位柱为铜或铜合金材质，便于老化过程中对半导体激光器进行散热，所述定位柱为圆柱体结构，其中部设置有空腔，空腔的直径大于基座的外径，所述空腔套设在所述基座上，所述定位柱底部通过定位螺孔固定于电路板上，使用时，定位柱与电路板中的电路是不通电的，定位柱只起到定位和散热的作用。

优选的，所述定位柱的顶面从上往下设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径，所述第一通孔的直径与半导体激光器的外径相同，用于定位和固定激光器，所述第二通孔的直径小于所述半导体激光器的外径，半导体激光器的管腿穿过所述第二通孔插入基座的导向槽内，第一通孔和第二通孔配合作用，保证激光器不会从定位柱上滑落。

优选的，所述第一通孔内设置有定位凸起Ⅰ，所述定位凸起Ⅰ与半导体激光器的定位凹槽Ⅰ相配合，使半导体激光器在定位柱内不会出现旋转，用于更好的定位激光器在基座中的方向；

所述第一通孔内还对称设置有定位凸起Ⅱ，所述定位凸起Ⅱ与半导体激光器的定位凹槽Ⅱ相配合，用于精确定位半导体激光器在定位柱中的位置。

进一步优选的，所述电路板采用长方形酚醛树脂结构，所述电路板上设置有多个固定孔，用于固定把手、插销、加劲梁和定位柱。

本实用新型在使用时，通过把手将插管装置放置于自动插管设备中，向前推动把手使本插管装置的插销与自动插管设备插接，启动装置上的按钮，自动插管设备的真空吸嘴从装有半导体激光器的料盘中将半导体激光器吸气，移动到对应位置的定位柱上端，吸嘴向下移动将激光器管腿穿过定位柱的第二通孔，管腿与定位柱内部的基座上的凸起的锥形结构接触，锥形结构分别将激光器的三个管腿导入对应位置的导向槽内，吸嘴继续向下移动，使激光器完全进入定位柱的第一通孔内，此时通过定位柱上的定位凸起Ⅰ和定位凸起Ⅱ的定位作用，使半导体激光器精确定位，管腿完全插入到基座中，此时金属弹片由于弹性变形，与激光器的管腿紧密接触。重复上述动作，直到整个装置的定位柱上都插满半导体激光器为止，拉动把手将装置放入老化设置进行老化，完成插管工作，老化过程可按照现有技术进行。

在上述使用过程中，每个插管装置上的基座和定位柱优选采用6排，每一排10个均匀排列，相邻基座之间的距离相等，启动装置上的按钮，自动插管设备的真空气体通过真空吸嘴24，将装有激光器的料盘中将激光器吸起，由于老化装置每个基座的位置固定，每个基座的坐标位置在设备上进行精确设置，真空吸嘴24可根据设备程序设置将激光器移动到对应位置的定位柱上端，另外，基座上还可以设置有光电传感器的发送器，对应的，自动插管设备上的真空吸嘴上设置有与发送器对应的光电传感器的接收器，光电传感器的发送器和光电传感器的接收器均连接至主控制器，当真空吸嘴到达基座上放时，光电传感器的接收器感应信号后，通过主控制器控制真空吸嘴动作将激光器送入定位柱进行精确定位。值得注意的是，其信号控制方式并非本实用新型的重点，也可参照采用现有技术进行。

进一步优选的，所述定位柱的壁内从上向下设置有螺旋状导流通道，所述导流通道的一端连接冷却液体进口，另一端连接冷却液体出口，冷却液体在定位柱的壁内部从上向下/从下向上螺旋流动，带走定位柱内的大量热量，冷却均匀，散热效果更好，此处的冷却液体可以采用冷水等常用液体。

本实用新型的有益效果为：

本发明的半导体激光器老化快速插管装置，结构简单，成本低廉，操作和检查方便可靠，通过此插管装置，半导体激光器老化插管工作，由手动操作升级为自动化工作，在保证产品质量的前提下，提高了生产效率，解决了现在生产中的手动操作弊端，具有以下优点：

(1)该装置体积小、构造简单、轻便，节省了空间，降低了制作成本，装置维修维护简单，同时一键启动操作方面。

(2)每个装置能够放置60个激光器，采用自动化插管子，生产效率提高了几十倍，在插管过程中，该装置便于半导体激光器的三根通电管腿的插入，基座上的凸起和导向槽，用来将歪斜的管腿校正，节省了人工校正所花费的时间，同时解决了手动操作操作人员与激光器直接接触，造成产品的污染问题，大大提高了产品的合格率。

(3)该装置具有自动定位导向的插管功能，能够实现自动化定位，能够用机械代替人工插管子的装置。该装置定位柱，上面带有定位结构，使激光能够在装置准确定位，定位柱与基座相互配合，解决了在老化过程中老化器件松动，导致老化结果不好的问题。同时定位轴采用铜或铜合金材质，在老化过程中不但起到良好的散热作用，还能够避免在老化过程中外力对半导体激光器带来的危害，其上的螺旋状导流通道使得散热作用更加突出。

附图说明：

图1为本实用新型的半导体激光器老化快速插管装置的一种实施例的整体结构示意图；

图2为图1中电路板的底部结构；

图3为图1中基座的结构示意图；

图4为本实用新型的金属弹片的结构示意图；

图5为图1中定位柱的结构示意图；

图6为图1中定位柱底部的结构示意图；

图7为本实用新型的定位柱与基座的配合关系示意图；

图8为半导体激光器的结构示意图；

图9为定位柱与半导体激光器的配合关系示意图；

图10为基座与半导体激光器的配合关系示意图；

图11为吸嘴的结构示意图；

图12为吸嘴的吸取激光器的剖视图；

其中：1-电路板，2-按钮，3-把手，4-沉头孔，5-插销，6-定位柱，7-基座，8-加劲梁，9-第一通孔，10-第二通孔，11-定位凸起Ⅰ，12-定位凸起Ⅱ，13-空腔，14-定位螺孔，15-金属弹片，16-固定螺丝，17-导向槽，18-凸起，19-弹片定位孔，20-半导体激光器，21-定位凹槽Ⅰ，22-定位凹槽Ⅱ，23-管腿，24-真空吸嘴，25-基座本体。

具体实施方式：

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本实用新型未详尽说明的，均按本领域常规技术。

实施例1：

如图1-12所示，一种半导体激光器老化快速插管装置，包括电路板1，电路板1为长方形结构，电路板1上设置有多排基座7，每个基座7上套设有用于定位半导体激光器的定位柱6，电路板1底部设置有多条加劲梁8，加劲梁8上设置有用于将加劲梁8与电路板1连接的沉头孔4，加劲梁8加强了电路板以及整个装置的牢固性；

电路板1的一侧设置有插销5，插销5位于电路板1的一侧中部凸出位置，便于与自动插管设备进行插接；电路板1的两端设置有对称分布的把手3，用于手握，方便取放插管装置，电路板1上还设置有用于控制插管动作的启停的按钮2。

实施例2：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例1所示，所不同的是，如图3和图8所示，基座7包括固定连接的基座本体25和凸起18，基座本体25为圆柱体，凸起18为位于基座本体25的顶部，基座本体25和凸起18为一体结构，凸起18为四棱柱体，四棱柱体上方呈锥形，锥形结构具有导向作用，使半导体激光器20在插入时管腿23自然分开，基座7为耐高温的绝缘材质，可以为聚四氟乙烯等；

基座本体25的外侧圆周分为四部分，其中三部分上均设置有固定槽，固定槽上通过固定螺丝16固定有一金属弹片15，金属弹片15上设置有弹片定位孔19用于固定螺丝16的安装，金属弹片15的上部与凸起18紧密接触，金属弹片15具有一定的弹性，三个金属弹片15的压片靠自身的弹力均与基座的凸起18紧密接触，金属弹片15的下部焊接在电路板1的电路上，实现通电，凸起18上设置有竖向的导向槽17，导向槽17的的截面为半圆形，导向槽17的直径与半导体激光器20的管腿23直径相同，用于固定管腿，插管完成后，半导体激光器的管腿刚好插入至凸起的导向槽内，并与金属弹片紧密接触，金属弹片不仅起到固定支撑的作用，而且能够与半导体激光器的三根通电管腿紧紧密接触，在通电的情况下起到导通的作用。

实施例3：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例1所示，所不同的是，定位柱6为铜材质，便于老化过程中对半导体激光器进行散热，如图7所示，定位柱6为圆柱体结构，其中部设置有空腔13，空腔13的直径大于基座7的外径，空腔13套设在基座7上，定位柱6底部通过定位螺孔14固定于电路板1上，使用时，定位柱6与电路板1中的电路是不通电的，定位柱6只起到定位和散热的作用。

实施例4：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例3所示，所不同的是，如图5和图7所示，定位柱6的顶面从上往下设置有第一通孔9和第二通孔10，第一通孔9的直径大于第二通孔10的直径，第一通孔9的直径与半导体激光器20的外径相同，用于定位和固定激光器，第二通孔10的直径小于半导体激光器20的外径，半导体激光器的管腿23穿过所述第二通孔10插入基座7的导向槽17内，第一通孔9和第二通孔10配合作用，保证激光器不会从定位柱6上滑落。

实施例5：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例4所示，所不同的是，第一通孔9内设置有定位凸起Ⅰ11，定位凸起Ⅰ11与半导体激光器20的定位凹槽Ⅰ21相配合，使半导体激光器20在定位柱6内不会出现旋转，用于更好的定位激光器在基座中的方向；

第一通孔9内还对称设置有定位凸起Ⅱ12，定位凸起Ⅱ12与半导体激光器20的定位凹槽Ⅱ22相配合，用于精确定位半导体激光器20在定位柱6中的位置。

实施例6：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例1所示，所不同的是，电路板1采用长方形酚醛树脂结构，电路板1上设置有多个固定孔，用于固定把手3、插销5、加劲梁8和定位柱6。

实施例7：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例1所示，所不同的是，基座7上还可以设置有光电传感器的发送器，对应的，自动插管设备上的真空吸嘴24上设置有与发送器对应的光电传感器的接收器。如图11-12所示，真空吸嘴24动作时，产生吸力将半导体激光器20吸起进行插管。

实施例8：

一种半导体激光器老化快速插管装置，结构如实施例1所示，所不同的是，定位柱6的壁内设置有从上向下的螺旋状导流通道(图中未示出)，导流通道的一端连接冷却液体进口，另一端连接冷却液体出口，冷却液体为水，冷却液体在定位柱的壁内部从上向下螺旋流动，带走定位柱内的大量热量，冷却均匀，散热效果更好。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。