一种激光巴条的封装治具的制作方法

本实用新型属于半导体激光技术领域，具体涉及一种激光巴条的封装治具。

背景技术：

随着半导体激光技术的发展，边发射型高功率的外延和芯片技术已经相当成熟，产业化程度也相当高。然而对应的高功率芯片的封装技术发展却一直相对滞后，产业化程度相对较低。区别于外延和芯片技术，封装需要对每一只激光巴条(即芯片)进行多次操作，这就很容易造成巴条的多种不良，成品率低下，其中以出光腔面不良所占比例最高。

激光巴条的出光腔面设置了复杂的多层光学薄膜，光学薄膜的品质决定着整个激光器的性能，污染和破损将直接导致整个激光器的失效。

热沉焊接封装是激光巴条的一种基本的封装形式，封装过程中，为了保证良好的散热效果，需要保证激光巴条的发热面与热沉完全贴合。同时半导体激光的准直性相对较差，激光从出光腔面出射后具有一定的发散角。为了避免热沉对激光的阻挡，出光腔面必须与热沉前端面平齐，或者略微超出热沉前端面。

中国专利文献cn208336807u公开了一种大功率微通道结构巴条激光器烧结夹具，包括定位底座、热沉压块和巴条压块，定位底座包括第一面和第二面，第一面和第二面上均设置有朝向定位底座内部的斜坡，且第一面的斜坡和第二面的斜坡相互垂直，热沉放置在第一面上，通过热沉压块实现对热沉的压紧，巴条的发热面紧贴在热沉的焊料层上，调整巴条在热沉的中间位置，巴条的出光腔面与巴条压块宽限位槽表面紧密接触，巴条压块放置在第二面上并依靠重力施加在巴条上，实现对巴条的定位。

巴条出光腔面与巴条压块宽限位槽表面的紧密接触，容易导致巴条出光腔面的污染和破损，出光腔面对光的吸收率大大增加，巴条吸收的光转化为热能，致使出光腔面的温度升高，巴条烧伤，从而导致激光器失效。

技术实现要素：

因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有的封装治具容易导致巴条出光腔面的污染和破损，影响巴条封装的成品率和可靠性。

为此，本实用新型提供一种激光巴条的封装治具，包括

治具本体，其具有相对的两个安装面；

避让部，设置在其一所述安装面上；

另一所述安装面上适于放置待封装巴条；待封装巴条的出光腔面局部抵接在所述避让部上；且位于所述出光腔面上的出光区域至少部分裸露。

优选地，上述激光巴条的封装治具，

所述避让部上具有避让面；

所述巴条的出光腔面所在一端的边缘适于抵接在所述避让面上。

优选地，上述激光巴条的封装治具，所述避让面为避让平面；所述避让平面与所述出光腔面之间呈锐角设置。

优选地，上述激光巴条的封装治具，所述避让部为避让槽，开设在其一所述安装面上；所述避让槽的内表面为避让平面。

优选地，上述激光巴条的封装治具，两个所述安装面均为平面；且所述安装面之间呈v型设置；所述避让槽的槽底平面平行于其同侧的所述安装面。

优选地，上述激光巴条的封装治具，所述避让槽的截面呈“匚”形。

优选地，上述激光巴条的封装治具，所述避让槽采用湿法腐蚀或等离子干法刻蚀成型。

优选地，上述激光巴条的封装治具，还包括对齐片；

所述对齐片设置在与所述巴条相对的一侧所述安装面上；

所述避让槽开设在所述对齐片上。

优选地，上述激光巴条的封装治具，所述对齐片采用硅片、石英玻璃片或蓝宝石片。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的一种激光巴条的封装治具，包括治具本体和避让部。其中治具本体上具有相对的两个安装面，避让部设置在其一安装面上，另一安装面上适于放置待封装巴条，待封装巴条的出光腔面部分裸露且适于局部抵接在避让部上。巴条的出光腔面与避让部之间不完全接触，即可以是出光腔面的局部表面接触，或者是线接触，或者是多点接触，通过减小接触面积有效降低出光腔面的污染及受损的概率，提高封装的成品率。

2.本实用新型提供的一种激光巴条的封装治具，避让部上具有避让平面，巴条的出光腔面一端的边缘抵接在避让平面上，出光腔面与避让平面之间呈锐角设置，出光腔面仅边缘与避让平面线接触，使得封装过程中出光腔面基本处于完全裸露的状态，进一步减少出光腔面与治具表面接触，避免造成出光腔面的污染和损坏，提高封装的成品率和巴条的可靠性。

3.本实用新型提供的一种激光巴条的封装治具，还设置对齐片，对齐片固定在封装治具的一侧安装面上，避让槽开设在对齐片上，加工更方便，且有利于将对齐片取下检查避让槽；对齐片采用硅片、石英玻璃片或蓝宝石片，表面抛光后平整度高，且不易变形损伤，使用寿命高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型激光巴条的封装治具的结构示意图；

图2为图1中的局部放大结构示意图；

图3为本实用新型中巴条封装的结构示意图；

图4为本实用新型中巴条的出光腔面的结构示意图。

附图标记说明：

1-治具本体；2-对齐片；20-避让槽；3-热沉；30-焊料层ⅰ；31-侧壁面a；32-侧壁面b；33-侧壁面c；4-巴条；40-出光腔面；400-出光区域；5-绝缘片；6-负极片；60-焊料层ⅱ；7-压板；8-巴条压块；9-配重。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种激光巴条的封装治具，如图1所示，包括治具本体1、对齐片2和避让部。本实施例中，治具本体1的材质采用表面钝化处理的铝、铜或者不锈钢等，治具本体1上具有相对的两个安装面，本实施例中，两个安装面均为平面，两个安装面之间呈v型设置，任一安装面与水平面之间呈锐角，且v型的夹角亦为锐角。本实施例中，热沉3和对齐片2均呈与巴条4整体结构相同的长方体型结构，对齐片2可以采用硅片、石英玻璃片或蓝宝石片等材质，本实施例中，对齐片2采用硅片。

如图1所示，对齐片2紧密贴靠在治具本体1的左侧安装面上，且位于该安装面底部，对齐片2与正对的右侧安装面之间形成夹角α，本实施例中，α角度为45°～85°。对齐片2上朝向相对的右侧安装面的壁面上设置避让部，巴条4的出光腔面40局部抵接在避让部上，如图4所示，巴条4的出光腔面40上靠近正极面处具有出光区域400，避让部能够完全或者部分避让开该出光区域400，避让部对巴条4的出光腔面40具有一定的支撑作用力，避让部具有避让面，本实施例中，避让面为避让平面，避让部为截面呈匚形的避让槽20，避让槽20通过湿法腐蚀或等离子干法刻蚀等方式成型在对齐片2上，避让槽20的内表面作为避让平面，避让平面经过抛光，表面平整度很高。

如图1所示，热沉3相对的侧壁面a31与侧壁面b32相互平行，热沉3的厚度，即侧壁面a31与侧壁面b32之间的常规距离d1为1～3mm，侧壁面a31紧密贴靠在治具本体1的右侧安装面上，热沉3位于该安装面的底部，且其上与侧壁面a31和侧壁面b32分别相邻的侧壁面c33抵靠在避让槽20的下槽边缘上，本实施例中，如图2所示，侧壁面c33局部伸入避让槽20的内腔中，且伸入端与避让槽20的内表面相距一定的距离。

热沉3的侧壁面b32上均匀设置焊料层ⅰ30，焊料层ⅰ30的常规厚度d2为3～10μm，巴条4的发热面，即正极面，亦称p面，紧密贴靠在焊料层ⅰ30上，巴条4上与p面相对的为负极面，亦称n面，p面与n面之间的间距，即巴条4的厚度d3为50～200μm，该厚度为常规厚度，也可以为其它厚度，视具体需要而定，如图2所示，巴条4受自身重力滑落且一端伸出焊料层ⅰ30所在的侧壁面b32的底部，即出光腔面40超出侧壁面c33一定的距离，本实施例中，该距离d4的最佳长度为5～20μm，当然当侧壁面c33伸入避让槽20内腔一定长度时，d4的长度可以小于5μm，当d4长度为零时，此时出光腔面40与侧壁面c33位于同一平面上，出光腔面40伸出一定的距离能够避免在巴条4放入炉内回流过程中焊料向出光腔面40爬升造成遮挡出光腔面40的问题，同时也避免了激光器件在长期工作过程中焊料因电迁移而向出光腔面40爬升造成遮挡的问题，大大提高了封装的成品率和产品的可靠性。出光腔面40的下边缘悬空在避让槽20的内腔中，上边缘抵靠在避让槽20的槽底平面上，出光腔面40与槽底平面线接触，两平面之间形成锐角，减少了出光腔面40与对齐片2的接触，避免造成出光腔面40的污染和损坏，提高封装的成品率和巴条4的可靠性。

如图2所示，本实施例中，避让槽20的宽度l2，避让槽20下方槽壁与其靠近的对齐片2的一侧壁面之间的距离l1，避让槽20的深度l3，满足公式：

l1＜d1/sinα；

l2＞(d1+d2+d3)/sinα-l1；

l3＝(d1+d2+d3-l1sinα-d4cotα)cosα+d4/sinα。

作为实施例1的第一个可替换的实施方式，治具本体1的两个安装面可以不为平面，只要满足热沉3的侧壁面a31能够固定在与其对应的安装面上，且热沉3放置在该安装面上时，其侧壁面b32所在的平面与避让部的避让平面形成的夹角为锐角即可。

作为实施例1的第二个可替换的实施方式，可以不设置避让槽20，对齐片2表面作为避让平面，巴条4的出光腔面40上边缘抵靠在对齐片2表面，出光腔面40与对齐片2表面之间呈锐角设置；进一步地，可以不设置对齐片2，治具本体1采用硅或石英玻璃等制成，避让平面直接设置在治具本体1的一侧安装面上。

作为实施例1的第三个可替换的实施方式，避让面可以为避让曲面，只要满足对出光腔面具有局部的支撑力且能够完全避让或部分避开出光区域即可。

实施例2

本实施例提供一种激光巴条的封装治具，与实施例1提供的激光巴条的封装治具的结构相比，区别在于：避让部为封装治具其一安装面上或对齐片2上的至少两个凸起，凸起的顶点与出光腔面40点接触抵接在出光腔面40上，对出光腔面40起到至少两点支撑的作用，且起支撑作用的凸起的顶点所在的平面平行于出光腔面40，出光腔面40其余表面裸露。

实施例3

本实施例提供一种激光巴条的封装方法，采用实施例1或实施例2提供的激光巴条的封装治具，封装步骤为：

s1：将热沉3具有焊料层ⅰ30一侧朝上放置在封装治具的其一安装面上，使其下端抵接在相对的另一安装面上；

s2：将巴条4放置在焊料层ⅰ30上，且出光腔面40一端局部抵接在另一安装面的避让部上；

s20：将上下表面分别设置金属层的绝缘片5放置在与巴条4同侧的热沉3上；

s21：将负极片6具有焊料层ⅱ60一侧同时覆盖在巴条4与绝缘片5上；

s22：将压板7放置在负极片6上，使负极片6、绝缘片5和热沉3紧密贴合。

s3：在巴条4上方的负极片6上放置巴条压块8，使负极片6、巴条4和热沉3三者紧密贴合；

s4：将组装好的热沉3、巴条4、绝缘片5、负极片6、巴条压块8和压板7连同所述治具整体放入回流炉内，进行回流焊接。

当采用实施例1中的封装治具时，对应的步骤s2为：将巴条4放置在焊料层ⅰ30上，且出光腔面40一端的上边缘抵接在避让槽20的槽底平面上；

当采用实施例2中的封装治具时，对应的步骤s2为：将巴条4放置在焊料层ⅰ30上，且出光腔面40的局部表面贴靠在凸台的上顶面上；

当采用实施例3中的封装治具时，对应的步骤s2为：将巴条4放置在焊料层ⅰ30上，且出光腔面40抵接在凸起的顶点上；

如图3所示，本实施例中，压板7为l型板，压板7的l型的竖直部扣压在负极片6的上表面，使负极片6、绝缘片5和热沉3三者紧密贴合；压板7的l型的水平部挂接在热沉3、绝缘片5与负极片6上端面，避免压板7朝向巴条4滑落。

本实施例中，负极片6通常采用铜箔镀金材质，厚度0.05～0.2mm；巴条压块8和压板7可以采用玻璃、陶瓷、蓝宝石、金属等材质，视具体需要而定。

以上步骤中，巴条压块8上还可以设置配重9，配重9沿抵靠在与避让部同侧的封装治具的安装面上，其前端设有棱条，棱条顶压在巴条压块8的中间位置，使巴条4固定更牢固。

作为实施例4的第一个可替换的实施方式，当避让部设置在对齐片2上时，在步骤s1前需增加步骤s0：将对齐片2避让部朝向外侧放置在封装治具的其一安装面上；对应的步骤s1为：将热沉3具有焊料层ⅰ30一侧朝上放置在封装治具的另一安装面上，使其下端抵接在对齐片2上。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。