一種半導體激光器LD芯片封裝定位的裝置及定位方法與流程

本發明涉及半導體激光器領域，具體涉及一種半導體激光器ld芯片封裝定位的裝置及定位方法。

背景技術：

經過幾十年的發展，半導體激光器越來越被社會所熟悉。也由于其本身具有體積小、重量輕、電光轉換效率高、壽命長和可靠性高等優點，已在通訊、醫療、顯示、工業制作和安防等領域逐漸取代了氣體和固體激光器的使用，其應用范圍也在逐步擴展。半導體激光器也從低端應用市場逐步向醫療國防等高端市場邁進，因此過去僅對半導體激光器工作時的功率光斑等寬泛的條件，逐步向產品高度一致性，性能可重復性高的嚴格標準。這對半導體封裝技術提出更高的要求。

半導體激光器封裝工藝流程，常見的to-can等倒裝貼片封裝流程，需要多步固晶，目前針對如何將ld精確定位于熱沉上，已有各種成熟技術，而如何將固晶有ld的cos精確定位于to管座上，除去全自動設備采用ccd鏡頭精確定位的以外，常見技術手段，往往保守的將ld腔面探出或平齊to管座的管舌邊緣。這種不采用高精密自動化的原始封裝工藝，對ld相對于管座管舌端面的定位一致性往往不佳，而且對于日新月異的激光器的新應用需求，to封裝的半導體激光器多加透鏡使用，ld芯片的一致性將影響使用效果，而且突出的ld無法滿足使用，因此能如何提出一種簡便可操作的方法，實現ld與管座的精確定位，在原始封裝工藝下實現封裝精度的一致性成為重要研究課題。

技術實現要素：

本發明為了克服以上技術的不足，提供了一種封裝后ld出光腔面相對管座探出量保持一致性的半導體激光器ld芯片封裝定位的裝置及定位方法。

本發明克服其技術問題所采用的技術方案是：

一種半導體激光器ld芯片封裝定位的裝置，包括：

底座，其上端沿左右方向水平設置有固定槽，其上端沿前后方向水平設置有導軌，固定槽與導軌呈十字形交叉設置；

模條，寬度與固定槽的槽寬相匹配，其滑動插裝于固定槽中，模條后端面沿其長度方向間隔插裝有若干to管座；

定位塊，寬度與導軌的寬度相匹配，其滑動插裝于導軌中，定位塊與模條相垂直；

定位機構，設置于定位塊的前端；以及

cos，所述cos下端的熱沉層通過銀膠粘接于to管座的管舌上方臺面的中線處；

當定位塊向前端移動至與to管座的管舌相接觸時，所述定位機構與cos上端的ld芯片最上端的襯底層邊緣相接觸，且ld芯片位于管舌上端面的內側。

上述定位機構為設置于定位塊前端的凸臺。

上述定位機構為設置于定位塊前端的斜面，所述斜面與管舌的上端面呈銳角夾角設置。

上述斜面為剖光面。

一種半導體激光器ld芯片封裝定位方法，包括如下步驟：

a)將to管座插裝于模條的后端面上；

b)將cos置于to管座的管舌上端臺面的中線位置，cos底端的熱沉層固定于管舌的臺面上，并保持cos上端的ld芯片的外邊緣位于管舌的外側端；

c)將模條沿左右方向滑動插裝于底座；

d)將與模條相垂直的定位塊沿前后方向滑動插裝于底座上，移動模條使to管座正對定位塊，并推動定位塊前移至定位塊前端與管舌相接觸，定位塊推動cos相對管舌向內側運動，直至cos上端的ld芯片的外邊緣位于管舌的內側端；

e)取下模條進行cos固晶。

為了提高效率，上述步驟a)中有n個to管座，n為大于等于2的自然數，各個to管座模條長度方向間隔插裝于模條的后端面上，各個to管座位于同一水平高度；當執行完步驟d)時，將模條沿底座滑動，使下一個to管座移動至正對定位塊的位置，重復步驟d)，直至模條上的n個to管座全部定位。

優選的，上述步驟a)中cos底端的熱沉層通過銀膠粘接工藝固定于管舌的臺面上。

本發明的有益效果是：通過定位塊驅動cos的邊緣相對管舌向內側移動，達到cos的ld芯片相對探出量為負值，避免了傳統封裝時ld出光腔面探出量為正值時，ld芯片容易碰損的弊端，ld芯片探出量是負值也是行業的一種需求，ld芯片快軸發散角遠大于本發明所選的特定角度，因此不存在擋光的風險。通過定位塊驅動cos定位，確保ld芯片封裝過程出光腔面探出管座一致，從而實現量產中的精確定位。

附圖說明

圖1為本發明的主視結構示意圖；

圖2為本發明的側視機構示意圖；

圖3為本發明的底座的立體結構示意圖；

圖4為本發明的定位狀態的位置關系示意圖；

圖中，1.底座2.固定槽3.導軌4.定位塊5.模條6.to管座7.管舌8.熱沉層9.ld芯片。

具體實施方式

下面結合附圖1至附圖4對本發明做進一步說明。

一種半導體激光器ld芯片封裝定位的裝置，包括：底座1，其上端沿左右方向水平設置有固定槽2，其上端沿前后方向水平設置有導軌3，固定槽2與導軌3呈十字形交叉設置；模條5，寬度與固定槽2的槽寬相匹配，其滑動插裝于固定槽2中，模條5后端面沿其長度方向間隔插裝有若干to管座6；定位塊4，寬度與導軌3的寬度相匹配，其滑動插裝于導軌3中，定位塊4與模條5相垂直；定位機構，設置于定位塊4的前端；以及cos，cos下端的熱沉層8通過銀膠粘接于to管座6的管舌7上方臺面的中線處；當定位塊4向前端移動至與to管座6的管舌7相接觸時，定位機構與cos上端的ld芯片9最上端的襯底層邊緣相接觸，且ld芯片9位于管舌7上端面的內側。通過定位塊4驅動cos的邊緣相對管舌7向內側移動，達到cos的ld芯片9相對探出量為負值，避免了傳統封裝時ld出光腔面探出量為正值時，ld芯片9容易碰損的弊端，ld芯片9探出量是負值也是行業的一種需求，ld芯片9快軸發散角遠大于本發明所選的特定角度，因此不存在擋光的風險。通過定位塊4驅動cos定位，確保ld芯片封裝過程出光腔面探出管座一致，從而實現量產中的精確定位。

定位機構可以為設置于定位塊4前端的凸臺，當定位塊4前端與管舌7相接觸時，凸起的凸臺會使在與ld芯片9最上端的襯底層接觸的情況下驅動cos相對管舌7向內側移動，使cos不相對管舌7探出。優選的定位機構也可以為設置于定位塊4前端的斜面，斜面與管舌7的上端面呈銳角夾角設置。當定位塊4與管舌7相接觸時是斜面下端與管舌7外邊緣接觸，而斜面上端會驅動cos相對管舌7向內側移動，使cos不相對管舌7探出。采用斜面的方式結構簡單，方便加工。為了避免粗糙度干擾定位精度，斜面可以剖光處理為剖光面。以行業常規尺寸計算，ld芯片9厚度l1=110um，所用cos熱沉層8厚度l2=220um；因此探出量lo=tanθ*（l1+l2），當lo≈17時，θ=3°，斜面與管舌7的上端面之間的夾角為87°。

一種半導體激光器ld芯片封裝定位方法，包括如下步驟：a)將to管座6插裝于模條5的后端面上；b)將cos置于to管座6的管舌7上端臺面的中線位置，cos底端的熱沉層8固定于管舌7的臺面上，并保持cos上端的ld芯片9的外邊緣位于管舌7的外側端；c)將模條5沿左右方向滑動插裝于底座1；d)將與模條5相垂直的定位塊4沿前后方向滑動插裝于底座1上，移動模條5使to管座6正對定位塊4，并推動定位塊4前移至定位塊4前端與管舌7相接觸，定位塊4推動cos相對管舌7向內側運動，直至cos上端的ld芯片9的外邊緣位于管舌7的內側端；e)取下模條進行cos固晶。通過該方法對cos的ld芯片9進行定位，使ld芯片9相對管舌7的探出量由原7%的異常降低到0%，杜絕了因為ld芯片探出定位不準確導致的后續安裝透鏡等工藝中致使ld破碎失效的情況發生。

實施例1

進一步的，步驟a)中有n個to管座6，n為大于等于2的自然數，各個to管座6模條5長度方向間隔插裝于模條5的后端面上，各個to管座6位于同一水平高度；當執行完步驟d)時，將模條5沿底座1滑動，使下一個to管座6移動至正對定位塊4的位置，重復步驟d)，直至模條5上的n個to管座6全部定位。通過在模條5上設置多個to管座6可以再一個模條5移動時對多個cos進行定位，進一步提高了效率。