大功率激光芯片的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種大功率激光芯片的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，激光芯片焊接是激光器封裝重要的一道工藝。目前的激光芯片焊接主要以綁定機(jī)為主，綁定機(jī)是將激光芯片與熱沉進(jìn)行綁定的裝置，整機(jī)由PLC+HMI組成控制核心，圖像自動(dòng)對(duì)位系統(tǒng)PV310完成目標(biāo)對(duì)象的對(duì)位數(shù)據(jù)計(jì)算，產(chǎn)品在完成對(duì)位并預(yù)壓后由平臺(tái)傳輸?shù)奖緣哼M(jìn)行綁定壓接；綁定機(jī)采用PLC控制系統(tǒng)，平臺(tái)伺服傳動(dòng)定位，回流加熱，配合不銹鋼熱壓頭，實(shí)現(xiàn)壓接。
[0003]采用綁定機(jī)進(jìn)行焊接，其缺點(diǎn)就是設(shè)備昂貴，工作效率低，無法進(jìn)行批量生產(chǎn)。例如，用于激光芯片焊接的綁定機(jī)需要10萬美元以上，設(shè)備成本投入大。而且綁定機(jī)的工作效率較低，綁定機(jī)每作業(yè)一個(gè)激光芯片都需要一次完整的加熱溫度回流，大約需要3分鐘。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種高效、穩(wěn)定、低投入的大功率激光芯片的焊接方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中激光芯片焊接成本高，生產(chǎn)效率低的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種大功率激光芯片的焊接方法，其包括以下步驟:
[0006]I)將激光芯片定位至夾具內(nèi)，具體定位過程為:將硅片緊貼夾具底座上一個(gè)定位腔的其中一側(cè)壁放置，再將熱沉置于所述定位腔的底部，將所述激光芯片置于熱沉上，并且將激光芯片卡設(shè)在定位件的卡槽中，最后將楔形插塊緊貼定位腔的另一側(cè)壁插入，所述其中一側(cè)壁和所述另一側(cè)壁為相對(duì)平行的兩個(gè)側(cè)壁，再將夾具頂蓋蓋設(shè)在夾具底座上；
[0007]2)將重力壓塊從所述夾具頂蓋上的窗口內(nèi)插入所述定位腔中，使重力壓塊壓緊在所述激光芯片上；
[0008]3)將整個(gè)夾具以及重力壓塊一起放入真空回流爐中加熱，完成對(duì)激光芯片的焊接。
[0009]優(yōu)選的，所述硅片的一側(cè)具有臺(tái)階面，硅片插入所述定位腔時(shí)，所述臺(tái)階面朝向定位腔的內(nèi)部，且所述激光芯片位于所述臺(tái)階面的上方。
[0010]優(yōu)選的，在所述激光芯片定位之前，需先清潔所述夾具。
[0011]優(yōu)選的，所述夾具底座上均勻分布多個(gè)所述定位腔，定位在每個(gè)定位腔內(nèi)的激光芯片其規(guī)格相同或者不同。
[0012]優(yōu)選的，在所述步驟3)中，將多個(gè)帶有激光芯片的所述夾具置于所述真空回流爐中同時(shí)加熱。
[0013]如上所述，本發(fā)明的大功率激光芯片的焊接方法，具有以下有益效果:本發(fā)明采用夾具來定位激光芯片，再將其置于真空回流爐中加熱完成焊接，其可以多人同時(shí)作業(yè)，多套夾具同時(shí)放入真空回流爐中加熱；基于夾具設(shè)計(jì)的靈活性，可以為多種規(guī)格的芯片焊接；夾具投入成本低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于綁定機(jī)的投入，且其生產(chǎn)效率高于綁定機(jī)。
【附圖說明】
[0014]圖1顯不為本發(fā)明的所述夾具底座不意圖。
[0015]圖2顯不為本發(fā)明將激光芯片定位在夾具底座上的不意圖。
[0016]圖3顯示為圖2所示AA線的剖面圖。
[0017]圖4顯示為本發(fā)明的所述夾具頂蓋示意圖。
[0018]圖5顯示為本發(fā)明的所述重力壓塊示意圖。
[0019]元件標(biāo)號(hào)說明
[0020]I 夾具底座
[0021]11 定位腔
[0022]2 硅片
[0023]3 定位件
[0024]4 楔形插塊
[0025]5 激光芯片
[0026]6 熱沉
[0027]7 夾具頂蓋
[0028]71 窗口
[0029]8 重力壓塊
[0030]81 插入端
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0032]請(qǐng)參閱圖1至圖5。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí)，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0033]本發(fā)明提供一種大功率激光芯片的焊接方法，其包括以下步驟:如圖1至圖5所示，
[0034]I)將激光芯片5定位至夾具內(nèi)，在將激光芯片5定位之前，需先清潔夾具；該夾具包括夾具底座I和夾具頂蓋7，夾具底座I上設(shè)有多個(gè)均勻分布的盛放激光芯片5的定位腔11 (見圖1所示)，夾具頂蓋7上設(shè)有多個(gè)與定位腔11相對(duì)應(yīng)的窗口 71 (見圖4所示)，其具體定位過程為:見圖2及圖3所示，將硅片2緊貼夾具底座I上一個(gè)定位腔11的其中一側(cè)壁放置，再將熱沉6水平置于定位腔11的底部，用真空吸筆將激光芯片5置于熱沉6的焊接區(qū)域，并且將激光芯片5卡設(shè)在定位件3的卡槽中，并且讓激光芯片的發(fā)光面(前端面)與硅片2保持緊貼；最后將楔形插塊4緊貼定位腔11的另一側(cè)壁插入，其中一側(cè)壁和另一側(cè)壁為相對(duì)平行的兩個(gè)側(cè)壁，再將夾具頂蓋7蓋設(shè)在夾具底座I上；
[0035]2)將重力壓塊8從夾具頂蓋7上的窗口 71內(nèi)插入定位腔11中，使重力壓塊8壓緊在激光芯片5上，使得激光芯片5在焊接過程中有足夠的壓力，從而提高焊接質(zhì)量；如圖5所示，重力壓塊8的底部具有可從窗口 71插入的插入端81，插入端81較重力壓塊8的本體尖細(xì)。
[0036]3)將整個(gè)夾具以及重力壓塊8 一起放入真空回流爐中加熱，完成對(duì)激光芯片5的焊接。
[0037]本發(fā)明的采用夾具來定位激光芯片，再將其置于真空回流爐中加熱完成焊接，其可以多人同時(shí)作業(yè)，多套夾具同時(shí)放入真空回流爐中加熱；基于夾具設(shè)計(jì)的靈活性，可以為多種規(guī)格的芯片焊接；夾具投入成本低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于綁定機(jī)的投入，且其生產(chǎn)效率高于綁定機(jī)。例如，采用夾具去做激光芯片封裝，0.5萬美元即可完成批量作業(yè)；而夾具每次加熱回流一次可以完成幾十個(gè)激光芯片的焊接，多套夾具同時(shí)作業(yè)可以完成更多產(chǎn)品，即使每次夾具加熱回流所需時(shí)間為20多分鐘，平均到每個(gè)產(chǎn)品所需時(shí)間約需要0.5分鐘，因此大大提尚激光芯片的焊接效率。
[0038]為提高焊接質(zhì)量，見圖3所示，上述硅片2的一側(cè)具有臺(tái)階面，硅片2插入定位腔11時(shí)，臺(tái)階面朝向定位腔11的內(nèi)部，且激光芯片5位于臺(tái)階面的上方，以此使激光芯片5放置于熱沉6上形成微小的伸出量，有效地防止激光芯片5焊接過程中焊料溢出導(dǎo)致發(fā)光區(qū)域受擋。熱沉6在定位腔底部，其前端與硅片2緊貼后端與楔形插塊4緊貼，楔形插塊4可防止熱沉6產(chǎn)生水平移動(dòng)，需保證熱沉6平放在定位腔底部，放置后無翹起，且熱沉6的前端面貼緊硅片的臺(tái)階。
[0039]上述夾具底座I上均勻分布多個(gè)定位腔11，在進(jìn)行激光芯片焊接時(shí)，定位在每個(gè)定位腔11內(nèi)的激光芯片5其規(guī)格可以相同，也可以不同。這樣可以使相同或者不同規(guī)格的激光芯片同時(shí)完成焊接，提尚生廣效率。
[0040]為更進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，在上述步驟3)中，可以將多個(gè)帶有激光芯片5的夾具置于真空回流爐中同時(shí)加熱。
[0041]綜上所述，本發(fā)明的大功率激光芯片的焊接方法，其基于夾具設(shè)計(jì)的靈活性，可以為多種規(guī)格的芯片焊接；夾具投入成本低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于綁定機(jī)的投入，且其生產(chǎn)效率高于綁定機(jī)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0042]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大功率激光芯片的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將激光芯片(5)定位至夾具內(nèi)，具體定位過程為:將硅片(2)緊貼夾具底座(I)上一個(gè)定位腔(11)的其中一側(cè)壁放置，再將熱沉(6)置于所述定位腔(11)的底部，將所述激光芯片(5)置于熱沉(6)上，并且將激光芯片(5)卡設(shè)在定位件(3)的卡槽中，最后將楔形插塊(4)緊貼定位腔(11)的另一側(cè)壁插入，所述其中一側(cè)壁和所述另一側(cè)壁為相對(duì)平行的兩個(gè)側(cè)壁，再將夾具頂蓋(7)蓋設(shè)在夾具底座(I)上； 2)將重力壓塊(8)從所述夾具頂蓋(7)上的窗口(71)內(nèi)插入所述定位腔(11)中，使重力壓塊(8)壓緊在所述激光芯片(5)上； 3)將整個(gè)夾具以及重力壓塊一起放入真空回流爐中加熱，完成對(duì)激光芯片(5)的焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光芯片的焊接方法，其特征在于:所述硅片(2)的一側(cè)具有臺(tái)階面，硅片⑵插入所述定位腔(11)時(shí)，所述臺(tái)階面朝向定位腔(11)的內(nèi)部，且所述激光芯片(5)位于所述臺(tái)階面的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光芯片的焊接方法，其特征在于:在所述激光芯片(5)定位之前，需先清潔所述夾具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光芯片的焊接方法，其特征在于:所述夾具底座(I)上均勻分布多個(gè)所述定位腔(11)，定位在每個(gè)定位腔(11)內(nèi)的激光芯片(5)其規(guī)格相同或者不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率激光芯片的焊接方法，其特征在于:在所述步驟3)中，將多個(gè)帶有激光芯片(5)的所述夾具置于所述真空回流爐中同時(shí)加熱。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大功率激光芯片的焊接方法，其包括以下步驟：1）將激光芯片定位至夾具內(nèi)，將硅片緊貼夾具底座上一個(gè)定位腔的其中一側(cè)壁放置，再將熱沉置于定位腔的底部，將激光芯片置于熱沉上，并且將激光芯片卡設(shè)在定位件的卡槽中，最后將楔形插塊緊貼定位腔的另一側(cè)壁插入，其中一側(cè)壁和另一側(cè)壁為相對(duì)平行的兩個(gè)側(cè)壁，再將夾具頂蓋蓋設(shè)在夾具底座上；2）將重力壓塊從夾具頂蓋上的窗口內(nèi)插入定位腔中，使重力壓塊壓緊在激光芯片上；3）將整個(gè)夾具以及重力壓塊一起放入真空回流爐中加熱，完成對(duì)激光芯片的焊接。本發(fā)明采用夾具進(jìn)行定位激光芯片，其生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)效率高。
【IPC分類】B23K26-70, B23K37-04, B23K26-21
【公開號(hào)】CN104827184
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510252992
【發(fā)明人】郭肇基, 朱彥, 顧海軍, 楊曉鋒
【申請(qǐng)人】上海信耀電子有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月18日