本發(fā)明屬于半導體激光器制造技術領域，特別涉及一種用于半導體激光器自動打線的固定裝置。

背景技術：

半導體激光器(LD，Laser Diode)由于體積小、光電轉化效率高、可直接調制、可選擇波長范圍廣等特點，其應用領域越來越廣泛。特別是近年在光纖激光器泵浦、3D打印、醫(yī)療美容等領域的應用，使得半導體激光器越來越得到了行業(yè)乃至國家的重視。由于半導體激光器不是100％光電轉效率，使用時會產生一定的熱量，如果不及時將這些熱量從芯片有源層帶走，會影響芯片性能和使用壽命，因此行業(yè)內通常會對激光芯片進行封裝，保證使用的可靠性和方便性。一般我們經常接觸到大功率半導體激光器單管芯片封裝形式包括COS(Chip On Submount)，C-mount，F(xiàn)-mount等，其中COS是最常見的。

請一并參閱圖1和圖2，其中，圖1是一種半導體激光器未打線時的結構示意圖；圖2是圖1所示的半導體激光器打線后的結構示意圖。

如圖1和圖2所示，半導體激光器20包括熱沉21、設于熱沉21上的芯片22，在芯片22側邊的是熱沉21上的電極24，芯片22和電極24之間通過金線23連接。

COS的封裝主要分為兩步，第一步是貼片(die bond)，第二步是打線(wire bond)。如圖2所示，打線一般采用的是熱超聲金絲球焊方式，其中焊點一231為球焊，焊點二232為楔焊，金線23打線的過程描述如下：

上一個打線過程結束后，打火桿在瓷嘴下預留出的金線23進行放電打火形成金球。

瓷嘴帶著金球到運到焊點一231的位置，在一定下壓力下，瓷嘴在超聲波激勵下振動，金球在焊接界面形成金屬間化合物，使焊點一231固定在焊接面上。

瓷嘴帶著金線23，在預先設置的軌跡下，進行運動到焊點二232。

當瓷嘴運動到焊點二232位置后，瓷嘴再次下壓，同時在超聲波作用下形成焊點二232，瓷嘴帶著金線23向上運動，金線23斷裂，同時預留出部分金線23用作下一個焊點一231的金球焊接。

以上為一個打線過程的簡述，實際過程還會涉及到很多其他機械結構來配合這一過程。

為保證焊點一231和焊點二232焊接的順序進行，會對待打線產品進行加熱，一般溫度控制在100～150℃。

金線23打線工藝根據使用設備的自動化程度，可分為手動打線和自動打線。手動打線是人工定位焊點一231和焊點二232的位置，同時金線23運動的軌跡也可以是人工控制。自動打線是設備通過圖像識別方式，定位焊點位置，金線23運動軌跡可以通過設備內設置的程序提前預先編輯好。由于半導體激光器20越來越向著大功率方向發(fā)展，對于芯片22的輸入電流也越來越高，這就要求金線23數(shù)量增多。如采用1mil直徑的金線23，打線金線23的數(shù)量一般為30根左右。為了保證金線23的焊點一231和焊點二232定位的準確性和外觀的一致性，金線23打線通常要求使用自動打線機進行。

自動打線機對打線產品有如下幾個要求：

1.打線產品需要被牢固固定從打線的過程可以看出，瓷嘴和待打線產品之間有力和位移運動的相互作用，如果產品不能被牢固固定住，則焊點的穩(wěn)定性和一致性將不能保證；

2.打線產品需要成等距的矩陣分布自動打線機導軌運動一般是平面二維的步進式運動，這就需要待打線產品左右是等距的，上下是等距的；

3.打線產品需要可以被加熱加熱可以去除界面之間的氧化物和雜質，更加利于焊接的順利進行和焊點的穩(wěn)定性。

根據上面的幾項要求，光電子行業(yè)內用的自動打線機，如LED打線，通常會采用引線框架形式(Lead frame)，每個引線框架上會包含十幾或者幾十個打線產品，框架一般會采用金屬鋁，具有一定的韌性也有利于傳熱。同時還有一個配合的下壓板(Clamp)，將打線產品壓緊固定住。下壓板一般會直接與待打線產品的表面直接接觸。對于大功率半導體激光器COS封裝形式，以上固定方式有以下幾個缺點：

由于COS的貼片工藝要求很高，貼片完成后的COS是一顆顆零散分布，非類似LED的引線框架形式。COS的這種缺點，使得無法順利的一次性完成多顆COS打線，無法最大利用自動打線機快速定位和打線的優(yōu)勢。

為方便保護熱沉(Submount)金屬層和后續(xù)打線的需要，熱沉表面會蒸鍍幾層很薄的金屬層。如采用上面下壓板的直接接觸方式，雖然保證了打線產品的牢固固定，但是同時會對熱沉造成劃傷，不利于COS下一步的電連接和出貨的外觀要求。

在缺乏引線框架基礎上，設備加熱源缺乏傳輸路徑將熱量從設備傳導到COS上，從而不能保證COS打線時溫度要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于半導體激光器自動打線的固定裝置，以解決現(xiàn)有技術中會對半導體激光器的外觀造成劃傷、不能夠一次性完成多個產品打線的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是：提供一種用于半導體激光器自動打線的固定裝置，包括：

導軌；

夾具，滑動性設置在所述導軌上，用于裝夾待打線的半導體激光器；

真空泵，用于透過所述夾具的底部真空吸附所述半導體激光器的底面以使所述半導體激光器固定。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述夾具包括面板，所述面板的表面上下、左右等距陣列設置有多個凹槽，所述半導體激光器放置于所述凹槽內，所述凹槽的底部設有貫通的真空吸附孔。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述凹槽的前側壁設有躲避孔以避開所述半導體激光器芯片的前端面，所述凹槽的上下側壁設有鑷子孔以便于通過鑷子伸入所述凹槽取放所述半導體激光器，所述凹槽的端角設有避讓孔以避開所述半導體激光器的端角。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例所述真空吸附孔為5個，其中4個構成矩形分布，另1個位于中心。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述面板上設有螺孔，所述螺孔用于在打線作業(yè)完成后，通過螺桿旋入所述螺孔將所述夾具取走。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述固定裝置還包括加熱平臺，所述加熱平臺設于所述夾具的下方，用于在打線作業(yè)時對所述夾具進行加熱。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述夾具還包括基座，所述基座連接于所述面板的下方，所述基座將所述加熱平臺的熱量傳導至所述面板進而加熱所述半導體激光器以便于進行打線作業(yè)。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述固定裝置還包括定位桿，所述定位桿設置在所述加熱平臺上，用于在流水打線作業(yè)時伸入所述導軌中終止并擋住所述夾具。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述真空泵包括泵體和氣體管路，所述氣體管路一端與所述泵體連接，所述氣體管路的另一端與所述加熱平臺連接。

根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述滑軌由兩條平行的軌道構成，包括承托部、側壁部以及上壓板，所述面板由所述承托部承托，所述側壁部連接在所述承托部的外側邊以對所述面板的外側邊進行限位，所述上壓板與所述側壁部連接并與所述承托部的表面平行以對所述面板的上側進行限位。

本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術的情況，本發(fā)明提供的固定裝置采用真空吸附方式對半導體激光器進行固定，不會對半導體激光器的熱沉表面造成任何損傷，夾具使得待打線品等距離分布，使得半導體激光器能夠被自動打線機充分利用，適于批量化生產。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中：

圖1是一種半導體激光器未打線時的結構示意圖；

圖2是圖1所示的半導體激光器打線后的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明提供的用于半導體激光器自動打線的固定裝置的立體結構示意圖；

圖4是圖3中所示的夾具的放大立體結構示意圖；

圖5是圖4中夾具的底部結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖3，圖3是本發(fā)明提供的用于半導體激光器自動打線的固定裝置的立體結構示意圖。

如圖3所示，本發(fā)明提供一種用于半導體激光器自動打線的固定裝置10，該固定裝置10包括導軌100、夾具200、真空泵300、加熱平臺400以及定位桿500。

其中，夾具200滑動性設置在導軌100上，用于裝夾待打線的半導體激光器20；真空泵300用于透過夾具200的底部真空吸附半導體激光器20的底面以使半導體激光器20固定；加熱平臺400設于夾具200的下方，用于在打線作業(yè)時對夾具200進行加熱；定位桿500設置在加熱平臺400上，用于在流水打線作業(yè)時伸入導軌100中終止并擋住夾具200。

具體而言，請一并參閱圖4和圖5，其中圖4是圖3中所示的夾具的放大立體結構示意圖；圖5是圖4中夾具的底部結構示意圖。

如圖4和圖5所示，夾具200可采用金屬材料，如鋁或不銹鋼等，也可以采用陶瓷類材料，例如氧化鋁、氮化鋁、氧化鋯等。

夾具200為一體結構，包括面板210和基座220，其中，面板210的表面上下、左右等距陣列設置有多個凹槽211，例如圖3中所示的4×4共16個，當然，凹槽211的數(shù)量并不限于此，可根據實際需要進行設置，滿足多個凹槽211的左右距離和上下距離相同即可，半導體激光器20放置于凹槽211內，凹槽211的底部設有貫通的真空吸附孔212，真空吸附孔212可是以任意個數(shù)，例如圖3中所示的五個，其中4個構成矩形分布，另1個位于中心，該布局方式吸附效果較好。通過真空吸咐方式不會損壞半導體激光器20表面。

為了保護半導體激光器20的芯片22的前端面25，凹槽211的前側壁設有躲避孔213以避開半導體激光器20的芯片22的前端面，如圖2中所示，半導體激光器20具有前端面25和后端面26，其中前端面25的芯片腔面區(qū)域非常脆弱，受到碰撞摩擦時極容易損壞，需要特別保護，故在凹槽211的前側壁設有躲避孔213。

此外，凹槽211的上下側壁設有鑷子孔214以便于通過鑷子伸入凹槽211取放半導體激光器20。

進一步地，為了保護半導體激光器20的四個端角，凹槽211的端角設有避讓孔215以避開半導體激光器20的四個端角。

在完成打線后，夾具200具有一定的溫度，不便于徒手取走，因此，本發(fā)明一實施例中，在面板210上設有螺孔216，螺孔216用于在打線作業(yè)完成后，通過螺桿旋入螺孔216將夾具200取走。

基座220位于面板210的下方，基座220將加熱平臺400的熱量傳導至面板210進而加熱半導體激光器20以便于進行打線作業(yè)。

為了使得夾具200在導軌100上定位準確，本發(fā)明提供的固定裝置10還包括定位桿500，定位桿500設置在加熱平臺400上，用于在流水打線作業(yè)時伸入導軌100中以終止并擋住夾具200。定位桿500可以為個或多個，優(yōu)選地，固定位桿500具有接觸平面以與夾具200平面接觸。

在本發(fā)明實施例中，真空泵300包括泵體310和氣體管路320，氣體管路320一端與泵體310連接，氣體管路320的另一端與加熱平臺400連接。

請繼續(xù)參閱圖3，本發(fā)明提供的滑軌100由兩條平行的軌道構成，每一軌道包括承托部110、側壁部120以及上壓板130。

其中，夾具200的面板210由承托部110承托，側壁部120連接在承托部110的外側邊以對面板210的外側邊進行限位，上壓板130與側壁部120連接并與承托部110的表面平行以對面板210的上側進行限位，其中，上壓板130只需在工作區(qū)設置即可，上料區(qū)和下料區(qū)無需設置以方便上下料。

綜上所述，本領域技術人員容易理解，本發(fā)明提供的固定裝置10采用真空吸附方式對半導體激光器20進行固定，不會對半導體激光器20的熱沉表面造成任何損傷，可以將獨立分散的COS排列的等距離矩陣分布形式，使得打線能夠批量進行，其夾具具有獨特的凹槽和開孔設計，可保證真空吸附COS的穩(wěn)定性，而且還能對COS熱沉表面不造成任何損傷，同時COS上下料也非常方便。

金線打線的焊點之間可靠性和一致性得到保證，可穩(wěn)定的提升產品質量。本發(fā)明提供的固定裝置結構簡單，操作方便，非常利于大功率半導體激光器批量化的生產。

以上僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。