CN112397988A - 一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，所述切割装置包括带芯片热沉、底座、压板和切割刀，所述底座上设有若干个放置槽，所述放置槽均匀分布，且平行设置成若干排；所述带芯片热沉均与放置槽适配安装；所述压板固定安装在底座上，所述压板上平行设置有若干个退刀槽，所述切割刀与退刀槽配合切割。所述放置槽自下而上设有相互连通的深槽、浅槽，所述深槽的深度为0.7‑1mm；所述浅槽的深度为0.3‑0.15mm。本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，装置设计合理，工艺操作简单，不仅有效实现了带芯片热沉的批量切割，提高生产效率，同时保证了成品质量，成品率大幅度提高，具有较高的实用性。

Description

一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法

技术领域

本发明涉及激光器附属材料技术领域，具体是一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法。

背景技术

二十世纪70年代，半导体激光器室温连续震荡的成功和低损耗光纤的实现拉开了光电子时代的序幕。半导体激光器具有体积小、重量轻。效率高。寿命长、易于调制及价格低廉等优点，在工业、医学和军事领域得到了广泛的应用。这也促进半导体激光器的产业化，由于生产工艺等技术问题，半导体激光器存在早期失效、偶然失效、损耗失效三种失效形式，在半导体激光器的产业化生产中必然要面对如何剔除早期失效产品的问题。

中国专利文献CN102263354 B公开了一种同轴激光器耦合封装器件夹具，适用于TOSA/ROSA激光焊接耦合封装***。采用锥面定位，易于自动定心，并且保证夹持器件的垂直度，提高激光器耦合焊接时的对准精度。通过旋转外部螺纹杆，可对器件进行夹紧动作。装置底部自带接线柱，可对其所夹持器件自行接通电源，其接线柱为高度可调，易于导通。具有结构紧凑，定位定心精度高，易于器件装卸，操作方便简洁等特点，通过更换不同尺寸大小的夹具瓣9可装夹不同的外形尺寸的TO产品。

中国专利文献CN102169698A(申请号：201110047324)提供一种激光器安装装置和使用该激光器安装装置的光拾取装置，该激光器安装装置容易进行激光的调整作业。本发明的激光器安装装置(10)由LD封装件(12)和用于容纳该LD封装件(12)的LD保持件(14)构成，使与LD封装件(12)的侧面抵接的LD保持件(14)的第一内壁(18)为倾斜面。由此，即使从容纳于LD保持件(14)中的发光芯片(24)射出的激光偏离光轴(16)，通过用作为倾斜面的第一内壁(18)校正LD封装件(12)的朝向，从而能够向光轴(16)侧校正激光的行进方向。

中国专利文献CN102290704A公开了一种半导体激光器TO封装结构及方法。该封装结构包括半导体激光器芯片,该芯片的至少一侧面经至少一过渡热沉与至少一热沉固定连接,且该芯片、过渡热沉和热沉均固定在管座上,并被封装于由该管座和一封帽围合形成的封闭腔体中。该方法为:在半导体激光器芯片的至少一侧面上固定连接至少一过渡热沉,而后将每一过渡热沉分别与一热沉固定连接,其后将该芯片、过渡热沉及热沉均固定在管座上,并在保护气氛中封盖,形成半导体激光器封装结构。本发明采用高热导率过渡热沉与热沉组合的结构,尤其是采用双热沉结构,可有效增强TO封装的半导体激光器的散热能力,大幅地降低激光器有源区的节温,减小激光器的热阻,延长半导体激光器的寿命，但加工工艺复杂，设备投资高。

目前在LD封装行业，半导体激光器热沉的切割方法为手动裁剪的方法，即将带有芯片的热沉片底面粘到白膜上，然后通过剪刀进行裁剪切割，这种方式的弊端为进入装架自动固晶时，需要手动再翻两次膜，才能够进行自动固晶机，多次翻模对COS(COS即为热沉通过茵与芯片连接到一起，如图1)产生污染，以及排列不规则等现象，由于切割为COS自动扎测到COS分选工步是通过信息传导的，手动翻模还存在漏COS现象，影响分选的准确率。

针对上述情况，我们设计了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，这是我们亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，所述切割装置包括带芯片热沉、底座、压板和切割刀，所述底座上设有若干个放置槽，所述放置槽均匀分布，且平行设置成若干排；所述带芯片热沉均与放置槽适配安装；所述压板固定安装在底座上，所述压板上平行设置有若干个退刀槽，所述切割刀与退刀槽配合切割。

本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其中包括带芯片热沉、底座、压板和切割刀，现如今一般都是通过手动切割来完成激光器的热沉切割操作，即将带芯片热沉粘到白膜上，然后通过剪刀进行裁剪切割，这样不仅需要进行多次翻模，影响芯片质量，而且还容易对芯片造成污染，出现排列不规则等现象；为了解决这个问题，本技术方案的底座上设计了若干个放置槽，且若干个放置槽均匀分布成一个矩形的阵列，技术方案中将带芯片热沉反向放置在放置槽内，放置时芯片朝向下方，热沉块朝向上方，这样放置可以在切割完成后仅需再进行一次贴膜操作，大大减少了翻膜次数，使得COS(带芯片热沉)脱落的几率大幅度的下降，保障了信息的有效性。

本技术方案中压板的设计可以保证带芯片热沉与放置槽紧密放置，避免在切割过程中带芯片热沉发生偏移、错位的现象；且压板上设计了若干个退刀槽，切割刀可通过退刀槽实现切割操作。

较优化地，所述放置槽自下而上设有相互连通的深槽、浅槽，所述深槽的深度为0.7-1mm；所述浅槽的深度为0.3-0.15mm。

本技术方案中将放置槽设计为相连通的深槽和浅槽，其中深槽用于放置芯片，深槽的深度一般设计为0.7-1mm，而芯片的高度一般低于0.7mm，这样不仅可以保证芯片能够有效放置在深槽内，同时也使得芯片与深槽底端存在一定的空隙，保证芯片顶端不被磨损，便于后续对芯片进行加工操作，有效提高产品质量和合格率；当带芯片热沉放置在放置槽内，浅槽深度过深时会对后续贴蓝膜操作造成影响，使得蓝膜与带芯片热沉的贴附率降低，容易造成COS(带芯片热沉)脱落、漏COS现象；而浅槽过浅时又会导致带芯片热沉与放置槽贴合不紧密，带芯片热沉极易脱离放置槽，因此浅槽的深度一般设计为0.3-0.15mm。

较优化地，所述底座上设有第一槽道，所述第一槽道与退刀槽互为镜像设置，所述第一槽道的上边缘与放置槽下边缘重合。

本技术方案设计了第一槽道，第一槽道的设计不仅可以与退刀槽、切割刀配合，保证切割操作的进行，同时也能够实现校准，保证带芯片热沉的位置不会发生偏移，当带芯片热沉放置在放置槽内，热沉块的下边缘一定会与第一槽道的上边缘重合，这样可以避免切割刀切割时出现错误，实用性更好。

较优化地，所述带芯片热沉包括芯片和热沉块，所述芯片与热沉块之间铟连接，当带芯片热沉位于放置槽内，所述芯片位于深槽内，所述热沉块位于浅槽内。

较优化地，所述反面切割装置还包括若干个平行设置的连接板，所述带芯片热沉均匀分布，且每个带芯片热沉均与连接板连接；所述相邻两排放置槽之间设有定位线，当带芯片热沉位于放置槽内，所述连接板下边缘与定位线重合。

本技术方案设计了定位线，当带芯片热沉位于放置槽内，连接板下边缘与定位线重合；定位线的设计便于进一步提高带芯片热沉与放置槽的位置校准，保证切割时切割刀不会对带芯片热沉造成影响。

较优化地，所述压板四角处设置有定位孔，所述定位孔通过定位销与底座固定安装。

较优化地，一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备工作及初步检查；

2)带芯片热沉；

3)安装压板；

4)切割刀切割；

5)贴蓝膜，结束操作。

较优化地，包括以下步骤：

1)准备工作及初步检查：准备带芯片热沉，并检测装置运行情况；

2)放置带芯片热沉：取步骤1)准备的带芯片热沉，热沉块朝上、芯片朝下放置在放置槽内；放置后芯片位于深槽内，所述热沉块位于浅槽内；

3)安装压板：取步骤1)准备的压板，盖在带芯片热沉上，通过定位销配合定位孔进行安装，完成压板的固定加紧；压板安装后，所述退刀槽与第一槽道位置相互对应；

4)切割刀切割：切割刀校准并下降，将铟连接的热沉块、芯片切下；完成切割后，升起切割刀，将压板取下，揭下连接板，得到均匀分布在放置槽内的COS；

5)贴蓝膜，使得每个COS的热沉块贴附在蓝膜上，取下蓝膜，反面切割操作结束。

较优化地，所述步骤2)中，放置时所述热沉块下边缘与底座上的第一槽道上边缘重合；所述连接板的下边缘与定位板重合。

较优化地，所述步骤4)中，所述切割刀校准后，切割刀的刀刃平面与退刀槽上边缘之间的距离为m，所述m为0-0.1mm。

本发明中通过将带芯片热沉反向放置在放置槽内，切割后只需贴一层蓝膜便可将切割后的带芯片热沉贴附揭下来，大大降低了翻模次数；本技术方案中，所述蓝膜型号为spv-224S，所述蓝膜的尺寸为220mm×100m。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用时，首先准备带芯片热沉并检测整个装置的运行状态，再将带芯片热沉反向放置到放置槽内，芯片朝向下方，热沉块朝向上方；为保证带芯片热沉位置放置进准，放置时热沉块下边缘与底座上的第一槽道上边缘重合，连接板的下边缘与定位板重合；再将压板通过定位销、定位孔压紧固定在底座上，调整切割刀的位置，使得切割刀刀面与退刀槽之间的距离m为0-0.1mm，这样可以保证切割刀的切割位置，避免发生切割刀上移切到芯片，也避免切割刀下移，将连接板一同切下来；完成切割后，升起切割刀，将压板取下，揭下连接板，得到均匀分布在放置槽内的COS；再贴蓝膜，使得每个COS的热沉块贴附在蓝膜上，取下蓝膜，反面切割操作结束。

本技术方案解决了热沉切割时无法批量切割的问题，在保证生产效率的前提下大幅度的提高了产品质量，与现有技术向比较具有以下优点：

1、大大提高了产品质量，成品率大幅度提高；2、这种热沉反面切割的方法减少了操作操作人员接触COS的几率，大批量的减少了污染；3、减少了翻膜次数，使得COS脱落的几率大幅度的下降，保障了信息的有效性；4、节约成本，实现了带芯片热沉的批量切割，提高了生产效率。

本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，装置设计合理，工艺操作简单，不仅有效实现了带芯片热沉的批量切割，提高生产效率，同时保证了成品质量，成品率大幅度提高，具有较高的实用性。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的带芯片热沉与连接板连接示意图；

图2为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的带芯片热沉局部放大图；

图3为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的底座局部放大图；

图4为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的底座局部放大图；

图5为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的压板结构示意图；

图6为本发明一种半导体激光器用热沉的反面切割装置的切割刀结构示意图。

图中：1-带芯片热沉、11-芯片、12-热沉块、2-底座、21-放置槽、211-深槽、212-浅槽、22-第一槽道、23-定位线、3-连接板、4-压板、41-退刀槽、42-定位孔、5-切割刀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，所述切割装置包括带芯片热沉1、底座2、压板4和切割刀5，所述底座2上设有若干个放置槽21，所述放置槽21均匀分布，且平行设置成若干排；所述带芯片热沉1均与放置槽21适配安装；所述压板4固定安装在底座2上，所述压板4上平行设置有若干个退刀槽41，所述切割刀5与退刀槽41配合切割。

本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其中包括带芯片热沉1、底座2、压板4和切割刀5，现如今一般都是通过手动切割来完成激光器的热沉切割操作，即将带芯片热沉1粘到白膜上，然后通过剪刀进行裁剪切割，这样不仅需要进行多次翻模，影响芯片11质量，而且还容易对芯片11造成污染，出现排列不规则等现象；为了解决这个问题，本技术方案的底座2上设计了若干个放置槽21，且若干个放置槽21均匀分布成一个矩形的阵列，技术方案中将带芯片热沉1反向放置在放置槽21内，放置时芯片11朝向下方，热沉块12朝向上方，这样放置可以在切割完成后仅需再进行一次贴膜操作，大大减少了翻膜次数，使得COS(带芯片热沉)1脱落的几率大幅度的下降，保障了信息的有效性。

本技术方案中压板4的设计可以保证带芯片热沉1与放置槽21紧密放置，避免在切割过程中带芯片热沉1发生偏移、错位的现象；且压板4上设计了若干个退刀槽41，切割刀5可通过退刀槽41实现切割操作。

所述放置槽21自下而上设有相互连通的深槽211、浅槽212，所述深槽211的深度为0.7-1mm；所述浅槽212的深度为0.3-0.15mm。

本技术方案中将放置槽21设计为相连通的深槽211和浅槽212，其中深槽211用于放置芯片11，深槽211的深度一般设计为0.7-1mm，而芯片11的高度一般低于0.7mm，这样不仅可以保证芯片11能够有效放置在深槽211内，同时也使得芯片11与深槽211底端存在一定的空隙，保证芯片11顶端不被磨损，便于后续对芯片11进行加工操作，有效提高产品质量和合格率；当带芯片热沉1放置在放置槽21内，浅槽212深度过深时会对后续贴蓝膜操作造成影响，使得蓝膜与带芯片热沉1的贴附率降低，容易造成COS(带芯片热沉)1脱落、漏COS现象；而浅槽212过浅时又会导致带芯片热沉1与放置槽21贴合不紧密，带芯片热沉1极易脱离放置槽21，因此浅槽212的深度一般设计为0.3-0.15mm。

所述底座2上设有第一槽道22，所述第一槽道22与退刀槽41互为镜像设置，所述第一槽道22的上边缘与放置槽21下边缘重合。

本技术方案设计了第一槽道22，第一槽道22的设计不仅可以与退刀槽41、切割刀5配合，保证切割操作的进行，同时也能够实现校准，保证带芯片热沉1的位置不会发生偏移，当带芯片热沉1放置在放置槽21内，热沉块12的下边缘一定会与第一槽道22的上边缘重合，这样可以避免切割刀5切割时出现错误，实用性更好。

所述带芯片热沉1包括芯片11和热沉块12，所述芯片11与热沉块12之间铟连接，当带芯片热沉1位于放置槽21内，所述芯片11位于深槽211内，所述热沉块12位于浅槽212内。

所述反面切割装置还包括若干个平行设置的连接板3，所述带芯片热沉1均匀分布，且每个带芯片热沉1均与连接板3连接；所述相邻两排放置槽21之间设有定位线23，当带芯片热沉1位于放置槽21内，所述连接板3下边缘与定位线23重合。

本技术方案设计了定位线23，当带芯片热沉1位于放置槽21内，连接板3下边缘与定位线23重合；定位线23的设计便于进一步提高带芯片热沉1与放置槽21的位置校准，保证切割时切割刀5不会对带芯片热沉1造成影响。

所述压板4四角处设置有定位孔42，所述定位孔42通过定位销与底座2固定安装。

一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，包括以下步骤：

S1、准备工作及初步检查：准备带芯片热沉1，并检测装置运行情况；

S2、放置带芯片热沉1：取步骤1)准备的带芯片热沉1，热沉块12朝上、芯片11朝下放置在放置槽21内；放置后芯片11位于深槽211内，所述热沉块12位于浅槽212内；放置时所述热沉块12下边缘与底座2上的第一槽道22上边缘重合；所述连接板3的下边缘与定位板重合；

S3、安装压板4：取步骤1)准备的压板4，盖在带芯片热沉1上，通过定位销配合定位孔42进行安装，完成压板4的固定加紧；压板4安装后，所述退刀槽41与第一槽道22位置相互对应；

S4、切割刀5切割：切割刀5校准并下降，将铟连接的热沉块12、芯片11切下；完成切割后，升起切割刀5，将压板4取下，揭下连接板3，得到均匀分布在放置槽21内的COS；所述切割刀5校准后，切割刀5的刀刃平面与退刀槽41上边缘之间的距离为m，所述m为0-0.1mm；

S5、贴蓝膜，使得每个COS的热沉块12贴附在蓝膜上，取下蓝膜，反面切割操作结束。

本发明中通过将带芯片热沉1反向放置在放置槽21内，切割后只需贴一层蓝膜便可将切割后的带芯片热沉1贴附揭下来，大大降低了翻模次数；本技术方案中，所述蓝膜型号为spv-224S，所述蓝膜的尺寸为220mm×100m。

本发明使用时，首先准备带芯片热沉1并检测整个装置的运行状态，再将带芯片热沉1反向放置到放置槽21内，芯片11朝向下方，热沉块12朝向上方；为保证带芯片热沉1位置放置进准，放置时热沉块12下边缘与底座2上的第一槽道22上边缘重合，连接板3的下边缘与定位板重合；再将压板4通过定位销、定位孔42压紧固定在底座2上，调整切割刀5的位置，使得切割刀5刀面与退刀槽41之间的距离m为0-0.1mm，这样可以保证切割刀5的切割位置，避免发生切割刀5上移切到芯片11，也避免切割刀5下移，将连接板3一同切下来；完成切割后，升起切割刀5，将压板4取下，揭下连接板3，得到均匀分布在放置槽21内的COS；再贴蓝膜，使得每个COS的热沉块12贴附在蓝膜上，取下蓝膜，反面切割操作结束。

本技术方案解决了热沉切割时无法批量切割的问题，在保证生产效率的前提下大幅度的提高了产品质量，与现有技术向比较具有以下优点：

1、大大提高了产品质量，成品率大幅度提高；2、这种热沉反面切割的方法减少了操作操作人员接触COS的几率，大批量的减少了污染；3、减少了翻膜次数，使得COS脱落的几率大幅度的下降，保障了信息的有效性；4、节约成本，实现了带芯片热沉1的批量切割，提高了生产效率。

本发明公开了一种半导体激光器用热沉的反面切割装置及方法，装置设计合理，工艺操作简单，不仅有效实现了带芯片热沉1的批量切割，提高生产效率，同时保证了成品质量，成品率大幅度提高，具有较高的实用性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述切割装置包括带芯片热沉(1)、底座(2)、压板(4)和切割刀(5)，所述底座(2)上设有若干个放置槽(21)，所述放置槽(21)均匀分布，且平行设置成若干排；所述带芯片热沉(1)均与放置槽(21)适配安装；所述压板(4)固定安装在底座(2)上，所述压板(4)上平行设置有若干个退刀槽(41)，所述切割刀(5)与退刀槽(41)配合切割。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述放置槽(21)自下而上设有相互连通的深槽(211)、浅槽(212)，所述深槽(211)的深度为0.7-1mm；所述浅槽(212)的深度为0.3-0.15mm。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述底座(2)上设有第一槽道(22)，所述第一槽道(22)与退刀槽(41)互为镜像设置，所述第一槽道(22)的上边缘与放置槽(21)下边缘重合。

4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述带芯片热沉(1)包括芯片(11)和热沉块(12)，所述芯片(11)与热沉块(12)之间铟连接；当带芯片热沉(1)位于放置槽(21)内，所述芯片(11)位于深槽(211)内，所述热沉块(12)位于浅槽(212)内。

5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述反面切割装置还包括若干个平行设置的连接板(3)，所述带芯片热沉(1)均匀分布，且每个带芯片热沉(1)均与连接板(3)连接；所述相邻两排放置槽(21)之间设有定位线(23)，当带芯片热沉(1)位于放置槽(21)内，所述连接板(3)下边缘与定位线(23)重合。

6.根据权利要求1所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割装置，其特征在于：所述压板(4)四角处设置有定位孔(42)，所述定位孔(42)通过定位销与底座(2)固定安装。

7.一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备工作及初步检查；

2)带芯片热沉(1)；

3)安装压板(4)；

4)切割刀(5)切割；

5)贴蓝膜，结束操作。

8.根据权利要求7所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)准备工作及初步检查：准备带芯片热沉(1)，并检测装置运行情况；

2)放置带芯片热沉(1)：取步骤1)准备的带芯片热沉(1)，热沉块(12)朝上、芯片(11)朝下放置在放置槽(21)

内；放置后芯片(11)位于深槽(211)内，所述热沉块(12)位于浅槽(212)内；

3)安装压板(4)：取步骤1)准备的压板(4)，盖在带芯片热沉(1)上，通过定位销配合定位孔(42)进行安装，完成压板(4)的固定加紧；压板(4)安装后，

所述退刀槽(41)与第一槽道(22)位置相互对应；

4)切割刀(5)切割：切割刀(5)校准并下降，将铟连接的热沉块(12)、芯片(11)切下；完成切割后，升起切割刀(5)，将压板(4)取下，揭下连接板(3)，得到均匀分布在放置槽(21)内的COS；

5)贴蓝膜，使得每个COS的热沉块(12)贴附在蓝膜上，

取下蓝膜，反面切割操作结束。

9.根据权利要求8所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，其特征在于：所述步骤2)中，带芯片热沉(1)放置时，所述热沉块(12)下边缘与底座(2)上的第一槽道(22)上边缘重合；所述连接板(3)的下边缘与定位板重合。

10.根据权利要求8所述的一种半导体激光器用热沉的反面切割方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述切割刀(5)校准后，切割刀(5)的刀刃平面与退刀槽(41)上边缘之间的距离为m，所述m为0-0.1mm。

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