專利名稱：高功率半導體激光器陣列掩膜裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體光電子學技術領域，具體涉及高功率半導體激光器陣列掩膜裝置。
背景技術：
目前國內(nèi)高功率半導體激光器陣列的絕緣片與芯片的熱沉焊接，大都采用手工操作方式。手工操作是操作員在顯微鏡下，用特制的涂抹工具將焊料涂抹在絕緣片上，在涂抹過程中易出現(xiàn)焊料過多；涂抹不均勻；涂抹錯位等情況，從而造成焊接面有空洞、更嚴重會造成上下電極短路等情況。使高功率激光器的陣列的器件穩(wěn)定性、可靠性、壽命和成品率都受到嚴重影響。采用此夾具焊接的陣列器件大大降低了成本，提高陣列器件焊接工藝的效率，因此要獲得高穩(wěn)定性、高可靠性、高功率的半導體激陣列器件，就要采用簡單實用、制作成本低廉、一致性好、焊料涂抹精度高的裝置，進而實現(xiàn)對封裝工藝的進一步改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有高功率半導體激光器陣列的器件的絕緣片與芯片的熱沉焊接采用人工涂抹，在涂抹過程中易出現(xiàn)焊料涂抹不均勻及涂抹錯位，導致器件的穩(wěn)定性和可靠性差的問題，提供一種高功率半導體激光器陣列掩膜裝置。高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，該裝置包括第一掩膜板、第二掩膜板、掩膜條和掩膜板架，所述第一掩膜板和第二掩膜板分別固定在掩膜板架上，所述第一掩膜板和第二掩膜板上分別設有六個掩膜板方孔組，每個掩膜板方孔組由掩膜條平均分成兩個掩膜板方孔；所述掩膜板架內(nèi)設置兩個掩膜板架方孔組，所述每個掩膜板架方孔組上分別設置與第一掩膜板和第二掩膜板對稱的六個掩膜板架方孔。本發(fā)明的原理采用本發(fā)明所述的掩膜裝置可以使半導體激光列陣實現(xiàn)高功率輸出，將金屬化后的絕緣片有結構的一面放入本發(fā)明所述的掩膜裝置內(nèi)，然后掩膜裝置放入真空室內(nèi)蒸鍍焊料，完成了絕緣片焊料制備，采用本發(fā)明裝置蒸鍍絕緣片，簡化以往人工涂抹焊料的工藝，并且提高了高功率半導體激光器陣列中絕緣片與焊接芯片正負兩電極的焊接精度和器件的散熱性能，同時也提高了產(chǎn)品的成品率和使用壽命。有效的解決了以往封裝工藝造成的陣列易短路的疑難問題。由于掩膜裝置精小，在真空室內(nèi)可以將本發(fā)明所述的掩膜裝置再對稱增加方孔，提高陣列的器件的一致性，并為未來批量生產(chǎn)奠定了基礎。此掩膜裝置可以降低成本提高器件的質(zhì)量、焊料涂抹精度以及器件的成品率和生產(chǎn)效率。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明所述的裝置，提高了高功率半導體激光器陣列中絕緣片與芯片的熱沉焊接精度和器件的散熱性能，提高了產(chǎn)品的成品率和器件的使用壽命。有效的解決了以往封裝工藝造成的陣列易短路的疑難問題，采用本發(fā)明所述的掩膜裝置成本低，焊料涂抹的精度高，同時提高了器件的成品率和生產(chǎn)效率。本發(fā)明具有實施方案簡單實用、制作成本低廉、器件的一致性好、焊料涂抹精度高等特點，適用于高功率半導體激光陣列的制作。


圖1為本發(fā)明所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置的結構示意圖。圖中1、第一掩膜板，2、第二掩膜板，3、掩膜條，4、掩膜板架，5、掩膜板方孔，6、掩膜板架方孔，7、掩膜板架螺紋孔，8、螺栓。
具體實施例方式具體實施方式
一、結合圖1說明本實施方式，高功率半導體激光器陣列掩膜裝置， 該裝置包括第一掩膜板1、第二掩膜板2、掩膜條3和掩膜板架4，所述第一掩膜板1和第二掩膜板2分別固定在掩膜板架4上，所述第一掩膜板1和第二掩膜板2上分別設有六個掩膜板方孔組，每個掩膜板方孔組由掩膜條3平均分成兩個掩膜板方孔5 ；所述掩膜板架4內(nèi)設置兩個掩膜板架方孔組，所述每個掩膜板架方孔組上分別設置與第一掩膜板1和第二掩膜板2對稱的六個掩膜板架方孔6。本實施方式所述的第一掩膜板1和第二掩膜板2分別為表面粗糙度小于0. 02um、 表面平行度為0. 6um的不銹鋼掩膜板。本實施方式所述的由掩膜條3平均分成的兩個掩膜板方孔5的不對稱度小于 0. 02mm。所述的掩膜板架4為表面粗糙度小于0. 02um，表面平行度為0. 6um的不銹鋼板。本實施方式所述的第一掩膜板1和第二掩膜板2分別通過螺栓8對稱固定在掩膜板架4上。
具體實施方式
二、本實施方式為具體實施方式
一所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置的應用實施例本實施例為高功率半導體激光器陣列絕緣片上的焊料通過本發(fā)明的掩膜裝置實現(xiàn)的，掩膜裝置需要在真空室內(nèi)焊料的蒸鍍，蒸鍍過程是在高真空的真空室內(nèi)完成。使用本發(fā)明所述的掩膜裝置的使用過程為首先將清洗干凈的第一掩膜板放在掩膜架的左一側；將4個對稱螺孔對齊，用螺絲固定左側4個對稱螺孔，固定螺絲的同時在顯微鏡下觀察并調(diào)整掩膜架方孔與掩膜板方孔對齊，再將清洗干凈的作為掩膜板b放在掩膜架的右一側，用螺絲固定右側4個對稱螺孔，固定螺絲的同時在顯微鏡下觀察并調(diào)整掩膜架方孔與掩膜板方孔對齊，用吸鑷子分別將12個絕緣片有結構的一面向下放在掩模板架的方孔內(nèi)，再將裝有絕緣片的掩膜裝置放入真空室內(nèi)離蒸發(fā)源最佳位置，掩膜條是用來掩蔽蒸鍍的金屬膜；關閉鐘罩，在真空度達到2X KT5Pa開始蒸鍍焊料，即完成了絕緣片焊料的制備。本實施方式所述的第一掩膜板、第二掩膜板，掩膜條和掩膜板架均可由金屬材料制成，如不銹鋼、銅、無氧銅等材料制成，所述的絕緣片可以為ALN或AL2O3等材料制成。本實施方式中對掩膜裝置中方孔的選擇是42mmX42mm，也可以選擇其他尺寸的不銹鋼板，42mmX 42mm的12個方孔中每組平分成的兩個IOmmX 3. 05mm方孔或其他尺寸，中間的0. 4mm或其他尺寸的掩膜條不對稱度不可大于0. 02mm ；掩膜板、掩膜板架做對稱M 2或其他尺寸螺孔兩套共8個；高功率半導體激光器陣列中絕緣片與熱沉間、芯片與熱沉間是通過蒸鍍的焊料連接。本發(fā)明所述的掩膜裝置可用于高功率半導體激光器不同腔長(芯片寬度)和巴長(芯片長度)的巴條(芯片)焊接，只需調(diào)整巴條熱沉的厚度和調(diào)整掩膜板的方孔尺寸即可。
權利要求
1.高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，其特征是，該裝置包括第一掩膜板(1)、第二掩膜板O)、掩膜條⑶和掩膜板架G)，所述第一掩膜板⑴和第二掩膜板⑵分別固定在掩膜板架(4)上，所述第一掩膜板(1)和第二掩膜板( 上分別設有六個掩膜板方孔組，每個掩膜板方孔組由掩膜條C3)平均分成兩個掩膜板方孔(5)；所述掩膜板架內(nèi)設置兩個掩膜板架方孔組，所述每個掩膜板架方孔組上分別設置與第一掩膜板(1)和第二掩膜板 (2)對稱的六個掩膜板架方孔(6)。
2.根據(jù)權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，其特征在于，所述第一掩膜板(1)和第二掩膜板( 分別為表面粗糙度小于0. 02um、表面平行度為0. 6um的不銹鋼掩膜板。
3.根據(jù)權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，其特征在于，所述由掩膜條C3)平均分成的兩個掩膜板方孔(5)的不對稱度小于0.02mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，其特征在于，所述的掩膜板架(4)為表面粗糙度小于0. 02um，表面平行度為0. 6um的不銹鋼板。
5.根據(jù)權利要求1所述的高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，其特征在于，所述的第一掩膜板(1)和第二掩膜板( 分別通過螺栓(8)對稱固定在掩膜板架(4)上。
全文摘要
高功率半導體激光器陣列掩膜裝置，涉及電子學技術領域，它解決現(xiàn)有高功率半導體激光器陣列的器件的絕緣片與芯片的熱沉焊接采用人工涂抹過程中易出現(xiàn)焊料涂抹不均勻及涂抹錯位，導致器件的穩(wěn)定性和可靠性差的問題，本發(fā)明包括第一掩膜板、第二掩膜板、掩膜條和掩膜板架，所述第一掩膜板和第二掩膜板分別固定在掩膜板架上，第一掩膜板和第二掩膜板上分別設有六個掩膜板方孔組，每個掩膜板方孔組由掩膜條平均分成兩個掩膜板方孔；掩膜板架內(nèi)設置兩個掩膜板架方孔組，每個掩膜板架方孔組上分別設置與第一掩膜板和第二掩膜板對稱的六個掩膜板架方孔。本裝置簡單實用、制作成本低廉、器件一致性好、焊料涂抹精度高，適用于高功率半導體激光陣列的制作。
文檔編號C23C14/24GK102251212SQ20111015780
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權日2011年6月13日
發(fā)明者付喜宏, 劉云, 單肖楠, 寧永強, 張金龍, 王立軍, 秦莉 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所