本發(fā)明涉及激光器熱沉疊片領(lǐng)域，尤其涉及一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置及方法。

背景技術(shù)：

由于半導(dǎo)體激光器的體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、壽命長、易于調(diào)制等優(yōu)點，使得它目前在工業(yè)、醫(yī)療、通訊、信息顯示、軍事等領(lǐng)域中的應(yīng)用非常廣泛。高功率半導(dǎo)體激光技術(shù)是發(fā)展國防工業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)，其發(fā)展將直接推動引信、跟蹤、制導(dǎo)、武器模擬、點火引爆、雷達(dá)、夜視、目標(biāo)識別與對抗等技術(shù)的更新?lián)Q代。目前高功率半導(dǎo)體激光器陣列所面臨的主要問題是激光器散熱問題，這一問題也成了目前國際的難題，而微通道熱沉散熱技術(shù)是大功率半導(dǎo)體激光器疊陣封裝最先進(jìn)的技術(shù)之一。

目前，高功率半導(dǎo)體激光器熱沉普遍采用五層具有不同內(nèi)部鏤空結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱矩形薄片材料組合在一起構(gòu)成的微通道熱沉的結(jié)構(gòu)。微通道結(jié)構(gòu)尺寸微小，形狀比較復(fù)雜。目前制造微通道疊片的機械方法主要包括線切割，刻蝕加工和激光切割等。

“線切割”不需要復(fù)雜的電極就能夠加工出以直線為母線的任何二維曲面，材料及能量利用率高。但是有明顯的缺陷，加工易變形、影響精度，加工效率低，工作液污染大。

“刻蝕法”簡單易行，成本低。但是容易出現(xiàn)側(cè)蝕，由于液體表面存在表面張力，不適合腐蝕極細(xì)的線條，反應(yīng)過程中往往伴隨著放熱與放氣，導(dǎo)致腐蝕不均勻。

“激光切割”加工效率高，加工靈活，可切割任意平面圖形，無須刀具，不需要工作液，無環(huán)境污染問題，但是加工過程中熱效應(yīng)大，容易產(chǎn)生熱變形。

因此，現(xiàn)有的切割技術(shù)中利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置及方法，用于解決現(xiàn)有的切割技術(shù)中利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重的技術(shù)問題。

本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置，包括：激光器、水槽；

所述水槽上方開口，所述水槽裝有液體，所述水槽中設(shè)置有待加工的熱沉疊片，所述熱沉疊片浸沒于所述水槽中的液體；

所述激光器對齊于所述熱沉疊片上方，用于發(fā)出高能脈沖激光至所述熱沉疊片。

優(yōu)選地，所述裝有液體的水槽具體為裝有純凈水的水槽。

優(yōu)選地，所述激光器與所述熱沉疊片之間還設(shè)置有聚焦鏡，用于將所述激光器發(fā)出的高能脈沖激光聚焦至熱沉疊片上。

優(yōu)選地，所述水槽中設(shè)置有支架；

所述支架設(shè)置有中間鏤空的卡槽，用于放置所述熱沉疊片。

優(yōu)選地，所述支架設(shè)置有高出水槽的平板，用于通過所述平板將所述紙巾架從所述水槽中提出。

優(yōu)選地，所述支架的卡槽下方設(shè)置有濾網(wǎng)。

優(yōu)選地，所述濾網(wǎng)上設(shè)置有多個小圓孔。

本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的方法，包括：

將待加工的熱沉疊片傳輸至水槽且浸沒于水槽的液體中；

發(fā)送高能脈沖激光至熱沉疊片，進(jìn)行激光加工。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置，包括：激光器、水槽；所述水槽上方開口，所述水槽裝有液體，所述水槽中設(shè)置有待加工的熱沉疊片，所述熱沉疊片浸沒于所述水槽中的液體；所述激光器對齊于所述熱沉疊片上方，用于發(fā)出高能脈沖激光至所述熱沉疊片，通過將熱沉疊片設(shè)置于液體中然后進(jìn)行激光加工，激光與液體共同作用，使得激光加工的熔池能量更為集中，使熔融材料去除干凈，有效減少了熔融材料的再涂覆，提高了加工質(zhì)量，擁有激光加工的精確的同時降低了激光加工中熱效應(yīng)的影響，既能夠減小激光加工熱效應(yīng)的影響，又能夠保證精確加工出微通道，同時激光加工效率高，解決現(xiàn)有的切割技術(shù)中利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置的正視圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置的立體示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置中水槽的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置中支架的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置中工件(激光器熱沉疊片)的圖。

具體實施方式

本發(fā)明實施例提供了一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置及方法，用于解決現(xiàn)有的切割技術(shù)中利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重的技術(shù)問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1和圖2，本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置的一個實施例，包括：激光器1、水槽4；

水槽4上方開口，水槽4裝有液體6，水槽4中設(shè)置有待加工的熱沉疊片5，熱沉疊片5浸沒于水槽4中的液體6；

需要說明的是，水槽4中的液體6可以是純凈水，也可以是其他能夠吸收激光加工中產(chǎn)生的熱量的液體。

激光器1對齊于熱沉疊片5上方，用于發(fā)出高能脈沖激光至熱沉疊片5。

需要說明的是，激光器1發(fā)出的高能脈沖激光的能量和頻率等可調(diào)，激光器1的位置也可隨著激光加工的進(jìn)行而進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置，包括：激光器1、水槽4；水槽4上方開口，水槽4裝有液體6，水槽4中設(shè)置有待加工的熱沉疊片5，熱沉疊片5浸沒于水槽4中的液體6；激光器1對齊于熱沉疊片5上方，用于發(fā)出高能脈沖激光至熱沉疊片5，通過將熱沉疊片5設(shè)置于液體6中然后進(jìn)行激光加工，激光與液體共同作用，使得激光加工的熔池能量更為集中，使熔融材料去除干凈，有效減少了熔融材料的再涂覆，提高了加工質(zhì)量，擁有激光加工的精確的同時降低了激光加工中熱效應(yīng)的影響，既能夠減小激光加工熱效應(yīng)的影響，又能夠保證精確加工出微通道，同時激光加工效率高，解決現(xiàn)有的切割技術(shù)中利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重的技術(shù)問題。

以下將對本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置的另一個實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。

請參閱圖1至圖5，本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的裝置的另一個實施例，包括：激光器1、水槽4；

水槽4上方開口，水槽4裝有液體6，水槽4中設(shè)置有待加工的熱沉疊片5，熱沉疊片5浸沒于水槽4中的液體6；

激光器1對齊于熱沉疊片5上方，用于發(fā)出高能脈沖激光至熱沉疊片5。

裝有液體6的水槽4具體為裝有純凈水的水槽4。

需要說明的是，本實施例具體以液體6具體為純凈水(以下簡稱水)作為一個實施例進(jìn)行描述。

激光器1與熱沉疊片5之間還設(shè)置有聚焦鏡2，用于將激光器1發(fā)出的高能脈沖激光聚焦至熱沉疊片5上。

聚焦鏡2可以是激光器1本身的配置，也可以是激光器1額外的配置。

水槽4中設(shè)置有支架3；

請參閱圖4，這個支架3像普通的書桌，兩側(cè)設(shè)置有兩個平板作為支架3的腳架，頂部設(shè)置有中間鏤空的卡槽，卡槽具體是兩塊平板相間一定的距離設(shè)置，然后將兩塊平板的中間鏤空，使得在熱沉疊片放入卡槽的時候，鏤空部分可讓熱沉疊片5顯露出來，能夠被激光器1進(jìn)行激光加工。

支架3設(shè)置有中間鏤空的卡槽，用于放置熱沉疊片5。

支架3設(shè)置有高出水槽4的平板，用于通過平板將紙巾架從水槽4中提出。

需要說明的是，平板具體是一塊與支架3固定連接的平板，豎直固定于支架3主體的一側(cè)，也可以描述成是支架3的一部分，這個平板突出于水槽4，可方便于提出支架3。

支架3的卡槽下方設(shè)置有濾網(wǎng)7。

加工完畢的熱沉疊片5以及殘余材料能直接掉落在濾網(wǎng)7上。

濾網(wǎng)7上設(shè)置有多個小圓孔。

在本發(fā)明中主要是在水下，利用激光聚焦產(chǎn)生的脈沖能量波加工疊片。由于熱沉疊片導(dǎo)流層尺寸比較小，線切割加工穿絲比較困難，刻蝕加工容易產(chǎn)生側(cè)蝕，激光加工能夠很好的加工出符合要求的微流道，但是熱影響比較嚴(yán)重。激光功率、工件材料和水深對激光加工的效果作用顯著。激光功率和水深共同作用，決定了焦點的能量密度和激光光斑尺寸的變化，水深還影響加工過程中水中氣泡的密集度，進(jìn)而影響激光的光路，導(dǎo)致光斑位置誤差，改變激光加工半徑、深度。材料的沸點決定了材料去除率的大小，沸點越小，能量閾值越小。材料的吸收率反應(yīng)了激光能量傳遞到工件上的效率，吸收率越高，激光能量利用率越高。這些影響直接體現(xiàn)在微流道的加工質(zhì)量中，材料對激光能量的吸收量越大，激光單個脈沖可去除材料越多，加工深度越大，加工的形貌也相應(yīng)更為粗糙。而水層的約束作用，也使得激光加工的熔池能量更為集中，使熔融材料去除干凈，有效減少了熔融材料的再涂覆，提高了加工質(zhì)量。

圖1中，1為激光器1，激光器1發(fā)出的高能脈沖激光的能量和頻率等可調(diào)。高能脈沖激光經(jīng)過聚焦鏡2的聚焦能起到集中能量的作用。整個加工過程都是在上方有開口的水槽4中進(jìn)行。支架3內(nèi)部突出一小部分，用來放置疊片5,水(液體6)剛好淹沒銅片，激光器1發(fā)出的高能脈沖激光通過聚焦鏡2，透過水(液體6)作用在疊片5上。熱沉疊片5的正下方有一個由一些小圓孔組成的濾網(wǎng)7，加工完的工件以及殘余材料就直接掉落在濾網(wǎng)7上，直接取出支架3就可以得到加工好的工件，同時放入待加工工件，操作方便且節(jié)省時間。

本發(fā)明的目的是：1、微通道疊片有些復(fù)雜形狀尺寸利用線切割、刻蝕加工等不易加工出，利用激光切割熱效應(yīng)大，變形嚴(yán)重，針對這種情況本發(fā)明提出水下激光切割疊片，減小熱效應(yīng)，加工微通道；2、通過專門設(shè)計的放置疊片的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)方便取放工件，實現(xiàn)激光水下切割疊片。

1、利用脈沖激光作為加工能量源，水中加工能夠減小熱效應(yīng)的特點，在水下制備熱沉疊片。

2、如圖1所設(shè)計的裝置能夠方便取放工件，精確固定工件的位置，避免工件變形或者滑移。

本發(fā)明中在水下加工微通道熱沉疊片，既能夠減小激光加工熱效應(yīng)的影響，又能夠保證精確加工出微通道。同時激光加工效率高，利用這個裝置能夠快速取放工件，達(dá)到快速、大量的制備符合加工要求的熱沉疊片的目的。

本發(fā)明有這些優(yōu)點:1、利用脈沖激光作為加工能量源，大大地提高疊片的生產(chǎn)效率，利用水下作為加工環(huán)境，所制備的疊片微通道光滑，熱效應(yīng)小，無明顯變形；2、裝置可以實現(xiàn)快速取放工件，實現(xiàn)精確定位，防止疊片滑移以及彎曲。

這是因為本發(fā)明：1、激光加工具有快速高效的特點；2、水下加工水層的約束作用，也使得激光加工的熔池能量更為集中，使熔融材料去除干凈，有效減少了熔融材料的再涂覆，提高了加工質(zhì)量；3通過調(diào)節(jié)激光能量、加工時間等參數(shù)，再利用脈沖激光配合相應(yīng)的裝置加工微通道疊片，能快速、高效地加工出符合要求的微通道疊片。

本發(fā)明實施例提供的一種加工大功率半導(dǎo)體激光器熱沉疊片的方法，包括：

將待加工的熱沉疊片傳輸至水槽且浸沒于水槽的液體中；

需要說明的是，可以通過傳送帶將熱沉疊片傳輸至水槽中(傳送帶的中部向下彎曲并浸沒于水槽中)，也可以人工將熱沉疊片放置于水槽中，也可以通過支架將熱沉疊片放置于水槽中。

發(fā)送高能脈沖激光至熱沉疊片，進(jìn)行激光加工。

事實上最后步驟之后還包括：將熱沉疊片取出。

若是有支架的一種方案，則加工完畢后可以將支架從水槽中取出，再將熱沉疊片從支架中取出，然后往支架中放入待加工的熱沉疊片，將支架放入水槽進(jìn)行下一次加工，方便快捷。

以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。