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焙燒裝置的製作方法

2023-06-28 07:08:46

專利名稱:焙燒裝置的製作方法
技術領域:
本發明涉及用於半導體裝置等被試驗體的焙燒(burn in)試驗工序及老化(ageing)試驗工序等的焙燒裝置。
背景技術:
在以往的技術中,在1個恆溫槽的收容空間內高密度地收容多個半導體雷射器,將收容空間保持在預定的溫度,驅動半導體雷射器元件,監測工作不良的半導體雷射器元件(例如,參照實開平7-2933號公報)。
在以往的技術中,由於收容在收容空間的多個半導體雷射器元件的溫度不均勻,所以存在各半導體雷射器元件的試驗條件分別不同的問題。為此,在實用時,為了使多個半導體雷射器元件的溫度均勻化,而以與多個半導體雷射器元件接觸的方式設置金屬制的散熱片。但是,即使設置散熱片,由於各半導體雷射器元件的熱的傳遞不充分,因此存在多個半導體雷射器元件的溫度產生偏差的問題。尤其,由於工作不良的半導體雷射器元件的溫度低於正常工作的半導體雷射器元件的溫度,所以在有如此工作不良的半導體雷射器元件的情況下,同樣存在與散熱片接觸的半導體雷射器元件的溫度的偏差增大的問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種焙燒裝置,其通過抑制因工作而發熱的多個被試驗體的溫度的偏差,使試驗條件一致,從而提高焙燒試驗及老化試驗的可靠性。
本發明的焙燒裝置,其特徵在於,包括恆溫槽,具有能夠收容多個被試驗體的收容空間,該被試驗體具有因工作而發熱的發熱部;保持部,設在收容空間上,用於保持多個被試驗體;
工作狀態檢測部,向保持部所保持的各被試驗體上,發送讓各被試驗體工作的工作信號,檢測被發送了工作信號的各被試驗體的輸出,作為工作狀態輸出檢測結果;散熱片,設在收容空間上,與保持部所保持的各被試驗體的發熱部接觸;導熱管,沿著由保持部保持的各被試驗體的排列方向設在散熱片上,傳遞散熱片的熱。
根據本發明,如果通過工作狀態輸出部向收容在恆溫槽的收容空間內的多個被試驗體發送工作信號,被試驗體中的正常的被試驗體就開始工作。工作狀態輸出部檢測被發送工作信號的各被試驗體的輸出,輸出檢測的結果,即表示工作正常或工作不良的工作狀態。因此,通過取得該輸出,能夠判斷有成為初期不良的被試驗體及因長時間使用導致工作不良的顧慮的被試驗體等,能夠實施所謂的焙燒試驗及老化試驗等。
由於保持部所保持的各被試驗體的發熱部與散熱片接觸,因此因各被試驗體工作產生的熱被傳遞給散熱片。由於導熱管沿著由保持部保持的各被試驗體的排列方向設在散熱片上,向散熱片傳遞熱,並且從散熱片傳遞熱,因此能夠沿著各被試驗體的排列方向抑制散熱片的溫度的偏差,由此能夠抑制各被試驗體的溫度的偏差。
尤其在多個被試驗體中有成為工作不良的被試驗體的情況下,該被試驗體的溫度低於正常工作的被試驗體的溫度,成為工作不良的被試驗體接觸的散熱片的溫度,低於正常工作的被試驗體所接觸的散熱片的溫度。由此,成為工作不良的被試驗體的周圍的被試驗體的溫度降低,但與散熱片相比,通過由導熱率高的導熱管移動散熱片的熱,能夠儘量抑制各被試驗體的溫度的偏差,能夠儘量使各被試驗體的溫度均勻化。
如此,通過使各被試驗體的溫度均勻化,能夠使各被試驗體的試驗條件均勻化,能夠提高焙燒試驗及老化試驗的可靠性。
此外,本發明,其特徵在於所述保持部相互間隔開地設置多個;所述散熱片,與各保持部對應地設置多個,各散熱片經由導熱管相互連接。
此外,根據本發明,設置多個保持部。各保持部,設置成相互間隔開,例如通過存在空氣,形成不易相互傳熱的狀態。散熱片,與各保持部對應地設置多個。因此,散熱片相互間隔開。
由於各散熱片經由導熱管相互連接,因此各散熱片的熱經由導熱管傳遞給其它散熱片。由此,在各保持部上,即使工作的被試驗體的數量不同,也能夠抑制工作的被試驗體多的保持部上的散熱片、和工作的被試驗體少的保持部上的散熱片的溫度的偏差,能夠盡可量地抑制各保持部所保持的被試驗體的溫度的偏差。
此外,本發明,其特徵在於所述導熱管通過膏狀填充材料與散熱片連接,且該填充材料由金屬粉末和潤滑脂構成。
此外,根據本發明,所述導熱管通過由金屬粉末和潤滑脂構成的膏狀填充材料而與散熱片連接。如果在導熱管和散熱片的之間存在氣體,就形成大的熱阻力,妨礙導熱管和散熱片上的熱的移動。但是,通過在導熱管和散熱片的之間存在由金屬粉末和潤滑脂構成的膏狀填充材料,就能夠順利地進行導熱管和散熱片之間的熱的傳遞。能夠更加抑制各被試驗體的溫度的偏差。金屬粉末例如由銅構成。
此外,本發明,其特徵在於所述保持部具有推壓部,將用於散發在發熱部產生的熱的被試驗體的散熱部彈性地推壓在散熱片上。
此外,根據本發明,由於通過推壓部,在散熱片上彈性推壓所述被試驗體的散熱部,所以能夠防止施加給被試驗體的負荷過大,同時能夠確實使散熱部與散熱片接觸。
此外,本發明,其特徵在於,包括檢測導熱管的溫度的溫度檢測部;溫度保持部,基於溫度檢測部的檢測結果,以保持部所保持的多個被試驗體的溫度達到預定的溫度範圍內的溫度的方式,保持收容空間中的氣體環境的溫度。
此外,根據本發明,利用溫度檢測部檢測導熱管的溫度,溫度保持部基於該檢測結果,以保持部所保持的多個被試驗體的溫度達到預定的溫度範圍內的溫度的方式,調整收容空間內的氣體環境的溫度。導熱管的溫度,相對於被試驗體的溫度的變化敏感地反應變化,導熱管的溫度成為表示多個被試驗體的溫度的基準。由於各被試驗體的熱經由散熱片傳遞給導熱管,所以即使不直接測定各被試驗體的溫度,通過測定導熱管的溫度,也能夠測定被試驗體的溫度。基於檢測導熱管的溫度的檢測結果,溫度保持部,能夠通過調整收容空間內的氣體環境的溫度,用簡單的構成,將保持部所保持的多個被試驗體的溫度保持在預定的溫度範圍內。
以下,通過詳細說明和附圖,能夠更明確地闡述本發明的目的、特色及優點。


圖1是模式表示本發明的一實施方式的焙燒裝置的構成的主視圖。
圖2是模式表示從圖1的切斷面線II-II看的焙燒裝置的構成的剖面圖。
圖3是模式表示在圖2中從外部的空間封閉收容空間形成試驗狀態的焙燒裝置的構成的剖面圖。
圖4是表示焙燒裝置的電構成的功能框圖。
圖5是放大表示保持部、散熱片及導熱管的俯視圖。
圖6是放大表示圖3的區域VI的剖面圖。
圖7是放大表示圖2的區域VII的剖面圖。
圖8是以與框架連接的狀態表示多個半導體雷射器元件的俯視圖。
圖9是放大表示與框架連接的多個半導體雷射器元件中的1個半導體雷射器元件的圖示。
圖10是從圖2的切斷面線X-X看的焙燒裝置的剖面圖。
具體實施例方式
以下,參照附圖詳細說明本發明的優選的實施方式。
圖1是模式表示本發明的一實施方式的焙燒裝置1的構成的主視圖。在圖1中,表示在恆溫槽3的外部的空間開放收容空間13的狀態的焙燒裝置。圖2是模式表示從圖1的切斷面線II-II看的焙燒裝置1的構成的剖面圖。圖3是模式表示在圖2中從外部的空間13封閉收容空間,形成試驗狀態的焙燒裝置1的構成的剖面圖。圖4是表示焙燒裝置1的電構成的功能框圖。
焙燒裝置1,用於被試驗體的焙燒試驗及老化試驗。在焙燒試驗中,通過焙燒裝置1,在使用前使被試驗體工作一定的時間,來檢測有成為初期不良的顧慮的被試驗體。此外,在老化試驗中,利用焙燒裝置1,在比常溫高的溫度即預定的溫度環境下,使被試驗體工作,通過檢測施加應力時的被試驗體的狀態,檢測長期使用被試驗體時的可靠性。在本實施方式中,被試驗體是半導體雷射器元件2。半導體雷射器元件2含有發熱的發熱部。在圖1~圖3中,都用實線表示半導體雷射器元件2。
焙燒裝置1,包括恆溫槽3、第1保持部4a及第2保持部4b、第1散熱片5a及第2散熱片部5b、導熱管6、輸入部7、工作狀態檢測部8、溫度調整部9。
恆溫槽3是收容容器,包括恆溫槽本體11和恆溫槽蓋體12,具有可收容多個半導體雷射器元件2的預定的收容空間13。以後,預定的收容空間13隻記載為「收容空間13」。恆溫槽本體11具有以大致有底筒形狀形成的內周面。恆溫槽本體11的開口部14形成大致矩形狀。恆溫槽蓋體12設在恆溫槽本體11上,能夠向恆溫槽3的外部空間開放收容空間13,並且能夠從恆溫槽3的外部的空間封閉收容空間13。如圖2所示,將收容空間13向恆溫槽3的外部的空間開放的狀態作為開放狀態,如圖3所示,將從恆溫槽3的外部空間封閉收容空間13的狀態作為封閉狀態。恆溫槽3,由不鏽鋼及鐵等金屬材料形成。
恆溫槽蓋體12,具有矩形板形狀,在封閉狀態下與收容空間13對置的面形成平面。恆溫槽蓋體12,通過第1鉸鏈部16將其一端部15連結在恆溫槽本體11的開口部14的一端部17上。恆溫槽蓋體12,在第1鉸鏈部16的軸線L1周圍能夠角變位,在所述封閉狀態下,與開口部14接觸,堵塞恆溫槽本體11的開口。如果從封閉狀態,在軸線L1的周圍,向圖2所示的箭頭F1方向使恆溫槽蓋體12角變位,就露出恆溫槽本體11的內周面。恆溫槽3的收容空間13,是被恆溫槽3的內周面圍住的區域,在所述封閉狀態下,為大致長方體形狀。
在封閉狀態下,如果將與所述軸線L1的延伸方向平行的第1方向A1(圖1的左右方向)上的、與收容空間13對置的一側的恆溫槽3的尺寸設定為W1,將與第1方向A1垂直的、沿著與面向封閉狀態下的恆溫槽蓋體12的收容空間13的面平行的第2方向A2(圖1的上下方向)的、面向收容空間13一側的恆溫槽3的尺寸設定為W2,將沿著與第1方向A1及第2方向A2垂直的第3方向A3(與圖1的紙面垂直的方向)的方向的、面向收容空間13一側的恆溫槽3的尺寸設定為W3,所述W1例如選擇為200mm~500mm,W1例如選擇為100mm~300mm,W3例如選擇為25mm~80mm。在本實施方式中,例如選擇為W1=350mm、W2=170mm及W3=50mm。
第1保持部4a及第2保持部4b,被收容在由恆溫槽3形成的所述收容空間13內。第1保持部4a及第2保持部4b,能夠裝卸自如地保持多個半導體雷射器元件2。第1散熱片5a及第2散熱片5b設在收容空間內。第1散熱片5a與保持在第1保持部4a上的各半導體雷射器元件2的後述的散熱部接觸。第2散熱片5b與保持在第2保持部4b上的各半導體雷射器元件2的後述的散熱部接觸。導熱管6沿著由第1保持部4a及第2保持部4b保持的各半導體雷射器元件2的排列方向,設在第1散熱片5a及第2散熱片5b上,用來傳遞第1散熱片5a及第2散熱片5b的熱。關於保持部4、第1散熱片5a及第2散熱片5b及導熱管6的詳細說明,後述。
輸入部7是接口,用於輸入表示發送給焙燒裝置1的工作指令的指令信息。輸入的指令信息,發送給工作狀態檢測部8及後述的溫度保持部22。由此焙燒裝置1開始工作,能夠進行檢測。在輸入部7上,例如裝卸自如地連接通過計算機能夠實現的信息處理裝置,從該信息處理裝置發出指令信息。在指令信息中,包括開始信息,表示用戶開始利用焙燒裝置1的試驗的開始指令;結束信息,表示用於結束利用焙燒裝置1的試驗的結束指令;及驅動條件信息,表示驅動半導體雷射器元件2的條件。
溫度調整部9,包括溫度檢測部21及溫度保持部22。溫度檢測部21通過包括熱電偶來實現,用於檢測後述的導熱管6的溫度。溫度保持部22,基於溫度檢測部21的檢測結果,調整恆溫槽3的收容空間13的氣體環境的溫度,將由保持部4保持的半導體雷射器元件2的溫度保持在預定的溫度範圍內的溫度。保持部22,如果從輸入部7發出開始信息,就開始工作,此外如果從輸入部7發出結束指令,就停止工作。
工作狀態檢測部8,基於從輸入部7發出的驅動條件信息,發出使保持在保持部4上的各半導體雷射器元件2工作的工作信號,檢測被發送了工作信號的各半導體機關元件2的輸出,作為工作狀態輸出檢測的結果。工作狀態檢測部8,包含驅動部23,向半導體雷射器元件2發出驅動信號;受光部24,通過接受從半導體雷射器元件2發出的光,檢測半導體雷射器元件的輸出;輸出部25,輸出表示半導體雷射器元件2的工作狀態的規定的信號。
在本實施方式中,半導體雷射器元件2的老化試驗,在預定的溫度環境下,通過評價以光量達到一定的方式驅動半導體雷射器元件2時的半導體雷射器元件2的驅動電流的變化而進行。如此的試驗稱為APC(Automatic Power Control)試驗。所述預定的溫度,高於常溫的恆溫槽3的周圍的氣溫,例如可選擇50℃以上且不足80℃。通過設定在如此的比常溫高的溫度,能夠加快半導體雷射器元件2的劣化,能夠推斷長期使用半導體雷射器元件2時的年季變化。
受光部24包含多個受光元件26,其分別與保持部4保持的各半導體雷射器元件2對應地設置,受光碟機動的各半導體雷射器元件2輸出的光,輸出與光量相符的電信號。受光元件26,例如能夠由砷化鎵銦(InGaAs)光電二極體等光電二極體形成。所述InGaAs光電二極體,由於即使變化配置的氣體環境的溫度,暗電流的變化也小,因此與半導體雷射器元件2同樣,即使收容在恆溫槽3內,也能夠正確檢測半導體雷射器元件2的光量。在後述的安裝部27上設置受光部連接器29。各受光元件26,經由設在安裝部27上的布線與受光部連接器29連接,各受光元件26,經由受光部連接器29及電線束,與驅動部23及輸出部25連接。
驅動部23,向保持在保持部4上的各半導體雷射器元件2提供電流。具體是,驅動部23,基於由各受光元件26檢測的各半導體雷射器元件2的光量,以該光量達到一定量的方式,調整供給各半導體雷射器元件2的驅動電流,向各半導體雷射器元件2提供驅動電流。此外,驅動部23也向輸出部25提供表示各半導體雷射器元件2的驅動電流的信號。在本實施方式中,所謂表示半導體雷射器元件2的工作狀態的信息,是表示所述APC試驗中的半導體雷射器元件2的驅動電流的信號。
輸出部25,通過含有的連接器來實現。輸出部25,包含輸出表示各半導體雷射器元件2的驅動電流的信號的驅動電流輸出端子。在工作不良的半導體雷射器元件2中,驅動電流大於預定的閾值。由此,能夠判定半導體雷射器元件2是否工作不良。
恆溫槽蓋體12具有安裝部27,用於裝卸自由地安裝受光部24的多個受光元件26。受光部24的多個受光元件26,通過安裝部27裝卸自如地安裝在恆溫槽蓋體12上。安裝部27,以稍微脫離恆溫槽蓋體12的狀態,通過螺旋部件28裝卸自如地固定在恆溫槽蓋體12上。受光部24的各受光元件26,以封閉狀態與保持在所述保持部4上的各半導體雷射器元件2對置。
在恆溫槽蓋體12的自由端部31形成卡合部32,在恆溫槽本體上設置有在封閉狀態下與所述卡合部32卡合而卡住恆溫槽蓋體12的固定部33,在封閉狀態下,通過利用固定部33卡合固定所述卡合部32,使恆溫槽本體11和恆溫槽蓋體12密封,能夠提高收容空間13的氣密性,此外能夠防止在半導體雷射器元件2的試驗中,收容空間13向恆溫槽3的外部的空間開放。在收容空間13中存在預定的氣體。在本實施方式中,預定的氣體為空氣。
第1保持部4a及第2保持部4b,從恆溫槽本體11的第1方向A1的一端部3a附近的區域到另一端部3b附近的區域,排列地保持多個半導體雷射器元件2。第1保持部4a及第2保持部4b,在第2方向A2間隔預定的距離T2地設置2個。所述預定的距離T2,以間隔空氣來形成難相互傳遞第1保持部4a及第2保持部4b的熱的狀態的方式選擇,例如選定在5cm~20cm。以後,在統稱第1保持部4a及第2保持部4b的時候,有時只記載為保持部4。第1保持部4a及第2保持部4b為相同的構成。
各保持部4,沿著第1方向A1,排成一列地保持多個半導體雷射器元件2。各保持部4,能夠分別保持20個半導體雷射器元件2。保持部4,以與其出射端面設在恆溫槽蓋體12上的受光部24的受光元件26對置的方式保持半導體雷射器元件2。各保持部4並列地設置。在封閉狀態下,各受光元件26的受光部24、和與該受光部24對應的半導體雷射器元件2隔開微小的間隙T1,分別對置。所述間隙T1,例如選擇在0.2mm~3.0mm。
在本發明的另一本實施方式中,保持部4保持的半導體雷射器元件2的個數不局限於20個,保持部4,例如也能夠保持10個~100個範圍的半導體雷射器元件2。
圖5是放大表示保持部4、散熱片5及導熱管的俯視圖,圖6是放大表示圖3的區域VI的剖面圖,圖7是放大表示圖2的區域VII的剖面圖,圖8是以與框架34連接的狀態表示多個半導體雷射器元件2的俯視圖,圖9是放大表示與框架34連接的多個半導體雷射器元件2中的1個半導體雷射器元件2的圖示。在圖5~圖7中,都用實線表示半導體雷射器元件2。
保持部4,具有固定在恆溫槽本體11上的基部41、和可角變位地設在設在基部41上的可動部42。可動部42經由第2鉸鏈部43與基部41連結。可動部42,在基部41的基礎端部44附近與基部41連結。第2鉸鏈部43,包括第1連結片45、第2連結片46、可角變位地連結第1連結片45及第2連結片46的軸部47。在軸部47的軸線L2的周圍,能夠使第1連結片45及第2連結片46相對地角變位。第1連結片45與可動部42連接,第2連結片46固定在基部41上。由此,可動部42,能夠在所述軸線L2周圍角變位。所述軸線L2與第1方向A1平行地延伸。
保持部4,通過在基部41和可動部42的之間夾持多個半導體雷射器元件2,保持多個半導體雷射器元件2。在可動部42上,當在可動部42和基部41的之間夾持多個半導體雷射器元件2的時候,設置可防止可動部42和基部41的相對變位的變位阻止部48。變位阻止部48,包括形成公螺紋的公螺紋形成部51、和用於繞該公螺紋形成部51的軸線旋轉公螺紋形成部51的旋鈕部52。旋鈕部52,繞公螺紋形成部51的軸線可旋轉地支持在可動部42上。在可動部42上,形成螺合公螺紋形成部51的母螺紋部53。在可動部42和基部41的之間,夾持多個半導體雷射器元件2,通過操作旋鈕部52,可防止可動部42和基部41的相對變位。
將通過使可動部42和基部41相對角變位,可在可動部42和基部41的之間保持半導體雷射器元件2的狀態規定為保持狀態,將可分離保持在可動部42和基部41之間的半導體雷射器元件2的狀態規定為展開狀態。基部41,具有在保持狀態下與可動部42對向的第1保持面54。可動部42,具有在保持狀態下與基部41對向的第2保持面55。在保持狀態下,半導體雷射器元件2,被保持在第1保持面54及第2保持面55的之間。第1保持面54及第2保持面55為平面。第1保持面54與第2方向A2垂直。
多個半導體雷射器元件2,以與框架34連接的狀態,被保持在保持部4上。框架34由鋁等導電性材料形成。通過以與框架34連接的狀態將多個半導體雷射器元件2保持在保持部4上,與將半導體雷射器元件2逐個保持在保持部4上時相比,能夠容易使多個半導體雷射器元件2保持在保持部4上,此外能夠容易脫離保持部4,能夠縮短試驗的半導體雷射器元件2的交換時間,提高試驗效率。
框架34,以多個半導體雷射器元件2的出射端面與相同方向對置的方式,與多個半導體雷射器元件2連結。框架34,具有框架基部35,與半導體雷射器元件2的元件端子部57的自由端部連接,沿著半導體雷射器元件2的排列方向延伸;框架突部36,從框架基部35向連接半導體雷射器元件2的一側突出,延伸到半導體雷射器元件2的元件本體部56的側方。框架突部36,與半導體雷射器元件2的散熱部58相互連接。
半導體雷射器元件2,具有元件本體56和元件端子部57。元件本體56,含有半導體雷射器晶片及散熱部58。半導體雷射器晶片是發熱部。散熱部58具有散發在半導體雷射器晶片發生的熱的功能。元件端子部57,具有從元件本體部56突出的、用於供給驅動半導體雷射器元件2的電流的正極(+)端子57a和接地端子57b。半導體雷射器元件2,例如含有CD(Compact Disk)用或DVD(Digital Versatile Disk)用的半導體雷射器晶片。所述半導體雷射器晶片,也可以是輸出單波長或2個波長的光的構成。
接地端子57b連接散熱部58及框架34。在框架34上形成定位孔59,能夠通過使該定位孔59嵌合在後述的保持部4的突出部119上,進行保持部4上的半導體雷射器元件2的定位。所述散熱部58具有散熱面61,平面形成散熱面61。元件端子部57的各端子,通過退避到比散熱面61更靠近元件本體56的中央而形成,與散熱面61平行地延伸。
基部41,含有通過合成樹脂等隔熱材料形成的基部本體部62、以保持狀態與半導體雷射器元件2的元件端子部57接觸的連接端子部63、形成由導電性材料構成的布線基底基板64、連接部66。連接端子部63具有端子片65,其分別與能夠通過保持部4保持的多個半導體雷射器元件2的正極端子57a及接地端子57b接觸。各端子片65由導電性材料形成。各端子片65,以從基部41的第1保持面54稍微突出的方式設置。各端子片65,經由形成在所述基礎基板64上的布線,與連接部66連接。電線束與驅動部23連接,從驅動部23經由電線束、連接部66、形成在基板上的布線及端子片65,向半導體雷射器元件2供給驅動電流。
第1散熱片5a設在第1保持部4上,第2散熱片5b設在第1保持部4上。第1散熱片5a及第2散熱片5b的構成相同。在統稱第1散熱片5a及第2散熱片5b的情況下,有時只記載為散熱片5。
散熱片5設在基部41的自由端部即第3方向A3的另一端部67上。散熱片5通過金屬制的第2螺旋部件71可裝卸地固定在基部本體62上。散熱片5由鋁形成。散熱片5具有以保持狀態與保持在保持部4上的各半導體雷射器元件2的散熱部58接觸的接觸面72。接觸面72為平面,與第2方向垂直。散熱片5,以接觸面72由第1保持面54稍微向第2方向一側的退避的方式設置。所述半導體雷射器元件的元件端子部57,設在比散熱部58的散熱面61更靠元件本體56的中央附近。從所述散熱片5的接觸面72的第1保持面54向第2方向一方的退避量,在半導體雷射器元件2的散熱部58與接觸面72接觸的狀態下,選擇成端子片6與第1保持面接觸。散熱片5,以儘量增大表面積,並且儘量減小熱容量的方式形成。
在散熱片5上設置導熱管6。散熱片5具有保持導熱管6的導熱管保持部73。導熱管保持部73具有貫通孔74,該貫通孔74具有比導熱管6的直徑稍微大的內徑。貫通孔74沿著散熱片5的縱向,即沿著保持在導熱管保持部73上的半導體雷射器元件2的排列方向延伸。
導熱管6,含有殼體77,具有棒形狀及圓筒形狀的圓筒部75及封閉圓筒部75的兩端部的開口的封閉部76;芯材78,沿著殼體77的內周面80,通過殼體77的兩端部77a、77b之間,設在被殼體77圍住的空間內;及熱介質。導熱管6,是所謂的」芯式導熱管。導熱管6,與散熱片5相比,導熱率高几倍到幾十倍。芯材78,在殼體77的兩端部77a、77b之間連續地延伸,含有由金屬構成的多個金屬線材。金屬線材設置幾十根~幾百根。芯材78,通過導熱管彈簧部79,朝殼體77的內周面80推壓。由此,在殼體77的內部空間的中央形成預定的空間。減壓殼體77的內部空間。熱介質少量地封入在殼體77的內部空間內。如果在導熱管6的延伸的方向產生溫度差,在殼體77的內部空間,液狀的熱介質就在高溫部從殼體77吸收蒸發潛熱並使其蒸發,蒸發的熱介質在低溫部,向周圍放出潛熱,然後冷凝。冷凝的熱介質即液狀的熱介質通過毛細管現象沿芯材78內向高溫部側回流。如此,利用熱介質的相變化,進行蒸發潛熱從高溫部向低溫部的熱移動,即導熱管6的延伸方向的熱移動。通過該熱從高溫部向低溫部的移動,高溫部的溫度下降,同時低溫部的溫度上升,然後達到熱平衡狀態,抑制溫度的偏差。所述殼體77由銅材料構成。在本發明的另一實施方式中,殼體77,例如也可以通過鋁及不鏽鋼形成。此外,熱介質為水。在本發明的另一實施方式中,熱介質也可以是萘、導熱姆-A、甲醇、氨、丙酮、及氟利昂12等。
導熱管6插在各散熱片5的貫通孔74內,保持在散熱片5上。因此,導熱管6與接觸面72平行地延伸,在保持在散熱片5上的部分中,與保持在保持部4上的半導體雷射器元件2的排列方向平行地延伸。導熱管6熱連接各散熱片5。導熱管6傳遞各散熱片5的熱。第1保持部4a及第2保持部4b,設置成相互間隔開,通過存在空氣形成不易相互傳熱的狀態。因此第1散熱片5a及第2散熱片5b相互間隔開,但各散熱片5經由導熱管6相互連接。因此,各散熱片5的熱,經由導熱管6傳遞給另一散熱片5,在各保持部4上,即使在工作的半導體雷射器元件2的數量不同的時候,也能夠抑制工作的半導體雷射器元件2多的保持部4上的散熱片5、和工作的半導體雷射器元件2少的保持部4上的散熱片5的溫度的偏差,能夠儘量抑制保持在各保持部4上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
導熱管6,分別從各散熱片5的第1方向A1的端部81、82突出,從各散熱片5的第1方向A1的另一端部82突出的部分,圓弧狀地連接形成。因此,導熱管6,以大致U字狀折彎的狀態與各散熱片5連接。
在導熱管6和散熱片5的之間,具體在導熱管6的殼體77的外周面和散熱片5的面向貫通孔74的內周面的之間存在由金屬粉末和潤滑脂構成的膏狀填充材料。所述填充材料,能夠由矽酮潤滑脂和金屬粉末構成的金屬膏形成。構成的金屬優選銅粉末。如果在導熱管6和散熱片5的之間存在空氣,就形成大的熱阻力,妨礙導熱管6和散熱片5上的熱的移動。但是,通過在導熱管6和散熱片5的之間夾裝含有金屬粉末的矽酮潤滑脂83,就能夠順利地進行導熱管6和散熱片5之間的熱的傳遞,能夠更加抑制各半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
在可動部42上,設置第1推壓部85、第1彈力作用部86、第2推壓部87及第2彈力作用部88。
第1推壓部85,被第1彈力作用部86施加彈力。第1彈力作用部86,包含第1彈簧部件91、和支持第1彈簧部件91的第1彈簧支持部92。第1彈簧部件91、第1彈簧支持部92及第1推壓部85,設在推壓螺杆部件93上。第1彈簧部件91由圈簧形成。推壓螺杆部件93具有大致圓柱形狀,在外周部形成螺紋。推壓螺杆部件93,具有向軸線方向一方開口的有底筒狀的第1孔部94。通過該第1孔部94形成第1彈簧支持部92。在第1孔部94內收容第1彈簧部件91及第1推壓部85的一部分,第1彈簧部件91的軸線方向的一端部與第1孔部94的底壁接觸,另一端與第1推壓部85接觸,通過彈力向軸線方向一方推第1推壓部85。推壓螺杆部件93,設在可動部42的自由端部96上。
第1推壓部85的前端部95,從推壓螺杆部件93的開口向推壓螺杆部件93的外方突出。第1推壓部85的前端部95形成半球形狀。推壓螺杆部件93的第1孔部94的軸線方向一端部97的內徑,比其它部分的內徑小地形成。第1推壓部85的基端部98形成圓柱形狀,其直徑比第1孔部94的軸線方向一端部97的內徑大地形成。由此,在展開狀態下,通過第1彈簧部件91的彈力,第1推壓部85的基端部98,與第1孔部94的軸線方向一端部97碰接,能夠防止第1推壓部85脫離可動部42。第1推壓部85,能夠由合成樹脂材料等電絕緣性材料形成。
推壓螺杆部件93,擰在形成在可動部42上的螺孔99內,通過在該推壓部件的軸線周圍擰進或擰出該推壓螺杆部件93,能夠調整保持狀態的第1推壓部85和散熱片5的之間的距離。由此,能夠調整推壓夾持在第1推壓部85和散熱片5之間的半導體雷射器元件2的推壓力。
在推壓螺杆部件93的與第1推壓部85突出的一側相反一側的端部111上形成卡合部,卡合用於使推壓螺杆部件93繞軸線旋轉的卡合工具。以覆蓋所述卡合部的方式,將螺母112螺接在推壓螺杆部件93上。通過擰出螺母112,從推壓螺杆部件93卸下螺母112,露出卡合部,在卡合部上卡合卡合工具,能夠使其旋轉。
通過可動部42繞第2鉸鏈43的軸線L2角變化,第1推壓部85繞軸線L2沿著圓弧狀的移動路徑移動。第1推壓部85,被第1彈簧部件91朝所述第1推壓部85的移動路徑的切線方向作用。
在保持狀態下,第1推壓部85與半導體雷射器元件2的元件本體56碰接。在保持狀態下,所述第1推壓部85的基端部98、和第1孔部94的軸線方向一端部97間隔開。由此,第1推壓部85在散熱片5上,與元件本體56彈性地碰接,第1推壓部85從與散熱片5的接觸面72垂直的方向,推壓元件本體56。由此,能夠確實使半導體雷射器元件2的散熱部58與散熱片5接觸。由於第1推壓部85彈性地推壓元件本體56,所以能夠防止施加給半導體雷射器元件2的負荷過大,同時能夠確實使散熱部58與散熱片接觸。此外,由於第1推壓部85的前端部95形成半球形狀,所以能夠在第1推壓部85不損傷半導體雷射器元件2的情況下,推壓半導體雷射器元件2。
第2推壓部87,被第2彈力作用部88施加彈力。第2彈力作用部88,包含第2彈簧部件114、和支持第2彈簧部件114的第2彈簧支持部115。第2彈簧部件114、第2彈簧支持部115及第2推壓部87,設在可動部42上。第2彈簧部件114能夠由圈簧形成。可動部42具有有底筒狀的第2孔部116。第2孔部116設成比推壓螺杆部件93靠近可動部42的基端部。第2孔部116以保持狀態面向基端部41開口。通過該第2孔部116形成第2彈簧支持部115。在第2孔部116內收容第2彈簧支持部115及第2推壓部件87的一部分。第2彈簧部件114與第2彈簧支持部115及第2推壓部件87接觸,通過彈力以保持狀態向第2推壓部件87的軸線方向一方推第2推壓部件87。第2推壓部件87由大致圓筒狀的銷部件形成。
第2推壓部件87的前端部117,從可動部42的第2保持面55突出。第2推壓部件87的前端部117形成平面。第2孔部116的第2保持面55附近的內徑,形成得比其它部分的內徑小,第2推壓部件87形成圓筒形狀,其內徑,以大於第2孔部116的第2保持面55附近的內徑的方式形成。由此,在展開狀態下,通過第2彈簧部件114的彈力,第2推壓部87的基端部118,與第2孔部116的第2保持面56附近的部分碰接,能夠防止第2推壓部87脫離可動部42。第2推壓部87,能夠由合成樹脂材料等電絕緣性材料形成。
通過可動部42繞第2鉸鏈43的軸線L2角變化,第2推壓部87繞軸線L2沿著圓弧狀的移動路徑移動。第2推壓部87,被第2彈簧部件114推向所述第2推壓部87的移動路徑的切線方向。
在可動部42上,具有從第2保持面55突出的突出部119。該突出部119分別設在可動部42的第1方向A1的兩端部上。突出部119插通在所述框架34的定位孔59內。由此,能夠進行保持在保持部4上的多個半導體雷射器元件2的定位。
在保持狀態下,第2推壓部件87與半導體雷射器元件2的元件端子部57碰接,在設在基部41上的連接端子部63的端子片65上壓緊元件端子部57。在保持狀態下,第2推壓部87的基端部118間隔開以展開狀態接觸的第2孔部116的第2保持面55附近的部分。由此,第2推壓部87在第1保持面54上,與元件端子部57彈性地碰接,第2推壓部87,通過第2彈簧部件114的彈力,確實向端子片65推壓元件端子部57的端子,並與其接觸。由此,能夠確實使元件端子部57與端子片65接觸。此外,第2推壓部87的前端部117的端面形成平面。由於元件端子部57的各端子是細的金屬線,所以通過將第2推壓部87的前端部117的端面形成平面,能夠利用第2推壓部87確實推壓元件端子部57,使其與端子片65接觸。
所述散熱片5和保持部4的可動部42以熱絕緣狀態組裝。即以散熱片5的熱難傳遞給可動部42的方式,在散熱片5和可動部42的之間夾裝由絕緣性部件構成的基部本體62,進行組裝。
在保持狀態下,通過保持在保持部4上的多個半導體雷射器元件2的散熱部58與散熱片5接觸,因驅動而發熱的多個半導體雷射器元件2的熱容易向收容空間13放出,同時同樣能夠使與散熱片5接觸的多個半導體雷射器元件2的溫度均勻化。在本實施方式的另一實施方式中,散熱片5隻要由導熱率高的材料形成就可以,例如也可以由不鏽鋼及鐵等金屬材料形成。
導熱管6,與保持部4的各散熱片5連接。由於2個保持部4相互間隔開,中間存在空氣,因此形成難相互傳遞熱的狀態。散熱片5設在各保持部4上,散熱片5相互間隔開。由於各散熱片5經由導熱管6相互連接,所以各散熱片5的熱經由導熱管6向另一散熱片5傳遞。例如,在設在第1保持部4上的第1散熱片5的溫度高於設在第2保持部4上的第2散熱片5的溫度的情況下,導熱管6,如圖5的箭頭C1所示,從第1散熱片5向第2散熱片5傳遞熱。此外,例如在設在第1保持部4上的第1散熱片5的溫度低於設在第2保持部4上的第2散熱片5的溫度的情況下,導熱管6,如圖5的箭頭C2所示,從第2散熱片5向第1散熱片5傳遞熱。
由此,在各保持部4上,即使工作的半導體雷射器元件2的個數不同,也能夠抑制工作的半導體雷射器元件2多的保持部4上的散熱片5和工作的半導體雷射器元件2少的保持部4上的散熱片5的溫度的偏差,能夠儘量抑制各保持部4上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
圖10是從圖2的切斷面線X-X看的焙燒裝置的剖面圖。在恆溫槽3上設置溫度調整部9。溫度調整部9,包含溫度檢測部21、溫度保持部22、形成預定的溫度調整空間121的溫度調整筐體122。溫度調整筐體122,包含加熱部123、送風部124、控制加熱部及送風部124的溫度控制部125。
溫度檢測部21,包含熱電偶地形成。熱電偶,在第1散熱片5a和第2散熱片5b之間露出的導熱管6的中間部126上,從第1散熱片5a和第2散熱片5b,與等距離的位置接觸地設置。熱電偶與導熱管6的殼體77的外表面接觸。
溫度調整筐體122,為溫度調整空間形成體,設在恆溫槽3的所述第3方向A3的一端部上,形成預定的溫度調整空間。以後,有時只將預定的溫度調整空間121記載為溫度調整空間。
在面向收容空間13的恆溫槽本體11的底壁部130上,形成第1通氣孔131及第2通氣孔132。第1通氣孔131形成在恆溫槽本體11的第2方向A2的一端部133上,向第3方向A3貫通恆溫槽本體11。第2通氣孔132形成在恆溫槽本體11的第2方向A2的另一端部134上,向第3方向A3貫通恆溫槽本體11。第1通氣孔131及第2通氣孔132,涉及恆溫槽本體11的第1方向A1的兩端部3a、3b間地形成長孔狀。
第1通氣孔131及第2通氣孔132,在第2方向A2上,形成在保持在保持部4上的半導體雷射器元件2的外方。換句話講,第1通氣孔131形成在第1保持部4的第2方向A2的一方上,第2通氣孔132形成在第2保持部4的第2方向A2的另一方上。第1通氣孔131及第2通氣孔132,與溫度調整筐體122的溫度調整空間121連通。第1通氣孔131及第2通氣孔132,大致相等地形成,並且關於與第2方向A2垂直的假設一平面,面對稱地形成。第1方向A1上的第1通氣孔131的尺寸、和第1方向A1上的第2通氣孔132的尺寸,比由各保持部4保持的多個半導體雷射器元件2的第1方向A1的排列寬度大地選擇,此外比散熱片5及保持部4的縱向尺寸大地選擇。第1通氣孔131及第2通氣孔132,由配置用被保持部4保持的多個半導體雷射器元件2的排列的第1方向A1的一端保持的半導體雷射器元件2的位置,形成到恆溫槽本體11的第1方向A1的另一端附近,此外由配置用被保持部4保持的多個半導體雷射器元件2的排列的第1方向A1的另一端保持的半導體雷射器元件2的位置,形成到恆溫槽本體11的第1方向A1的另一端附近。規定所述第1通氣孔131及第2通氣孔132的第1方向A1的一方及另一方的內周面,由朝外成為凸狀的曲面形成,由此能夠防止通過第1通氣孔131及第2通氣孔132的空氣的滯留。
溫度調整部9,通過經由第1通氣孔131,向恆溫槽3的預定的收容空間13供給空氣,經由第2通氣孔132向溫度調整空間121排出恆溫槽3內的收容空間13中的空氣,將收容空間13的氣體環境調整到規定的溫度範圍的溫度。
加熱部123由溫度控制部125控制,加熱溫度調整空間121的氣體環境,即加熱溫度調整空間121的空氣。加熱部123含有鎳鉻耐熱合金線加熱器136,通過發熱加熱所述氣體環境。以與收容空間13的容積相同的尺寸選擇溫度調整空間121。加熱部123包含鎳鉻耐熱合金線加熱器136,沿著所述第1方向A1延伸,在第2方向A2上配置在第1通氣孔131附近。鎳鉻耐熱合金線加熱器136,在第1方向A1上,涉及溫度調整筐體122的兩端部間地設置。在將收容空間13的氣體環境設定在規定的溫度範圍內的溫度的時候,例如由於如果在收容空間13中配置加熱空氣的加熱器123,越接近加熱部123氣體環境的溫度就越高,越遠離加熱部123氣體環境的溫度就越低,所以在收容空間13中氣體環境的溫度產生不均,有時難將收容空間13整體保持在規定的溫度範圍內的溫度,但是通過經由第1通氣孔131,從恆溫槽3的外部空間,向收容空間13供給加熱了的空氣,能夠以儘量抑制溫度不均的狀態,提高收容空間13整體的氣體環境的溫度,容易將收容空間13的氣體環境溫度保持在規定的溫度範圍內的溫度。
送風部124,經由第1通氣孔131,通過送風向收容空間13供給溫度調整空間121的空氣。此外通過利用送風部124,經由第2通氣孔132,通過送風向溫度調整空間121吸引收容空間13的空氣,能夠向溫度調整空間121排出收容空間13的空氣。
通過形成如此的構成,能夠使收容空間13及溫度調整空間121的空氣循環,調整收容空間13的氣體環境的溫度。如果溫度控制部125判斷由溫度檢測部21檢測的導熱管6的溫度低於預定的溫度範圍的溫度,就向送風部124送風由加熱部123加熱的空氣。由此,向收容空間13供給被加熱的空氣,升高收容空間13的溫度,抑制試驗中的半導體雷射器元件2的溫度降低。
此外,如果溫度控制部125判斷由溫度檢測部21檢測的導熱管6的溫度高於預定的溫度範圍的溫度,就停止在加熱部123加熱溫度調整空間121的空氣,或停止利用送風部124的送風或吸引,或進行其兩者。由此,停止收容空間13的溫度上升,抑制試驗中的半導體雷射器元件2的溫度過高。
在恆溫槽3中,由於在第2方向A2上,從一端部133向收容空間13供給空氣,從另一端134排出收容空間13的空氣,所以能夠儘量抑制在收容空間13中滯留空氣,能夠抑制在收容空間13中發生溫度不均。
送風部124,含有第1旋轉驅動部141a及第2旋轉驅動部141b、第1葉輪142a及第2葉輪142b、飛輪143。在統稱第1旋轉驅動部141a及第2旋轉驅動部141b時,記載為旋轉驅動部141。在統稱第1葉輪142a及第2葉輪142b時,記載為葉輪142。
旋轉驅動部141,例如由電機形成。葉輪142,固定在旋轉驅動部141的旋轉軸144上,通過驅動旋轉驅動部141,向旋轉軸144的旋轉軸線L3周圍的預定的方向旋轉。所述旋轉軸144沿著第3方向A3延伸。葉輪142,通過繞所述旋轉軸線L3旋轉,能夠使空氣從旋轉軸線L3向背離的方向移動,換句話講能夠送風。飛輪143,分別固定在各旋轉驅動部141的旋轉軸144上。飛輪143,不配置在溫度調整空間121內,而配置在溫度調整筐體122的外方。飛輪143設在葉輪142和使旋轉軸144旋轉的旋轉驅動部141的之間。通過設置飛輪143,能夠防止旋轉驅動部141的急劇的旋轉速度的變化,由此穩定利用葉輪142的送風。旋轉驅動部141的旋轉軸144的旋轉軸線L3沿著所述第3方向A3延伸。葉輪142沿著第1方向A1排列地配置。葉輪142及旋轉軸144的一部收容在所述溫度調整空間121內。
葉輪142,在第2方向A2上,由鎳鉻耐熱合金線加熱器136,配置在第2通氣孔132附近。由此,如果使葉輪142繞旋轉軸144的軸線旋轉,由鎳鉻耐熱合金線加熱器136加熱的空氣,能夠經由第1通氣孔131,供給收容空間13。
在溫度調整筐體122上,設置第1風向控制板145a及第2風向控制板145b。在統稱第1風向控制板145a及第2風向控制板145b的時候,只記載為風向控制板145。風向控制板145分別與各葉輪142對應地設置,通過旋轉各葉輪142調整空氣的流動,以使移動的空氣向預定的方向流動。風向控制板145,具有以旋轉軸線L3為中心的形成圓弧形狀的內周面。風向控制板145,由板狀部件形成,以在以旋轉軸線L3為中心的半徑方向外方,所述內周面覆蓋葉輪142的大致半周的方式形成。風向控制板145,以向第1通氣孔131側移動空氣的方式,相對於夾著葉輪142地形成預定的第1通氣孔131的一側,從第2方向A2的相反側覆蓋葉輪142。此外風向控制板145,以其兩端部146覆蓋旋轉軸線L3的第1方向A1的外方的方式設定。
在夾著葉輪142地與風向控制板145的相反側,鎳鉻耐熱合金線加熱器136設在溫度調整空間121上。鎳鉻耐熱合金線加熱器136,具有在溫度調整筐體122的第1方向A1的兩端部間,與第1方向A1平行延伸的部分。鎳鉻耐熱合金線加熱器136,從溫度調整筐體122相隔規定的間隔地,通過加熱器保持部147固定在溫度調整筐體122上。
此外,在溫度調整筐體122上設置用於將通過旋轉葉輪142而移動的空氣導入給預定的第1通氣孔131的第1流路形成部148、和用於從第2通氣孔132流入的空氣導入給葉輪142的第2流路形成部149。第1流路形成部148,在比葉輪142靠近恆溫槽3、並且比旋轉軸線L3靠第1通氣131的區域,形成在葉輪142的外方。
此外,溫度調整筐體122在葉輪142的第2方向A2的一方向上具有隔板151,該隔板151將溫度調整空間121在第1通氣孔131的延伸方向即第1方向A1上切分成多個規定空間。隔板151,從溫度調整筐體122的第2方向A2的一端部,在第2方向A2上延伸到比鎳鉻耐熱合金線加熱器136靠葉輪142的空間。由此,鎳鉻耐熱合金線加熱器136,能夠設在被隔板151切分的多個規定的空間內,加熱規定的空間內的空氣。
隔板151為平板狀部件,其厚度方向與第1方向A1平行設置。隔板151具有中心隔板152,其配置在溫度調整筐體122的第1方向A1的中央,形成在風向控制板145a、145b的之間。中心隔板152,從溫度調整筐體122的第2方向A2的一端部,形成到風向控制板145。通過設置中心隔板152,防止因旋轉各葉輪142而產生的風的幹涉。此外,隔板151具有多個調整隔板153,在第1方向A1上,配置在中心隔板152和與溫度調整筐體122的溫度調整空間121對置的內周面的之間。調整隔板153,包括第1調整隔板153a、第2調整隔板153b、第3調整隔板153c、第4調整隔板153d、第5調整隔板153e和第6調整隔板153f。
第1~第3調整隔板153a~153c,設在中心隔板152的第1方向A1的一方向上,第4~第6調整隔板153d~153f設在中心隔板152的第1方向A1另一方向上。通過葉輪142旋轉而且移動的空氣分別流入被各隔板隔開的規定的空間。
通過由鎳鉻耐熱合金線加熱器136加熱第1~第6調整隔板153a~153f各之間的空間內的空氣,在通過送風部124向第1處理空間供給在各空間加熱的空氣時,以在第1方向A1上,從第1通氣孔131流出的空氣的溫度大致均勻的方式,選擇第1~第6調整隔板153a~153f的第1方向A1上的間隔。由此,在第1通氣孔131的延伸的方向,即在第1方向A1上,能夠更加提高從第1通氣孔131供給收容空間13的被加熱的空氣的溫度的均勻性。在本實施方式中,設置第1~第6調整隔板153a~153f的6個隔板,但在本發明的其它實施方式中,隔板的數量不局限於6個。
此外,在溫度調整筐體122上,設置用於將通過旋轉葉輪142而移動的空氣導入給預定的第1通氣孔131的第1流路形成部148、和用於從第2通氣孔132流入的空氣導入給葉輪142的第2流路形成部149。第1流路形成部148,以連通由隔板151形成的各規定的空間、和第1通氣孔131的方式形成。通過葉輪142旋轉,按圖3的箭頭E1所示,溫度調整空間121的空氣朝第2方向A2一方移動。送向所述第2方向A2一方的空氣,通過由隔板151切分的規定的空間,從溫度調整筐體122的第2方向A2的端部,按圖3的箭頭E2所示,送給第3方向A3的另一方,經過第1流路形成部148,通過第1通氣孔131,流入收容空間13。流入收容空間13內的空氣,按圖3的箭頭E3所示,朝第2方向A2的另一方。在所述收容空間13內,送入所述第2方向A2的另一方的空氣,通過第2通氣孔132,從恆溫槽3的第2方向A2的端部,按圖3的箭頭E4所示,流入第3方向A3的一方,通過由旋轉葉輪142而形成的吸引力,流入溫度調整空間121。流入溫度調整空間121內的空氣,通過第2流路形成部149導給葉輪142的旋轉軸線L3附近。第2流路形成部149,在由葉輪142到恆溫槽3附近,並且在第2通氣孔132附近的區域,形成在葉輪142的旋轉軸線L3附近和第2通氣孔132的之間。如此,通過旋轉葉輪142,能夠使收容空間13和溫度調整空間121中的空氣循環。
在溫度調整筐體122上,設置保護部件155,以保護向第3方向A3的溫度調整筐體122的一側突出的旋轉驅動部141。保護部件155,向溫度調整筐體122的第3方向A3的一側突出,從旋轉軸線L2周圍的外方,覆蓋旋轉驅動部141。
在收容空間13,從第1通氣孔131向第2通氣孔132流動空氣,在第1通氣孔131附近設置第1保持部4,由於設在第1保持部4上的第1散熱片5,與設在第2保持部4上的第2散熱片5相比,容易擋風,所以第1散熱片5的溫度容易低於第2散熱片5的溫度,但是即使第1散熱片5的溫度降低,也能夠儘量抑制通過由導熱管6傳遞熱而在第1散熱片5和第2散熱片5產生溫度差,能夠儘量使多個半導體雷射器元件2的檢查條件一致,能夠提高試驗的可靠性。此外,能夠不管收容空間13中的空氣的移動方向地配置保持部4,能夠提高設計的自由度。
表1表示在本實施方式的焙燒裝置1的各保持部4上,保持多個半導體雷射器元件2,驅動半導體雷射器元件2時的溫度的試驗結果。在表1中,將第1保持部4規定為「A」,將第2保持部4規定為「B」。在表1中,在實驗序號1~11的各實驗中,採用直徑4mm的導熱管6。在從導熱管6的延伸方向的一端到延伸方向另一方,將50mm的範圍作為加熱部分,從另一端到延伸方向一方,將250mm的範圍作為冷卻部分時,直徑4mm的導熱管6的熱阻力為0.38K/W,直徑6mm的導熱管6的熱阻力為0.24K/W。
表1
在各實驗中,在第1保持部4a及第2保持部4b上分別保持20個半導體雷射器元件2。此外,在各實驗中,檢測保持在各保持部4上的半導體雷射器元件2中的從第1方向A1的一方到另一方的第1號、第5號、第10號、第15號及第20號上的半導體雷射器元件2的溫度。將保持在第1保持部4上的半導體雷射器元件2中的從第1方向A1的一方到另一方的第1號、第5號、第10號、第15號及第20號上的半導體雷射器元件2,分別作為F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20。此外,將保持在第2保持部4上的半導體雷射器元件2中的從第1方向A1的一方到另一方的第1號、第5號、第10號、第15號及第20號上的半導體雷射器元件2,分別作為R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20。
在表1中,示出試驗號、點燈狀況、A的溫度、B的溫度、A的溫度分布、B的溫度分布、整體的溫度分布、A的平均溫度、B的平均溫度、整體的平均溫度、與基準的比較。
點燈狀況,表示點燈的半導體雷射器元件2的個數。點燈狀況,表示由第1保持部4a(A)保持的半導體雷射器元件2的點燈數、和由第2保持部4b(B)保持的半導體雷射器元件2的點燈數。例如在實驗序號4中,表示點燈全部29個半導體雷射器元件2,點燈保持在第1保持部4上的半導體雷射器元件2中的19個半導體雷射器元件2,點燈保持在第2保持部4上的半導體雷射器元件2中的10個半導體雷射器元件2。
A的溫度,表示所述F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20的溫度。對於F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20中的熄燈的元件,表示為「熄」。
B的溫度,表示所述R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20的溫度。對於R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20中的熄燈的元件,表示為「熄」。
A的溫度分布,對於所述F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20中的熄燈的元件,表示最大的溫度和最小的溫度的差。即表示保持在第1保持部4a上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
B的溫度分布,對於所述R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20中的熄燈的元件,表示最大的溫度和最小的溫度的差。即表示保持在第2保持部4b上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
整體的溫度分布,對於所述F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20、以及所述R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20中的熄燈的元件,表示最大的溫度和最小的溫度的差。即表示保持在第1保持部4a及第2保持部4b上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差。
A的平均溫度,對於所述F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20中的熄燈的元件,表示平均溫度。
B的平均溫度,對於所述R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20中的熄燈的元件,表示平均溫度。
整體的平均溫度,對於所述F-CH1、F-CH5、F-CH10、F-CH15及F-CH20、以及所述R-CH1、R-CH5、R-CH10、R-CH15及R-CH20中的熄燈的元件,表示平均溫度。
在實驗序號1~3中,使保持在第1及第2保持部4上的半導體雷射器元件2中的19個半導體雷射器元件點燈。表1也表示實驗序號1~3中的各項目的平均值。如果參考實驗序號1~3中的平均值,保持在各保持部4上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差,在第1保持部4a中為2.9℃,在第2保持部4a中為5.1℃,在分別看各保持部時,得知保持在各保持部4上的半導體雷射器元件2的溫度的偏差小,此外在看全部保持部4時,半導體雷射器元件2的溫度的偏差也小。
與基準值的比較,表示各實驗序號的實驗中的半導體雷射器元件2的整體的平均溫度、和作為基準的整體的平均溫度的差。該差越小,不管保持部4保持的半導體雷射器元件2的點燈數如何,都能夠儘量使各半導體雷射器元件2的試驗條件一致。即,例如即使在點燈保持在保持部4上的多個半導體雷射器元件2中的19個的情況下、和只點燈10個的情況下,也能夠儘可能接近半導體雷射器元件2的溫度。由此,採用焙燒裝置1,在多個半導體雷射器元件2的試驗中,在1次試驗中,不僅恆溫槽3的收容空間所收容的多個半導體雷射器元件2,而且能夠使採用焙燒裝置1試驗的所有的半導體雷射器元件2的試驗條件儘量一致。在與基準的比較中,只要是基準溫度的±5℃,優選是±3℃,就能夠得到高可靠性的試驗結果。
當在多個半導體雷射器元件2中存有工作不良的元件的時候,該半導體雷射器元件2的溫度,低於正常工作的半導體雷射器元件2的溫度,散熱片5中的工作不良的半導體雷射器元件2接觸的部分的溫度,低於正常工作的半導體雷射器元件2碰接的部分的溫度。由此,工作不良的半導體雷射器元件2周圍的半導體雷射器元件2的溫度降低,但是在焙燒裝置1中,與散熱片5相比,通過由導熱率高的導熱管6移動散熱片5的熱,能夠儘量抑制各半導體雷射器元件2的溫度偏差,能夠儘量使各半導體雷射器元件2的溫度均勻化。如此,通過使各半導體雷射器元件2的溫度均勻化,能夠使各半導體雷射器元件2的試驗條件均勻化,能夠提高焙燒試驗及老化試驗的可靠性。
此外在焙燒裝置1中,即使在焙燒試驗及老化試驗的途中需要變化溫度,通過利用導熱管6傳遞散熱片5的熱,也能夠按變化溫度的指令,使半導體雷射器元件2的溫度迅速追蹤。
在焙燒裝置1中,在各恆溫槽3的多個收容空間13中,收容半導體雷射器元件2,以將收容空間13的氣體環境保持在規定的溫度範圍內的狀態,通過工作狀態檢測部8,輸出表示被驅動半導體雷射器元件2的狀態的規定信號。通過得到所述規定信號,能夠檢測半導體雷射器元件2的初期不良,此外,能夠了解規定試驗條件下的半導體雷射器元件2的工作狀態。
此外,如果通過相對移動恆溫槽本體11及恆溫槽蓋體12,向恆溫槽3的外部的空間開放收容空間13,容易在收容空間13內配置半導體雷射器元件2及受光元件26。例如當在受光元件26產生不適合的時候,能夠脫離受光元件26,易於交換及修理。此外,由於易於半導體雷射器元件2的交換,所以提高試驗的效率。
此外,在焙燒裝置1中,不是用鎳鉻耐熱合金線加熱器136直接加熱預定的收容半導體雷射器元件2的收容空間13的氣體環境,而是首先加熱溫度調整空間121的氣體環境,通過送風部124將加熱的氣體環境送入收容空間13。如果形成如此的構成,能夠防止只有收容空間13的部分氣體環境的溫度上升,能夠在規定的溫度範圍內大致均勻地保持收容空間13的氣體環境的溫度。
在本實施方式的焙燒裝置1中,具有2個保持部4,但在本發明的其它實施方式中,也可以形成具有3個以上的保持部4的構成。在此種情況下,通過用導熱管6連接設在各保持部4上的散熱片5,能夠得到與所述實施方式的焙燒裝置1相同的效果。
本實施方式的焙燒裝置1,被用於半導體雷射器元件2的焙燒試驗及老化試驗,但也不局限於半導體雷射器元件2,例如也可以用於光電二極體(Light Emitting Diode簡稱LED)及集成電路(Integrated Circuit簡稱IC)晶片等的焙燒試驗及老化試驗。
此外,在本實施方式中,保持部4,將半導體雷射器元件2一列地保持在第1方向A,但也不局限於此,在本發明的其它實施方式中,保持部4也可以按任意的排列保持半導體雷射器元件2。
此外,在本發明的其它實施方式中,半導體雷射器元件2的老化試驗,也可以在預定的溫度環境下,通過評價固定保持半導體雷射器元件2的驅動電流時的光輸出的變化而進行。將如此的試驗稱為ACC(AutomaticCurrent Control)試驗。在此種情況下,驅動部23固定半導體雷射器元件2的驅動電流,向輸出部25提供與由受光部24檢測的光量對應的信息。
在所述的實施方式中,將規定的氣體定為空氣。但是,規定的氣體不只是空氣,只要是耐燃性的氣體就可以,例如也可以是氮氣等。
在本實施方式的焙燒裝置1中,散熱片5由鋁材料形成,但在本發明的其它實施方式中,所述散熱片5,也可以由銅材料及不鏽鋼材料等形成。如果由銅材料形成散熱片5,更能夠使半導體雷射器元件2的溫度的偏差均勻化。
在本發明的其它實施方式中,也可以一體地形成所述導熱管6的殼體77和散熱片5。
在焙燒裝置1中,在所述散熱片5和導熱管6的之間夾裝含有金屬粉末的矽酮潤滑脂,但在本發明的其它實施方式中,也可以使散熱片5和導熱管6直接接觸。即使是如此的構成,也能夠得到同樣的效果。
在本發明的其它實施方式中,與所述第1散熱片5a及第2散熱片5b連接的導熱管6,也可以形成圓環狀。即,也可以相互連接地形成圖1的導熱管6的兩端部。由此,能夠在第1散熱片5a及第2散熱片5b間更順利地進行熱的移動,能夠更加降低保持在各保持部4上的各半導體雷射器元件2的溫度的偏差。在本發明的各實施方式的焙燒裝置1中,能夠得到與所述實施方式的焙燒裝置1同樣的效果。
本發明,在不脫離其精神或主要特徵的情況下,能夠以其它多種方式實施。因此,所述實施方式只不過是所謂單一的例示,對本說明書本文無任何約束。此外,屬於專利要求範圍的變形或變更全部包含在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種焙燒裝置(1),其特徵在於,包括恆溫槽,具有能夠收容多個被試驗體(2)的收容空間(13),該被試驗體(2)具有因工作而發熱的發熱部;保持部(4),設在收容空間(13)上,用於保持多個被試驗體(2);工作狀態檢測部(8),向被保持部(4)所保持的各被試驗體(2),發送使各被試驗體(2)工作的工作信號,檢測被發送了工作信號的各被試驗體(2)的輸出並作為工作狀態輸出檢測的結果;散熱片(5),設在收容空間(13)上,與被保持部(4)所保持的各被試驗體(2)的發熱部接觸;以及導熱管(6),沿著由保持部(4)保持的各被試驗體(2)的排列方向設在散熱片(5)上,傳遞散熱片(5)的熱。
2.如權利要求1所述的焙燒裝置(1),其特徵在於所述保持部(4)相互間隔開地設置多個;所述散熱片(5),與各保持部(4)對應地設置多個,各所述散熱片(5)經由導熱管(6)相互連接。
3.如權利要求1所述的焙燒裝置(1),其特徵在於所述導熱管(6)經由膏狀填充材料而與散熱片(5)連接,且該填充材料由金屬粉末和潤滑脂構成。
4.如權利要求1所述的焙燒裝置(1),其特徵在於所述保持部(4)具有推壓部(85),該推壓部(85)將用於散發在發熱部產生的熱的被試驗體(2)的散熱部(58)彈性推壓在散熱片(5)上。
5.如權利要求1所述的焙燒裝置(1),其特徵在於,包括檢測導熱管(6)的溫度的溫度檢測部(21);溫度保持部(22),基於溫度檢測部(21)的檢測結果,以被保持部(4)所保持的多個被試驗體(2)的溫度達到預定的溫度範圍內的溫度的方式保持收容空間(13)中的氣體環境的溫度。
全文摘要
本發明提供一種焙燒裝置,由於保持在保持部(4)上的各半導體雷射器元件(2)的散熱部(58)與散熱片(5)接觸,所以因各半導體雷射器元件(2)工作而產生的熱傳遞給散熱片(5)。由於導熱管(6)沿著由保持部(4)保持的各半導體雷射器元件(2)的排列方向設在散熱片(5)上,向散熱片(5)傳遞熱,並且從散熱片(5)傳遞熱,所以能夠沿著各半導體雷射器元件(2)的排列方向,抑制散熱片(5)的溫度的偏差,由此能夠抑制各半導體雷射器元件(2)的溫度的偏差。
文檔編號H01L21/66GK1776443SQ200510120198
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月15日 優先權日2004年11月19日
發明者玉石正幸 申請人:夏普株式會社

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