一种半导体激光器封装结构及封装方法技术

本发明专利技术涉及一种半导体激光器封装结构及封装方法，该封装结构包括安装有管脚的管座，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。该封装结构及封装方法结构简单，易于实现，生产成本低。

Packaging structure and method of semiconductor laser

The invention relates to a semiconductor laser package structure and package method, the package structure includes a pipe base installed with pins, the front and back of the boss on the pipe base are provided with a first heat sink and a second heat sink, the first heat sink and the second heat sink are respectively provided with a first laser chip LD1 and a second laser chip LD2, the LD1 chip for emitting laser and the LD1 chip for receiving laser The LD2 chip is encapsulated in the same plane, and the optical ridge of the LD1 chip and the LD2 chip is coaxial in a certain space. The packaging structure and the packaging method have the advantages of simple structure, easy implementation and low production cost.

【技术实现步骤摘要】
一种半导体激光器封装结构及封装方法
本专利技术涉及半导体激光器封装
，具体涉及一种半导体激光器封装结构及封装方法。
技术介绍
半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单，成本低，易于大量生产，且体积小，重量轻，寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，已超过300种。半导体激光器的最主要应用领域是Gb局域网，850nm波长的半导体激光器适用于1Gb局域网，1260nm-1650nm波长的半导体激光器适用于10Gb局域网系统。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，其自问世以来就得到了世界各国的广泛关注与研究，成为世界上发展最快、应用最广泛、最早走出实验室实现商用化且产值最大的一类激光器，成为了当今光电子科学的核心技术。中国光通信器件市场的发展早已进入黄金期，对于光模块的核心器件半导体激光器，每年的需求量将达到千万甚至上亿只，市场前景乐观，容量巨大，而这些器件的制作过程，必然需要经过封装工艺的加工制作。常规带监控电流的TO封装的一般流程如下：1、先在PD固晶机上银浆固晶PD垫块于TO管座上，然后在另一台PD固晶机上银浆固晶PD芯片于PD垫块上，送烘烤固化，完成PD工序的封装；2、在LD共晶机上共晶LD热沉及LD芯片；3、将如上做好的产品送打线及封帽，至此完成TO的简短封装。在此封装过程中，一个LD激光器芯片搭配一个PD光电二极管进行组合封装。其中，LD激光器芯片前光用于激光传输，背光面则由PD光电二极管负责接收激光，并产生相应的电流，从而间接监控LD激光器的前光输出功率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种半导体激光器封装结构及封装方法，该封装结构及封装方法结构简单，易于实现，生产成本低。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种半导体激光器封装结构，包括安装有管脚的管座，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。进一步地，所述LD2芯片的正极连接第三管脚，所述LD2芯片的负极连接第二管脚，所述LD1芯片的正极连接第二管脚，所述LD1芯片的负极连接第四管脚。进一步地，所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条的同轴度误差不大于±40um。本专利技术还提供一种半导体激光器封装方法，包括以下步骤：步骤1）在管座上的凸台上的设定位置共晶第一热沉和第一激光器芯片LD1；步骤2）在凸台上第一热沉和LD1芯片前的设定位置共晶第二热沉和第二激光器芯片LD2，并保证LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴；步骤3）进行打线，将LD2芯片的正极打在第三管脚上，将LD2芯片的负极打在第二管脚上，LD1芯片按常规方式打线，即将LD1芯片的正极打在第二管脚上，将LD1芯片的负极打在第四管脚上。进一步地，通过减小LD1芯片与LD2芯片的同轴度误差和间距，增大背光电流，以满足监控需求。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：提供了一种基于两个LD芯片同轴封装的半导体激光器封装结构及封装方法，该结构在封装上没有使用PD芯片，而是使用LD芯片进行同轴封装，用于出光的LD芯片在前，用于实现原有PD芯片功能的LD芯片在后，从而利用LD激光器芯片的受激吸收来实现光电转换产生电流，该封装结构无需另购PD芯片，结构简单，易于实现，且具有更强的通用性，能够在批量生产中进一步降低生产成本，具有很强的实用性和广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例的封装结构示意图。图2是本专利技术实施例的封装结构的测试效果图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供了一种适用于TO-56、TO-46、TO-38等产品封装的半导体激光器封装结构，其使用LD芯片替代PD芯片来实现背光电流的监控。如图1所示，所述封装结构包括安装有管脚的管座5，所述管座5上的凸台6上前、后设置有第一热沉7和第二热沉8，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。为了使两个LD芯片的最终测试性能与现有封装保持一致，特别是在引脚定义上与现有封装保持一致，所述LD2芯片的正极连接第三管脚3，所述LD2芯片的负极连接第二管脚2，所述LD1芯片的正极连接第二管脚2，所述LD1芯片的负极连接第四管脚4。其中，所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条的同轴度误差不大于±40um。本专利技术在现有的共晶机上做共晶开发，目前共晶机的精度为X、Y轴±20um，而实际为±15um，Z轴上为同一管座平面，并使用同一款热沉，其Z轴同轴亦在±20um内，满足同轴需求。在原有基于LD与PD芯片的封装结构中，其测试背光电流主要由LD与PD之间的同轴度、PD光敏面的大小及响应度、LD背光的大小来决定，根据需求，PD芯片的背光电流（在LD芯片工作条件为If=Ith+20mA时）一般控制在100-1000uA。图2为本专利技术封装结构的测试效果图，其为典型的TO封装后的激光器特性，Im线对应右边坐标轴Im数值，其参数显示LD2芯片的电流（在LD1芯片工作条件为If=Ith+20mA时）大约为260uA，符合TO激光器的参数设计要求。为了使两个LD芯片在封装上互不干扰，封装的共晶机吸嘴外径尺寸由常规的300um改成≤250um（LD芯片尺寸250um），减小吸嘴共晶过程中的突出部分，以防干扰到靠近的另一个LD芯片的共晶位置。本专利技术还提供了一种半导体激光器封装方法，包括以下步骤：步骤1）在管座上的凸台上的设定位置共晶第一热沉和第一激光器芯片LD1。步骤2）在凸台上第一热沉和LD1芯片前的设定位置共晶第二热沉和第二激光器芯片LD2，并保证LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。在此过程中，通过减小LD1芯片与LD2芯片的同轴度误差和间距，增大背光电流，以满足监控需求。步骤3）进行打线，将LD2芯片的正极打在第三管脚上，将LD2芯片的负极打在第二管脚上，LD1芯片按常规方式打线，即将LD1芯片的正极打在第二管脚上，将LD1芯片的负极打在第四管脚上。以上是本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本专利技术技术方案的范围时，均属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器封装结构，包括安装有管脚的管座，其特征在于，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器封装结构，包括安装有管脚的管座，其特征在于，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。


2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装结构，其特征在于，所述LD2芯片的正极连接第三管脚，所述LD2芯片的负极连接第二管脚，所述LD1芯片的正极连接第二管脚，所述LD1芯片的负极连接第四管脚。


3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装结构，其特征在于，所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条的同轴度误差不大...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴林福生，薛正群，康瑞林，苏辉，
申请(专利权)人：福州中科光芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35