一种半导体激光器引脚式封装结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种半导体激光器引脚式封装结构及方法。所述封装结构包括：正极管舌、负极管舌、环氧树脂透镜；半导体激光器芯片的负极通过焊料粘结在负极管舌上，芯片与负极管舌平行；所述半导体激光器芯片的正极通过金线与正极管舌相连；所述正极管舌和负极管舌由所述环氧树脂透镜所封装，所述正极管舌和负极管舌作为所述半导体激光器的正极引脚和负极引脚自所述环氧树脂透镜引出。本发明专利技术具有封装结构简单、封装工艺简化、成本低、可靠性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体激光器的封装技术，具体涉及，适用于GaAs基、InP基、GaN基、SiC基和ZnO基半导体激光器的封装。
技术介绍
半导体激光器是以半导体材料为光增益介质的一类激光器，其核心是一个自身具有光反馈结构的二极管芯片，通常称为激光二极管。半导体激光器与其它激光器相比，具有体积小、效率高、寿命长、可以直接调谐等优点。 半导体激光器的用途非常广泛。应用领域涉及诸多方面:如:光纤通信、激光传感、激光测距、制导、激光理疗等。近年来，小功率可见光半导体激光器多用来制作成激光指示器、激光笔、激光手电等，功率通常以毫瓦为单位。由于它体积小、功率低、携带方便，受到了广大使用者的喜爱。 目前半导体激光器通常采用T0(transistor outline晶体管轮廓)管座进行封装，如图1和图2所示，传统的TO封装形式包括TO管座、管舌、管脚和管帽。管舌设在管座的上面，其形状为六面柱，在管舌上粘结半导体激光器芯片，在管座上加盖管帽。管帽的四周为密封金属，中间帽顶为透镜。芯片的腔面向着管帽中心的透镜。这种封装形式能够通过TO管舌把激光器芯片中的热量导向TO管座和管脚，散热效果良好。但缺点是封装支架的成本很高，TO管座、管舌、管脚均为镀金金属，TO管帽也是由金属和玻璃透镜组成。由于小功率激光器用于激光指示，功率只有5mw或更小，激光器工作时的热量很小，TO封装形式适用于半导体激光器输出功率为百毫瓦以上量级的情况，若用于小功率激光器的封装，成本偏高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，尤其适用于小功率半导体激光器芯片的封装。它封装工艺简单，成本极低，适用于激光笔、激光指示等应用领域。 为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种半导体激光器引脚式封装结构，其包括:正极管舌、负极管舌、环氧树脂透镜；半导体激光器芯片的负极通过焊料粘结在负极管舌上，芯片与负极管舌平行；所述半导体激光器芯片的正极通过金线与正极管舌相连；所述正极管舌和负极管舌由所述环氧树脂透镜所封装，所述正极管舌和负极管舌作为所述半导体激光器的正极引脚和负极引脚自所述环氧树脂透镜引出。 本专利技术还提供了一种利用如上所述的半导体激光器引脚式封装结构进行封装的方法，包括以下步骤: 步骤1:将半导体激光器芯片的负极焊接在所述负极管舌上； 步骤2:用金线将半导体激光器芯片正极与所述正极管舌相连； 步骤3:将所述正极管舌和负极管舌在保护气氛下在模具中灌注环氧树脂胶，固化成草帽状，并将所述正极管舌和负极管舌的一端作为正极引脚和负极引脚露出。 本专利技术提出的上述半导体激光器引脚式封装结构和方法，具有封装结构简单、封装工艺简化、成本低、可靠性好等优点。 【附图说明】 图1为原半导体激光器TO封装结构立体图； 图2为原半导体激光器TO封装结构俯视图； 图3为本专利技术半导体激光器引脚式封装结构剖面图； 〔主要元件〕 半导体激光器管芯；2_焊料；3_负极管舌和引脚；4_正极管舌和引脚；5_金线；6-环氧树脂管帽。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。 图3示出了本专利技术提出的一种半导体激光器引脚式封装结构的剖面示意图。如图3所示，所述封装结构包括正极管舌4、负极管舌3、环氧树脂透镜6。半导体激光器芯片通过焊料粘结在负极管舌上，芯片与负极管舌平行，芯片的腔面向上出光。小功率半导体激光器芯片的正极通过金线与正极管舌相连。所述正极管舌和负极管舌由所述环氧树脂透镜所封装，所述正极管舌和负极管舌作为所述半导体激光器的正极引脚和负极引脚自所述环氧树脂透镜引出。所述环氧树脂透镜为草帽状结构。所述正极管舌和负极管舌均是长方柱形状或其他柱体状，负极管舌的体积比正极管舌略大。 所述正极管舌和引脚、负极管舌和引脚为铜、铝、铁或其他金属材料。 本专利技术还提出了一种小功率半导体激光器芯片的封装方法，包括如下步骤: 步骤1:采用金锡焊料2将小功率半导体激光器芯片I通过固晶二工艺焊接在半导体激光器引脚式封装结构的负极管舌3上。半导体激光器芯片I的负极与封装结构的负极管舌3相粘结，半导体激光器芯片I的腔面向上发射出激光。焊接温度275度，焊接时间12s，在氮气气氛下进行焊接。 半导体激光器引脚式封装结构的正极和负极管舌为长方柱形状或其他形状。半导体激光器引脚式封装结构的管舌和管脚可以是铜、铁、铝等高热导率的金属。焊料也可以是导电银浆、铟焊料等。 步骤2:通过打线机用金线5将半导体激光器芯片I正极(P面)与正极管舌4相连。金线直径10?30um。 步骤3:将此封装体在保护气氛下在模具中灌注环氧树脂胶，固化成草帽状，露出正极和负极引脚。环氧树脂胶的形状可以通过一次光学设计形成有利于半导体激光器芯片出光的各种不同曲率的帽状。保护气氛为氮气或其他惰性气体。灌注胶也可以是硅胶、聚合物等透光、易成型、散热较好的材料。 以上半导体激光器引脚式封装结构和方法，具有封装结构简单、封装工艺简化、成本低、可靠性好等优点。 以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体激光器引脚式封装结构，其包括：正极管舌、负极管舌、环氧树脂透镜；半导体激光器芯片的负极通过焊料粘结在负极管舌上，芯片与负极管舌平行；所述半导体激光器芯片的正极通过金线与正极管舌相连；所述正极管舌和负极管舌由所述环氧树脂透镜所封装，所述正极管舌和负极管舌作为所述半导体激光器的正极引脚和负极引脚自所述环氧树脂透镜引出。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器引脚式封装结构，其包括:正极管舌、负极管舌、环氧树脂透镜；半导体激光器芯片的负极通过焊料粘结在负极管舌上，芯片与负极管舌平行；所述半导体激光器芯片的正极通过金线与正极管舌相连；所述正极管舌和负极管舌由所述环氧树脂透镜所封装，所述正极管舌和负极管舌作为所述半导体激光器的正极引脚和负极引脚自所述环氧树脂透镜引出。2.如权利要求1所述的封装结构，其中，所述环氧树脂透镜为草帽状结构。3.如权利要求1所述的封装结构，其中，所述正极管舌和负极管舌均为长方柱形状，负极管舌的体积比正极管舌大。4.如权利要求1所述的封装结构，其中，所述正极管舌和负极管舌由金属材料制成。5.如权利要求1所述的封装结构，其中，所述半导体激光器芯片的腔面向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李璟，王国宏，毕瑞祥，杨华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11