一种小尺寸半导体激光器封装结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种小尺寸半导体激光器封装结构。包括基板和至少一个集成于基板上的封装组件单元；所述封装组件单元包括第一导电角、第二导电角、焊接激光器芯片的焊盘以及第一导电角和所述焊盘间连通的电流通道；焊盘与基板连接区由连接片和镂空区构成。本实用新型专利技术采用薄的贴片式集成构造，实现了激光器芯片焊盘沿可弯曲边的90°旋转，从而实现了激光器芯片封装90°出光范围。该封装结构尺寸小，封装工步简单易操作，尤其可用于批量机械化操作，提高生产效率。

A small size semiconductor laser packaging structure

The utility model relates to a small-sized semiconductor laser packaging structure. The package assembly unit includes a first conduction angle, a second conduction angle, a pad for welding laser chips, a first conduction angle and a current channel connected between the pad and the pad; and the pad and the pad connecting area are composed of a connecting piece and a hollow area. The utility model adopts a thin chip integrated structure, realizes the solder pad rotation of the laser chip along 90 degrees of the bendable edge, and thus realizes the 90 degrees light output range of the laser chip package. The encapsulation structure is small, the encapsulation step is simple and easy to operate, especially can be used for batch mechanization operation, improve production efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸半导体激光器封装结构
本技术涉及一种小尺寸半导体激光器封装结构，属于半导体激光器

技术介绍
半导体激光器又称为二极管激光器(LD)，因其具有效率高、体积小、寿命长、成本低等优点，广泛应用于激光照明、光纤通讯、医疗美容、军事应用等领域。根据其应用的不同，半导体激光器的封装形式不同，其主要分为TO封装、蝶形封装、BGA封装等等。TO封装，即TransistorOutline封装技术，原来是晶体管器件常用的封装形式，在工业技术上比较成熟。TO封装的寄生参数小、工艺简单、成本低，使用灵活方便。TO封装的封装结构主要由半导体激光器芯片、热沉、管座、封帽、接线柱、玻璃窗口等组成，其封装方法主要为将芯片焊接到管座上，平行于管座出光。蝶形封装是光通信系统中激光器和泵浦激光器的常用的一种封装结构。中国专利CN201410433096.0提供了一种可调激光器的封装结构及其封装方法，用以解决现有可调激光器的封装结构中半导体激光器芯片的前向光必须通过直角棱镜折射才能垂直射出的问题。该可调激光器的封装结构包括：TO管座和TO管帽，所述TO管座上固定有第一热沉，半导体激光器芯片固定在所述第一热沉的垂直面上，所述TO管帽上设置有非球面透镜，所述半导体激光器芯片设置在所述非球面透镜的中心轴线上，其中，所述第一热沉的垂直面为所述第一热沉与所述TO管座相垂直的平面。以上封装技术中，半导体激光器芯片因其侧面出光，其封装多采用管芯焊接在热沉上平行于热沉出光，或是焊接在热沉上通过外部光路改变出光方向，且其封装组件多，尺寸大，不适用于小尺寸的应用和集成。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供一种新的小尺寸半导体激光器封装结构。该新的激光器封装结构，采用薄的贴片式集成构造，实现激光器小尺寸的不同角度出光封装。本技术技术方案如下：一种半导体激光器封装结构，包括：一承载封装组件的基板，和至少一个集成于基板上的封装组件单元；所述封装组件单元包括第一导电角、第二导电角、焊接激光器芯片的焊盘以及第一导电角和所述焊盘间连通的电流通道，所述封装组件单元位于一个方形区内，所述第一导电角和第二导电角位于方形区的两个相邻角处；焊盘与基板连接区。优选的，所述基板为方形平板。故此也称平板基板。所述基板采用绝缘易散热的可弯折材料(非金属)；亦称为可弯曲电路板。以下是每一个封装组件单元中各组件的优选方案：优选的，所述焊盘为方形。其中进一步优选长方形焊盘。长边为X边，短边为Y边。优选的，所述第一导电角和第二导电角分别是依方形区短边两端的角而形成的扇形区域。所述电流通道与所述焊盘的一边连通。焊盘与所述电流通道连通的该边称之为导电角连接边，其余三个边称之为非导电角连接边。优选的，所述电流通道为条形。进一步优选，所述条形电流通道的宽度是焊盘的电流通道连接边边长的1/3至1；以提高电流扩展和散热。优选的，所述焊盘与基板的连接区由连接片和镂空区构成。进一步优选：所述连接片为可压断的薄长条，厚度小于基板的厚度；可方便地被压断。连接片与基板和焊盘一体化设计，与焊盘连接位置为非金属区域。所述连接片间隔分布于焊盘的三个非导电角连接边上，所述连接片将焊盘与基板连接，相邻连接片之间形成镂空区。在所述连接区的连接片上施加一定压力，可将焊盘的三个非电流通道连接边与基板断开，使焊盘可沿电流通道连接边旋转0-90°。以上所述导电角、电流通道、焊接激光器芯片的焊盘，集成制备于基板上。进一步的，本技术半导体激光器封装结构中，在基板的底部位于焊盘下方设有条形凹区。该条形凹区长度是与焊盘长边边长的1/4至2/3。该凹区作为封装工序所用的支撑片的移动和支撑点区。进一步优选的，该条形凹区平行于激光器出光方向。根据本技术优选的，所述封装组件单元为多个，周期性排列集成于基板上。用于批量机械化生产。进一步优选，所述封装组件单元为12个、24个、30个，以此类推。本技术的有益效果：本技术提供一种新的激光器封装结构，采用薄的贴片式集成构造，由目前的单一角度出光封装，通过焊接激光器的焊盘与平板基板之间三边可断、一边可弯曲设计，实现了焊接激光器芯片的焊盘沿可弯曲边的0-90°旋转，从而实现了激光器芯片封装0-90°出光角度可调。封装时芯片焊接固定在焊盘上，而焊盘可以旋转0-90°。同时，本技术封装结构尺寸小，封装工步简单易操作，尤其可周期性重复集成于大尺寸基板上，以用于批量机械化操作，可有效提高生产效率，广泛应用于微小尺寸激光器领域。附图说明图1是实施例1半导体激光器封装结构的俯视图；图2是实施例1半导体激光器封装结构的立体图；图3是焊盘与基板的连接块示意图；a.俯视图，b.截面图。图4是本技术基板底部结构图(基板仰视)；图5是本技术基板中间沿X方向的截面图；图6是实施例1的封装平面图；图7是实施例1的封装侧面图；图8是实施例1的封装侧面图；图中：1、基板，2、导电角，3、导电角，4、电流通道，5、焊盘，6、焊盘与基板连接区，7、连接片，8、镂空区，9、激光器芯片，10、金属导线，11、焊点，12、条形凹区，13、支撑片。图9是实施例2的多个封装组件单元周期性集成后的封装结构示意图。每个单元结构与图1相同。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本技术做详细的说明，但不限于此。实施例1、一种小尺寸半导体激光器封装结构，以基板上承载一个封装组件单元为例，如图1、2所示，包括：承载封装组件单元的长方形平板基板1、集成于基板上的第一导电角2、第二导电角3、电流通道4、焊盘5以及焊盘与基板连接区6。第一导电角2通过电流通道4与焊盘5连通。平板基板1设计成长方形，采用绝缘易散热可弯折材质，为贴片式可弯曲电路板设计。第一导电角2、第二导电角3是依据基板短边一侧的两个邻角分别制成的扇形区域。第一导电角2与焊接激光器芯片的焊盘5之间为宽条形电流通道4，以提高电流扩展和散热。所述条形电流通道的宽度是焊盘的电流通道连接边边长的1/3～2/3；所述焊盘为长方形，其中靠近第一导电角2的短边与电流通道4连通，其余三个边外是焊盘5与基板1的连接区4。焊盘5与基板1的连接区4由连接片7和镂空区8组成。连接片7是薄的长方条，与基板1和焊盘5一体化设计，与焊盘5连接位置为非金属区域。连接片7按一定的间隔分布于焊盘的三个非导电角连接边上，与平板基板1间为易断性连接，形成固定间隔镂空性设计，如图3所示，施加一定力度时焊盘的两个长边和非导电角边即可脱离基板。这样焊盘就可以沿导电角一侧的边旋转0-90°。第一导电角2、第二导电角3、电流通道4、焊接激光器芯片的焊盘5，通过集成制备于基板上，其材质优选为导电性能好且散热性能良好的Cu、Au、AuSn、In或Ag金属材料。在基板的底部对应于焊盘5下方，设有一条形凹区12，凹区长度是与焊盘5长边边长的1/4至2/3，作为封装工步所用的支撑片的移动和支撑点区。如图4、5所示。应用时的封装步骤为：将已经制好的半导体激光器芯片9的N面键合到小尺寸半导体激光器封装结构的焊盘5上；采用4根金属导线10键合，作为激光器芯片的P面电流通路。该4根金属导线一端的焊点7均匀分布于P面电极两侧的肩上，该4根金属导线的另一端键合到第二导电角3上。如图6所示，图6中半本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器封装结构，包括：一承载封装组件的基板，和至少一个集成于基板上的封装组件单元；所述封装组件单元包括第一导电角、第二导电角、焊接激光器芯片的焊盘以及第一导电角和所述焊盘间连通的电流通道，所述封装组件单元位于一个方形区内，所述第一导电角和第二导电角位于方形区的两个相邻角处；焊盘与基板连接区。

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器封装结构，包括：一承载封装组件的基板，和至少一个集成于基板上的封装组件单元；所述封装组件单元包括第一导电角、第二导电角、焊接激光器芯片的焊盘以及第一导电角和所述焊盘间连通的电流通道，所述封装组件单元位于一个方形区内，所述第一导电角和第二导电角位于方形区的两个相邻角处；焊盘与基板连接区。2.如权利要求1所述的半导体激光器封装结构，其特征在于所述基板为方形平板。3.如权利要求1所述的半导体激光器封装结构，其特征在于所述焊盘为长方形焊盘。4.如权利要求1所述的半导体激光器封装结构，其特征在于所述第一导电角和第二导电角分别是依方形区短边两端的角而形成的扇形区域。5.如权利要求1所述的半导体激光器封装结构，其特征在于所述电流通道与所述焊盘的一边连通；焊盘与所述电流通...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘青，陈康，苏建，郑兆河，徐现刚，
申请(专利权)人：山东华光光电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37