激光器TO封装结构制造技术

本发明专利技术涉及激光器封装技术领域，尤指一种激光器TO封装结构，包括管座、罩设于管座的管壳、设置在管座上的管舌、激光器芯片及过渡热沉；激光器芯片通过过渡热沉与管舌连接；管舌的外表面设有相变材料层。本发明专利技术可以通过管舌上的相变材料层进行相变潜热散热，提高了激光器的散热能力；另外由于激光器芯片与管舌之间通过过渡热沉连接，过渡热沉可以消除温度变化过快而导致产生应力的情况发生，使系统保持稳定工作状态。定工作状态。定工作状态。

【技术实现步骤摘要】
激光器TO封装结构


[0001]本专利技术涉及激光器封装
，尤指一种激光器TO封装结构。

技术介绍

[0002]目前大功率半导体激光器面临的主要问题是大电流注入下激光器温度太高，导致半导体激光器的退化严重，严重影响了半导体激光器的稳定性和工作寿命。此现象源于半导体激光器一般采用TO管座进行封装，而传统的TO管座包括管壳、管舌和管脚，管舌设在管壳的上面，管舌上粘结芯片，在管舌上封装封帽。这种封装形式只能通过TO管舌把激光器芯片中的热量导向TO管座，散热效果非常有限。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本专利技术提供一种激光器TO封装结构，管舌通过相变潜热散热，使系统保持稳定工作状态。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种激光器TO封装结构，包括管座、罩设于所述管座的管壳、设置在所述管座上的管舌、激光器芯片及过渡热沉；所述激光器芯片通过所述过渡热沉与所述管舌连接；所述管舌的外表面设有相变材料层。
[0005]作为一种优选方案，所述管舌设有至少一个嵌孔，所述相变材料层通过该嵌孔嵌套于所述管舌的外表面。
[0006]作为一种优选方案，所述管舌内部设有掩埋热沉，所述相变材料层通过嵌孔与所述掩埋热沉连接。
[0007]作为一种优选方案，所述掩埋热沉为石墨烯、铝或者镍中的一种或多种复合。
[0008]作为一种优选方案，所述相变材料层为多层固固相变材料结构。
[0009]作为一种优选方案，所述相变材料层与所述过渡热沉重叠或错位嵌套在所述管舌的外表面。
[0010]作为一种优选方案，所述相变材料层向所述管座延伸，并与所述管座连接。
[0011]作为一种优选方案，所述过渡热沉为陶瓷材料或者半导体材料中的一种或多种复合。
[0012]作为一种优选方案，所述激光器芯片的发光材料为GaAs、InP、GaN中的一种，该发光材料为异质结、量子阱或者超晶格结构中的一种。
[0013]作为一种优选方案，所述管壳对应所述激光器芯片设有出光口，该出光口用于供所述激光器芯片发出的光射出。
[0014]本专利技术的有益效果在于：
[0015]本专利技术的激光器采TO封装，其中，与激光器芯片连接的管舌在其表面覆有相变材料层，此时管舌作为承载载体，相变材料层与管舌共同成为激光器芯片的热管理载体，当激光器芯片超过所设定工作温度时，将通过相变潜热散热，使系统保持稳定工作状态；另外由于激光器芯片与管舌之间通过过渡热沉连接，过渡热沉可以消除温度变化过快而导致产生
应力的情况发生，使系统保持稳定工作状态。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的激光器TO封装结构第一实施例的剖面示意图。
[0017]图2是本专利技术的激光器TO封装结构第二实施例的剖面示意图。
[0018]图3是本专利技术的激光器TO封装结构第三实施例的剖面示意图。
[0019]图4是本专利技术的激光器TO封装结构第四实施例的剖面示意图。
[0020]图5是本专利技术的激光器TO封装结构第五实施例的剖面示意图。
[0021]附图标号说明：10、10a、10b、10c、10d
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管座；20、20a、20b、20c、20d
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管壳；21、21a、21b、21c、21d
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出光口；30、30a、30b、30c、30d
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管舌；31、31a、31b、31c、31d
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嵌孔；40、40a、40b、40c、40d
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激光器芯片；50、50a、50b、50c、50d
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相变材料层；60、60a、60b、60c、60d
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过渡热沉；70、70a、70b、70c、70d
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掩埋热沉。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]请参阅图1所示，为本专利技术关于激光器TO封装结构的第一实施例，激光器TO封装结构包括管壳10、管座20、管舌30、激光器芯片40及过渡热沉60；管壳10罩设于管座20、并与管座20相配合形成一容置腔；管舌30设于容置腔内，并与管座20连接；激光器芯片40通过过渡热沉60与管舌30连接；管舌30的外表面设有相变材料层50。
[0026]本专利技术的激光器采TO封装，其中，与激光器芯片40连接的管舌30在其表面覆有相变材料层50，此时管舌30作为承载载体，相变材料层50与管舌30共同成为激光器芯片40的热管理载体，当激光器芯片40超过所设定工作温度时，将通过相变潜热散热，使系统保持稳定工作状态；另外由于激光器芯片40与管舌30之间通过过渡热沉60连接，过渡热沉60可以消除温度变化过快而导致产生应力的情况发生，使系统保持稳定工作状态。
[0027]管舌30内部对应过渡热沉60的位置设有掩埋热沉70，管舌30设有嵌孔31；相变材料层50通过该嵌孔31嵌套于管舌30的外表面，并与掩埋热沉70连接；而相变材料层50同时向管座20延伸，并与管座20连接。相变材料层50与掩埋热沉70形成整体结构，管舌30作为整
个框架载体，相变材料层50延伸进入到管座20，由此共同成为激光器芯片40的热管理载体。相变材料层50与管舌30之间的热传导起到一种重要作用，当激光器芯片40超过所设定工作温度时，将通过相变潜热散热，使系统保持稳定工作状态；而掩埋热沉70和过渡热沉60可以消除温度变化过快而导致产生应力的情况发生。
[0028]在本实例中，通过嵌孔31向管舌30的内部应注入相变材料，嵌孔31的数量为三个，其孔径尺寸为10微米，嵌孔31可以是直孔，也可以是弯孔；并且嵌孔31之间可以互相联通，也可以互相封闭，在此不再赘述。
[0029]进一步地，管壳10对应激光器芯片40设有出光口11，该出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器TO封装结构，其特征在于：包括管座、罩设于所述管座的管壳、设置在所述管座上的管舌、激光器芯片及过渡热沉；所述激光器芯片通过所述过渡热沉与所述管舌连接；所述管舌的外表面设有相变材料层。2.根据权利要求1所述的激光器TO封装结构，其特征在于：所述管舌设有至少一个嵌孔，所述相变材料层通过该嵌孔嵌套于所述管舌的外表面。3.根据权利要求2所述的激光器TO封装结构，其特征在于：所述管舌内部设有掩埋热沉，所述相变材料层通过嵌孔与所述掩埋热沉连接。4.根据权利要求3所述的激光器TO封装结构，其特征在于：所述掩埋热沉为石墨烯、铝或者镍中的一种或多种复合。5.根据权利要求1所述的激光器TO封装结构，其特征在于：所述相变材料层为多层固固相变材料结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李成明，王琦，乔良，郑小平，李大元，陆羽，张国义，
申请(专利权)人：北京大学东莞光电研究院，
类型：发明
国别省市：