功率激光器用封装外壳及功率激光器制造技术

技术编号:33697085 阅读:8 留言:0更新日期:2022-06-05 23:22
本实用新型专利技术提供了一种功率激光器用封装外壳及功率激光器,属于激光雷达技术领域,包括金属底盘以及金属墙体,沿金属底盘安装面的四周设有第一应力缓冲槽,第一应力缓冲槽的外部构成支撑部;金属墙体焊接于支撑部上。本实施例提供的功率激光器用封装外壳,在金属底盘上设置应力缓冲槽,能够减小钎焊焊接应力,可以解决芯区平面度超差的问题,满足激光器安装以及芯区光学元件焊接需求;另一方面能够减小或避免由于钎焊应力导致金属底盘的变形,进而避免金属墙体上光窗焊接面的变形,避免光窗焊接后出现一定比例的裂纹,避免气密性失效,满足封装气密性要求。足封装气密性要求。足封装气密性要求。

【技术实现步骤摘要】
功率激光器用封装外壳及功率激光器


[0001]本技术属于激光雷达
,具体涉及一种功率激光器用封装外壳及功率激光器。

技术介绍

[0002]激光雷达因其具有测距精度高、方向性强、响应速度快等特点,成为导航、定位、避障必不可少的核心传感部件,可应用于无人驾驶汽车和智能驾驶等领域。目前车载激光雷达的光源跟扫地机中的激光雷达一样,大多采用905nm的激光器,存在人眼安全问题,特别是在工作距离达到150m以上,905nm的激光器的光功率超过了人眼安全的阈值时,必须采用人眼安全波段的激光器,1550nm就是人眼安全波段的典型代表,在同样的光斑大小和脉宽条件下,1550nm激光的最大允许曝光量和最大允许峰值光功率值均比905nm激光高出几个数量级。
[0003]用于激光雷达的边发射激光器,最常用的是InGaAs/GaAs应变量子阱脉冲激光二极管(PLD,Pulsed laser diode)。相较于1550nm波长,905nm的主要优点是硅在该波长处吸收光子,而硅基光电探测器通常比探测1550nm光所需的铟镓砷(InGaAs)近红外探测器更加成熟,从成本和整体成熟度方面来讲是大批量应用的必然选择,性价比更高。
[0004]常见的905nm PLD的封装结构是TO

can、金属TO

can,以及陶瓷基座上直接封装芯片,峰值功率75W到400W不等,单个通道电流40A,峰值光功率最高达125W,能效高达33%。而四通道的芯片具有四个发射区,光功率高达480W,使得激光的探测范围要远得多。
[0005]激光雷达类功率激光器用封装外壳由金属底盘、金属墙体、陶瓷环、引线、蓝宝石光窗等构成。金属底盘可以选用无氧铜或其他铜合金材料来加工,由于金属底盘和金属墙体的热膨胀系数差异较大,在高温焊接过程中,金属底盘极易变形导致钎焊后的外壳无法满足芯区器件装配的使用需求,同时影响封装后器件的定位安装,导致激光器扫描的范围受影响,从而会降低激光雷达的测试精度和缩短测量距离;同时由于钎焊应力导致金属底盘和金属墙体均变形使光窗焊接面不平,光窗焊接后出现一定比例的裂纹,导致气密性失效。

技术实现思路

[0006]本技术实施例提供一种功率激光器用封装外壳,旨在解决钎焊变形及气密性失效问题,提高激光雷达的测试精度和测量距离。
[0007]为实现上述目的,第一方面,本技术采用的技术方案是:提供一种功率激光器用封装外壳,包括:金属底盘以及金属墙体,沿金属底盘安装面的四周设有第一应力缓冲槽,所述第一应力缓冲槽的外部构成支撑部;金属墙体焊接于所述支撑部上。
[0008]第一方面的一种可能的实现方式中,所述金属墙体的壁厚为H,所述第一应力缓冲槽的宽度W1为所述金属墙体壁厚的1/3H

1/2H;所述支撑部的宽度小于所述金属墙体的壁厚。
[0009]第一方面的一种可能的实现方式中,所述第一应力缓冲槽的深度h1为1/3W1

1/2W1。
[0010]第一方面的一种可能的实现方式中,所述金属墙体的墙壁设有光窗,所述金属墙体的用于安装所述光窗的光窗焊接面上设有第二应力缓冲槽。
[0011]第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二应力缓冲槽环设于所述焊接面的内圈,所述第二应力缓冲槽的宽度W2为0.2mm

0.3mm。
[0012]第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二应力缓冲槽的深度h2为0.2mm

0.3mm。
[0013]第一方面的一种可能的实现方式中,还包括一排引线和供所述引线一一对应穿过的陶瓷环,所述陶瓷环焊接于所述金属墙体上,且与所述光窗相对。
[0014]第一方面的一种可能的实现方式中,所述金属底盘为无氧铜制件或铜合金制件,所述金属墙体为铁镍合金制件。
[0015]第一方面的一种可能的实现方式中,所述金属底盘背离所述金属墙体的一侧设有支撑板,所述支撑板上设有安装孔。
[0016]第二方面,本技术实施例还提供一种功率激光器,基于所述的功率激光器用封装外壳。
[0017]本技术提供的功率激光器用封装外壳,与现有技术相比,有益效果在于:在金属底盘上设置应力缓冲槽,能够降低钎焊焊接应力,一方面可以解决芯区平面度超差的问题,满足激光器安装以及芯区光学元件焊接需求;另一方面能够减小或避免由于钎焊应力导致金属底盘的变形,进而避免金属墙体上光窗焊接面的变形,避免光窗焊接后出现一定比例的裂纹,避免气密性失效,满足封装气密性要求。
[0018]本技术实施例提供的功率激光器,基于设有应力缓冲槽的封装外壳,能够减小或避免金属底盘及金属墙体的在高温焊接过程中的变形,以满足芯区器件装配的使用要求,降低封装后器件的定位安装,避免激光器扫描范围受影响,保证激光雷达的测试精度和缩短测量距离。同时能够避免或减少由于钎焊应力导致金属底盘和金属墙体均变形使光窗焊接面不平,光窗焊接后出现裂纹的问题,保证封装的气密性要求。
[0019]本实施例提供的封装外壳应用于激光雷达领域,具有成本低、精度高、可靠性好的特点,能够帮助实现激光雷达较宽的视场角和提高光能量的利用率的需求。
附图说明
[0020]图1为本技术实施例提供的功率激光器用封装外壳的断面结构示意图;
[0021]图2为本技术实施例提供的功率激光器用封装外壳的俯视结构示意图;
[0022]图3为沿图2中A

A线的剖视结构图;
[0023]图4为本技术实施例提供的功率激光器的结构示意图一;
[0024]图5为本技术实施例提供的功率激光器的结构示意图二;
[0025]附图标记说明:
[0026]1、金属墙体;11、光窗焊接面;12、第二应力缓冲槽;2、金属底盘;21、安装孔;22、第一应力缓冲槽;23、支撑部;3、引线;4、陶瓷环;5、光窗;6、TEC模块;7、晶体模块;8、光阑模块。
具体实施方式
[0027]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
[0028]请一并参阅图1至图3,现对本技术提供的功率激光器用封装外壳进行说明。所述功率激光器用封装外壳,包括金属底盘2以及金属墙体1,沿金属底盘2安装面的四周设有第一应力缓冲槽22,第一应力缓冲槽22的外部构成支撑部23;金属墙体1焊接于支撑部23上。
[0029]本实施例提供的功率激光器用封装外壳,与现有技术相比,在金属底盘2上设置应力缓冲槽,能够减小钎焊焊接应力,一方面可以解决芯区平面度超差的问题,满足激光器安装以及芯区光学元件焊接需求;另一方面能够减小或避免由于钎焊应力导致金属底盘2的变形,而导致金属墙体1上光窗焊接面11的变形,避免光窗5焊接后出现一定比本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率激光器用封装外壳,其特征在于,包括:金属底盘(2),沿其安装面的四周设有第一应力缓冲槽(22),所述第一应力缓冲槽(22)的外部构成支撑部(23);以及金属墙体(1),焊接于所述支撑部(23)上。2.如权利要求1所述的功率激光器用封装外壳,其特征在于,所述金属墙体(1)的壁厚为H,所述第一应力缓冲槽(22)的宽度W1为所述金属墙体(1)壁厚的1/3H

1/2H;所述支撑部(23)的宽度小于所述金属墙体(1)的壁厚。3.如权利要求2所述的功率激光器用封装外壳,其特征在于,所述第一应力缓冲槽(22)的深度h1为1/3W1

1/2W1。4.如权利要求1

3任一项所述的功率激光器用封装外壳,其特征在于,所述金属墙体(1)的墙壁设有光窗(5),所述金属墙体(1)的用于安装所述光窗(5)的光窗焊接面(11)上设有第二应力缓冲槽(12)。5.如权利要求4所述的功率激光器用封装外壳,其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员:高迪李玮何峰高海光孙静李天娇
申请(专利权)人:河北中瓷电子科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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