專利名稱：一種半導(dǎo)體激光器to封裝工藝及封裝管座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器的TO封裝工藝及TO管座，屬于激光器的封裝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng)、易于調(diào)制及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但由于半導(dǎo)體激光器的特殊結(jié)構(gòu)使得它的快軸發(fā)散角較大，慢軸發(fā)散角較小，半導(dǎo)體激光光束呈橢圓對(duì)稱，制約著半導(dǎo)體激光器應(yīng)用。除了極少數(shù)的應(yīng)用，如DPL (固體激光器)的側(cè)面外，大多數(shù)應(yīng)用，如半導(dǎo)體激光器泵浦的DPSSL(全固態(tài)激光器)的端面、光纖激光器以及要求較高的側(cè)面泵浦激光器等都要求對(duì)半導(dǎo)體激光光束進(jìn)行壓縮。目前半導(dǎo)體激光器一般采用TO管座進(jìn)行封裝，傳統(tǒng)的TO管座包括管殼、管舌和管腳，管舌設(shè)在管殼的上面，其形狀為一六面柱，管舌上僅粘結(jié)芯片(芯片粘結(jié)在管舌的一個(gè)側(cè)面中間)，在管舌上封裝管帽，該管帽內(nèi)部粘結(jié)柱透鏡，通過(guò)調(diào)節(jié)管帽來(lái)實(shí)現(xiàn)光束壓縮，在光束壓縮時(shí)不能將柱透鏡直接粘結(jié)在管舌上。如果管帽的尺寸在封裝時(shí)不合適，就要對(duì)管帽進(jìn)行研磨，導(dǎo)致柱透鏡污染，使工藝繁瑣，甚至造成浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器TO管座的封裝形式在光束壓縮時(shí)存在的工藝步驟繁瑣等問(wèn)題，提供一種工藝簡(jiǎn)捷、質(zhì)量可靠的半導(dǎo)體激光器TO封裝工藝，同時(shí)提供一種實(shí)現(xiàn)該工藝的半導(dǎo)體激光器TO封裝管座。
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器TO封裝工藝包括以下步驟
(1) 首先按常規(guī)在管舌上蒸發(fā)焊料，將半導(dǎo)體激光器的芯片粘結(jié)在管舌側(cè)面的中間，并使芯片發(fā)光腔面與管舌的上端面平齊，再進(jìn)行合金、鍵合及光電測(cè)試；
(2) 然后利用光學(xué)調(diào)節(jié)架在管舌的上端面粘結(jié)柱透鏡，使柱透鏡處于芯片發(fā)光腔面的上方，柱透鏡的中心面與芯片發(fā)光腔面平行，柱透鏡中心面與芯片發(fā)光腔面的距離為80uin 310um;
(3) 將與TO管座型號(hào)對(duì)應(yīng)的管帽封裝在TO管座上。實(shí)現(xiàn)上述工藝的半導(dǎo)體激光器TO封裝管座采用以下技術(shù)方案
該半導(dǎo)體激光器TO封裝管座包括管殼、管舌和管腳三部分；管殼呈圓柱體，該圓柱體的側(cè)面有一凹槽，管舌設(shè)在管殼上面，管舌呈半圓柱體，該半圓柱體的軸線與管殼圓柱體的軸線重合，管殼側(cè)面凹槽的中心線與管舌頂平面平行且垂直于管殼圓柱體的軸線，在管舌的側(cè)平面上設(shè)有兩個(gè)相對(duì)管舌軸線對(duì)稱的凹槽；管腳包括探測(cè)器管腳、激光器正極管腳和負(fù)極管腳，探測(cè)器管腳與激光器負(fù)極管腳貫穿管殼并分別通過(guò)管舌側(cè)平面上的凹槽，在探測(cè)器管腳、激光器負(fù)極管腳與管殼之間設(shè)有隔離絕緣物。
上述TO管座的管舌為半圓柱體，比傳統(tǒng)的六面體結(jié)構(gòu)體積大，增強(qiáng)了散熱能力，在光學(xué)整形時(shí)可直接將潔凈柱透鏡粘結(jié)在管舌的上端，在TO管座上就能夠完成光束壓縮，并易于<呆持柱透鏡與芯片腔面的平行。
本發(fā)明在TO管座上直接進(jìn)行光束壓縮，避免了芯片和柱透鏡分別安裝在TO管座和管帽上造成的柱透鏡污染、工藝繁瑣等問(wèn)題，簡(jiǎn)化了半導(dǎo)體激光器的光束壓縮工藝步驟，提高了工作效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體激光器TO管座的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明半導(dǎo)體激光器光束壓縮工藝的原理示意圖。
圖3是本發(fā)明中光束壓縮后的條形光斑示意圖。
圖4是本發(fā)明中光束壓縮后的方形光斑示意圖。
其中1、管殼，2、管舌，3、激光器負(fù)極管腳，4、探測(cè)器管腳，5、激光器正極管腳，6、管殼上凹槽，7、管舌上凹槽，8、芯片，9、柱透鏡，10、管帽，11、柱透鏡中心面。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器T0封裝管座如圖1所示，包括管殼l、管舌2和管腳三部分。管殼1呈圓柱體狀，其側(cè)面有一凹槽6，該凹槽6便于封裝時(shí)管殼的定位。管殼1的上面設(shè)有突起的呈半圓柱體的管舌2，且管舌2的軸線與管殼1的軸線重合。管殼側(cè)面凹槽6的中心線與管舌頂平面平行且垂直于管殼圓柱體的軸線。在管舌2的側(cè)平面上設(shè)有兩個(gè)相對(duì)管舌2軸線對(duì)稱的凹槽7。管腳包括激光器正極管腳5、負(fù)極管腳3和探測(cè)器管腳4。探測(cè)器管腳4與激光器負(fù)極管腳3貫穿管殼1并分別通過(guò)管舌2上的凹槽7。探測(cè)器管腳4、激光器負(fù)極管腳3與管殼1之間用絕緣物質(zhì)隔離，防止應(yīng)用過(guò)程中發(fā)生短路。
利用上述半導(dǎo)體激光器T0封裝管座進(jìn)行半導(dǎo)體激光器封裝的工藝過(guò)程如下-
如圖2所示，首先按常規(guī)在本發(fā)明T0管座的管舌2的側(cè)平面正中間粘結(jié)半導(dǎo)體激光器的芯片8，并使芯片8的發(fā)光腔面與管舌2的上端面平齊，在18(TC下進(jìn)行合金、合金后鍵合及光電測(cè)試。然后利用光學(xué)調(diào)節(jié)架在管舌2的上端面粘結(jié)柱透鏡9，使柱透鏡9的中心面11與芯片8的發(fā)光腔面平行，柱透鏡9的中心面ll與芯片發(fā)光腔面的距離為80um 310um。最后將與T0管座型號(hào)對(duì)應(yīng)的管帽10封裝在TO管座的管舌2上。
本發(fā)明改變了現(xiàn)有光束壓縮工藝中在管帽內(nèi)部粘結(jié)柱透鏡、通過(guò)調(diào)節(jié)管帽位置實(shí)現(xiàn)光束壓縮的方式，直接將柱透鏡9粘結(jié)在T0管座上，保證了柱透鏡9與芯片8腔面的平行，簡(jiǎn)化了半導(dǎo)體激光器的光束壓縮工藝步驟，提高了工作效率。光束壓縮后利用光學(xué)調(diào)節(jié)架調(diào)節(jié)柱透鏡與管芯腔面的不同間距可以得到如圖3所示的條形光斑，也可得到圖4所示的方形光斑。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光器TO封裝工藝，其特征是包括以下步驟(1)首先按常規(guī)在管舌上蒸發(fā)焊料，將半導(dǎo)體激光器的芯片粘結(jié)在管舌側(cè)面的中間，并使芯片發(fā)光腔面與管舌的上端面平齊，再進(jìn)行合金、鍵合及光電測(cè)試；(2)然后利用光學(xué)調(diào)節(jié)架在管舌的上端面粘結(jié)柱透鏡，使柱透鏡處于芯片發(fā)光腔面的上方，柱透鏡的中心面與芯片發(fā)光腔面平行，柱透鏡中心面與芯片發(fā)光腔面的距離為80um～310um；(3)將與TO管座型號(hào)對(duì)應(yīng)的管帽封裝在TO管座上。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述半導(dǎo)體激光器T0封裝工藝的半導(dǎo)體激光器T0封裝管座，包括管殼、 管舌和管腳三部分；其特征是管殼呈圓柱體，該圓柱體的側(cè)面有一凹槽，管舌設(shè)在管殼上 面，管舌呈半圓柱體，該半圓柱體的軸線與管殼圓柱體的軸線重合，管殼側(cè)面凹槽的中心線 與管舌頂平面平行且垂直于管殼圓柱體的軸線，在管舌的側(cè)平面上設(shè)有兩個(gè)相對(duì)管舌軸線對(duì) 稱的凹槽；管腳包括探測(cè)器管腳、激光器正極管腳和負(fù)極管腳，探測(cè)器管腳與激光器負(fù)極管 腳貫穿管殼并分別通過(guò)管舌側(cè)平面上的凹槽，在探測(cè)器管腳、激光器負(fù)極管腳與管殼之間設(shè) 有隔離絕緣物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體激光器TO封裝工藝及封裝管座，該TO封裝工藝包括以下步驟(1)按常規(guī)在管舌上完成芯片粘結(jié)、合金、鍵合及光電測(cè)試；(2)在管舌的上端面粘結(jié)柱透鏡，使柱透鏡處于芯片發(fā)光腔面的上方，柱透鏡的中心面與芯片發(fā)光腔面平行；(3)將與TO管座型號(hào)對(duì)應(yīng)的管帽封裝在TO管座上。該TO封裝管座包括管殼、管舌和管腳三部分；管殼呈圓柱體，該圓柱體的側(cè)面有一凹槽，管舌設(shè)在管殼上面，管舌呈半圓柱體。本發(fā)明避免了芯片和柱透鏡分別安裝在TO管座和管帽上造成的柱透鏡污染、工藝繁瑣等問(wèn)題，簡(jiǎn)化了半導(dǎo)體激光器的光束壓縮工藝步驟，提高了工作效率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01S5/00GK101626139SQ200910017589
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者于果蕾, 劉長(zhǎng)江, 偉 夏, 李佩旭, 湯慶敏, 王海衛(wèi), 建 蘇 申請(qǐng)人:山東華光光電子有限公司