垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)及方法，該結(jié)構(gòu)包括：具有安裝面的管座；設(shè)于安裝面的中部位置的背光光電二極管，背光光電二極管具有一光敏面，光敏面背對安裝面設(shè)置，并且光敏面上設(shè)有導(dǎo)電層；安裝在導(dǎo)電層上的激光二極管，導(dǎo)電層為激光二極管的電極焊盤；與管座密封連接、并且與管座共同形成一個密封腔的管帽，背光光電二極管及激光二極管均收容在密封腔內(nèi)。上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)的背光光電二極管的光敏面上設(shè)有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以作為激光二極管的電極焊盤，以充當(dāng)激光二極管的載體，從而無需單獨(dú)設(shè)置激光二極管的載體，因此，上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)較為簡單，封裝較為方便。
【專利說明】垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)及方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001] 本發(fā)明涉及一種垂直腔面發(fā)射激光器，特別是涉及一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]垂直腔面發(fā)射激光器(VerticalCavity Surface Emitting Laser, VCSEL)的罐形封裝結(jié)構(gòu)(TO-CAN)是由管座和管帽把分光片、激光二極管(Laser Diode,LD)載體、背光光電二極管(Photo-Diode,PD)和激光二極管(Laser Diode,LD)封裝而成。封裝過程為背光光電二極管裝載在管座上，激光二極管載體裝載在背光光電二極管上，激光二極管裝載在激光二極管載體上，分光片裝載在管帽上，最后由管帽把所有元器件密封于管座里。上述垂直腔面發(fā)射激光器的封裝結(jié)構(gòu)，元器件較多，封裝復(fù)雜。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]鑒于上述狀況，有必要提供一種結(jié)構(gòu)較為簡單、封裝較為方便的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)。
[0004]一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，包括:
[0005]具有安裝面的管座；
[0006]設(shè)于所述安裝面的中部位置的背光光電二極管，所述背光光電二極管具有一光敏面，所述光敏面背對所述安裝面設(shè)置，并且所述光敏面上設(shè)有導(dǎo)電層；
[0007]安裝在所述導(dǎo)電層上的激光二極管，所述導(dǎo)電層為所述激光二極管的電極焊盤；以及
[0008]與所述管座密封連接、并且與所述管座共同形成一個密封腔的管帽，所述背光光電二極管及所述激光二極管均收容在所述密封腔內(nèi)。
[0009]上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)的背光光電二極管的光敏面上設(shè)有導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層可以作為激光二極管的電極焊盤，以充當(dāng)激光二極管的載體，從而無需單獨(dú)設(shè)置激光二極管的載體，因此，上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)較為簡單，封裝較為方便。
[0010]在其中一個實(shí)施例中，所述管帽的頂部設(shè)有用于透過所述激光二極管發(fā)射的激光束的透光區(qū)域，所述透光區(qū)域上設(shè)有一層分光層。
[0011]在其中一個實(shí)施例中，所述分光層為鍍在所述管帽的頂部的內(nèi)表面或/及外表面的鍍膜層。
[0012]在其中一個實(shí)施例中，所述電極焊盤為所述激光二極管的負(fù)極焊盤。
[0013]在其中一個實(shí)施例中，所述管帽及所述管座均為金屬件，并且所述管帽與所述管座的結(jié)合處直接熔接在一起；
[0014]或/及，所述管座包括基板及設(shè)于基板的其中一表面的中部位置的凸臺，所述安裝面為所述凸臺的頂面，所述凸臺與所述基板共同形成一圍繞所述凸臺一周的臺階部；所述管帽的開口周緣設(shè)有沿所述開口周緣延伸一周的帽檐，所述帽檐抵接在所述臺階部上。
[0015]在其中一個實(shí)施例中，所述安裝面設(shè)有多根管柱，所述背光光電二極管及所述激光二極管的正極、負(fù)極分別通過金絲線與所述多個管柱電連接。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，所述管柱為四根，并且呈等間隔分布，所述背光光電二極管位于四根所述管柱的中心位置。
[0017]一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法，包括如下步驟:
[0018]將所述背光光電二極管固定在所述管座的所述安裝面的中部位置； [0019]將所述激光二極管直接固定在所述背光光電二極管的所述導(dǎo)電層上；
[0020]采用金絲線將所述背光光電二極管及所述激光二極管的正極、負(fù)極分別與所述多個管柱電連接起來；以及
[0021]將所述管帽與所述管座密封連接起來。
[0022]上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法直接將激光二極管固定在背光光電二極管的導(dǎo)電層，而省略固定激光二極管的載體的步驟，從而使得封裝較為簡單。并且，上述垂直腔面發(fā)射激光器的管帽上直接形成有分光層，從而在封裝時省略了固定分光片的步驟，進(jìn)一步簡化了封裝工藝。
[0023]在其中一個實(shí)施例中，所述背光光電二極管通過銀漿固定在所述管座的所述安裝面的中部位置；
[0024]或/及，所述激光二極管通過銀漿固定在所述背光光電二極管的所述導(dǎo)電層上。
[0025]在其中一個實(shí)施例中，所述管帽通過電阻焊接的方式與所述管座密封連接起來。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0026]圖1為本發(fā)明實(shí)施方式的罐形封裝結(jié)構(gòu)的分解圖；
[0027]圖2為圖1所示的罐形封裝結(jié)構(gòu)的組裝圖；
[0028]圖3為沿圖2中A-A線的剖視圖。
【【具體實(shí)施方式】】
[0029]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0030]需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0031]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。[0032]請參閱圖1至圖3，本發(fā)明的實(shí)施方式的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100，包括管座110、背光光電二極管120、激光二極管130以及管帽140。
[0033]管座110具有安裝面111。具體在圖示的實(shí)施例中，管座110包括基板113及設(shè)于基板113的其中一表面的中部位置的凸臺115，安裝面111為凸臺115的頂面，凸臺115與基板113共同形成一圍繞凸臺115 —周的臺階部117。
[0034]背光光電二極管120設(shè)于管座110的安裝面111的中部位置。背光光電二極管120具有一光敏面121，光敏面121背對安裝面111設(shè)置，并且光敏面121上設(shè)有導(dǎo)電層123。
[0035]激光二極管130安裝在背光光電二極管120的導(dǎo)電層123上，背光光電二極管120的導(dǎo)電層123為激光二極管130的電極焊盤，例如，電極焊盤可以為激光二極管130的負(fù)極焊盤。
[0036]管帽140與管座110密封連接，并且與管座110共同形成一個密封腔。背光光電二極管120及激光二極管130均收容在密封腔內(nèi)。具體在圖示的實(shí)施例中，管帽140及管座110均為金屬件，并且管帽140與管座110的結(jié)合處直接熔接在一起。例如，管帽140與管座110通過電阻焊接的方式焊接起來。
[0037]進(jìn)一步地，管帽140的開口周緣設(shè)有沿開口周緣延伸一周的帽檐141，帽檐141抵接在臺階部117上。
[0038]進(jìn)一步地，管帽140的頂部設(shè)有用于透過激光二極管130發(fā)射的激光束的透光區(qū)域，透光區(qū)域上設(shè)有一層分光層143。例如，分光層143可以為鍍在管帽140的頂部的內(nèi)表面或/及外表面的鍍膜層。
[0039]進(jìn)一步地，安裝面111設(shè)有多根管柱150，背光光電二極管120及激光二極管130的正極、負(fù)極分別通過金絲線與多個管柱150電連接。具體在圖示的實(shí)施例中，管柱150為四根，并且呈等間隔分布，背光光電二極管120位于四根管柱150的中心位置。
[0040]上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100至少具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0041](I)上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100的背光光電二極管120的光敏面121上設(shè)有導(dǎo)電層123，該導(dǎo)電層123可以作為激光二極管130的電極焊盤，以充當(dāng)激光二極管130的載體，從而無需單獨(dú)設(shè)置激光二極管130的載體，因此，上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100較為簡單，封裝較為方便。
[0042](2)上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100的管帽140的透光區(qū)域形成有一層分光層143，以直接對激光二極管130發(fā)射的激光束進(jìn)行折射，而無需單獨(dú)設(shè)置分光片，以進(jìn)一步簡化上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100，提高封裝效率。
[0043]基于上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)100，本發(fā)明還提供一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法，該方法包括步驟a?步驟d。
[0044]步驟a，將背光光電二極管120固定在管座110的安裝面111的中部位置。具體在本實(shí)施方式中，背光光電二極管120通過銀漿固定在管座110的安裝面111的中部位置。
[0045]步驟b，將激光二極管130直接固定在背光光電二極管120的導(dǎo)電層123上。具體在本實(shí)施方式中，激光二極管130通過銀衆(zhòng)固定在背光光電二極管120的導(dǎo)電層123上。
[0046]步驟C，采用金絲線將背光光電二極管120及激光二極管130的正極、負(fù)極分別與多個管柱150電連接起來。具體在本實(shí)施方式中，采用焊接的方式將金絲線的兩端分別與背光光電二極管120及激光二極管130的正極、負(fù)極、多個管柱150電焊接起來。[0047]步驟d，將管帽140與管座110密封連接起來。具體在本實(shí)施方式中，管帽140通過電阻焊接的方式與管座110密封連接起來。
[0048]上述垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法直接將激光二極管130固定在背光光電二極管120的導(dǎo)電層123，而省略固定激光二極管130的載體的步驟，從而使得封裝較為簡單。并且，上述垂直腔面發(fā)射激光器的管帽140上直接形成有分光層143，從而在封裝時省略了固定分光片的步驟，進(jìn)一步簡化了封裝工藝。
[0049]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括: 具有安裝面的管座； 設(shè)于所述安裝面的中部位置的背光光電二極管，所述背光光電二極管具有一光敏面，所述光敏面背對所述安裝面設(shè)置，并且所述光敏面上設(shè)有導(dǎo)電層； 安裝在所述導(dǎo)電層上的激光二極管，所述導(dǎo)電層為所述激光二極管的電極焊盤；以及 與所述管座密封連接、并且與所述管座共同形成一個密封腔的管帽，所述背光光電二極管及所述激光二極管均收容在所述密封腔內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管帽的頂部設(shè)有用于透過所述激光二極管發(fā)射的激光束的透光區(qū)域，所述透光區(qū)域上設(shè)有一層分光層。
3.如權(quán)利要求2所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述分光層為鍍在所述管帽的頂部的內(nèi)表面或/及外表面的鍍膜層。
4.如權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電極焊盤為所述激光二極管的負(fù)極焊盤。
5.如權(quán)利要求1所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管帽及所述管座均為金屬件，并且所述管帽與所述管座的結(jié)合處直接熔接在一起； 或/及，所述管座包括基板及設(shè)于基板的其中一表面的中部位置的凸臺，所述安裝面為所述凸臺的頂面，所述凸臺與所述基板共同形成一圍繞所述凸臺一周的臺階部；所述管帽的開口周緣設(shè)有沿所述開口周緣延伸一周的帽檐，所述帽檐抵接在所述臺階部上。
6.如權(quán)利要求1?5所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述安裝面設(shè)有多根管柱，所述背光光電二極管及所述激光二極管的正極、負(fù)極分別通過金絲線與所述多個管柱電連接。
7.如權(quán)利要求6所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述管柱為四根，并且呈等間隔分布，所述背光光電二極管位于四根所述管柱的中心位置。
8.—種如權(quán)利要求6或7所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法，其特征在于，包括如下步驟: 將所述背光光電二極管固定在所述管座的所述安裝面的中部位置； 將所述激光二極管直接固定在所述背光光電二極管的所述導(dǎo)電層上； 采用金絲線將所述背光光電二極管及所述激光二極管的正極、負(fù)極分別與所述多個管柱電連接起來；以及 將所述管帽與所述管座密封連接起來。
9.如權(quán)利要求8所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法，其特征在于，所述背光光電二極管通過銀漿固定在所述管座的所述安裝面的中部位置； 或/及，所述激光二極管通過銀漿固定在所述背光光電二極管的所述導(dǎo)電層上。
10.如權(quán)利要求8所述的垂直腔面發(fā)射激光器的罐形封裝方法，其特征在于，所述管帽通過電阻焊接的方式與所述管座密封連接起來。
【文檔編號】H01S5/022GK103986058SQ201410214622
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月20日
【發(fā)明者】周楊明, 李振東 申請人:深圳市易飛揚(yáng)通信技術(shù)有限公司