本發(fā)明涉及用于電子元件的殼體、尤其用于高功率激光二極管的殼體，并且還涉及具有殼體的包括激光二極管的激光模塊。本發(fā)明尤其涉及所謂10引腳封裝或14引腳封裝。

背景技術(shù)：

具有激光器的光電模塊是已知的，其尤其用于放大在較長路徑上的光信號。它們用于纖維激光器的光泵浦。特別地，在市場上可獲得的是所謂的10引腳蝴蝶狀封裝。在組裝狀態(tài)下，這是氣密的殼體，其在兩個相對的側(cè)壁上具有用于引腳的饋通部，引腳用于為在殼體中的模塊供電。這種殼體例如由公開文獻(xiàn)us2002/0070045a1得知。

殼體由具有饋通部的基體構(gòu)成，其中基體形成安裝區(qū)域。在該安裝區(qū)域中通常將至少一個激光二極管、熱電冷卻器以及熱敏電阻布置為溫度傳感器。為了防止波長偏移，激光二極管的溫度基于熱敏電阻的電阻值被控制為恒定值。

為了使熱電冷卻器的溫度消散，殼體包括通常安裝在底部上的散熱件。

此外，基體還具有引入側(cè)壁中的饋通部，以用于連接光導(dǎo)。

已知的用于電子元件的這種類型的殼體的制造是復(fù)雜的。尤其將饋通部引入殼體的側(cè)壁是非常困難的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是，提供用于電子元件的殼體，尤其是構(gòu)造成裝配好的激光模塊，其可簡單地制造并且構(gòu)造得堅(jiān)固，尤其具有高的溫度穩(wěn)定性。

本發(fā)明的目的已經(jīng)通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于電子元件的殼體以及通過包括根據(jù)本發(fā)明的殼體并且裝配有熱電冷卻器和激光二極管的激光模塊而實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和擴(kuò)展方案可從屬權(quán)利要求、說明書以及附圖的主題中得出。

本發(fā)明涉及用于電子元件的殼體。

尤其本發(fā)明涉及用于激光二極管的殼體。特別地，本發(fā)明涉及在安裝狀態(tài)下密封封閉的殼體，其優(yōu)選構(gòu)造成10引腳組件。

殼體包括具有上側(cè)和下側(cè)的基體。下側(cè)是在安裝狀態(tài)下面對電路板的一側(cè)。

在上側(cè)和下側(cè)之間布置有用于電子元件的安裝區(qū)域。

具體地，基體構(gòu)造成槽狀并且因此包括側(cè)壁，安裝區(qū)域位于側(cè)壁之間。

基體在電子元件安裝之后由蓋封閉。

此外，基體包括具有用于光導(dǎo)的饋通部的側(cè)壁。

在最簡單的情況下饋通部構(gòu)造成通孔。

通常光導(dǎo)設(shè)有套筒，該套筒與基體焊接或釬焊并且光導(dǎo)在套筒中布置在封裝混合物、尤其焊料中。

該套筒也可是基體的一部分，尤其與基體一體構(gòu)造。

根據(jù)本發(fā)明基體的底部不僅包括用于熱電冷卻器的散熱件，也包括多個用于引腳的饋通部，該引腳用于接通電元件。

引腳與優(yōu)選由金屬制成的基體相對地嵌入封裝混合物中。

尤其饋通部構(gòu)造為玻璃件、優(yōu)選壓力玻璃件。

壓力玻璃件例如如此提供，即，各個引腳分別與玻璃環(huán)一起引入底部的通孔中。然后使元件加熱，從而使玻璃焊料熔化。在冷卻因此被玻璃化的饋通部時(shí)，通孔由于基體材料的較高的熱膨脹系數(shù)而更強(qiáng)烈地收縮并且除了與相鄰的基體形鎖合之外還擠壓玻璃饋通部。

用于熱電冷卻器的散熱件同樣布置在基體的底部上。因此，引腳和熱電冷卻器沿同一方向安裝，這簡化了制造。

在饋通部設(shè)計(jì)為玻璃件的情況下尤其設(shè)置為，在單個工藝步驟中通過加熱元件來產(chǎn)生玻璃件并且同時(shí)使散熱件與基體釬焊。

用于引腳的饋通部優(yōu)選布置為與散熱件鄰近。

尤其設(shè)置為，散熱件在底部上沿著殼體的主延伸方向延伸，其中，引腳與散熱件鄰近地在兩側(cè)成排地伸延。

散熱件可如在本發(fā)明的一個實(shí)施例中那樣伸出超過基體的底部。在該區(qū)域中尤其可設(shè)置用于固定殼體的形鎖合元件，如孔或凹部。

尤其期望，設(shè)有電子元件的殼體被設(shè)置為用于表面安裝器件(smd)。

在此，引腳在饋通部下方橫向地彎曲并且橫向地伸出超過基體。

引腳與散熱件間隔開，從而在散熱件和引腳之間無需絕緣件。該間距也用于補(bǔ)償機(jī)械應(yīng)力，該機(jī)械應(yīng)力由不同的熱膨脹系數(shù)(電路板、組件)引起。由此使得引入封裝混合物中的應(yīng)力減小并且提高密封的可靠性。優(yōu)選地，引腳與散熱件的間距至少為0.2mm。

尤其在smd器件中，散熱件應(yīng)包括形鎖合元件，以用于其安裝。

但是在另一實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的殼體也可構(gòu)造成用于通孔插裝技術(shù)(tht)的器件。引腳在此沒有彎曲，而是從底部直地伸出。在這種元件中除了焊接引腳之外通常不要求固定在電路板上。

在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施例中，基體被構(gòu)造為拉深(deep-drawn)件。

基體優(yōu)選由金屬構(gòu)成、特別由鋼或由鐵鎳合金構(gòu)成。

優(yōu)選地，基體具有5至20ppm/k、優(yōu)選11至15ppm/k的熱膨脹系數(shù)。

在本發(fā)明的一個擴(kuò)展方案中，基體的底部在用于用來進(jìn)行接通的引腳的饋通部的區(qū)域中增厚。

尤其提供這樣的底部，該底部具有圍繞玻璃件的凸緣。

由此，在饋通部的區(qū)域中的壁厚相對于相鄰區(qū)域增大，這為優(yōu)選構(gòu)造成玻璃件的饋通部提供足夠長的路徑，盡管優(yōu)選構(gòu)造成拉深件的基體具有較小壁厚。

基體的壁厚優(yōu)選為0.3至0.7mm。在圍繞饋通部增厚的情況下在該區(qū)域中的壁厚優(yōu)選為至少0.1mm，特別優(yōu)選至少0.2mm。

散熱件優(yōu)選比基體具有更大的熱膨脹系數(shù)。優(yōu)選地，散熱件由銅或銅合金制成。

在元件例如通過釬焊連接并且對饋通部玻璃化之后，散熱件由于較大的熱膨脹系數(shù)更劇烈地收縮并且由此可引起基體在玻璃件上的壓力各向異性。

但是在工作時(shí)，散熱件又膨脹，這又反作用于各向異性，從而盡管例如鋼/銅材料結(jié)合，但是仍有高的溫度穩(wěn)定性。

但是，如在本發(fā)明的一個實(shí)施例中設(shè)置的，安裝在基體上的散熱件與饋通部的邊緣應(yīng)具有最小間距，以便使得前述各向異性沒有過大。

但是散熱件與玻璃件的間距至少0.15mm、優(yōu)選至少0.2mm就足夠。尤其該間距小于0.7mm，優(yōu)選小于0.3mm。

在本發(fā)明的一個擴(kuò)展方案中，基體的底部具有用于散熱件的開口。

電子元件、尤其熱電冷卻器可因此直接安裝在散熱件上。

根據(jù)一個實(shí)施例，散熱件安裝在底部的下表面上。尤其在該實(shí)施例中焊接部位于基體的底部的表面上，這確保用于釬焊元件的面積足夠大。

尤其在該實(shí)施例中，散熱件也可包括突出部，其伸入底部的開口中或者在殼體內(nèi)部中伸出超過底部并因此伸入安裝區(qū)域中。由此必要時(shí)可減小用于接通電子元件的電線長度。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，散熱件包括具有不同的熱膨脹系數(shù)的至少兩種材料。

因此例如設(shè)置成，散熱件的突出部由具有比散熱件其余部分更低的熱膨脹系數(shù)的材料構(gòu)形成，以由此與熱電冷卻器的熱膨脹系數(shù)相適應(yīng)。

但是也可考慮，如在其他的實(shí)施例中那樣，散熱件與基體的連接在基體的開口的側(cè)壁上進(jìn)行。

在本發(fā)明的一個擴(kuò)展方案中，基體包括形鎖合元件，以便在安裝工具中僅允許一個插入方向。因此基體例如構(gòu)造成非對稱的或者可具有凹部或凹進(jìn)部，從而在安裝時(shí)僅可沿一個方向插入基體。這同樣簡化了安裝。

此外，至少基體優(yōu)選包括涂層。尤其基體具有鎳或金涂層。

在本發(fā)明的一個擴(kuò)展方案中，基體和/或與基體連接的蓋包括周邊的脊部。因此基體和蓋可以特別簡單的方式借助電阻焊而連接。對此，在基體和蓋之間必須僅引入足夠大的電流。因?yàn)樵诩共康膮^(qū)域中電流密度最高，焊接連接部在該區(qū)域中以特別簡單的方式形成。

替代性地，也可考慮基體和蓋借助滾縫焊接連接。

包括殼體的激光模塊尤其構(gòu)造成具有最大輸出功率為至少200mw、優(yōu)選至少350mw的高功率激光二極管的激光模塊。

尤其涉及10引腳封裝，其中設(shè)置有熱敏電阻，借助該熱敏電阻通過熱電冷卻器可調(diào)節(jié)激光二極管的溫度。

應(yīng)理解，熱敏電阻無需構(gòu)造成單獨(dú)的元件，而是例如也可是激光二極管的一部分或者熱電冷卻器的一部分。

附圖說明

下面根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例參考附圖的圖1至圖33闡述本發(fā)明的方案。

圖1和圖2示出了用于電子元件的殼體的第一實(shí)施例的立體視圖，

圖3示出了圖1的剖視圖，

圖4示出了圖3的細(xì)節(jié)圖，

圖5a和5b示出了用于連接光導(dǎo)的套筒，

參考圖6至圖8闡述冷卻元件的不同實(shí)施例，

圖9至圖11示出了殼體的另一實(shí)施例，

圖12示出了殼體的一個實(shí)施例的基體的立體視圖，

圖13示出了圖12的剖視圖以及圖14示出了細(xì)節(jié)圖，

圖15和圖16示出了基體的另一實(shí)施例的立體視圖，

圖17和圖18也示出了基體的另一實(shí)施例的立體視圖，

圖19示出了殼體的另一實(shí)施例的立體視圖，

圖20示出了圖19的剖視圖，

圖21和圖22、圖23和圖24、圖25和圖26、圖27和圖28分別示出了殼體的其他實(shí)施例的立體圖和剖面圖，

圖29示出了僅具有6個引腳的殼體的立體視圖，

圖30示出了根據(jù)圖29的殼體的部分剖切視圖，

圖31示出了在圖29中示出的殼體的剖視圖，

圖32示出了裝配好的殼體的一個實(shí)施例的剖視圖，

圖33示出了的蓋的剖視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了用于電子元件、特別是用于激光二極管的殼體1的下側(cè)3的立體視圖。

殼體1包括槽狀的基體9，基體基本構(gòu)造成是立方體的。

該視圖中，在基體的下側(cè)3可看見引腳2，引腳從基體9的底部中引出。

引腳2呈兩排布置。

在引腳2之間布置有散熱件5，其由銅或具有高的熱導(dǎo)率的其他金屬制成。

散熱件5延伸超過基體9的底部并且在一端上包括孔6而在另一端上包括凹部7，它們用作用于固定殼體1的形鎖合件。

圖2示出了沿殼體1的基體9的上側(cè)4的方向看的立體視圖。

可看出，槽狀的基體9在其內(nèi)部形成用于電子元件(未示出)的安裝區(qū)域。

引腳2在其端部上具有接觸部10，接觸部布置在殼體1的內(nèi)部空間中。

接觸部10用于電連接殼體中的電子元件。

尤其，殼體1具有分別用于激光二極管、熱電冷卻器以及用于熱敏電阻的兩個接觸部。

還可看出構(gòu)造為孔的饋通部11，經(jīng)由饋通部引入光導(dǎo)(未示出)，以便將該光導(dǎo)耦合到激光二極管。

在該實(shí)施例中，基體9的底部8包括開口，通過該開口可從內(nèi)部空間中接觸到散熱件5。因此，電子元件在殼體內(nèi)可直接安裝在散熱件5上。

圖3示出了在圖1和圖2中所示殼體的沿殼體的窄側(cè)方向看的截面圖。

可看出，基體9具有饋通部14，引腳2通過該饋通部引入殼體的內(nèi)部空間中。

還可看出，散熱件5由板狀件12和突出部13構(gòu)成。散熱件借助突出部13與基體9連接。

圖4示出了饋通部14的區(qū)域a的詳細(xì)視圖。

引腳2借助玻璃件15引入基體的底部8中。

在該實(shí)施例中，引腳2具有直徑增大的接觸部10，用于電連接電子元件的電線可以安裝到該接觸部。

此外，在該實(shí)施例中，為了增大玻璃件15的深度，插入件16引入到底部8的開口中。該插入件例如可通過釬焊或焊接而緊固。因此，相比于單獨(dú)通過底部，可實(shí)現(xiàn)具有更長的長度。

圖5a和5b示出了如在所有示出的實(shí)施例中可用于連接光導(dǎo)的套筒17的示意性立體視圖。

在圖5a中示出的套筒17用于通過卡扣連接到基體的饋通部中而安裝在其中。

在圖5b中所示的套筒17的實(shí)施例具有凸緣部，其用于通過焊接而緊固套筒。

因此在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實(shí)施例中，套筒17構(gòu)造成單獨(dú)的元件，其焊接或釬焊在基體上?；w由此能設(shè)置為拉深件(tiefziehbauteilbereitstellen)。

圖6至圖8示出了散熱件的不同實(shí)施例的立體視圖。

在圖6中所示的散熱件5具有孔6，孔用作用于固定殼體的形鎖合件。

沿散熱件5的端部之間的主要邊緣，散熱件具有向于主延伸方向伸延的凹部18。在該凹部18的區(qū)域中，引腳可鄰近于散熱件5引出。

圖7示出了簡單的散熱件5，其構(gòu)造成板狀件。這種散熱件特別與tht(通孔插裝技術(shù))器件設(shè)計(jì)的殼體一起提供，因?yàn)檫@樣的殼體通常僅通過焊接引腳固定。

圖8示出了散熱件的一個實(shí)施例，在其中散熱件由板狀件12和從板狀件12中伸出的突出部13構(gòu)成。板狀件又具有形鎖合元件，特別是用于安裝的孔。

突出部13或者其前面緊固到基體的底部上，或者可以突入基體的開口中。

此外，在安裝狀態(tài)下，突出部13可以用于增大基體與電路板之間的間距，從而在由此得到的中間間隙中，引腳沿橫向向外延伸。

這種具有突出部13的散熱件5優(yōu)選設(shè)置為一件式元件、尤其是銑削件。但是也可考慮，散熱件5設(shè)置為兩件式，例如突出部13釬焊至板狀件12的形式。

可考慮，散熱件可以由相同的材料制成或者也可以是由兩種不同材料制成的混合元件。后一種方法提供以下可能性，例如基體的材料具有與熱電冷卻器相適應(yīng)的較小的熱膨脹系數(shù)并且板的材料具有較高的熱導(dǎo)率。

圖9是殼體1的另一實(shí)施例的立體視圖。

該殼體也包括構(gòu)造為槽狀的基體9，在基體的下側(cè)上安裝散熱件5。引腳2沿橫向向外延伸，這就是smd器件。

在組裝狀態(tài)下，基體9能由蓋19封閉。蓋19優(yōu)選通過焊接連接。

圖10是圖9的殼體的縱向剖視圖。

在此也可看到構(gòu)造成拉深件的基體9，其具有用于光導(dǎo)的饋通部11。

此外可看出，散熱件5具有突出部，該突出部的前面安裝到基體9的底部8上。借助釬焊來進(jìn)行連接，其中在該實(shí)施例中能以簡單的方式提供足夠大的周向釬焊連接區(qū)域24。

圖11是殼體1的下側(cè)的視圖。能看到在散熱件5旁邊出來的引腳2，其沿橫向向外延伸。

只是引腳2a未穿過饋通部，而是直接與基體連接，因?yàn)槠溆米鹘拥匾_。

圖12是基體9的一個實(shí)施例的立體視圖。

基體9也構(gòu)造成槽狀。

基體9在側(cè)壁上具有用于光導(dǎo)的饋通部11。

此外，基體9的底部在其下表面中具有矩形的開口21，經(jīng)由該開口，組裝后殼體的散熱件暴露到內(nèi)部空間。

用于引腳的用來連接安裝在殼體中的電子元件的九個饋通部14也能被看到。

圖13示出了如在圖12中所示的基體9的截面視圖。

饋通部14能被看到。

圖14是圖13的區(qū)域b的放大圖。

可看出，基體的底部具有圍繞饋通部14的凸緣20，因此在圍繞饋通部14的區(qū)域中具有相對于鄰接區(qū)域增大的壁厚。因此即使在具有薄的壁厚的拉深件中，待引入饋通部14中的玻璃件也足夠長。

圍繞饋通部14的這種凸緣的增厚優(yōu)選通過模壓加工實(shí)現(xiàn)、例如與拉深同時(shí)實(shí)現(xiàn)。

圖15和圖16是基體9的另一實(shí)施例的立體圖。

如在圖15中可看出，該基體9也具有側(cè)壁，該側(cè)壁具有用于光導(dǎo)的饋通部。

此外可看出，在一側(cè)上，向內(nèi)突出的凹進(jìn)部22形成在窄側(cè)的側(cè)壁23中。

如尤其在圖16中清楚看出地，凹進(jìn)部22提供簡單的形鎖合元件，其確?；w9在組裝時(shí)僅可沿一個方向插入安裝工具(未示出)中。

圖17和圖18是基體9的另一實(shí)施例的立體視圖。

如在圖17中可看出，在該實(shí)施例中底部8在繞用于引腳的饋通部14的區(qū)域中沒有增厚。

但是底部同樣具有用于散熱件的開口21。

在圖18中可看出，基體9也如在前面所示的其他實(shí)施例中那樣，在其上側(cè)4具有凸緣，在凸緣上可安裝蓋。

圖19以立體視圖的方式示出了殼體1的另一實(shí)施例。

在該殼體中，基體9上安置有簡單的板狀的散熱件5。

引腳2不彎曲，而是直地從底部延伸。該元件因此用于tht安裝。

圖20是圖19的剖視圖。

可看到延伸穿過饋通部的用于接觸電子元件的引腳2以及另外的用作接地端子的引腳2a。

底部8具有開口，并且板狀的散熱件的前面焊接到底部8上，而沒有突入到殼體的內(nèi)部中。由此提供額外的安裝空間，例如在安裝相當(dāng)厚的元件的時(shí)候。

圖21是殼體的另一實(shí)施例，其被設(shè)計(jì)為用于smd的安裝。

對此，鄰近于構(gòu)造成骨頭狀的散熱件5而布置的引腳2彎曲，以沿橫向向外突伸。

圖22是圖21的剖視圖。

可看出，在該實(shí)施例中基體9的底部8沒有用于散熱件5的開口。

因此，在本發(fā)明的該實(shí)施例中通過基體的底部8到散熱件5的熱傳導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)冷卻。因?yàn)榛w優(yōu)選構(gòu)造成具有小的壁厚的拉深件，所以在很多情況下無需在底部中引入開口。

圖23和圖24示出了殼體的另一實(shí)施例。

在該實(shí)施例中，如尤其在圖23中可看出地，散熱件5包括板狀件12以及突出部13。

如在圖24的剖視圖中可看出，突出部13插入底部8的開口中。

焊接連接部24因此橫向地形成。

在本發(fā)明的該實(shí)施例中，在殼體1的內(nèi)側(cè)，散熱件5與底部8齊平地終止。

圖25示出了具有散熱件5的殼體的另一實(shí)施例的立體視圖。

如在根據(jù)圖26的剖視圖中可看出，引腳2、2a從散熱件5沿橫向向外延伸。

橫向突伸的引腳基本在與散熱件5相同的高度延伸，而在圖23和圖24中示出的實(shí)施例中散熱件具有這樣的高度，使得散熱件的下側(cè)與引腳間隔開。

圖27和圖28示出了殼體1的另一實(shí)施例。如在圖27中可看出，殼體1具有槽狀的基體9以及散熱件5，這對應(yīng)于從圖21中所示的實(shí)施例的下側(cè)看到的。

如在圖28中可看出，散熱件5包括突出部13，突出部焊接在基體的下側(cè)上?；w9的底部8具有開口21，從而電元件可直接安裝在散熱件5的突出部13上。

但是，焊接連接部24位于底部8的下表面上并且因此與圖26中所示的實(shí)施例不同不是橫向地形成。

而且在該實(shí)施例中，引腳2和2a沿橫向向外延伸，所以這是smd器件。

圖29示出了殼體1的另一實(shí)施例，其僅具有6個引腳。

殼體包括散熱件5。

引腳2沿橫向向外彎曲，所以這是smd器件。

圖30是圖29的部分剖切視圖。

在該實(shí)施例中可看出，散熱件的基本圓形的突出部13伸入殼體的內(nèi)部中。

安裝在殼體內(nèi)的元件的高度由此可根據(jù)穿過饋通部14而伸延的引腳的接觸部高度來調(diào)整。

在根據(jù)圖31的剖視圖中可看出，散熱件的突出部13伸入殼體的內(nèi)部25中。

在該實(shí)施例中焊接連接部24橫向形成。

圖32示出了裝配好的殼體，即激光模塊30的剖視圖。

根據(jù)該實(shí)施例的激光模塊30包括彎曲的引腳2并且因此構(gòu)造成smd元件。

散熱件5插入到殼體的基體9的底部的開口中。

因此，構(gòu)造成珀耳帖元件的熱電冷卻器26可以直接應(yīng)用于散熱件5上。

熱電冷卻器26經(jīng)由電線28與引腳2連接。

在熱電冷卻器26上安裝有高功率激光二極管27。

應(yīng)理解，該激光二極管27也經(jīng)由伸延到引腳的電線而電連接，但是這在該視圖中不能看出電線。

此外，激光模塊30優(yōu)選還包括熱敏電阻，通過熱敏電阻控制熱電冷卻元件26，以在工作期間將激光二極管27的溫度保持恒定。

圖33示出了蓋19的細(xì)節(jié)圖，蓋19可用于封閉在圖32中示出的殼體，并且也可封閉在其他實(shí)施例中示出的殼體。

蓋19包括周邊的脊部29，其適于通過電阻焊接將蓋19緊固到基體上。

如果將蓋19安置在基體的凸緣上，在電阻焊接時(shí)在脊部29的區(qū)域中的電流密度最高，從而引起該區(qū)域的加熱，由此將元件焊接在一起。

同樣也可有利地考慮，將脊部29設(shè)置在基體的凸緣上(未示出)。

替代性地，也可使用沒有脊部的蓋。這例如可借助滾縫焊接來安裝。

通過本發(fā)明可提供一種可簡單制造的殼體，其具有高耐熱性以用于高功率元件，如激光二極管。

附圖標(biāo)記列表

1殼體

2引腳

2a接地引腳

3下側(cè)

4上側(cè)

5散熱件

6孔

7凹部

8底部

9基體

10接觸部

11饋通部

12板狀件

13突出部

14饋通部

15玻璃件

16插入件

17套筒

18凹部

19蓋

20凸緣

21開口

22凹進(jìn)部

23側(cè)壁

24焊接連接部

25內(nèi)部

26熱電冷卻器

27激光二極管

28電線

29脊部

30激光模塊