一种提高抗静电能力的激光器的制作方法

1.本实用新型涉及激光器芯片技术领域，尤其涉及一种提高抗静电能力的激光器。


背景技术：

2.在光通信应用领域，激光器是核心元件，扮演着最重要的角色，甚至说是激光器的发展推动着光通信的发展也不为过。随着现在4g通信系统的逐步建设完成，5g通信系统的大力建设，激光器的性能、稳定性和可靠性要求越来越高，其内部电路也趋于复杂，各功能元件的电路彼此独立，避免干扰。这种背景下，激光器的持续稳定工作，是光通信信息传递的基本保障。
3.现有激光器封装和使用过程，未做到对激光器进行静电保护，更多的是对人员和设备进行管控和要求，在其制作和封装过程，或多或少会出现一定比例的静电损伤造成的产品良率影响。
4.激光器在其应用阶段，主要是靠系统中硬件控制其工作状态，工作环境相对来说安全、稳定；但是激光器在其生产和组装的阶段，是极其不稳定的。激光器的工作条件非常严格，属于静电敏感型元件。激光器处于正向加电工作状态时，各指标的极限参数大，对于一些加电错误操作、esd(electro-static discharge，静电释放)和eos(electrical over stress，电气过应力)，不会导致激光器各指标参数超过限制；反之激光器处于反向加电工作状态时，各指标的极限参数小，加电错误操作、esd和eos很容易导致激光器处于超限工作状态，从而造成激光器不可逆的性能劣化或受损，对激光器的生产、组装和后端使用有着严重的影响。
5.鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，如何有效的提高激光器抗静电的能力，提高产品质量，提高成品良率，是本技术领域亟待解决的一个问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于克服现有技术中激光器处于反向加电工作状态时，容易造成不可逆的性能劣化或受损的缺陷，设计一种提高抗静电能力的激光器，在激光器芯片的正负极两端，反向并联一个保护元件开关二极管，对激光器芯片反向工作时起保护作用。开关二极管开启电压小，响应速度快。开关二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。
7.本实用新型是这样实现的：
8.本实用新型提供一种提高抗静电能力的激光器，包括底座元件、激光器芯片以及开关二极管，具体的：
9.所述激光器芯片通过第一垫块元件贴装固定在所述底座元件上；
10.所述开关二极管通过第二垫块元件或所述第一垫块元件贴装固定在所述底座元件上；
11.所述开关二极管反向并联在所述激光器芯片的两端。
12.进一步的，所述底座元件上设有激光器芯片安装台、正极引脚以及负极引脚，其中，所述第一垫块元件贴装固定在所述激光器芯片安装台上，且所述第一垫块元件的正负极垫分别与所述正极引脚、所述负极引脚通过导线连通，所述激光器芯片的负极贴装在所述第一垫块元件的负极垫上，所述激光器芯片的正极与所述第一垫块元件的正极垫通过导线连通。
13.优选的，当所述开关二极管通过第二垫块元件贴装固定在所述底座元件上时，所述第二垫块元件的下表面贴装固定在所述底座元件上，所述开关二极管的负极贴装固定在所述第二垫块元件的上表面，所述开关二极管的正极与所述第一垫块元件的负极垫或与所述负极引脚通过导线连通，所述第二垫块元件的上表面与所述第一垫块元件的正极垫或与所述正极引脚通过导线连通。
14.进一步的，所述激光器芯片安装台、所述正极引脚以及所述负极引脚呈三角分布，所述第一垫块元件贴装固定在所述激光器芯片安装台的侧面上并面向所述正极引脚以及所述负极引脚。
15.优选的，所述第二垫块元件贴装固定在所述激光器芯片安装台的顶端且靠近所述正极引脚以及所述负极引脚一侧。
16.优选的，所述第二垫块元件贴装固定在所述底座元件上且与所述激光器芯片安装台、所述正极引脚以及所述负极引脚处于同一环上。
17.优选的，所述第二垫块元件贴装固定在所述底座元件上且位于所述激光器芯片安装台、所述正极引脚以及所述负极引脚之间。
18.优选的，当所述开关二极管通过所述第一垫块元件贴装固定在所述底座元件上时，所述开关二极管的负极直接贴装固定在所述第一垫块元件的正极垫上，所述开关二极管的正极与所述第一垫块元件的负极垫或与所述负极引脚通过导线连通。
19.进一步的，所述导线包括金丝、铜丝中的一种或多种。
20.进一步的，所述贴装固定包括采用共晶焊焊接固定以及导电胶粘贴贴装固定中的一种或多种。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：在激光器电路上反向并联一个开关二极管，当激光器处于反向加电工作状态，产生加电错误操作、esd和eos时，反向电路不会走向激光器，而是直接走向开关二极管，这样就不会导致激光器处于超限工作状态，不会引起激光器性能劣化或受损。本实施例可以使激光器在生产和组装过程中得以受到保护，提高产品良率。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的电路原理图；
24.图2为现有技术激光器的电路原理图；
25.图3为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第一种实施方式的结构图；
26.图4为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第二种实施方式的结构图；
27.图5为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第三种实施方式的结构图；
28.图6为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第四种实施方式的结构图；
29.图7为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第五种实施方式的结构图；
30.图8为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第六种实施方式的结构图；
31.图9为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第七种实施方式的结构图；
32.图10为本实用新型实施例提供的一种提高抗静电能力的激光器的第八种实施方式的结构图。
具体实施方式
33.在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
34.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.如图1所示，本实用新型实施例1提供一种提高抗静电能力的激光器，其包括激光器芯片20以及开关二极管30，所述开关二极管30反向并联在所述激光器芯片20的两端。参考图1，本实施例中开关二极管30的负极一端连接在激光器芯片20的正极一端，开关二极管30的正极一端连接在激光器芯片20的负极一端，从而形成一个反向并联状态。通过该反向并联状态，当激光器处于正向加电工作状态时，各指标的极限参数大，对于一些加电错误操作、esd和eos，不会导致激光器各指标参数超过限制，而此时的开关二极管30因为反向并联的缘故，受到反向电压的作用，在反向电压作用下，开关二极管30电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关，不对激光器芯片20的工作产生影响；而当激光器处于反向加电工作状态时，其各指标的极限参数小，加电错误操作、esd和eos很容易导致激光器处于超限工作状态，从而造成激光器不可逆的性能劣化或受损(参考图2所示的现有技术激光器的电路原理图，其只有一个激光器芯片20，并无其他保护)，而此时的开关二极管30因为反向并联的缘故，受到正向电压的作用，在正向电压作用下，开关二极管30电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关，电路的电流不会走向激光器芯片20，而是直接走向开关二极管30，这
样就不会导致激光器处于超限工作状态，不会引起激光器性能劣化或受损。从而在激光器的生产和组装过程中得以受到保护，提高产品良率。
36.参考图3-图10，本优选实施例提供的提高抗静电能力的激光器除了包括激光器芯片20以及开关二极管30，还包括底座元件10，具体的：所述激光器芯片20通过第一垫块元件40贴装固定在所述底座元件10上；所述开关二极管30通过第二垫块元件50或所述第一垫块元件40贴装固定在所述底座元件10上。本实施例的开关二极管30可以通过第二垫块元件50贴装固定在底座元件10上(对应于开关二极管30设置在第二垫块元件50上的例子)，也可以通过第一垫块元件40贴装固定在底座元件10上(对应于开关二极管30设置在第一垫块元件40上的例子)。本实施例中的底座元件10用于承载和固定各个元件，同时承担辅助散热作用；本实施例中的激光器芯片20用于发出特定波长和一定能量的前向和背向光束；本实施例中的开关二极管30具有正向工作电路导通，反向工作电路截止的特性，用于激光器反向工作时保护激光器芯片；本实施例中的第一垫块元件40用于支持激光器芯片20以及开关二极管30贴装固定，元件上表面包含与激光器芯片20正负极连通的导电金层，用于连通激光器芯片20电路，下表面包含与底座元件10连通的焊料层或金属层；本实施例中的第二垫块元件50用于支持开关二极管30贴装固定，元件上表面包含与开关二极管30负极连通的导电金层，下表面包含与底座元件10连通的焊料层或金属层，用于连通开关二极管30电极。
37.在本优选实施例中，所述底座元件10上设有激光器芯片安装台11、正极引脚12以及负极引脚13，其中，所述第一垫块元件40贴装固定在所述激光器芯片安装台11上，且所述第一垫块元件40的正负极垫分别与所述正极引脚12、所述负极引脚13通过导线连通，所述激光器芯片20的负极贴装在所述第一垫块元件40的负极垫上，所述激光器芯片20的正极与所述第一垫块元件40的正极垫通过导线连通。
38.在本优选实施例中，所述激光器芯片安装台11、所述正极引脚12以及所述负极引脚13呈三角分布，所述第一垫块元件40贴装固定在所述激光器芯片安装台11的侧面上并面向所述正极引脚12以及所述负极引脚13。如此，第一垫块元件40与正极引脚12、负极引脚13间进行导线连通时距离更近、更方便。
39.在本优选实施例中，当所述开关二极管30通过第二垫块元件50贴装固定在所述底座元件10上时，所述第二垫块元件50的下表面贴装固定在所述底座元件10上，所述开关二极管30的负极贴装固定在所述第二垫块元件50的上表面，所述开关二极管30的正极与所述第一垫块元件40的负极垫或与所述负极引脚13通过导线连通，所述第二垫块元件50的上表面与所述第一垫块元件40的正极垫或与所述正极引脚12通过导线连通。
40.基于上述设计，本实施例的提高抗静电能力的激光器的第一种实施方式如图3所示，在该实施方式中，所述第二垫块元件50贴装固定在所述激光器芯片安装台11的顶端且靠近所述正极引脚12以及所述负极引脚13一侧。以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
41.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第二种实施方式如图4所示，在该实施方式中，所述第二垫块元件50贴装固定在所述底座元件10上且与所述激光器芯片安装台11、所述正极引脚12以及所述负极引脚13处于同一环上。以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
42.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第三种实施方式如图5所示，在该实施方式中，所述第二垫块元件50贴装固定在所述底座元件10上且位于所述激光器芯片安装台11、所述正极引脚12以及所述负极引脚13之间。以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
43.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第四种实施方式如图6所示，在该实施方式中，所述开关二极管30通过所述第一垫块元件40贴装固定在所述底座元件10上，所述开关二极管30的负极直接贴装固定在所述第一垫块元件40的正极垫上，所述开关二极管30的正极与所述第一垫块元件40的负极垫或与所述负极引脚13通过导线连通。在该实施方式中，第二垫块元件50可不存在，如此可以省掉第二垫块元件50的成本以及第二垫块元件50与第一垫块元件40正极垫或正极引脚12金丝键合的成本。
44.以上图3-图6所示的四种实施方式均为底座元件10上设计4pin(引脚)方案的结构图(激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13，以及第一引脚14即4pin)，激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13、第一引脚14的布置位于同一圆环上。第一引脚14是用于连接另一个元件mpd(背光探测器芯片)的，另外需要说明的是，第二垫块元件50的安装位置除了图3-图5的三种，还能安装在底座元件10上的任意位置，本实施例的这几种实施方式只是优选举例，而不是限定。
45.除了4pin方案，本实施例还提供在底座元件10上设计5pin(引脚)的方案，参考图7-图10，均为底座元件10上设计5pin(引脚)方案的结构图，其中底座元件10上除了激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13，还包括第二引脚15以及第三引脚16(激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13、第二引脚15、第三引脚16即5pin)，激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13、第二引脚15、第三引脚16的布置位于同一圆环上，激光器芯片安装台11为半圆柱体结构，其平切面朝向另外四个引脚，第一垫块元件40贴装固定在平切面上。第二引脚15以及第三引脚16是用于连接另一个元件mpd(背光探测器芯片)的，且4pin引脚和5pin引脚对应mpd的连接方式不一样，其具体如何连接为现有技术，这里暂不赘述。
46.基于上述设置，本实施例的提高抗静电能力的激光器的第五种实施方式如图7所示，在该实施方式中，开关二极管30贴装固定在第二垫块元件50上，第二垫块元件50贴装固定在激光器芯片安装台11对侧，且位于几个引脚形成的圆环上，以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
47.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第六种实施方式如图8所示，在该实施方式中，开关二极管30贴装固定在第二垫块元件50上，第二垫块元件50贴装固定在所述激光器芯片安装台11的顶端且靠近剩余引脚的一侧，以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
48.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第七种实施方式如图9所示，在该实施方式中，开关二极管30贴装固定在第二垫块元件50上，第二垫块元件50贴装固定在激光器芯片安装台11、正极引脚12、负极引脚13、第二引脚15、第三引脚16的中间位置，以便于连接正极引脚12、负极引脚13。
49.本实施例的提高抗静电能力的激光器的第八种实施方式如图10所示，在该实施方式中，开关二极管30直接贴装固定在第一垫块元件40上，其线路连接与第四种实施方式一致，在此不再赘述。
50.需要说明的是，在5pin方案中，第二垫块元件50的安装位置除了图7-图9的三种，还能安装在底座元件10上的任意位置，本实施例的这几种实施方式只是优选举例，而不是限定。
51.本实施例上述各种实施方式的贴装固定包括采用共晶焊焊接固定以及导电胶粘贴贴装固定中的一种或多种方式；本实施例上述各种实施方式的导线包括金丝、铜丝中的
一种或多种，优选金丝，在导线连接时，优选使用金丝键合的方式进行元件的连接。
52.以上为对本优选实施例结构的详细描述，下面通过本实施例的提高抗静电能力的激光器的具体制作过程来对本实施例进行进一步的描述。
53.具体制作过程如下：
54.1.制作底座元件10。
55.2.制作第一垫块元件40，将第一垫块元件40下表面采用共晶焊焊接或导电胶粘贴贴装在底座元件10上。
56.3.制作第二垫块元件50，将第二垫块元件50下表面采用共晶焊焊接或导电胶粘贴贴装在底座元件10上。
57.4.将元件激光器芯片20负极采用共晶焊焊接贴装在第一垫块元件40负极pad(也即负极垫)上，激光器芯片20正极用金丝键合与第一垫块元件40正极pad(也即正极垫)连通；然后用金丝键合将第一垫块元件40的正负极pad与底座元件10的正负极引脚连通，驱动电路以此来监测和控制激光器芯片20。需说明的是，驱动电路为现有技术，在本实施例中不做赘述。
58.5.将元件开关二极管30负极采用共晶焊焊接或导电胶贴装在第二垫块元件50上表面，开关二极管30正极用金丝键合与第一垫块元件40负极pad连通或与底座元件10负极引脚连通；然后用金丝键合将第二垫块元件50上表面与第一垫块元件40正极pad连通或与底座元件10正极引脚连通。
59.6.部分结构开关二极管30负极可以直接贴装在第一垫块元件40的正极pad上，第二垫块元件50可不存在，以省掉第二垫块元件50与第一垫块元件40正极pad或底座元件10正极引脚的金丝键合，开关二极管30正极用金丝键合与第一垫块元件40的负极pad连通或与底座元件10负极引脚连通。
60.综上所述，本实用新型在激光器电路上反向并联一个开关二极管，当激光器处于反向加电工作状态，产生加电错误操作、esd和eos时，反向电路不会走向激光器，而是直接走向开关二极管，这样就不会导致激光器处于超限工作状态，不会引起激光器性能劣化或受损。本实施例可以使激光器在生产和组装过程中得以受到保护，提高产品良率。
61.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。