专利名称：激光二极管装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光二极管，尤其涉及一种将自动功率控制电 路直接设制在金属封盖内的散热座或次固定座上的激光二极管装置。
背景技术：
激光半导体是二极管的一种，也称为激光二极管(Laser Diode)。 和一般的二极管不同处，在于其具备有激光振荡器的功能。所以，具备 有一般二极管的电气性质，和激光振荡器所有的发射激光的光学性质。 一般的激光振荡器也就是引起激光作用的物体(媒体)，其中有固体、气 体、液体还有半导体。世界上最早发现激光振荡动作的红宝石激光器是 固体激光的代表，气体激光的代表有产生红色光的氦氖激光器，液体激 光的代表有色素激光。这些激光产生器均为数十cm以上的大体积装置， 为了使激光振荡需要数十瓦特或以上的电力。另一方面，激光半导体因 为属于二极管，所以其大小体积约在1咖3以下。若在其二极管的顺偏方 向让仅数十mA的直流电流流动，就可简单获得10mW级的光，所以，可 容易组装在小的装置内，譬如其普遍被使用在CD及光通信设备。不管任 一方面都是利用激光半导体的光源来发挥其特征，而成为各应用领域的 关键元件。
其次，如
图1所示，现有一种可见光激光二极管装置的构造图，鉴 于现有技术的限制，传统的激光二极管11是须先将激光二极管芯片 (chip)放置于散热座111，然后为防止裸露芯片受到外界损坏，必须再 以金属封盖(cap) 112封装，并利用露点非常低的干燥气体装填，使最 后成型的激光二极管11封装结构的直径为5. 6 mm;且散热座111底部伸 出三端子或四端子的接脚113。
然而，该激光二极管11需利用其接脚113再与外部的电路板12连 接，然后再与固定座13、盖体14及弹簧15等元件组合，而构成一激光 聚光结构10。
3前述现有激光聚光结构10的激光二极管11是借外部的电路板12供 应所需的驱动电流。但此种装置的缺点是，激光聚光结构10的制造者在 向半导体厂商购入激光二极管11后需再自行外加电路板12，不仅增添制 程的不便，且需仰赖人工调整光输出的动作，进而影响生产效率。
再者，外加的电路板12徒增激光聚光结构19的体积，必须大到9 mm以上，由于体积无法縮小，故无法应用于一些体积较小的特殊产品上。
实用新型内容
为了克服现有技术存在的上述缺陷，本实用新型提供一种激光二极 管装置，其可使组合厂省去外加电路的麻烦，并简化装置设计，提升使 用便利性及生产效率，并达到使用更便利的功效。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是-
一种激光二极管装置，其包含有一散热座，背面设有数支接脚； 一固定座，凸设在散热座表面； 一次固定座，设于前述固定座上；一 LD 及PD二极管芯片，设于散热座上方预定处； 一金属封盖，是接合在散热 座上方；其特征在于将一自动功率控制APC电路，直接内建封装在金 属封盖内，并借打线分别与预定的接脚及LD、 PD二极管芯片形成电性连 接，使封装的激光二极管装置，其中2支接脚分别为正、负电源连接端， 第3接脚供与一外部可变电阻连接。
前述的激光二极管装置，其中LD二极管芯片是设在次固定座上，PD 二极管芯片及APC电路是独立设于散热座表面所设的凹槽中。
前述的激光二极管装置，其中APC电路是设成IC模态。
前述的激光二极管装置，其中LD二极管芯片是设在次固定座上，PD 二极管芯片及APC电路板结合一起，设于散热座表面的凹槽中。
前述的激光二极管装置，其中LD、 PD二极管芯片及APC电路三者皆 设在次固定座上。
本实用新型的有益效果是，其可使组合厂省去外加电路的麻烦，并 简化装置设计，提升使用便利性及生产效率，并达到使用更便利的功效。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是现有可见光激光二极管装置的分解立体示意图。图2是本实用新型一可行实施例的分解立体示意图。
图3是本实用新型一可行实施例的半剖立体示意图。
图4是本实用新型一可行实施例的仰视图。
图5是本实用新型的电路图。
图6是本实用新型一可行实施例的剖视图。
图7是本实用新型另一可行实施例的剖视图。
图8是本实用新型又一可行实施例的剖视图。
图中标号说明
20激光二极管装置
21散热座
211凹槽
22a、 22b、 22c接脚 23固定座 231次固定座
24 LD 二极管芯片
25 PD 二极管芯片
26 APC电路 27金属封盖 271玻璃窗 28打线
29可变电阻具体实施方式
首先，请参阅图2、 3、 4所示，本实用新型所揭露的激光二极管装 置20，其一可行实施例包含有
一散热座(heat sink) 21，其背面设有第1接脚22a、第2接脚22b 及第3接脚22c;
一固定座(mount or stem) 23，是凸设在散热座21表面，并与接 地GND的第2接脚22b连接；
一次固定座(submount) 231，是由单晶硅材质所构成，设在固定座 23内侧，供LD 二极管芯片24接合；一PD (Photo Diode) 二极管芯片25，是设于散热座21之上； 一金属封盖(cap) 27，其顶面具备玻璃窗271，底缘接合在散热座 21上方；其中
一APC电路26，是将自动功率控制电路设制成电路板或IC样态，并 内建封装在金属封盖27内，利用打线28与第1、 2、 3接脚22a、 22b、 22c及LD 二极管芯片24、 PD二极管芯片25连接，以形成激光二极管的 电压驱动元件。
请再参阅图4、 5所示，该APC电路26可利用现有直径5. 6 mm或小 于5.6mm封装，将其放在激光二极管内部，而其新的接脚定义
1: VCC电源+
2: GND电源-
3:接外部可变电阻VR 29
借助上述技术手段，本实用新型所完成的激光二极管装置20，可使 得使用激光二极管的相关产业，省去外加控制电路的麻烦，并减少人工 调整光输出的动作，大大提升生产效率；且其原由电流驱动的激光二极 管变成可由电压驱动的元件，增进了使用便利性。再者，简化装置设计， 使得相关产品运用时可縮小体积，故可应用于一些体积小的特殊产品上。
至于自动功率控制(APC)电路的形式很多，通常利用一个PD 二极 管芯片监测LD的背向光(Backbeam)，测量其输出光功率的大小，并以 此控制LD的偏置电流，这样构成一个负回锁环路，达到稳定输出光功率 的目的。而APC原理及其电子元件是属现有技术，其电路内容非本实用 新型专利标的，容不赘述。本实用新型的特征在于将APC26电路放在激 光二极管内，以简化装置设计。
进一步，本实用新型将APC电路内建在激光二极管内的可行实施例 有数种设计，其中图6所示实施例依图2、图3所示的剖视图，将PD二 极管芯片25设在一散热座21表面所挖设的凹槽211内，且APC电路26 是设制成IC模态同置于凹槽211。此种配置在于APC的IC设计简单，且 可使用现有PD 二极管芯片，并可配合其他材质黏合(SM)，且不需作焊 接(solder)后制程等优点。
图7所示的另一种APC电路配置示意图，其是将TO 二极管芯片25
6与APC电路26的电路板结合同置在凹槽211。其亦具有可配合其他材质 SM及无需作solder后制程的优点。
图8所示的又一种APC电路配置示意图，其是将PD 二极管芯片25 及APC电路26直接设在次固定座(Submount) 231,这种APC+PD+SM所 构成的Lop type,则具有材料简化、封装制程简单及平面式打线的优点。
以上三种实施例，皆可达到使APC内建的目的，本实用新型内建的 APC电路26可依产品特性及需求考量，选择适当方式配置在激光二极管 内，并封装成一直径5.6 mm或小于5.6咖的装置，不仅变成可由电压驱 动的元件，更可提升生产效率及使用便利性。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型 作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技，方案的 范围内。 '
综上所述，本实用新型在结构设计、使用实用性及成本效益上，完 全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造， 具有新颖性、创造性、实用性，符合有关新型专利要件的规定，故依法 提起申请。
权利要求1.一种激光二极管装置，其包含有一散热座，背面设有数支接脚；一固定座，凸设在散热座表面；一次固定座，设于前述固定座上；一LD及PD二极管芯片，设于散热座上方预定处；一金属封盖，是接合在散热座上方；其特征在于将一自动功率控制APC电路，直接内建封装在金属封盖内，并借打线分别与预定的接脚及LD、PD二极管芯片形成电性连接，使封装的激光二极管装置，其中2支接脚分别为正、负电源连接端，第3接脚供与一外部可变电阻连接。
2. 根据权利要求1所述的激光二极管装置，其特征在于所述LD 二极管芯片是设在次固定座上，PD二极管芯片及APC电路是独立设于散 热座表面所设的凹槽中。
3. 根据权利要求2所述的激光二极管装置，其特征在于:所述APC 电路是设成IC模态。
4. 根据权利要求1所述的激光二极管装置，其特征在于所述LD 二极管芯片是设在次固定座上，PD二极管芯片及APC电路板结合一起， 设于散热座表面的凹槽中。
5. 根据权利要求1所述的激光二极管装置，其特征在于所述LD、 PD 二极管芯片及APC电路三者皆设在次固定座上。
专利摘要一种激光二极管装置，其包含有一散热座，背面设有数支接脚；一固定座，凸设在散热座表面；一次固定座，设于前述固定座上；一LD及PD二极管芯片，设于散热座上方预定处；一金属封盖，是接合在散热座上方；将一自动功率控制APC电路，直接内建封装在金属封盖内，并借打线分别与预定的接脚及LD、PD二极管芯片形成电性连接，使封装的激光二极管装置，其中2支接脚分别为正、负电源连接端，第3接脚供与一外部可变电阻连接。本实用新型可使组合厂省去外加电路的麻烦，并简化装置设计，提升使用便利性及生产效率，并达到使用更便利的功效。
文档编号H01S5/00GK201303205SQ200820140069
公开日2009年9月2日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者严宪政, 欧思村 申请人:华信光电科技股份有限公司