光电二极管封装装置的制作方法

本发明涉及光电二极管技术领域，特别是涉及一种光电二极管封装装置。

背景技术：

光电二极管(包括photodiode和avalanchephotodiode)是将光信号转变成电信号的半导体器件。它的核心部分也是一个pn结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接收入射光照，pn结的面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且pn结的结深很浅，一般小于1微米。另外，光电二极管的材料一般采用硅(si)、锗(ge)、铟镓砷(ingaas)等半导体材料，具有成本低、体积小、重量轻、寿命长、量子效率高、频率特性好等优点，适宜于快速变化的光信号探测，被广泛应用于激光雷达、激光制导、光纤通信等领域。

传统的光电二极管通常采用to(transistoroutline，晶体管轮廓)封装，该封装形式包括光电二极管裸片、to管座、管舌、管脚和管帽。其中，管舌连接在to管座上面，光电二极管裸片粘接固化在管舌上，光电二极管裸片的负极通过焊接线键合在管脚上，管脚与to管座之间通过绝缘陶瓷隔离，管帽倒扣于管座上密封。然而，上述传统的to封装结构中，管座与管脚间绝缘陶瓷的尺寸、管脚的直径及厚度、管帽的高度等因素限制了to封装结构整体尺寸的缩减，使得to封装结构的整体尺寸较大，例如传统to18封装的外径为5.6mm，无法满足激光雷达、光纤通信等领域对于光电二极管机械尺寸及厚度进一步压缩的要求。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的to封装结构尺寸较大的问题，提供一种光电二极管封装装置。

一种光电二极管封装装置，包括热沉载体及光电二极管裸片；

所述热沉载体表面设有正极焊接结构和负极焊接结构，所述正极焊接结构、所述负极焊接结构用于将所述光电二极管封装装置焊接于电路板上；

所述光电二极管裸片安装于所述热沉载体上，所述光电二极管裸片的正极与所述正极焊接结构电连接，所述光电二极管裸片的负极与所述负极焊接结构电连接。

在其中一个实施例中，所述热沉载体包括相邻的第一表面和第二表面；

所述光电二极管裸片安装于所述第一表面；

所述正极焊接结构和所述负极焊接结构中用来与所述电路板焊接的结构分别附着于所述第二表面上。

在其中一个实施例中，所述第一表面与所述第二表面垂直。

在其中一个实施例中，所述正极焊接结构包括电连接的第一正极焊接单元和第二正极焊接单元；

其中，所述第一正极焊接单元附着于所述第一表面上，并与所述光电二极管裸片的正极电连接，所述第二正极焊接单元附着于所述第二表面上，并用来与所述电路板焊接。

在其中一个实施例中，所述第一正极焊接单元设有焊盘；

所述光电二极管裸片的正极通过所述焊盘与所述第一正极焊接单元焊接。

在其中一个实施例中，所述负极焊接结构包括电连接的第一负极焊接单元和第二负极焊接单元；

其中，所述第一负极焊接单元附着于所述第一表面上，并与所述光电二极管裸片的负极电连接，所述第二负极焊接单元附着于所述第二表面上，并用来与所述电路板焊接。

在其中一个实施例中，所述光电二极管裸片的负极与所述第一负极焊接单元通过焊线键合连接。

在其中一个实施例中，所述正极焊接结构和所述负极焊接结构均为导电层。

在其中一个实施例中，所述正极焊接结构、所述负极焊接结构分别位于所述热沉载体表面相对的两侧。

在其中一个实施例中，所述热沉载体的材料为陶瓷。

上述光电二极管封装装置具有的有益效果为：该光电二极管封装装置仅包括热沉载体及光电二极管裸片，其中，光电二极管裸片安装于热沉载体上，并且，光电二极管裸片的正极、负极分别对应与热沉载体表面的正极焊接结构、负极焊接结构电连接。因此，该光电二极管封装装置结构紧凑，具有较小的尺寸，从而能够满足激光雷达、光纤通信等领域对于光电二极管机械尺寸及厚度进一步压缩的要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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他实施例的附图。

图1为一实施方式提供的光电二极管封装装置的立体结构示意图；

图2为图1所示实施方式的光电二极管封装装置的侧视图；

图3为图1所示实施方式的光电二极管封装装置的俯视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式提供了一种光电二极管封装装置，请参考图1。光电二极管封装装置包括热沉载体100及光电二极管裸片200。其中，热沉载体100是绝缘体，并且可以散热。具体地，热沉载体100的材料可以为陶瓷。进一步地，热沉载体100可以选用高导热、高阻抗的陶瓷材料，例如氧化铝或氮化铝陶瓷材料。光电二极管裸片200是由一个pn结构成的半导体器件，具有单方向导电特性，并且光电二极管裸片200具有光敏面(即透明窗口)，用来接收光线，并能够将光信号转换为电信号。

热沉载体100表面设有正极焊接结构300和负极焊接结构400。其中，正极焊接结构300和负极焊接结构400都具有导电性。并且，正极焊接结构300、负极焊接结构400用来将光电二极管封装装置焊接于电路板上。因此，正极焊接结构300、负极焊接结构400与传统光电二极管的to封装结构中管脚(或引线)的作用相同。

另外，光电二极管裸片200安装于热沉载体100上。由于热沉载体100具有散热性能，从而能够对光电二极管裸片200提供更有效的散热环境。其中，光电二极管裸片200的光敏面裸露在外，以便于接收光线。并且，光电二极管裸片200的正极与正极焊接结构300电连接(即光电二极管裸片200的正极与正极焊接结构300之间能够传递电信号)，光电二极管裸片200的负极与负极焊接结构400电连接(即光电二极管裸片200的负极与负极焊接结构400之间能够传递电信号)。因此，当电路板需要设置光电二极管时，只需要将该光电二极管封装装置的正极焊接结构300、负极焊接结构400分别焊接在电路板上相应的位置处，该光电二极管封装装置即可正常工作。

综上所述，本发明实施方式提供的光电二极管封装装置仅包括热沉载体100及安装于热沉载体100上的光电二极管裸片200，并且，光电二极管裸片200的正极、负极分别对应与热沉载体100表面的正极焊接结构300、负极焊接结构400电连接。因此，该光电二极管封装装置的结构紧凑，具有较小的尺寸，能够满足激光雷达、光纤通信等领域对于光电二极管机械尺寸及厚度进一步压缩的要求。

在其中一个实施例中，请继续参考图1，正极焊接结构300和负极焊接结构400均为导电层。导电层，相当于在热沉载体100表面涂覆了一层导电材料，即正极焊接结构300和负极焊接结构400的形状均为片状。因此，正极焊接结构300和负极焊接结构400采取导电层的方式几乎不会增加热沉载体100的尺寸。具体地，正极焊接结构300和负极焊接结构400的材料可以均为金属材料。

进一步地，正极焊接结构300、负极焊接结构400分别位于热沉载体100表面相对的两侧。其中，热沉载体100表面相对的两侧不具有连接关系，例如左侧和右侧，或者上侧和下侧，从而能保证正极焊接结构300与负极焊接结构400之间彼此隔离。另外，可以将光电二极管裸片200安装于正极焊接结构300与负极焊接结构400之间，从而能够均衡光电二极管裸片200分别与正极焊接结构300、负极焊接结构400之间的导电路径长度，从而使得光电二极管裸片200与正极焊接结构300之间的导电路径及光电二极管裸片200与负极焊接结构400之间的导电路径之和最小，以提高光电二极管封装装置工作的可靠性。

在其中一个实施例中，请参考图1至图3，热沉载体100包括相邻的第一表面110和第二表面120。光电二极管裸片200安装于第一表面110。第二表面120用来接触电路板。并且，正极焊接结构300和负极焊接结构400中用来与电路板焊接的结构分别附着于第二表面120上。其中，正极焊接结构300中用来与电路板焊接的结构与负极焊接结构400中用来与电路板焊接的结构分别位于第二表面120上相对的两侧。

因此，如果要将光电二极管封装装置焊接于电路板上，则需要将热沉载体100的第二表面120与电路板接触，以便将光电二极管封装装置通过正极焊接结构300和负极焊接结构400焊接于电路板上。另外，由于第一表面110和第二表面120不是同一个表面，因此如果将第二表面120接触电路板，第一表面110就不会接触到电路板，且光电二极管裸片200安装在第一表面110上，从而可以提高光电二极管裸片200的光敏面接收光线的有效性。

具体地，第一表面110和第二表面120垂直。热沉载体100的形状可以为长方体或正方体，那么，热沉载体100上任意相邻的两个面即可分别作为第一表面110和第二表面120。

可选地，光电二极管裸片200的形状为长方体或正方体。另外，光电二极管裸片200的与光敏面相反的另一面与第一表面110接触安装。其中，与光敏面相反的另一面举例来说：如果光敏面为光电二极管裸片200的顶面，则与光敏面相反的另一面为光电二极管裸片200的底面。故，光电二极管裸片200的光敏面与第一表面110平行并裸露在外。如果将光电二极管封装装置焊接于电路板上，光电二极管裸片200的光敏面则与电路板垂直，即光电二极管裸片200从侧方向接收光线，从而可以将光源与光电二极管封装装置安装在同一电路板上，便于调节光源与光电二极管封装装置之间的距离。另外，在包括层叠电路板(即多层电路板)的产品中，各层电路板之间的距离不便于调节，而本发明实施例提供的上述光电二极管封装装置安装在各层电路板上后，只需保证光源与光电二极管封装装置在平行于电路板的方向上具有相适应的光线传输路径即可，而无需考虑各层电路板之间的距离，从而能够应用在包括层叠电路板的各类产品中，适于高密度安装。

具体地，请参考图1至图3，正极焊接结构300包括电连接的第一正极焊接单元310和第二正极焊接单元320。例如：第一正极焊接单元310和第二正极焊接单元320两者具有一条公共边，从而实现电连接。另外，第一正极焊接单元310附着于第一表面110上，并与光电二极管裸片200的正极电连接。第二正极焊接单元320附着于第二表面120上，并用来与电路板焊接。可选地，第二正极焊接单元320的形状可以为长方形或正方形。

进一步地，请参考图1，第一正极焊接单元310设有焊盘311。并且，光电二极管裸片200的正极通过焊盘311与第一正极焊接单元310焊接。

可以理解的是，正极焊接结构300的具体结构不限于上述情况，例如：如果热沉载体100的形状发生变化，正极焊接结构300的具体组成方式也要做相应调整。

具体地，请参考图1至图3，负极焊接结构400包括电连接的第一负极焊接单元410和第二负极焊接单元420。例如：第一负极焊接单元410和第二负极焊接单元420两者具有一条公共边，从而实现电连接。第一负极焊接单元410附着于第一表面110上，并与光电二极管裸片200的负极电连接。第二负极焊接单元420附着于第二表面120上，并用来与电路板焊接。

其中，第一负极焊接单元410和第二负极焊接单元420的形状可以为长方形或正方形。并且，第一负极焊接单元410和第二负极焊接单元420的宽度相同。那么，在第一表面110和第二表面120垂直的前提下，第一负极焊接单元410和第二负极焊接单元420则构成l形。

进一步地，请参考图1，光电二极管裸片200的负极与第一负极焊接单元310通过焊线键合连接。

可以理解的是，负极焊接结构400的具体结构不限于上述情况，例如：如果热沉载体100的形状发生变化，负极焊接结构400的具体组成方式也要做相应调整。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。