一种半导体激光器封装结构的制作方法

本实用新型涉及半导体激光器封装技术领域，具体涉及一种半导体激光器封装结构。

背景技术：

半导体激光器是成熟较早、进展较快的一类激光器，由于它的波长范围宽，制作简单，成本低，易于大量生产，且体积小，重量轻，寿命长，因此，品种发展快，应用范围广，已超过300种。半导体激光器的最主要应用领域是gb局域网，850nm波长的半导体激光器适用于1gb局域网，1260nm-1650nm波长的半导体激光器适用于10gb局域网系统。半导体激光器的应用范围覆盖了整个光电子学领域，其自问世以来就得到了世界各国的广泛关注与研究，成为世界上发展最快、应用最广泛、最早走出实验室实现商用化且产值最大的一类激光器，成为了当今光电子科学的核心技术。

中国光通信器件市场的发展早已进入黄金期，对于光模块的核心器件半导体激光器，每年的需求量将达到千万甚至上亿只，市场前景乐观，容量巨大，而这些器件的制作过程，必然需要经过封装工艺的加工制作。常规带监控电流的to封装的一般流程如下：1、先在pd固晶机上银浆固晶pd垫块于to管座上，然后在另一台pd固晶机上银浆固晶pd芯片于pd垫块上，送烘烤固化，完成pd工序的封装；2、在ld共晶机上共晶ld热沉及ld芯片；3、将如上做好的产品送打线及封帽，至此完成to的简短封装。在此封装过程中，一个ld激光器芯片搭配一个pd光电二极管进行组合封装。其中，ld激光器芯片前光用于激光传输，背光面则由pd光电二极管负责接收激光，并产生相应的电流，从而间接监控ld激光器的前光输出功率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种半导体激光器封装结构，该封装结构易于实现，结构简单，生产成本低。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种半导体激光器封装结构，包括安装有管脚的管座，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片ld1和第二激光器芯片ld2，用于发出激光的ld1芯片和用于接收激光的ld2芯片封装在同一平面上，且所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。

进一步地，所述ld2芯片的正极连接第三管脚，所述ld2芯片的负极连接第二管脚，所述ld1芯片的正极连接第二管脚，所述ld1芯片的负极连接第四管脚。

进一步地，所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条的同轴度误差不大于±40um。

相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种基于两个ld芯片同轴封装的半导体激光器封装结构，该结构在封装上没有使用pd芯片，而是使用ld芯片进行同轴封装，用于出光的ld芯片在前，用于实现原有pd芯片功能的ld芯片在后，从而利用ld激光器芯片的受激吸收来实现光电转换产生电流，该封装结构无需另购pd芯片，结构简单，易于实现，且具有更强的通用性，能够在批量生产中进一步降低生产成本，具有很强的实用性和广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型实施例的封装结构示意图。

图2是本实用新型实施例的封装结构的测试效果图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型提供了一种适用于to-56、to-46、to-38等产品封装的半导体激光器封装结构，其使用ld芯片替代pd芯片来实现背光电流的监控。如图1所示，所述封装结构包括安装有管脚的管座，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片ld1和第二激光器芯片ld2，用于发出激光的ld1芯片和用于接收激光的ld2芯片封装在同一平面上，且所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。

为了使两个ld芯片的最终测试性能与现有封装保持一致，特别是在引脚定义上与现有封装保持一致，所述ld2芯片的正极连接第三管脚，所述ld2芯片的负极连接第二管脚，所述ld1芯片的正极连接第二管脚，所述ld1芯片的负极连接第四管脚。

其中，所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条的同轴度误差不大于±40um。本实用新型在现有的共晶机上做共晶开发，目前共晶机的精度为x、y轴±20um，而实际为±15um，z轴上为同一管座平面，并使用同一款热沉，其z轴同轴亦在±20um内，满足同轴需求。

在原有基于ld与pd芯片的封装结构中，其测试背光电流主要由ld与pd之间的同轴度、pd光敏面的大小及响应度、ld背光的大小来决定，根据需求，pd芯片的背光电流（在ld芯片工作条件为if=ith+20ma时）一般控制在100-1000ua。图2为本实用新型封装结构的测试效果图，其为典型的to封装后的激光器特性，绿线对应右边坐标轴im数值，其参数显示ld2芯片的电流（在ld1芯片工作条件为if=ith+20ma时）大约为260ua，符合to激光器的参数设计要求。

为了使两个ld芯片在封装上互不干扰，封装的共晶机吸嘴外径尺寸由常规的300um改成≤250um（ld芯片尺寸250um），减小吸嘴共晶过程中的突出部分，以防干扰到靠近的另一个ld芯片的共晶位置。

本实用新型的封装结构对应的封装方法为：步骤1）在管座上的凸台上的设定位置共晶第一热沉和第一激光器芯片ld1。步骤2）在凸台上第一热沉和ld1芯片前的设定位置共晶第二热沉和第二激光器芯片ld2，并保证ld1芯片与ld2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。在此过程中，通过减小ld1芯片与ld2芯片的同轴度误差和间距，增大背光电流，以满足监控需求。步骤3）进行打线，将ld2芯片的正极打在第三管脚上，将ld2芯片的负极打在第二管脚上，ld1芯片按常规方式打线，即将ld1芯片的正极打在第二管脚上，将ld1芯片的负极打在第四管脚上。

以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种半导体激光器封装结构，包括安装有管脚的管座，其特征在于，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片ld1和第二激光器芯片ld2，用于发出激光的ld1芯片和用于接收激光的ld2芯片封装在同一平面上，且所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条在设定空间范围内同轴。

2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装结构，其特征在于，所述ld2芯片的正极连接第三管脚，所述ld2芯片的负极连接第二管脚，所述ld1芯片的正极连接第二管脚，所述ld1芯片的负极连接第四管脚。

3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装结构，其特征在于，所述ld1芯片与ld2芯片的出光脊条的同轴度误差不大于±40um。

技术总结
本实用新型涉及一种半导体激光器封装结构，该封装结构包括安装有管脚的管座，所述管座上的凸台上前、后设置有第一热沉和第二热沉，所述第一热沉和第二热沉上分别设置有第一激光器芯片LD1和第二激光器芯片LD2，用于发出激光的LD1芯片和用于接收激光的LD2芯片封装在同一平面上，且所述LD1芯片与LD2芯片的出光脊条在一定空间范围内同轴。该封装结构易于实现，结构简单，生产成本低。

技术研发人员：吴林福生;薛正群;康瑞林;苏辉
受保护的技术使用者：福州中科光芯科技有限公司
技术研发日：2019.08.23
技术公布日：2020.05.19