一种LD芯片无机封装结构的制作方法

一种ld芯片无机封装结构
技术领域
1.本发明提出了一种ld芯片无机封装结构，属于半导体器件封装技术领域。


背景技术：

2.ld(半导体激光器)是用半导体材料作为工作物质的激光器，具有制作简单、成本低、效率高、寿命长、光束质量好，重量轻等诸多优点。但是，在ld芯片封装过程中，由于ld芯片发光常导致散热效果极差，导致ld芯片寿命降低，同时，由于ld芯片始终存在一定尺寸，因此，导致封装结构的体积无法最小化。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种ld芯片无机封装结构，用以解决现有ld芯片封装散热差导致ld芯片寿命降低的问题，所采取的技术方案如下：
4.一种ld芯片无机封装结构，所述ld芯片无机封装结构包括底衬组件、ld芯片、反射镜组、光纤和一体式荧光盖板；所述ld芯片、反射镜组和光纤设置于所述底衬组件一侧的所述一体式荧光盖板的封闭区域内；所述底衬组件和所述一体式荧光盖板形成封装结构。
5.进一步地，所述底衬组件包括底衬、第一金属层和第二金属层；所述第一金属层和第二金属层分别设置与所述底衬的两侧；其中，所述第一金属层设置于远离所述一体式荧光盖板的一侧；所述第二金属层设置于所述一体式荧光盖板的封闭区域内。
6.进一步地，所述底衬上设置有衬底导线插孔和延展通道，所述衬底导线插孔用于所述ld芯片的极端金属线插入；所述延展通道的一端与所述衬底导线插孔相同，所述延展通道的另一端与所述第一金属层相接。
7.进一步地，所述第一金属层上设置有第一金属层延伸柱；所述第一金属层延伸柱设置于底衬的延展通道内；所述第一金属层延伸柱的一端与所述第一金属层相连；所述第一金属层延伸柱的另一端通过延展通道与所述衬底导线插孔的底部相连。
8.进一步地，所述第二金属层上设置有第二金属层延伸柱和第二金属侧外接金属端；所述第二金属层延伸柱垂直设置于所述第二金属层上；所述第二金属侧外接金属端设置于底衬的外露侧壁上。
9.进一步地，所述ld芯片的底面通过散热陶瓷子基板与第二金属层黏连；所述ld芯片以倾斜角a的角度在所述一体式荧光盖板的封闭区域内倾斜式设置，其中，所述倾斜角a通过如下公式获取：
[0010][0011]
0.58s≤s0≤0.67s
[0012]
0.13a
01
≤a
02
≤0.21a
01
[0013]
其中，s
l
表示ld芯片实际平面面积；s表示封装结构的封装体积指标对应标准底面积；s0表示ld芯片对应的预设占用基准面积；a
01
表示预设的基准倾斜角，a
01
的取值范围为
11.7
°‑
15.6
°
；a
02
表示预设的补偿调节角度。
[0014]
进一步地，所述ld芯片的正极端和负极端分别连接有导线；所述ld芯片的正极端通过导线与第二金属层上的第二金属层延伸柱电连接；所述ld芯片的负极端所连接的导线插入至衬底导线插孔中，并与第一金属层延伸柱电连接。
[0015]
进一步地，所述反射镜组包括第一反射镜和第二反射镜；所述第一反射镜和第二反射镜均设置于所述ld芯片的发光端，并且，所述光纤通过光纤固定器固定设置于所述第一反射镜和第二反射镜之间的第二金属层上。
[0016]
进一步地，所述第一反射镜为平面镜；所述第一反射镜设置于所述ld芯片的发光端一侧的近端处。
[0017]
进一步地，所述第二反射镜为带倾斜面的反射镜，所述第二反射镜所述ld芯片的发光端一侧的远端处，并且，所述第二反射镜的倾斜面朝向所述光纤。
[0018]
本发明有益效果：
[0019]
本发明提出的一种ld芯片无机封装结构通过将ld芯片在封装结构内倾斜方式的设置能够有效降低封装结构的尺寸，能够使封装结构的尺寸最大限度拜托ld芯片自身尺寸的限制，实现封装结构的尺寸最小化。同时，通过散热陶瓷子基板的设置，在ld芯片倾斜设置时最大限度增加ld芯片的散热部件接触面积，同时，通过散热陶瓷子基板的厚度及整体体积的设置，增加了散热容量，在散热陶瓷子基板与第二金属层贴合进而连接底衬进行外散热的过程中，随着散热容量的提高，提高的散热饱和度，使ld芯片运行过程中实时产生的热量进行实时散热，极大程度上提高了散热效率，防止仅设有第二金属层和底衬进行散热时对应的散热饱和度较低，导致ld芯片运行过程中极易达到散热饱和度，进而导致散热效率随着ld芯片运行时间增加而降低的问题发生。
附图说明
[0020]
图1为本发明所述ld芯片无机封装结构的结构示意图；
[0021]
图2为本发明所述ld芯片无机封装结构的光纤安装示意图一；
[0022]
图3为本发明所述ld芯片无机封装结构的光纤安装示意图二；
[0023]
图4为本发明所述ld芯片无机封装结构的光纤安装示意图三；
[0024]
(1，底衬；2，第一金属层；3，第二金属层；4，ld芯片；5，导线；6，散热陶瓷子基板；7，光纤；8，第一反射镜；9，第二反射镜；10，光纤固定器；11，荧光盖板；101，衬底导线插孔；201，第一金属层延伸柱；301，第二金属层延伸柱；302，第二金属侧外接金属端；10a，第一固定件；10b，第二固定件；10c，第三固定件)。
具体实施方式
[0025]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0026]
一种ld芯片无机封装结构，如图1所示，所述ld芯片无机封装结构包括底衬组件、ld芯片4、反射镜组、光纤7和一体式荧光盖板11；所述ld芯片4、反射镜组和光纤7设置于所述底衬组件一侧的所述一体式荧光盖板11的封闭区域内；所述底衬组件和所述一体式荧光盖板11形成封装结构。
[0027]
其中，所述底衬组件包括底衬1、第一金属层2和第二金属层3；所述第一金属层2和第二金属层3分别设置与所述底衬1的两侧；其中，所述第一金属层2设置于远离所述一体式荧光盖板11的一侧；所述第二金属层3设置于所述一体式荧光盖板11的封闭区域内。所述底衬1上设置有衬底导线插孔101和延展通道，所述衬底导线插孔101用于所述ld芯片4的极端金属线插入；所述延展通道的一端与所述衬底导线插孔101相同，所述延展通道的另一端与所述第一金属层2相接。
[0028]
所述第一金属层2上设置有第一金属层延伸柱201；所述第一金属层延伸柱201设置于底衬1的延展通道内；所述第一金属层延伸柱201的一端与所述第一金属层2相连；所述第一金属层延伸柱201的另一端通过延展通道与所述衬底导线插孔101的底部相连。
[0029]
所述第二金属层3上设置有第二金属层延伸柱301和第二金属侧外接金属端302；所述第二金属层延伸柱301垂直设置于所述第二金属层3上；所述第二金属侧外接金属端302设置于底衬1的外露侧壁上。
[0030]
所述ld芯片4的正极端和负极端分别连接有导线5；所述ld芯片4的正极端通过导线5与第二金属层3上的第二金属层延伸柱301电连接；所述ld芯片4的负极端所连接的导线5插入至衬底导线插孔101中，并与第一金属层延伸柱201电连接。
[0031]
所述反射镜组包括第一反射镜8和第二反射镜9；所述第一反射镜8和第二反射镜9均设置于所述ld芯片4的发光端，并且，所述光纤7通过光纤固定器10固定设置于所述第一反射镜8和第二反射镜9之间的第二金属层3上。
[0032]
所述第一反射镜8为平面镜；所述第一反射镜8设置于所述ld芯片4的发光端一侧的近端处。所述第二反射镜9为带倾斜面的反射镜，所述第二反射镜9所述ld芯片4的发光端一侧的远端处，并且，所述第二反射镜9的倾斜面朝向所述光纤7。
[0033]
上述技术方案的工作原理及效果为：通过第一金属层2、第一金属层延伸柱201和延展通道的设置能够将ld芯片的负极端转移到封装结构的背面，通过第二金属层3、第二金属层延伸柱301和第二金属侧外接金属端302的配合结构能够将ld芯片的正极端转转移到封装结构的侧面。方便ld芯片的正负极的连接。同时，通过第一金属层延伸柱201和第二金属层延伸柱301的设置能够有效降低导线使用长度，进而在最小化设置的封装结构内降低导线之间的干扰。同时，通过第一反射镜8和第二反射镜9的设置在能够将倾斜设置的ld芯片4的发光平行投射至光纤。
[0034]
本实施例提出的一种ld芯片无机封装结构通过将ld芯片在封装结构内倾斜方式的设置能够有效降低封装结构的尺寸，能够使封装结构的尺寸最大限度拜托ld芯片自身尺寸的限制，实现封装结构的尺寸最小化。同时，通过散热陶瓷子基板的设置，在ld芯片倾斜设置时最大限度增加ld芯片的散热部件接触面积，同时，通过散热陶瓷子基板的厚度及整体体积的设置，增加了散热容量，在散热陶瓷子基板与第二金属层贴合进而连接底衬进行外散热的过程中，随着散热容量的提高，提高的散热饱和度，使ld芯片运行过程中实时产生的热量进行实时散热，极大程度上提高了散热效率，防止仅设有第二金属层和底衬进行散热时对应的散热饱和度较低，导致ld芯片运行过程中极易达到散热饱和度，进而导致散热效率随着ld芯片运行时间增加而降低的问题发生。
[0035]
本发明的一个实施例，如图2至图4所示，本实施例中的光纤固定器10包括第一固定件10a、第二固定件10b和第三固定件10c；所述第一固定件10a内侧设有与光纤结构配合
的弧度，所述第二固定件10b内侧设有与光纤结构配合的弧度；所述第三固定件10c的内侧为直角结构。通过这种设置能够有效提高光纤安装牢固性。在光纤安装过程中，首先，在第二金属层上表面粘合对接的第一固定件10a和第二固定件10b，然后，将光纤7安装至第一固定件10a和第二固定件10b内侧的对应弧度内，最后，将第三固定件10c按压至光纤上方，并且，将所述第三固定件10c与第一固定件10a和第二固定件10b按压粘合。
[0036]
上述技术方案的工作原理及效果为：通过这种设置能够有效提高光纤安装牢固性。
[0037]
本发明的一个实施例，如图1所示，所述ld芯片4的底面通过散热陶瓷子基板6与第二金属层3黏连；所述ld芯片4以倾斜角a的角度在所述一体式荧光盖板11的封闭区域内倾斜式设置，其中，所述倾斜角a通过如下公式获取：
[0038][0039]
0.58s≤s0≤0.67s
[0040]
0.13a
01
≤a
02
≤0.21a
01
[0041]
其中，s
l
表示ld芯片实际平面面积；s表示封装结构的封装体积指标对应标准底面积；s0表示ld芯片对应的预设占用基准面积；a
01
表示预设的基准倾斜角，a
01
的取值范围为11.7
°‑
15.6
°
；a
02
表示预设的补偿调节角度。
[0042]
上述技术方案的工作原理及效果为：通过上述角度公式获取的ld芯片倾斜角度能够与实际的ld芯片面积以及封装体积指标尺寸相匹配，有效提高ld芯片设置倾斜角度与封装标准尺寸的匹配性以及倾斜角设置的合理性，防止倾斜角设置过小导致无法最大化缩小封装结构尺寸的问题发生，同时，也能够防止倾斜角度设置过大导致，封装结构厚度增加，反而导致封装结构整体体积增加的问题发生。
[0043]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。