一种新型TO封装半导体激光器的制作方法

一种新型to封装半导体激光器
技术领域
1.本实用新型属于半导体激光技术领域，尤其涉及一种新型to封装半导体激光器。


背景技术：

2.半导体二极管激光器是最实用最重要的一类激光器。它体积小、寿命长，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦，其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达ghz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体二极管激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距以及雷达等方面得到了广泛的应用。
3.随着科技的不断发展，半导体激光器的封装技术包括有蝶形封装、to封装、box封装等。其中，to(transistor outline，最早定义被为晶体管外壳)封装是指同轴封装，属于一种全封闭式封装，由于其制作工艺简单、生产成本低、便于灵活使用等优势而被广泛应用于光电子器件如激光器的封装中。
4.然而，在一些应用场景中，激光器芯片的波长很容易会随着温度变化进行漂移，稳定性不够好，因此要想在一定温度范围内稳定使用，需要加装能够进行温度控制的半导体制冷器(tec)。目前带有能够进行温度控制的半导体制冷器的激光器多采用box封装，这种封装方法成本较高。to封装的激光器成本低、工艺简单，但是由于内部空间尺寸的限制导致to封装的激光器温控效果不够理想，因此这种情况需要改变。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种新型to封装半导体激光器，以解决上述背景技术中所提到的小型to封装的半导体激光器温控效果不理想的问题。
6.为实现以上实用新型目的，采用的技术方案为：
7.一种新型to封装半导体激光器，其特征在于，包括：管座、管帽、载体、半导体制冷器tec、热沉和半导体激光器芯片；所述管座的顶部设置有热沉，所述热沉呈u形结构设计，包括第一热沉、第二热沉和第三热沉，所述第二热沉设置于所述第一热沉和第三热沉中部且与二者为固定连接结构，所述第二热沉的顶部开设有u形槽，所述第二热沉的腰部设置有热沉片，所述热沉片的两端分别固定连接于所述第一热沉和第三热沉，所述半导体制冷器tec设置于所述热沉片底部并固定连接于所述管座顶部。
8.本实用新型进一步设置为：在所述管座的底部穿设有若干引脚。
9.本实用新型进一步设置为：所述管座的顶部设置有载体，所述载体用于固定连接所述热沉。
10.本实用新型进一步设置为：在所述管座的外部套设有管帽，所述管帽的中心处开设有视窗。
11.本实用新型进一步设置为：所述视窗的底部粘接有可视玻片。
12.本实用新型进一步设置为：所述半导体制冷器tec包括冷端和热端，所述冷端与所
述热沉片的底部相互抵接，所述热端与所述管座的顶部固定连接。
13.本实用新型进一步设置为：所述第二热沉开设的u形槽中固定连接有热敏电阻和半导体激光器芯片。
14.本实用新型进一步设置为：在所述热沉片的顶部固定连接有背光控制器芯片，在所述背光控制器芯片与所述热沉片的中间设置有连接垫片。
15.综上所述，与现有技术相比，本实用新型公开了一种新型to封装半导体激光器，包括：管座、管帽、载体、半导体制冷器tec、热沉和半导体激光器芯片；所述管座的顶部设置有热沉，所述热沉呈u形结构设计，包括第一热沉、第二热沉和第三热沉，所述第二热沉设置于所述第一热沉和第三热沉中部且与二者为固定连接结构，所述第二热沉的顶部开设有u形槽，所述第二热沉的腰部设置有热沉片，所述热沉片的两端分别固定连接于所述第一热沉和第三热沉，所述半导体制冷器tec设置于所述热沉片底部并固定连接于所述管座顶部。
16.本实用新型通过改进半导体激光器to封装内部的热沉结构，将三个热沉固定连接成u形结构，在中间的第二热沉中部另外加装热沉片，并将半导体制冷器tec设置于所述热沉片底部并固定于所述管座底部。即通过此设置，使得半导体制冷器tec的冷端与热端能够很好的分离，并且尽量避免半导体制冷器tec的热端将大量的热传递至半导体激光器芯片，从而影响激光波长的稳定性，对半导体激光器芯片的工作性能产生影响，提高了产品实用性和市场竞争力。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
18.图1是本实施例提供的一种新型to封装半导体激光器的整体结构剖视角截面图；
19.图2是本实施例提供的一种新型to封装半导体激光器的半导体制冷器tec的立体结构示意图；
20.图3是本实施例提供的一种新型to封装半导体激光器的热沉的立体结构示意图。
21.附图标记：1、管座；2、管帽；210、视窗；220、可视玻片；3、载体；4、半导体制冷器tec；410、冷端；420、热端；5、热沉；510、第一热沉；520、第二热沉；521、u形槽；522、热沉片；530、第三热沉；6、半导体激光器芯片；7、引脚；8、热敏电阻；9、背光控制器芯片；10、连接垫片。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.此外，上面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
26.一种新型to封装半导体激光器，如图1和图3所示，包括：管座(1)、管帽(2)、载体(3)、半导体制冷器tec(4)、热沉(5)和半导体激光器芯片(6)；所述管座(2)的顶部设置有热沉(5)，所述热沉(5)呈u形结构设计，包括第一热沉(510)、第二热沉(520)和第三热沉(530)，所述第二热沉(520)设置于所述第一热沉(510)和第三热沉(530)中部且与二者为固定连接结构，所述第二热沉(520)的顶部开设有u形槽(521)，所述第二热沉(520)的腰部设置有热沉片(522)，所述热沉片(522)的两端分别固定连接于所述第一热沉(510)和第三热沉(530)，所述半导体制冷器tec(4)设置于所述热沉片(522)底部并固定连接于所述管座(2)顶部。
27.需要进一步说明的是，第一热沉(510)、第二热沉(520)和第三热沉(530)之间通过粘接实现互相固定连接，所述第二热沉(520)腰部设置的热沉片(520)同样利用粘接使其固定于第一热沉(510)和第三热沉(530)之间，此外，半导体制冷器tec(4)设置于管座(2)的顶部，通过粘接的形式固定，所述半导体制冷器tec(4)的顶部与热沉片(522)的底部互相抵接。
28.进一步的，参考图1所示，在所述管座(1)的底部穿设有若干引脚(7)。
29.进一步的，参考图1所示，所述管座(1)的顶部设置有载体(3)，所述载体(3)用于固定连接所述热沉(5)。
30.需要进一步说明的是，管座(1)顶部设置的载体(3)与管座(1)为一体连接式关系，所述载体(3)用于为所述热沉(5)提供物理支撑，在具体实施过程中，所述热沉(5)的一侧通过粘接的方式与载体(3)进行固定连接。
31.进一步的，参考图1所示，在所述管座(1)的外部套设有管帽(2)，所述管帽(2)的中心处开设有视窗(210)，所述视窗(210)的底部粘接有可视玻片(220)。
32.进一步的，参考图1、图2所示，所述半导体制冷器tec(4)包括冷端(410)和热端(420)，所述冷端(410)与所述热沉片(522)的底部相互抵接，所述热端(420)与所述管座(1)的顶部固定连接。
33.需要进一步说明的是，所述半导体制冷器tec(4)的冷端(410)与热沉片(522)互相抵接，通过热沉片(522)从上方到下方传递热量，所述热端(420)与管座(1)的顶部通过胶体粘接。
34.进一步的，参考图1、3所示，所述第二热沉(520)开设的u形槽(530)中固定连接有热敏电阻(8)和半导体激光器芯片(6)。
35.在具体实施过程中，热敏电阻(8)和半导体激光器芯片(6)通过导电银胶固定粘接
在所述u形槽(530)底部。
36.进一步的，参考图1所示，在所述热沉片(522)的顶部固定连接有背光控制器芯片(9)，在所述背光控制器芯片(9)与所述热沉片(522)的中间设置有连接垫片(10)。
37.在具体的实施过程中，背光控制器芯片(9)与所述热沉片(522)，以及在热沉片(522)与背光控制芯片(9)之间设置的连接垫片(10)均通过导电银胶粘接。
38.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型公开了一种新型to封装半导体激光器，包括：管座、管帽、载体、半导体制冷器tec、热沉和半导体激光器芯片；所述管座的顶部设置有热沉，所述热沉呈u形结构设计，包括第一热沉、第二热沉和第三热沉，所述第二热沉设置于所述第一热沉和第三热沉中部且与二者为固定连接结构，所述第二热沉的顶部开设有u形槽，所述第二热沉的腰部设置有热沉片，所述热沉片的两端分别固定连接于所述第一热沉和第三热沉，所述半导体制冷器tec设置于所述热沉片底部并固定连接于所述管座顶部。本实用新型通过改进半导体激光器to封装内部的热沉结构，将三个热沉固定连接成u形结构，在中间的第二热沉中部另外加装热沉片，并将半导体制冷器tec设置于所述热沉片底部并固定于所述管座底部。即通过此设置，使得半导体制冷器tec的冷端与热端能够很好的分离，并且尽量避免半导体制冷器tec的热端将大量的热传递至半导体激光器芯片，从而影响激光波长的稳定性，对半导体激光器芯片的工作性能产生影响，提高了产品实用性和市场竞争力。
39.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。