专利名称：激光器封装适配器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在光电电路板上安装激光器的半导体激光器封装。更具体而言，本发明涉及适用于在光电电路板中将一第一激光器封装的引脚输出布局适配至一印刷电路板上的所期望引脚输出布局的适配器。
背景技术：
半导体激光器装置在现今的各种应用中用于诸多目的。这些装置(例如边缘发射型激光器及垂直共振腔面发射激光器(VCSEL))在光电及电信工业中获得应用。将激光器部署于光电电路板中往往是使用一气密性密封的外壳或一封装容纳所述激光器及可能各种其它光学或电子装置来实现的。此半导体激光器封装能保护所述电子及光学装置不会因有害的环境污染物(例如大气中的水份及灰尘)而劣化。此外，所述半导体激光器封装还充当一散热器以冷却其中所密封的组件。
所属领域中已知诸多用于VCSEL及边缘发射型激光器的半导体激光器封装设计。两种用于光电电路板的此类半导体激光器封装设计为同轴激光器封装(或“晶体管轮廓”TO罐)及呈矩形且平坦的“蝶形”激光器封装。
所述蝶形激光器封装设计在光电工业中被广泛采纳。图1为一包括一平坦封装子组合件102及一光纤模块104的蝶形激光器封装100的一图解。蝶形激光器封装100进一步包括一具有两排在平坦封装子组合件102的对置侧上延伸的引脚的蝶形引脚输出布局106。蝶形引脚输出布局106中的这两排引脚处于同一平面上，从而能方便地将所述封装与光电电路板(图中未显示)集成在一起。因此，所述蝶形封装设计在光电工业中被广泛采用。
此外，所述同轴激光器封装设计因其易于制造及成本低而已显示出巨大的应用潜力。图2A、2B、2C图解说明一同轴激光器封装200。图2A图解说明包括一TO头部子组合件202及一光纤模块204的同轴激光器封装200的一等角投影图。同轴激光器封装200进一步包括一具有自TO头部子组合件202的头部表面垂直延伸出的引脚的同轴引脚输出布局206。所属领域中已知同轴引脚输出布局206的各种引脚定向形式。例如，同轴引脚输出布局206的引脚可定向成一如图2B中所示的圆形形式或图2C中所示的排形式。
光纤模块204用于耦合从TO头部组合件202发出的激光以便随后将所述激光用于光电装置中。一激光二极管、其它光学装置及IC组件(图中未显示)安装于TO头部子组合件202内部并与一TO罐208气密密封。
图3为一具有一金属夹具302的同轴激光器封装200的一图解，金属夹具302用于将同轴激光器封装200的TO罐208安装到一散热器(图中未显示)上以达到冷却目的。
由于同轴激光器封装易于制造且成本低，因而期望在光电电路板中使用同轴激光器封装。然而，现有的光电电路板设计适于使用一蝶形激光器封装。蝶形引脚输出布局106与同轴引脚输出布局206之间的差异使得无法在现有光电电路板设计上直接以同轴激光器封装来替换蝶形激光器封装。因此，需要一种有利于使用同轴激光器封装来代替蝶形激光器封装的发明。
发明内容
本发明揭示一种适合在一光电电路板中用来使一封装引脚输出布局构造适配至一印刷电路板上所期望的引脚输出布局构造的适配器。
在一实施例中，本发明揭示一种适合在一光电电路板中用来将一封装引脚输出布局构造适配至一印刷电路板上所期望的引脚输出布局构造的适配器。所述适配器包括一经设计以与所述封装引脚输出布局构造电耦合的引脚输入布局构造、一在几何结构上与所需引脚输出布局相同的适配器引脚输出布局构造、及一提供复数个电路径以将所述引脚输入布局构造与所述适配器引脚输出布局构造连接的柔性电路。
在另一实施例中，本发明揭示一种适合在一光电电路板中用来将一封装引脚输出布局构造适配至一印刷电路板上所期望的封装引脚输出布局构造的适配器。所述适配器包括一柔性电路。所述柔性电路进一步包括一经设计以与所述封装引脚输出布局构造电耦合的引脚输入布局构造、一在几何结构上与所需引脚输出布局相同的引脚输出布局、及所述封装引脚输出布局构造的所述引脚输出布局与所述适配器引脚输出布局构造之间的一对一电连接。
本发明各实施例适于将一同轴激光器封装的引脚输出布局适配至一蝶形激光器封装的引脚输出布局。
下文将结合旨在图解说明本发明的附图来说明本发明，在各附图中相同的名称表示相同的元件，且在附图中图1显示所属领域已知的一蝶形激光器封装的一等角投影图。
图2A显示所属领域已知的同轴激光器封装的一等角投影图。
图2B显示一同轴引脚输出布局中的一种已知引脚定向的视图。
图2C显示一同轴引脚输出布局中的另一种已知引脚定向的视图。
图3显示一根据现有技术在同轴激光器封装上用来将所述封装连接至一散热器的金属夹具。
图4显示一根据本发明一实施例用于一适配器的柔性电路的一等角投影图。
图5显示一根据本发明一实例性实施例与所述柔性电路相匹配的同轴激光器封装的一等角投影图。
图6显示一根据本发明一实施例与所述柔性电路一起使用的壳式包装的一等角投影图。
图7显示根据本发明一实施例与一同轴激光器封装耦合的适配器的一等角投影图。
具体实施例方式
在上述说明中，已阐述了本发明各具体实施。然而，所属领域的技术人员应了解，可在不背离下文在权利要求书中所述的本发明范围的前提下，对本发明进行各种修改和改变。因此，应从阐释性而非限定性意义上来看待本说明及附图，而且所有此种修改均意欲包括于本发明范围内。然而，不应将此种益处、优点、问题解决方案、及任何可能带来任何益处、优点或解决方案或使任何益处、优点或解决方案变得更加显著的要素视为任一或所有权利要求项的关键的、必需的、或本质的特征或要素。
本发明揭示一种用于将一第一激光器封装适配至一印刷电路板上的所需引脚输出布局构造的适配器。在现有技术中，一种设计的半导体激光器封装只能用于一对应设计的光电电路板。这是因为第一激光器封装的引脚输出布局可能与用于光电电路板的所期望的引脚输出布局不一致。根据本发明的适配器提供使一第一激光器封装的引脚输出布局适合与一需要一不同引脚输出布局(下称所期望的引脚输出布局)的光电电路板一起使用的灵活性。
根据本发明各实施例，所述适配器包括一与第一激光器封装的引脚输出布局相匹配的引脚输入布局构造。此外，所述适配器包括一在几何结构上与所期望引脚输出布局构造相同的适配器引脚输出布局构造。所述引脚输入布局构造与所述适配器引脚输出布局构造通过复数个电路径电连接。所述适配器引脚输出布局构造可进一步连接至所述光电电路板。此提供一使第一激光器封装的引脚输出布局适用于任何所期望的光电电路板的廉价且方便的方式。
在一实施例中，本发明可用于将一同轴激光器封装适配至一蝶形激光器封装。
图4显示一根据本发明一实施例用于一适配器的柔性电路的一等角投影图。图中所示的柔性电路将同轴引脚输出布局206适配至蝶形引脚输出布局106。该图显示一柔性电路400，其包括两排引脚，这两排引脚按一种在几何结构上与一所期望的引脚输出布局402(在此示例中为一蝶形引脚输出布局)具有相同的设计来布置。柔性电路400还包括设计用于与一同轴激光器封装引脚输出布局电耦合的环形孔404。所期望的引脚输出布局402中的这两排平行的引脚处于同一平面上，从而能方便地将所述封装与所述光电电路板集成在一起。柔性电路400进一步包括一环形表面406。环形表面406上设置有环形孔404，以与同轴引脚输出布局206(如图2中所示)相匹配，从而形成一引脚输入布局构造。形成于柔性电路400的环形表面406上的环形孔404在所述适配器中构成一与同轴引脚输出布局206相匹配的引脚输入布局构造。
在本发明一实施例中，柔性电路400由铜箔、聚酰亚胺及粘合层压板制成。读者将易知，所属领域中已知的各种适当的材料均可用于制造柔性电路400。
所期望的引脚输出布局402在几何结构上模仿蝶形激光器封装100的蝶形引脚输出布局106(如图1中所示)。换句话说，柔性电路400的所期望的引脚输出布局402的图案及尺寸与蝶形引脚输出布局106基本相同。
在本发明一实施例中，可使用适当的成形工具将柔性电路400弯至呈一所期望的形状。所属领域的技术人员将易知，可使用所属领域中已知的适当的成形工具来获得柔性电路400的各种定向或形状。
柔性电路400进一步包括电子迹线(图中未显示)，所述电子迹线延伸于柔性电路400的内部以将同轴引脚输出布局206的引脚连接至形成于柔性电路400上的所期望引脚输出布局402的对应引脚。这些特征使得不需要将形成于同轴激光器封装200上的同轴引脚输出布局206弯曲来使其适于蝶形应用。
图5显示同轴激光器封装柔性电路子组合件500的一等角投影图。同轴激光器封装200的同轴引脚输出布局206穿过形成于柔性电路400的环形表面406上的环形孔404。此配置能够在同轴引脚输出布局206的引脚与所期望引脚输出布局402之间形成连续的电连接。
图6显示一根据本发明一实施例与柔性电路400一起使用的壳式包装600的一等角投影图。壳式包装600为一具有一顶部602及一底部604的两部件式构造。
在本发明一实施例中，壳式包装600具有一圆柱形膛孔606，圆柱形膛孔606是通过将一半形成于顶部602内的半圆体与另一半形成于底部604内的半圆体相结合而形成。在各实施例中，可在壳式包装600内形成有其它内部空腔(图中未显示)，以适当地容纳第一激光器封装及柔性电路400。
壳式包装600用来以一单一扁平形式将柔性电路400与同轴激光器封装200固定在一起。此外，壳式包装600充当一散热器以耗散由激光二极管及其它内部热源所产生的热量。例如，壳式包装600热导通至一所冷却第一激光器封装中的热电冷却器(TEC)的热侧，并用来耗散由第一激光器封装中的激光器二极管及TEC所产生的热量。
在本发明一实施例中，顶部602与底部604使用螺钉紧固在一起。在本发明另一实施例中，顶部602与底部604通过环氧树脂粘合固定在一起。所属领域的技术人员将易知，可根据应用而使用各种紧固方法来接合壳式包装600的顶部602与底部604。
在本发明的另一实施例中，壳式包装600可使用具有高热导率的材料(例如铝、铜或其它金属)通过机械加工或经模制而成。所属领域的技术人员将易知，可使用各种其它已知材料来构造壳式包装600，此并不背离本发明的范围。
在本发明再一实施例中，可在同轴激光器封装200的TO罐208与壳式包装600的圆柱形膛孔606之间插入一界面材料以达到热接触目的。所属领域的技术人员将易知，可使用各种已知材料来实现此种热接触，包括(以非限定性方式举例而言)热环氧树脂及热垫片。
在本发明一实施例中，壳式包装600的占用面积与蝶形激光器封装100的占用面积相同。在本发明另一实施例中，根据使用适配器的应用来选择壳式包装600的占用面积。
图7显示一经过适配的半导体激光器封装700的完整组合件，其包括具有柔性电路400的同轴激光器封装200及壳式包装600。同轴激光器封装200、柔性电路400与壳式包装600组装在一起并密封。经过适配的激光器封装700已准备好用于蝶形激光器封装应用而无需任何修改。
在本发明一实施例中，柔性电路400内的电迹线可在同轴引脚输出布局206的引脚与所期望的引脚输出布局402之间提供一对一连接。在另一实施例中，同轴引脚输出布局206的某些引脚可连接至所期望的引脚输出布局402中一个以上的引脚。或者，同轴引脚输出布局206的某些引脚也可不连接至所期望的引脚输出布局402的引脚。所属领域的技术人员将易知，可根据所述适配器的应用在同轴引脚输出布局206的引脚与所期望的引脚输出布局402的引脚之间使用各种连接，此并不背离本发明的精神及范围。
在本发明一实施例中，将顶部602与底部604旋紧在一起用来密封经过适配的激光器封装700。在另一实施例中，使用环氧树脂粘合来密封经过适配的激光器封装700。所属领域的技术人员将易知，可采用各种其它方法来密封第一激光器封装，此并不背离本发明的范围。
所属领域的技术人员将易知，可使用所属领域中已知的各种各样的设计及材料来使柔性电路400及壳式包装600用作适配器，从而提供复数个电路径以将引脚输入布局构造与适配器引脚输出布局构造相连接。
本文中所包含的例示性实例中所详述的本发明各实例是使用基于一用于将一同轴激光器封装适配至蝶形应用的适配器的术语及大体绘制的构造来加以阐述的。但不应将使用这些实例解释为将本发明限定于这些半导体激光器封装。本发明所揭示的方法及原理可用于并旨在使任何半导体激光器封装适配于任何应用。
虽然上文已显示并阐述了本发明各较佳实施例，但显然本发明并不仅限于这些实施例。所属领域的技术人员将易知众多修改、改变、变化、替换及等效形式，此并不背离权利要求书中所述的本发明的精神及范围。
权利要求
1.一种适合在一光电电路板中用来将一封装引脚输出布局构造适配至一所期望的引脚输出布局构造的适配器，所述适配器包括a、一设计用于与所述封装引脚输出布局构造电耦合的引脚输入布局构造；b、一在几何结构上与所述所期望引脚输出布局构造相同的适配器引脚输出布局构造；及c、一柔性电路，其包括复数个用于将所述引脚输入布局构造连接至所述适配器引脚输出布局构造的电路径。
2.如权利要求1所述的适配器，其中所述适配器进一步包括一以一单一扁平形式将所述柔性电路与所述封装引脚输出布局构造固定在一起的壳式包装。
3.如权利要求2所述的适配器，其中所述壳式包装至少部分地由一导热体制成。
4.如权利要求3所述的适配器，其中所述导热体选自一由金属与合金组成的群组。
5.如权利要求3所述的适配器，其中所述导热体选自一由Al、Cu、冷轧钢或其它合金组成的群组。
6.如权利要求1所述的适配器，其中所述壳式包装具有一圆柱形膛孔。
7.如权利要求6所述的适配器，其中所述圆柱形膛孔容纳所述封装的TO罐。
8.如权利要求2所述的适配器，其中所述壳式包装具有用于容纳所述柔性电路的内部空腔。
9.如权利要求2所述的适配器，其中所述壳式包装为一两部件式构造。
10.如权利要求9所述的适配器，其中所述两部件式构造由螺钉固定在一起。
11.如权利要求9所述的适配器，其中所述两部件式构造通过环氧树脂粘合固定在一起。
12.如权利要求7所述的适配器，其中所述壳式包装的所述圆柱形膛孔通过一界面材料与所述封装的所述TO罐进行热接触。
13.如权利要求12所述的适配器，其中所述界面材料选自一由热环氧树脂、热垫片、或热油脂组成的群组。
14.如权利要求1所述的适配器，其中所述柔性电路至少部分地由铜箔、聚酰亚胺、及一粘合层压板制成。
15.如权利要求1所述的适配器，其中所述适配器引脚输出布局构造在几何结构上对应于一蝶形激光器封装引脚输出布局构造。
16.如权利要求1所述的适配器，其中所述封装为一同轴激光器封装。
17.如权利要求1所述的适配器，其中所述引脚输入布局构造包括复数个在几何结构上布置成与所述封装的所述引脚输出布局相匹配的环形孔。
18.如权利要求1所述的适配器，其中在所述引脚输入布局构造的所述环形孔与所述适配器引脚输出布局构造的所述引脚输出布局之间存在一对一电耦合。
19.如权利要求1所述的适配器，其中所述封装引脚输出布局构造为一经过组装及密封的装置。
20.一种适合在一光电电路板中用来将一封装引脚输出布局构造适配至一所期望的引脚输出布局构造的适配器，所述适配器包括a、一柔性电路，其包括i、一设计用于与所述封装引脚输出布局构造电耦合的引脚输入布局构造；ii、一在几何结构上与所述所期望的引脚输出布局构造相同的适配器引脚输出布局构造；及iii、所述封装引脚输出布局构造的所述引脚输出布局与所述适配器引脚输出布局构造之间的一对一电连接。
全文摘要
本发明揭示一种适用于光电电路板的适配器。根据本发明的适配器用来将一封装引脚输出布局构造适配至一印刷电路板上的所期望的引脚输出布局构造。所述适配器包括一与所述封装引脚输出布局构造电耦合的引脚输入布局构造。所述适配器进一步包括一在几何结构上与所期望的引脚输出布局相同的适配器引脚输出布局构造及一柔性电路，所述柔性电路提供复数个用于将所述引脚输入布局构造与所述适配器引脚输出布局构造相连接的电路径。在各实施例中，所述适配器进一步包括一用于以单一扁平形式将所述适配器引脚输出布局与所述柔性电路固定在一起的壳式包装。
文档编号H05K3/30GK1996686SQ20061014033
公开日2007年7月11日 申请日期2006年11月27日 优先权日2006年1月5日
发明者苗容生, 柯诚礼, 托德·奥尔森 申请人:昂科公司