[發(fā)明專利]一種中低功率半導(dǎo)體激光器的封裝制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810138802.3
• 申請(qǐng)日: 2008-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN101330194A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海衛(wèi);湯慶敏;徐現(xiàn)剛;夏偉;蘇建;李沛旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東華光光電子有限公司
• 主分類號(hào): H01S5/022
• 分類號(hào): H01S5/022;H01S5/024
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體二極管激光器的制作方法，屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、易于調(diào)制和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在照明、醫(yī)療、工業(yè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用，如光纖通信、激光測(cè)距、目標(biāo)指示、照明、美容等行業(yè)。隨著半導(dǎo)體激光器輸出功率的不斷提高，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，需求量也越來(lái)越大。中低功率的半導(dǎo)體激光器，一般采用C-mount和TO5封裝，但是由于生產(chǎn)設(shè)備和封裝治具的限制，生產(chǎn)效率低下，難以滿足批量生產(chǎn)的需求。因此，在不影響激光器性能和可靠性的前提下，如何提高生產(chǎn)效率就成為急需在生產(chǎn)中解決的問(wèn)題和技術(shù)瓶頸。從半導(dǎo)體激光器器件封裝的角度來(lái)看，傳統(tǒng)的C-mount和TO5封裝的半導(dǎo)體激光器在制作工藝上都存在明顯的缺點(diǎn)，如焊料制備困難、手工工步較多等，都是影響生產(chǎn)效率的因素。而且傳統(tǒng)的C-mount和TO5的封裝過(guò)程，也存在以下一系列的問(wèn)題，影響最終的成品率：

1.焊料的厚度一致性差，難以做到精確控制；

2.只能做成器件后進(jìn)行扎測(cè)，缺少優(yōu)選過(guò)程，芯片失效則導(dǎo)致器件失效，影響合格率；

3.失效后的器件底座，因?yàn)楹附颖砻娴钠秸艿狡茐碾y以重復(fù)利用，需要大量時(shí)間進(jìn)行清洗拋光。

因此，上述封裝結(jié)構(gòu)不適合批量穩(wěn)定生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有中低功率半導(dǎo)體激光器的封裝方法存在的問(wèn)題，提供一種適合批量生產(chǎn)、產(chǎn)品合格率高的中低功率半導(dǎo)體激光器的封裝制作方法。

本發(fā)明的的中低功率半導(dǎo)體激光器的封裝制作方法，是利用一種厚度在0.2mm-0.3mm之間的長(zhǎng)方體熱沉作為中間載體，首先以整片的方式在熱沉上蒸鍍焊料，然后利用焊料在每個(gè)熱沉單位上粘結(jié)半導(dǎo)體激光器管芯芯片，粘結(jié)完畢后一起放入合金爐，采用銦焊料時(shí)，在200℃-300℃及通氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下燒結(jié)10分鐘-20分鐘，采用金錫焊料時(shí)，在280℃-300℃及通氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下燒結(jié)10秒-60秒，將燒結(jié)后粘有芯片的熱沉單位從整片熱沉片上切割下來(lái)，利用銀漿粘結(jié)到TO5管座的舌頭上，在半導(dǎo)體激光器管芯芯片的N面電極上鍵合金線，將金線連接到TO5管座的陰極管腳上，半導(dǎo)體激光器管芯芯片通過(guò)TO5管殼的舌頭作為正電極，陰極管腳作為負(fù)電極進(jìn)行通電工作。

熱沉可以選用導(dǎo)電金屬或絕緣導(dǎo)熱材料制作，在導(dǎo)電金屬或絕緣導(dǎo)熱材料表面鍍金。導(dǎo)電金屬制作的熱沉采用整片制作的，每片包括500個(gè)熱沉單位；絕緣導(dǎo)熱材料制作的熱沉使用2英寸-4英寸的襯底片，通過(guò)鍍金、鋸片機(jī)半切制作。

半導(dǎo)體激光器管芯芯片以倒裝的方式粘結(jié)在熱沉上。

本發(fā)明的半導(dǎo)體激光器的封裝制作方法可以對(duì)焊料厚度進(jìn)行精確控制，解決了由于焊料過(guò)厚或者過(guò)薄造成的焊料氣泡或燒結(jié)不牢等問(wèn)題，可以對(duì)熱沉進(jìn)行批量蒸鍍焊料，滿足了批量生產(chǎn)的需要，具有更好的通用性，提高了材料利用率，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的原理示意圖。

圖2是在半導(dǎo)體激光器管芯芯片的N面電極上鍵合金線的示意圖。

圖中：1、熱沉單位，2、半導(dǎo)體激光器管芯芯片，3、TO5管座舌頭，4、TO5管座的陰極管腳，5、金線。

具體實(shí)施方式

按本發(fā)明的方法，封裝制作時(shí)包含一種用金屬或絕緣材料制作的熱沉、現(xiàn)有封裝工藝用的TO5管座和半導(dǎo)體激光器管芯芯片3，利用現(xiàn)有的薄膜蒸鍍工藝在熱沉上蒸鍍焊料，利用現(xiàn)有的半導(dǎo)體激光器器件封裝工藝進(jìn)行其他工步的封裝。熱沉1呈長(zhǎng)方體片狀，其厚度在0.2mm-0.3mm之間。可以選用導(dǎo)電金屬制作的熱沉，如銅、鐵等，在導(dǎo)電金屬表面鍍金；也可以選用絕緣導(dǎo)熱材料制作的熱沉，如硅、碳化硅、陶瓷片等，在絕緣導(dǎo)熱材料表面鍍金。導(dǎo)電金屬制作的熱沉采用整片制作的，每片包括500個(gè)熱沉單位；絕緣導(dǎo)熱材料制作的熱沉使用2英寸-4英寸的襯底片，通過(guò)鍍金、鋸片機(jī)半切制作。