一种激光器的封装结构的制作方法

本技术涉及激光显示，尤其涉及一种激光器的封装结构。

背景技术：

1、封装作为激光器制造流程中的关键环节，不仅需实现对激光芯片的机械支撑与电气互连，更要构建可靠的防护屏障，抵御外部环境中的水汽、灰尘等污染物侵蚀，同时保障芯片在工作过程中的热管理效率，直接决定激光器的输出性能与使用寿命。

2、在激光器封装的壳体选型中，陶瓷材料因具备优异的绝缘性能、热导率及化学稳定性，成为中高功率激光器封装的主流选择，形成以陶瓷管壳为基础的典型封装结构，在封装成本控制需求的驱动下，行业内普遍采用胶封工艺实现陶瓷管壳开口与盖板的密封，该工艺通过将胶体涂覆于陶瓷管壳开口与盖板的接合面，经固化后形成密封结构。

3、但是，胶体在由熔融态向固态转变的固化过程中，其内部含有的油类、脂类等有机组分将发生热分解并释放挥发性物质，此类挥发物因封装腔体的密闭性无法有效排出，会持续扩散并吸附于激光芯片的有源区及光学界面表面，从而影响激光芯片的功能，进而影响激光器的使用寿命。

技术实现思路

1、本技术公开了一种激光器的封装结构，其能够在降低激光器封装成本的前提下，避免影响激光芯片的功能，从而保证激光器的使用寿命。

2、为了实现上述目的，本技术公开一种激光器的封装结构，包括：

3、底板；

4、管壳，所述管壳内部中空，且所述管壳具有与所述内部空间连通的顶部开口和底部开口，所述管壳的底部连接于所述底板上；

5、激光芯片，所述激光芯片设置于所述底板上且位于所述管壳内；

6、盖板，所述盖板盖合于所述顶部开口，所述盖板包括：

7、板体，所述板体设有透光孔，所述板体焊接于所述管壳的顶部端面；

8、透明镜片，所述透明镜片盖合所述透光孔；

9、胶体，所述胶体连接于所述透明镜片与所述板体之间。

10、由此，在进行激光芯片封装时，首先将激光芯片及管壳设置于底板上，并且采用胶体将透明镜片粘接于板体，最后采用焊接工艺将设置有透明镜片的板体焊接于管壳上，可见，板体与管壳焊接之前，透明镜片已通过胶体封装于板体上，胶体在固化过程中产生的挥发性物质不会对管壳内的激光芯片造成影响，换句话说，在本实施例中，在降低激光器封装成本的前提下，采用胶封连接板体和透明镜片，挥发性物质位于管壳的外面，不进入管壳的内部空间，从而避免在有源区和光学界面形成吸附层，确保了激光芯片的功能，提升了激光器的使用寿命。

11、在一种可能的实现方式中，所述板体具有背离所述管壳的第一表面，所述第一表面上设有凹槽，所述凹槽包括：

12、槽底，所述槽底包括承接部和透光部，所述承接部环绕于所述透光部的外侧，所述透光孔形成于所述透光部，所述透明镜片位于所述承接部上；

13、槽壁，所述胶体位于所述槽壁与所述透明镜片之间。

14、由于透明镜片位于承接部上，胶体位于槽壁与透明镜片之间，因此，胶体被限定在板体的第一表面的凹槽内，挥发物在腔外或局部小空间排出，无法进入管壳内，避免在激光芯片有源区与光学界面形成吸附层，有效降低阈值电流漂移、斜率效率下降、光学损耗上升等问题，显著延长激光器寿命。

15、并且，承接部为透明镜片提供刚性支撑与精准定位，确保透明镜片与透光孔同轴度高，光路偏移小，胶体形成的胶层的厚度与宽度由槽壁与承接部共同约束，减少胶层不均导致的散射、反射损耗，提升耦合效率与出光一致性，适用于对光路精度要求高的中高功率场景。

16、需要说明的是，凹槽可以是采用去材的工艺形成，还可以冲压形成的凹槽。

17、在一种可能的实现方式中，所述槽壁与所述透明镜片的侧边缘之间的最小距离大于0.1mm。

18、由于槽壁与透明镜片的侧边缘之间的最小距离大于0.1mm，因此，槽壁与透明镜片的侧边缘之间的间隙可容纳足够的胶体，从而形成连续且厚度均匀的胶圈，确保透明镜片与透光孔边缘的局部密封，并且在温度循环与湿热环境下，胶体有足够空间释放形变，降低开裂与渗漏风险，保障长期高气密性，同时，能够避免因槽壁与透明镜片的侧边缘之间的间隙过小而使得胶体形成的胶圈层过薄，影响透明镜片和板体的粘接强度，进而提升了透明镜片与板体之间连接的可靠性。

19、在一种可能的实现方式中，所述槽壁包括依次相连的第一竖向槽侧壁、横向槽侧壁和第二竖向槽侧壁，所述第一竖向槽侧壁还与所述第一表面连接，所述第二竖向槽侧壁与所述承接部连接，所述胶体设置于所述第一竖向槽侧壁与所述透明镜片之间。

20、由于胶体设置于第一竖向槽侧壁与透明镜片之间，因此，第一竖向槽侧壁为胶体提供清晰的填充边界，可形成连续均匀的胶圈，保证透明镜片与板体的局部密封，由于横向槽侧壁连接于第一竖向槽侧壁和第二竖向槽侧壁之间，因此，横向槽侧壁与第一竖向槽侧壁共同约束胶体，防止胶体流入透光孔或覆盖透明镜片的有效透光区，避免光路遮挡与散射损耗，保证出光一致性与耦合效率。

21、在一种可能的实现方式中，所述第二竖向槽侧壁的高度为h1，所述透明镜片的厚度为m，h1＜1/2m。

22、通过h1＜1/2m，能够降低第二竖向槽侧壁对透明镜片边缘的竖向约束，使得透明镜片主要以承接部为支撑，如此，可在透明镜片的边缘留有较多的形变空间，胶体在固化收缩及温循过程中，材料热膨胀系数差异产生的应力可有效释放，降低了透明镜片的崩边与开裂风险。

23、另外，第二竖向槽侧壁的高度较低时，第一竖向槽侧壁与横向槽侧壁形成的外排通道更为通畅，胶体在固化过程中产生的挥发物可直接排出，避免挥发性物质进入管壳的内部空间污染激光芯片有源区与光学界面，进一步延长了激光器使用寿命。

24、在一种可能的实现方式中，所述第一竖向槽侧壁的高度为h2，h2＞1/2m。

25、由此，通过h2＞1/2m，能够使第一竖向槽侧壁成为熔融状的胶体的主要阻挡结构，配合横向槽侧壁形成“竖向挡胶+横向承托”的双重约束，有效控制熔融状的胶体上爬高度与外溢范围，避免熔融状的胶体污染板体的第一表面及其他装配面，同时保证固化后的胶体连续均匀，提升密封可靠性，适配防水、防尘等严苛环境。

26、在一种可能的实现方式中，所述第一竖向槽侧壁与所述透明镜片的侧壁之间的距离大于0.4mm。

27、通过第一竖向槽侧壁与透明镜片的侧壁之间的距离大于0.4mm，能够有效容纳透明镜片的厚度公差及装配对中误差，减少因尺寸超差导致的装配干涉，便于自动点胶、贴合与固化流程，适配批量生产，提升良率。

28、另外，在胶体固化过程中，第一竖向槽侧壁与透明镜片的侧壁之间的间隙较大时，有利于促进挥发物和产生的气泡的排出，从而提升胶体的密封效果。

29、在一种可能的实现方式中，所述槽壁与所述第一表面之间设置有圆弧部。

30、由于槽壁与第一表面之间设置有圆弧部，因此，在槽壁与透明镜片的侧壁之间设置胶体时，能够增大胶体的容量，提升胶体与板体之间的粘接面积，有利于提升透明镜片与板体之间的密封效果。

31、在一种可能的实现方式中，所述管壳的侧壁上设置有过线孔，所述过线孔用于穿设与所述激光芯片连接的引线。

32、由于管壳的侧壁上设置有过线孔，因此，过线孔为引线提供固定出线位，可按激光芯片的引脚布局分组设置多个过线孔，避免引线交叉、缠绕与干涉，便于打线、焊接与自动化穿线，提升装配一致性与效率。

33、另外，在管壳的侧壁上设置过线孔更易实现多通道分组出线，避开透光区与基板散热区，引线路径更短，密封与挡胶设计更灵活。

34、在一种可能的实现方式中，所述透明镜片上镀设有增透膜层。

35、通过在透明镜片上镀设有增透膜层，能够降低界面反射、提升透过率，同时改善成像对比度与色彩还原，减少眩光与杂散光，提升透明镜片的透光性能，降低光能损失。

36、与现有技术相比，本技术的有益效果在于：

37、在进行激光芯片封装时，首先将激光芯片及管壳设置于底板上，并且采用胶体将透明镜片粘接于板体，最后采用焊接工艺将设置有透明镜片的板体焊接于管壳上，可见，板体与管壳焊接之前，透明镜片已通过胶体封装于板体上，胶体在固化过程中产生的挥发性物质不会对管壳内的激光芯片造成影响，换句话说，在本实施例中，在降低激光器封装成本的前提下，采用胶封连接板体和透明镜片，挥发性物质位于管壳的外面，不进入管壳的内部空间，从而避免在有源区和光学界面形成吸附层，确保了激光芯片的功能，提升了激光器的使用寿命。