一种夹心式边发射激光器封装结构及其制作方法与流程

1.本发明属于半导体激光器封装技术领域，具体涉及一种夹心式边发射激光器封装结构及其制作方法。


背景技术：

2.经过几十年的发展，半导体激光器越来越被社会所熟悉。也由于其本身具有体积小、重量轻、电光转换效率高、寿命长和可靠性高等优点，已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域逐渐取代了气体和固体激光器的使用，其应用范围也在逐步扩展。应用的多样化对半导体激光器的封装要求越来越多样化。这对半导体封装技术提出了很大挑战。
3.对于边发射半导体激光器封装结构主要为to-can封装、塑封支架封装、led 支架封装。客户实际应用过程中，不少应用要求激光器带背光检测功能，以实现激光器的恒功率输出，但是现有的塑封支架封装和led支架封装较难实现激光器背光的检测，即使实现检测由于光电探测芯片与半导体激光器芯片基本平行，光线较弱，背光检测效果也较差。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：解决现有技术中平面封装边发射半导体激光器难以实现背光检测的问题，提供一种带背光检测功能的夹心式边发射激光器封装结构及其制造方法。
5.本发明的技术方案为：提供一种夹心式边发射激光器封装结构，包括半导体激光器芯片、光电探测芯片、热沉、载板线路板、盖板线路板、夹层线路板，所述载板线路板、夹层线路板、盖板线路板由上至下围成一个中空腔体，所述中空腔体内设置所述半导体激光器芯片、光电探测芯片、热沉，所述夹层线路板上设有正对所述半导体激光器芯片的夹层线路板出光孔，所述光电探测芯片贴装于所述盖板线路板上，所述半导体激光器芯片设置在所述热沉上，所述热沉设置在所述载板线路板上，所述光电探测芯片正对所述半导体激光器芯片背光面。
6.优选地，还包括光电探测金线、半导体激光器芯片连接线、盖板焊盘、载板线路板引线焊盘、载板线路板底部焊盘，所述中空腔体内设置所述光电探测金线、半导体激光器芯片连接线，所述载板线路板引线焊盘设置在所述载板线路板上，所述盖板焊盘设置在所述盖板线路板上，所述载板线路板底部焊盘设置在所述载板线路板底部，所述光电探测金线两端分别连接所述光电探测芯片和所述盖板焊盘，所述半导体激光器芯片连接线两端分别连接所述半导体激光器芯片和所述载板线路板引线焊盘，所述夹层线路板上设有连通盖板线路板和载板线路板的导电通孔。
7.优选地，所述半导体激光器芯片出光面探出所述热沉端面的长度不低于20 μm且不高于50μm。
8.本发明的另一个技术方案为：提供一种夹心式边发射激光器封装结构的制作方法，包括以下步骤：
9.步骤100：将热沉表面蒸铟，将半导体激光器芯片粘接于所述热沉上，半导体激光
器芯片出光面探出所述热沉端面的长度不低于20μm且不高于50μm，固定热沉和半导体激光器芯片，形成cos组件；
10.步骤200：在载板线路板上设置用于粘接热沉的焊盘，焊盘尺寸不小于热沉的平面尺寸，将步骤100中形成的cos组件粘接于焊盘上，固定cos组件；
11.步骤300：利用金线键合设备将半导体激光器芯片连接线一端连接半导体激光器芯片，另一端连接至载板线路板引线焊盘；
12.步骤400：在盖板线路板上设置用于粘接光电探测芯片的焊盘，焊盘尺寸不小于光电探测芯片平面尺寸，将光电探测芯片粘接于盖板线路板上的焊盘上，固定光电探测芯片；
13.步骤500：利用金线键合设备将光电探测金线一端连接光电探测芯片，另一端连接盖板焊盘；
14.步骤600：在夹层线路板侧壁上设置一出光孔，在夹层线路板的纵向两端分别设置导电通孔；
15.步骤700：将盖板线路板、夹层线路板、载板线路板通过非导电银浆粘接组合，夹层线路板与盖板线路板、载板线路板连通的导电通孔内使用银浆与夹层线路板实现电气连通，盖板线路板上的正负极引线通过夹层线路板上的两个导电通孔导通至载板线路板。
16.优选地，所述步骤100中固定热沉和半导体激光器芯片的方法为通过合金炉合金工艺完成固定。
17.优选地，所述步骤200中固定cos组件的方法为高温烘烤。
18.优选地，所述步骤400中固定光电探测芯片的方法为高温烘烤。
19.优选地，所述步骤700中盖板线路板上的正负极引线通过夹层线路板上的两个导电通孔导通至载板线路板上的具体导通线路为：光电探测芯片正极与盖板线路板正极连接，光电探测芯片负极通过导电银浆与盖板线路板电极连接。
20.本发明的有益效果在于：本发明通过将光电探测芯片贴装于盖板，正对半导体激光器芯片背光面，解决了平面封装边发射激光器难以实现背光检测的问题，大大满足了用户对于带背光检测功能的半导体边发射激光器的需求。
附图说明
21.图1是本发明夹心式边发射半导体激光器封装结构剖视图。
22.图2是本发明夹心式边发射半导体激光器封装结构的制作方法流程图。
具体实施方式
23.下面结合具体实施方式和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.请参阅图1所示，本发明提供了一种夹心式边发射激光器封装结构，包括半导体激光器芯片8、光电探测芯片5、热沉7、载板线路板3、盖板线路板1、夹层线路板2、光电探测金线4、半导体激光器芯片连接线6、盖板焊盘101、载板线路板引线焊盘302、载板线路板底部
焊盘301，所述载板线路板3、夹层线路板2、盖板线路板1由上至下围成一个中空腔体，所述中空腔体内设置所述半导体激光器芯片8、光电探测芯片5、热沉7，所述夹层线路板2上设有正对所述半导体激光器芯片8的夹层线路板出光孔201，所述光电探测芯片5贴装于所述盖板线路板1上，所述半导体激光器芯片8设置在所述热沉7上，所述热沉7设置在所述载板线路板上，所述光电探测芯片5正对所述半导体激光器芯片8背光面。所述中空腔体内设置所述光电探测金线4、半导体激光器芯片连接线6，所述载板线路板引线焊盘302设置在所述载板线路板3上，所述盖板焊盘 101设置在所述盖板线路板1上，所述载板线路板底部焊盘301设置在所述载板线路板底部，所述光电探测金线4两端分别连接所述光电探测芯片5和所述盖板焊盘101，所述半导体激光器芯片连接线6两端分别连接所述半导体激光器芯片8和所述载板线路板引线焊盘302，所述夹层线路板上设有连通盖板线路板和载板线路板的导电通孔202。
26.所述半导体激光器芯片8出光面探出所述热沉7端面的长度不低于20μm 且不高于50μm。
27.请参阅图2所示，一种夹心式边发射激光器封装结构的制作方法，包括以下步骤：
28.步骤100：将热沉7表面蒸铟，将半导体激光器芯片8粘接于所述热沉7上，半导体激光器芯片出光面探出所述热沉7端面的长度不低于20μm且不高于50 μm，固定热沉7和半导体激光器芯片8，形成cos组件；
29.步骤200：在载板线路板3上设置用于粘接热沉7的焊盘，焊盘尺寸不小于热沉7的平面尺寸，将步骤100中形成的cos组件粘接于焊盘上，固定cos组件；
30.步骤300：利用金线键合设备将半导体激光器芯片连接线一端连接半导体激光器芯片，另一端连接至载板线路板引线焊盘302；
31.步骤400：在盖板线路板上设置用于粘接光电探测芯片的焊盘，焊盘尺寸不小于光电探测芯片平面尺寸，将光电探测芯片粘接于盖板线路板上的焊盘上，固定光电探测芯片；
32.步骤500：利用金线键合设备将光电探测金线4一端连接光电探测芯片5，另一端连接盖板焊盘101；
33.步骤600：在夹层线路板侧壁上设置一出光孔，在夹层线路板的纵向两端分别设置导电通孔202；
34.步骤700：将盖板线路板1、夹层线路板2、载板线路板3通过非导电银浆粘接组合，夹层线路板2与盖板线路板1、载板线路板3连通的导电通孔202内使用银浆与夹层线路板实现电气连通，盖板线路板上的正负极引线通过夹层线路板上的两个导电通孔202导通至载板线路板3。
35.所述步骤100中固定热沉7和半导体激光器芯片的方法为通过合金炉合金工艺完成固定。
36.所述步骤200中固定cos组件的方法为高温烘烤。
37.所述步骤400中固定光电探测芯片的方法为高温烘烤。
38.请参阅图2所示，所述步骤700中盖板线路板上的正负极引线通过夹层线路板2上的两个导电通孔202(两个导电通孔分别为正极导电通孔和负极导电通孔)导通至载板线路板3上的具体导通线路为：光电探测芯片正极与盖板线路板正极焊盘连接，光电探测芯片负极通过导电银浆与盖板线路板电极连接。
39.本发明中的半导体激光芯片和光电探测芯片的相对位置不平行，且光电探测芯片贴装于盖板线路板，正对半导体激光器的背光面，半导体激光器通电后背部光线将射向光电探测芯片的感光面，实现了半导体激光器的背光检测功能，解决了平面封装边发射激光器难以实现背光检测的问题，大大满足了用户对于带背光检测功能的半导体边发射激光器的需求。
40.注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。