CN106340803A - 一种蝶型封装半导体激光器热沉装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，包括热沉底板和散热平台，所述热沉底板四角设有安装孔，所述安装孔固定PCB电路板和支撑部件，所述PCB电路板焊接蝶型封装半导体激光器位置镂空，所述散热平台位于热沉底板和蝶型封装半导体激光器腹部中间，所述散热平台是镂空形式，所述散热平台设有四个安装孔。热沉底板与散热平台的结合，提高散热效率，导热性高，稳定蝶型封装半导体激光器的工作温度，热沉材质轻型铝，体积小、质量轻，结构简单、安装方便，整体热沉的重量较轻，满足航空航天等特殊场合的轻重量的要求。

Description

一种蝶型封装半导体激光器热沉装置

技术领域

本发明涉及所有轻型蝶形封装的半导体激光器领域，特别是一种蝶型封装半导体激光器热沉。

背景技术

轻型蝶形封装的半导体激光器包含基于DFB、DBR半导体激光器以及可调谐半导体激光器所涉及的所有蝶形半导体激光器。半导体激光器作为激光器分支的主要一部分，由于其具有重量轻、效率高、寿命长、生产容易等优点，作为光通信、光信息处理以及光纤传感等领域的光源被广泛使用。而蝶型封装的半导体激光器已经涉猎所有激光器设计原理。所以此封装形式激光器应用会越来越广泛。随着蝶形封装的半导体激光器功率不断提高，功率密度不断增加，包括内部集成增益介质、光放大器等功能，散热问题直接影响半导体激光器性能。现在大多数蝶形封装的激光器已经内部集成TEC温度控制模块，为了使散热更加充分，此种封装形式的热沉设计越来越受到设计者的重视，特别在航空航天领域保证激光器性能的前提下，还需要考虑热沉的重量、安装方式等参数。

中国专利一进两出自溢式卧式液氮热沉设计200910237850.2公开了一种热沉设计，工作时将液氮瓶充满液氮，利用液氮自身重力充满整个热沉，流体从热沉中间上部流进，从热沉两端上部流出，形成无外动力的靠液氮自重自然流动的开放式外流程液氮系统。这种热沉设计应用于生活中例如暖气散热片的安装设计，虽然可以实现散热，但是体积大，质量重。

热沉：物体(大气、大地物体)温度不随传递热能的变化而变化。半导体激光器工作过程中产生较大热量，需要被装在热沉上以帮助散热，稳定工作温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种质量轻，安装容易，导热性好的蝶形封装半导体激光器热沉。

本发明的技术方案是：一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，包括热沉底板和散热平台，其特征在于，所述热沉底板尺寸与蝶型半导体激光器驱动控制电路板PCB板尺寸匹配，所述热沉底板设有四个安装孔位于热沉底板四角，所述安装孔分为上方安装孔和下方安装孔，所述散热平台位于热沉底板和PCB电路板上的蝶型半导体激光器中间，所述散热平台是镂空形式，所述的散热平台设有四个安装孔，所述PCB电路板上蝶型封装半导体激光器腹部位置镂空，所述散热平台高度与上方安装孔高度一致。

优选的，所述热沉底板形状是矩形，材质是轻型铝制材料。

优选的，所述安装孔的上方安装孔与PCB电路板通过紧固件可拆卸连接，安装孔的下方安装孔与热沉底板的支撑部件固定连接。

优选的，所述安装孔是通孔或分立安装孔。

优选的，所述散热平台是长方体，散热片是矩形。

优选的，所述散热平台是圆柱体，散热片是扇形。

优选的，所述散热平台设有四个安装孔，安装孔是螺纹孔，用于安装固定半导体激光器，使蝶型封装半导体激光器与散热平台接触良好。

优选的，所述散热平台与热沉底板直接接触并活动连接，散热平台台面与蝶型半导体激光器腹部接触，散热平台与蝶型半导体激光器之间涂抹导热硅脂，散热平台的台面镀银。

优选的，所述的散热平台长度25cm—30cm，宽度13cm—20cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间距0.5cm—1.5cm，高度3cm—8cm。

优选的，所述的散热平台的直径13cm—30cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间隔角度10°—20°，高度3cm—8cm。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

本发明的有益效果是：通过热沉底板与散热平台的结合，提高散热效率，导热性高，稳定蝶型封装半导体激光器的工作温度；热沉底板与PCB电路板尺寸匹配，材质轻型铝，体积小、质量轻；安装孔设计，实现PCB电路板、支撑部件和半导体激光器的安装固定，结构简单、安装方便，整体热沉的重量较轻，满足航空航天等特殊场合的轻重量的要求。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1a是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置的主视图；

图1b是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置的左视图；

图1c是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置的俯视图；

图2a是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置矩形散热平台；

图2b是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置矩形散热平台；

图2c是本发明蝶型封装半导体激光器热沉装置柱形散热平台。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件。

实施例1

图1a、图1b、图1c所示是一种蝶型封装半导体激光器热沉装置的结构示意图，其中图1a是蝶型封装半导体激光器热沉装置主视图，图1b是蝶型封装半导体激光器热沉装置左视图，图1c是蝶型封装半导体激光器热沉装置俯视图，具体包括：热沉底板101，散热平台102，安装孔103，PCB电路板104和蝶型封装半导体激光器105。其中，热沉底板101的形状是矩形，材质是轻金属铝制材料，具有高导热性，热沉底板101的尺寸与蝶型封装半导体激光器的驱动控制电路PCB电路板104尺寸匹配；安装孔103位于热沉底板四角，安装孔103分为上方安装孔和下方安装孔，上方安装孔用于安装固定PCB电路板104，与PCB电路板104紧固件可拆卸连接，下方安装孔用于安装固定热沉底板的支撑部件106，与支撑部件106固定连接；散热平台102位于热沉底板101和蝶型封装半导体激光器105腹部中间，散热平台102高度与上方安装孔高度持平，蝶型封装半导体激光器105与PCB电路板104焊接，PCB电路板104上的蝶型封装半导体激光器105腹部位置镂空，使蝶形封装半导体激光器105腹部与散热平台102的台面接触，蝶形封装半导体激光器105腹部与散热平台102台面涂抹导热硅脂，散热平台102台面镀银，提高散热平台102的导热性，散热平台102与热沉底板101直接接触并活动连接，散热平台102的位置在热沉底板101上方移动，利于热量的传递并且散热平台102适用于不同位置的要求稳定工作温度的发热元器件。

其中，蝶形封装半导体激光器105腹部与散热平台102台面涂抹的导热介质不限于导热硅脂，还可是导热硅胶等作用于发热体与散热设施之间的接触面的产品，散热平台台面镀金属不限于镀银，紫铜、铝、金等具有良好导热性能的金属亦可。

其中，轻型蝶形封装的半导体激光器包含基于DFB、DBR半导体激光器以及可调谐半导体激光器所涉及的所有蝶形半导体激光器。

散热平台102高度与上方安装孔高度持平，确保PCB电路板104安装固定在热沉底板101同时，散热平台102与蝶形封装半导体激光器105腹部充分直接接触，起到连接散热作用，如果散热平台102低于上方安装孔高度，蝶形封装半导体激光器105的腹部不能与热沉上的散热平台102相接触，热量以辐射形式到空气中，影响散热功能。

热沉底板101四角的安装孔103是通孔，PCB电路板104和热沉底板101的支撑部件106同步连接。

热沉底板101四角的安装孔1033是分立安装孔，PCB电路板104和热沉底板101的支撑部件106非同步连接，PCB电路板104和热沉底板支撑部件106的安装孔相互独立。

热沉底板101四角安装孔103的上方安装孔与PCB电路板104通过紧固件可拆卸连接，适用于不同的PCB电路板；安装孔103的下方安装孔与热沉底板101的支撑部件106固定连接。

散热平台102的安装孔是圆形螺纹孔，孔径为标准螺纹孔径M3-M5，与蝶型封装半导体激光器105的安装孔尺寸匹配，用于安装固定蝶型封装半导体激光器105。

实施例2

图2a、图2b、图2c是散热平台102的结构设计图。

其中，图2a所示为矩形散热平台，散热片呈梳齿状，形状是矩形，呈长条状均匀分布，为了适用于不同型号的激光器，散热平台长度25cm—30cm，宽度13cm—20cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间距0.5cm—1.5cm，高度3cm—8cm，散热平台尺寸小于热沉底板尺寸。

普通的一种可调谐半导体激光器的尺寸长度24.410cm，宽度12.700cm，散热平台的尺寸适用于半导体激光器；散热片间距0.5cm—1.5cm，散热平台的散热片数15—60片，散热片高度3cm—8cm。

图2b所示为矩形散热平台，散热片呈梳齿状，形状是矩形，呈单个独立的小长方体均匀分布；散热平台长度25cm—30cm，宽度13cm—20cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间距0.5cm—1.5cm，高度10cm—15cm，散热平台尺寸小于热沉底板尺寸。

普通的一种可调谐半导体激光器的尺寸长度24.410cm，宽度12.700cm，散热平台的尺寸适用于半导体激光器；散热片间距0.5cm—1.5cm，散热平台的散热片个数120—2400个，散热片高度3cm—8cm。

图2c所示为柱形散热平台，散热片呈梳齿状，形状是扇形，散热片均匀分布，散热平台的直径5cm—20cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间隔角度10°—20°，高度10cm—15cm。半导体激光器体积小，一般小型激光器直径6.5mm，定制激光器直径26mm，散热平台的尺寸完全满足半导体激光器的固定；散热片的间隔角度10°—20°，散热片的片数18—36片，高度3cm—8cm。

本发明的工作原理，在工作过程中，蝶型封装半导体激光器固定安装在散热平台102上，在安装过程中涂抹导热介质，散热平台102镀银，具有良好的导热性，激光器工作发光发热，散热平台将热量传至各个散热片，散热片与热沉底板101直接接触，散热片将热量传递热沉底板101，通过热沉底板101导热到环境中。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (9)

1.一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，包括热沉底板和散热平台，其特征在于，所述热沉底板尺寸与蝶型半导体激光器驱动控制板PCB电路板尺寸匹配，所述热沉底板设有四个安装孔位于热沉底板四角，所述安装孔分为上方安装孔和下方安装孔，所述安装孔固定PCB电路板和热沉底板支撑部件，所述散热平台位于热沉底板和PCB电路板上的蝶型半导体激光器中间，所述散热平台是镂空形式，所述的散热平台设有四个安装孔，所述PCB电路板上蝶型封装半导体激光器腹部位置镂空，所述散热平台高度与上方安装孔高度一致。

2.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述热沉底板形状是矩形，材质是轻型铝制材料。

3.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述安装孔是通孔或分立安装孔，安装孔的上方安装孔与PCB电路板通过紧固件可拆卸连接，安装孔的下方安装孔与热沉底板的支撑部件固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述散热平台是长方体，散热片是矩形。

5.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述散热平台是圆柱体，散热片是扇形。

6.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述散热平台的台面镀银，散热平台的四个安装孔是螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述散热平台与热沉底板直接接触活动连接，散热平台台面与蝶型封装半导体激光器的腹部直接接触。

8.根据权利要求4所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述的散热平台长度25cm—30cm，宽度13cm—20cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间距0.5cm—1.5cm，高度3cm—8cm。

9.根据权利要求5所述的一种蝶型封装半导体激光器热沉装置，其特征在于，所述的散热平台的直径13cm—30cm，高度4cm—10cm，散热平台散热片的间隔角度10°—20°，高度3cm—8cm。