CN107069419A - 多激光管二维集成封装成面光源的装置 - Google Patents

Abstract

多激光管二维集成封装成面光源的装置属于半导体激光技术领域，该装置由下自上依次包括：散热底座、绝缘膜、激光二极管和压板，所述散热底座、绝缘膜和压板皆设置通孔；被封装激光二极管两个电极依次穿过绝缘膜和散热底座；绝缘膜与管座的下表面接触并限位；压板从被封装激光二极管的管帽套入，穿过管座的侧表面与其接触并限位；散热底座、绝缘膜和压板紧密固定。本发明结构具有结构简单、集成度高、扩展性强、指向补偿装调等优点。实现多激光单元快速、简易地二维集成封装。

Description

多激光管二维集成封装成面光源的装置

技术领域

本发明属于半导体激光技术领域，涉及到一种多激光管二维集成封装成面光源的装置。

背景技术、

半导体激光器具有体积小、重量轻、转换效率高、直接电驱动等优势，多个激光管二维集成面光源在光互联、激光打印及激光显示等方面有重要应用。

面发射半导体激光器输出激光方向垂直于外延方向，直接通过芯片工艺制备二维面阵，即可实现二维面光源，是实现面光源的最佳方案之一，但受激光单元功率低，输出波长有限等条件限制，如在需要激光功率高、激光波长特定，如激光显示，面发射半导体激光器现阶段还不能满足应用要求。

边发射半导体激光器可实现高功率输出，输出波长丰富。为了突显激光显示的高亮度、高色域、高对比度等特性，除了激光波长要求外，高激光功率及激光消散斑要求也变得非常重要。目前可见光半导体激光管输出功率在数百毫瓦至瓦级水平，一般为TO封装形式，为了满足功率要求，需采用多个激光管集成合束提高输出功率，同时为了消散斑，也需采用多激光管集成封装来降低激光的相干性(之前绿光采用全固态激光器相干性太强，导致显示图像散斑大、噪声多)，因此对多激光管集成封装变得非常必要。

目前日本日亚公司采用低温焊料将八个激光管焊接到一个热沉上的方式实现封装，这种生产方式对于生产设备精度要求非常高，投入成本也非常大，同时存在对于问题激光管不能更换等问题，不利于激光管的维护和维修。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种多激光管二维集成封装成面光源的装置，可同时实现多个激光管的封装，结构简单、投入成本小、容易更换问题激光单元，对于快速简易封装面光源有重要优势。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

多激光管二维集成封装成面光源的装置，该装置由下自上依次包括：散热底座、激光二极管、绝缘膜和压板，所述散热底座、绝缘膜和压板皆设置通孔；被封装两个电极依次穿过绝缘膜和散热底座；绝缘膜与激光二极管管座的下表面接触；压板从被封装激光二极管的管帽套入，穿过管座的侧表面与其接触并限位；散热底座、绝缘膜和压板紧密固定。

本发明的有益效果是：本发明专利结构具有结构简单、集成度高、扩展性强、指向补偿装调等优点。实现多激光单元快速、简易地二维集成封装。

附图说明

图1本发明多激光管二维集成封装成面光源的装置示意图。

图2a本发明散热底座俯视图图。

图2b本发明散热底座仰视图图。

图3a激光二极管结构俯视图图。

图3b激光二极管结构仰视图图。

图4a本发明压板俯视图图。

图4b本发明压板仰视图图。

图5本发明多激光管二维集成封装成面光源的实施例装置示意图。

图中：1、散热底座，11、散热底座上表面，12、定位销，13、电极通孔，14、散热底座下表面，15、电极槽，16、温度监测孔，2、绝缘膜，3、激光二极管，31、管座上表面，32、限位面，33、管座下表面，34、电极，4、压板，41、压板下表面，42、定位孔，43、压板压面，44、定位凸台，45、压板上表面，46、镜孔，5、锁紧螺栓和6、准直镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

一种多激光单元二维集成封装装置，结构如图1-5所示，从下往上依次分别为散热底座1、绝缘膜2、激光二极管3和压板4，通过锁紧螺栓5将其锁紧，实现对多个激光管的二维平面集成封装。散热底座1、绝缘膜2和压板4面积相同，且散热底座1、绝缘膜2和压板4均设置排列整齐，位置一一对应的电极通孔13；散热底座1与压板4通过设置在四周的定位销12和定位孔42配合，保证激光二极管3的电极34无接触地通过散热底座1的电极通孔13；散热底座1的上表面11与激光管管座下表面33通过绝缘膜2紧密接触；被封装激光二极管3两个电极34依次穿过绝缘膜2和散热底座1；压板4从被封装激光二极管3的管帽套入，激光二极管3的管座限位面32与压板4的定位凸台44紧配合，并通过压板压面43紧压激光二极管3的管座上表面31固定在散热底座1；

如图2a和图2b所示，散热底座1电极通孔13的直径大于被封装激光二极管3两个电极34的距离，小于被封装激光二极管3管座的直径；散热底座1为高导热材料加工而成，为了加强散热特性，散热面与热源面紧密接触，要求散热底座上表面11和散热底座下表面14表面光洁度优于0.8，散热底座1对激光二极管3起散热作用，并提供电极引出接口-电极通孔13，散热底座1可以为热传导中继，通过散热底座上表面11将TO封装激光二极管3引出来，散热底座下表面14将热导出去，散热底座1也可以为直接散热板，内部集成风扇或者水道，直接实现散热。另外可在散热底座下表面14加工电极槽15，对激光二极管3进行电驱动连接。散热底座1设置温度监测孔16，用于实时监测激光管3的相对温度，保证激光管3在合适温度下工作。

绝缘膜2对TO封装激光二极管3起电绝缘、热传导的作用，增加散热底座上表面11与激光管3的管座下表面33的接触，绝缘膜2上电极通孔13的直径等于被封装激光二极管3两个电极34外延之间最大的距离；它将激光二极管3与散热底座1完全绝缘，不让激光二极管3之间形成共极，提高封装可靠性，同时绝缘膜2本身材料要求为柔软的高导热材料，在保证绝缘前提下，越薄越好，厚度不超过1mm，柔软特性使它能够填充激光管底面33与散热底座上表面11的接触空隙，提高散热能力。

激光二极管3指激光出光方向垂直于散热面并具有限位结构的所有封装形式的激光管，在此仅以TO封装激光管作为参考来说明本发明；

如图4a和图4b所示，压板4为TO封装激光二极管3提供定位和紧固作用，同时可在压板4配做镜孔46，集成准直镜6，激光指向可通过准直镜补偿装调，可实现光轴一致性好的准直激光输出。压板4对激光二极管3进行定位，在压板下表面41，通过TO封装激光管限位面32与压板定位凸台44的配合，将激光二极管3限定在压板4上特定位置；通过压板定位孔42和散热底座定位销12配合，使激光管电极34无接触地穿过散热底座电极通孔13，保证激光二极管3与工装之间的电绝缘性；锁紧螺栓5穿过压板4和绝缘膜2，固定在散热底座1上，通过压板压面43挤压激光二极3管管座上表面31，实现激光二极管3的紧固。

如需要对输出激光进行准直，可直接在压板上表面45与激光二极管3一一对应集成镜孔46，通过装调准直镜6，实现准直激光输出，如图5所示。

Claims (6)

1.多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，该装置由下自上依次包括：散热底座、绝缘膜、激光二极管和压板，所述散热底座、绝缘膜和压板皆设置通孔；被封装激光二极管两个电极依次穿过绝缘膜和散热底座；绝缘膜与激光二极管管座的下表面接触；压板从被封装激光二极管的管帽套入，穿过管座的侧表面与其接触并限位；散热底座、绝缘膜和压板紧密固定。

2.根据权利要求1所述的多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，该装置由下自上依次包括：散热底座、绝缘膜和压板；所述散热底座、绝缘膜和压板面积相同，且散热底座、绝缘膜和压板均设置排列整齐，位置一一对应的通孔；散热底座通孔的直径大于被封装激光二极管两个电极的距离，小于被封装激光二极管管座的直径；绝缘膜上通孔的直径等于被封装激光二极管两个电极外延之间最大的距离；压板上的通孔内设置定位凸台和定位压面，所述定位凸台与被封装激光二极管管座上的限位面先配合，定位压面压在被封装激光二极管管座上表面，散热底座、绝缘膜和压板紧密固定。

3.根据权利要求1或2所述的多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，所述散热底座上表面的四周设置定位销，与压板上的定位孔相互配合。

4.根据权利要求1或2所述的多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，所述散热底座还包括在下表面设置电极槽和测温孔。

5.根据权利要求1或2所述的多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，所述压板还包括在上表面设置的镜孔。

6.根据权利要求1或2所述的多激光管二维集成封装成面光源的装置，其特征在于，所述散热底座、绝缘膜和压板通过设置在压板四角的螺钉紧密固定。