CN1249869C - 半导体激光装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

基架(21)，激光装置安置架(22)，和引导架(23)通过冲压和弯曲一金属板形成。基准面由平面基架(21)的基准面部分(21a)，(21b)构成，用于散热和加固的金属板(24)，(24)被进一步贴在基准面上来提高强度和散热，尽管本装置是框架型激光装置。此外，激光器件(26)被装在激光器件安置架(22)上，且用压浇铸脂(29)浇铸除光发射面的周围部分。这消除了保护激光设备(26)和引线(27)的帽之需要，并且能够集中生产。特别是，通过将一金属板冲压成框架和用树脂浇铸框架而不使用保护帽，使集中大规模生产成为可能。

Description

半导体激光装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于从光学磁盘包括CD(光盘)、CDR(可记录CD)，DVD(数字通用盘)和DVD-R(可记录DVD)中读取信号时作为光源的半导体激光装置，及其制造方法。
背景技术
按照惯例，作为半导体激光装置的组件，已有框架型激光装置和Φ5.6罐型激光装置。下面，将对这两种装置进行粗略描述。
(一)框架型激光装置
(1)如图5所示，该装置的构成是，在作为引导端的金属引导架1的顶端安装激光设备2，使用浇铸树脂3进行浇铸。位于两侧部的引导架1a的部分从浇铸树脂3的侧面横向伸出，以突出构成板形部分4，板形部分4的一端面4a构成基准面(眼孔)。
(2)如图6所示，与例(1)相似，该装置的构成是，在作为引导端的金属引导架5的顶端安装激光设备6，使用浇铸树脂7进行浇铸。在这种情况下，浇铸树脂7的一端面7a构成基准面(孔眼)。
(二)Φ5.6罐型激光装置
如图7所示，该装置是这样构成的，激光装置13通过一散热片(未示出)安装在管座12的端面12a上，该管座12具有一从底面延伸的引导端11的圆形金属块，激光器件13经引线焊接引线端后，用保护帽14覆盖激光器件13和引线(未示出)。在这种情况下，管座12的端面12a构成基准面。值得注意的是标号15表示一定位缺口。
然而，前述的传统半导体激光装置的组件有如下问题。
(a)框架型激光设备
(i)在如图5所示的框架型激光装置的情况下，从浇铸树脂3的侧面突出的板形部分4有一恒定的厚度。因此，由板形部分4的一端面4a构成的基准面的面积由板形部分4的厚度决定，这导致了基准面的强度不能完全保证和因此散热不充分的问题。
(ii)在如图6所示的框架型激光装置的情况下，基准面由浇铸树脂7的一端面7a构成。因此，有一个基准面的强度低于金属基准面的问题，并且基准面由于温度的变化而膨胀和伸缩，减小了作为基准面的精度。此外，还有一个问题就是由于受到引导架5厚度的限制，散热不能完全保证。
(b)ф5.6罐型激光装置
如图7所示，基准面和散热部分由称作管座12的金属块的一个平面构成。因此，基准面的强度和散热都好于前面所述的框架型激光装置。但是，由于组件是通过使用保护激光装置13的帽14和对着由圆金属块制成的晶体管座12的引线实施的，因此无论对于组件封装或终端产品都需要单独制造，从而降低了生产率并使这种装置不适用于大规模生产。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种半导体激光装置，能保证其基准面有足够的强度和散热，和极好的生产率，以及提供一种制造它的方法。
为了实现上述目的，这里提出了一种半导体激光装置，包括：一个基架；一个大面积设置在基架一侧上的激光器件安置架；和一个大面积设置在基架另一侧上的引导架，所有部件由一金属板构成，其中
激光装置安置架和引导架被弯曲，以便相对于基架平面彼此相对，
基架作为基准面和散热基底，
半导体激光器件安装在激光器件安置架上，且
引导架成为一个引导端。
依据前述结构，作为基准面和散热基底的基架是通过弯曲激光器件安置架和引导架形成的，是从一金属板的基底共同构成的，这样激光器件安置架和引导架相对于基架彼此相对。因此，基准面和散热面的面积可通过改变弯曲的位置任意设定。这给框架型激光装置提供了比Φ5.6罐型激光装置更高的散热。
此外，由于这个装置是框架型激光装置，因此以多重形式成套构成激光器件安置架、基架和引导架能够进行大量的集中封装，提高了生产率。此外，可以以多重形式制造最终产品，更进一步提高了生产率，并可以低成本制造产品。
根据该实施例中，基架的结构是一近似圆形或有部分圆弧的近似椭圆形。这为它提供了与Φ5.6罐型激光装置的管座相比更好的强度和散热性。
在本发明的一个实施例中，安装在激光器件安置架上的半导体激光器件的激光的光轴有一个延长线穿过基架结构的近似中点。
依据这个实施例，除了基架的结构是一近似圆形或部分圆弧的面外，在旋转基架调整安装位置时光轴不移动，这大大简化了安装位置的调整。
在本发明的一个实施例中，作为基准面的基架和散热基底的至少一部分基准面有一增加的厚度。
依据这个实施例，作为基准面和散热基底的一部分具有增加的厚度。这更进一步增加了基准面的强度和散热。
在本发明的一个实施例中，在基底上用树脂形成保护隔离部分，使它围绕除了激光发射面外的半导体激光器件。
依据这个实施例，它有一保护隔离部分围绕半导体激光器件。因此，即使装置是开放封装的，也能防止半导体激光器件、引线被不小心接触。此外，保护隔离部分不是由帽，而是由树脂构成，因此可以进行大规模集中封装。
在本发明的一个实施例中，构成保护隔离部分的树脂至少与嵌入其中的激光器件安置架和引导架一起形成，且朝基架弯曲的激光装置安置架和引导架被树脂固定。
依据这个实施例，至少部分激光器件安置架和引导架通过树脂固定。所以，通过弯曲金属板构成的激光装置安置架和引导架不会被弯曲等，增强了安装硬度。
在本发明的一个实施例中，分开的引导架的顶端部分插入构成保护隔离部分的树脂，且顶端部有防滑出装置，以防止引导架从树脂中滑出。
依据这个实施例，与同基架整体形成引导架电隔离的引导架固定到保护隔离部分的树脂块上。这增加了安装硬度。
在本发明的一个实施例中，在基架的外圆周边缘有一定位凹进部分。
依据这个实施例，借助外圆周边缘的定位凹进部分可以容易地执行通过旋转基架来调整安装位置的定位。
在本发明的一个实施例中，整体成形的基架，激光器件安置架和引导架由表面镀金或镀银的铜板或铁板构成。
依据这个实施例，一体形成的基架、激光器件安置架和引导架由铜制或铁制的导体金属板构成。这使引导架实际上作为引导端。此外，在表面镀金或镀银实现了半导体激光器件对引导架的良好引线焊接。
此外，提出了一种制造半导体激光装置的方法，包括如下步骤：
由一金属板形成通过外壳框和连结条连接的多组框架，每组包括一个基架，一个大面积设置在基架一侧上的激光器件安置架，一个大面积设置在基架另一侧上的第一引导架，和与第一引导架分离第二引导架；
弯曲各组中的弯曲激光装置安置架和第一引导架，使它们相对于基架彼此相对；
将半导体激光器件安装在每组的激光器件安置架上，然后用引线将半导体激光器件与第一和第二引导架电连接；且
在每组基架上用树脂形成保护隔离部分，使它包围除了激光发射一侧外的半导体激光器件。
依据前述方法，由通过外壳框和连结条连接的激光器件安置架、基架、第一和第二引导架组成的多组框架由一金属板上构成，且每组同时经历成型、半导体激光器件安装、引线焊接、和树脂浇铸的步骤。这能够以最终产品形式集中大规模生产大量的具有高强度高散热基准面的半导体激光装置，从而提高生产率和降低成本。
在本发明的一个实施例中，在一金属板上形成框架是通过使用落料模冲裁完成的。
依据这个实施例，框架的形成变得容易，并进一步提高了生产率。
在本发明的一个实施例中，制造的方法还包括在弯曲激光装置安置架和第一引导架的步骤之前在每个框架的弯曲部分开槽的步骤。
依据这个实施例，弯曲激光器件安置架和第一引导架的成形处理被简化，进一步提高了生产率。
在本发明的一个实施例中，激光装置安置架和第一引导架的弯曲是采用模型实现的。
依据这个实施例，在多组中的激光装置安置架和第一引导架的弯曲是用模型集中完成的，从而提高了生产率。
在本发明的一个实施例中，制造的方法还包括将金属板附着到作为基准面和散热基底的基架至少一部分上的步骤，该金属板有一与该部分相同的形状。
依据这个实施例，作为基准面和散热基底的部分被增加了厚度。这进一步增加了基准面的强度和散热。
在本发明的一个实施例中，制造的方法还包括通过压制减小基架除作为基准面和散热基底部分外的其它部分的厚度，激光装置安置架的厚度，和第一引导架的厚度。
依据这个实施例，为了增加多组框架的基准面的强度和散热而增加厚度的处理通过一个压制的操作完成。因此，与前述实施例中贴一金属板的情况相比进一步提高了生产率。
附图说明
本发明将通过如下的详细描述变得更易完全理解，给出的附图只用于说明，本发明不只限于此，其中：
图1A到1C是本发明半导体激光装置的示意图；
图2A和2B是图1所示半导体激光装置的框架形状示意图；
图3是框架形成后的侧视图；
图4A和4B是框架被树脂浇铸的示意图；
图5是传统的有一金属基准面的框架型激光装置示意图；
图6是传统的有一树脂基准面的框架型激光装置示意图；及
图7是传统的Φ5.6罐型激光装置示意图。
具体实施方式
下面，本发明将结合附图所示实施例进行详细描述。图1A是平面图，图1B是前视图，及图1C是底视图。
这个半导体激光装置，可以与当前主流装置图7所示的Φ5.6罐型激光装置相比，具有在框架型激光装置中很难获得的高强度和散热的基准面。同时，虽然是打开封装，没有用盖，这个装置有一个保护隔离部分来保护安装的激光设备、引线等，具有保护它不被不小心碰到的结构。
标号21表示彼此相对的近似半月形的基准面部分21a，21b构成的基架，其一面是圆弧形，板形连接部分21c连接两个基准面部分21a，21b的另一直面的中间，基架在一金属板上形成。同时，板形的激光装置安置架22从基架21的连接部分21c的一侧垂直连接部分的表面方向构成。从连接部分21c的另一侧部，三个引导架23垂直连接部分21c的表面方向构成。这里，激光装置安置架22和中间引导架23a与基架21整体成形构成，在连接部分21c的侧边以适当角度弯曲，彼此相对。特别是，激光装置安置架22，基架21和引导架23a是通过使用落料模冲裁和弯曲一个金属板构成的。
同时，对于基架21的基准面部分21a，21b，贴有具有相同形状的金属板24，24用于散热和加固。
在激光装置安置架22上，安装了基底25，上面装有激光设备26和光接收设备40，基底25通过电线27，27与引导架23，23上的电连接部分28，28电连接。上面装有激光设备26的激光装置安置架22除激光发射面外被压模树脂29压模环绕，如斜线示出。这样，压模树脂29构成了保护隔离部分。值得注意的是标号30表示在基架21外圆周形成的定位凹进部分。
如前所述，依据本实施例的半导体激光装置的基架21，激光装置安置架22和引导架23通过冲压和弯曲一金属板形成，激光设备26安装在激光装置安置架22上。基准面由基架21的基准面部分21a，21b构成，它是由部分圆形的近似椭圆形的金属平板制成。另外，对基准面部分21a，21b，有一同样形状的金属板24，24贴在上面用于散热和加固。因此，即使是框架型激光装置，半导体激光装置可以获得与Φ5.6罐型激光装置的晶体管座相比更高的基准面强度和散热。同时，强度和散热可通过改变基架21的冲压形状和激光装置安置架22和引导架23的弯曲位置来随意改变。
虽然本发明的半导体激光装置是用一金属板冲压成框架的框架型激光装置，其最后产品的整体形状如图1所示与Φ5.6罐型激光装置的形状相同。这使得半导体激光装置具有与图7所示的Φ5.6罐型激光装置的相容性。
另外，在本实施例的半导体激光装置中，装在激光装置安置架22上的激光设备26除了激光发射面外被形成保护隔离部分的压模树脂29环绕。因此，虽然半导体激光装置的整体形状与Φ5.6罐型激光装置相同，不需要Φ5.6罐型激光装置中保护激光设备和电线的帽，且浇铸树脂可大规模生产。
本发明的半导体激光装置的结构如前所述，基架21，激光装置安置架22从基架21的连接部分21c的一侧向伸出形成，引导架23a从连接部分21c的另一侧向通过冲压和弯曲一金属板形成。因此，该装置可以以与框架型激光装置同样的生产步骤大批量生产。下面，将详细描述制造半导体激光装置的方法。
首先，冲压框架的板材(主要是Cu和Ce)获得必要的形状(包括定位凹进部分30，和防滑出台部33)，如图2所示。在图2中，图2A是冲压框架侧视图，图2B是冲压框架平面视图。
在图2中，两个外壳框架31，32平行设置，从基架21一侧伸出的激光装置安置架22的一端与一个外壳框架31相连。另外，从基架21另一侧伸出的引导架23a的一端与另一外壳框架32相连。从外壳框架32伸出两个引导架23，23平行引导架23a在23a的两侧。在两个引导架23，23顶端部分低的一侧的电连接部分28，28，有一防滑出台部33防止基架从压膜树脂29中滑出，框架其后将嵌入其中。
多套激光装置安置架22，基架21，和引导架23，23a，23一起以与两个外壳框架31，32相连的状态成型。每套激光装置安置架22通过连接条34彼此相连来加固。近似的，每套中的引导架23a和引导架23，23也通过连接条35彼此相连来加固。
在冲压成上述形状的框架中，激光装置安置架22在虚线36沿激光装置安置架22和基架21间的边界线位置如前述弯曲。近似的，引导架23a在虚线37邻近引导架23，23的防滑出台部33的位置如前述弯曲。在这种情况下，基架21的基准面部分21a，21b没被弯曲，保持平面。
在前述的冲压过程中，在激光装置安置架22和引导架23a的弯曲部分中，为了使后来的框架形状光滑，借助一个模型在彼此相对面沿虚线36、37设置具有V形横截面的一浅V槽38和V槽39。同时，框架表面通过镀金或银来在完成冲压过程后获得好的电连接。如果进一步提高散热和基准面强度是必要的，与基架21的基准面部分21a，21b形状相同的金属板24为了散热和加固在冲压过程后用胶粘在基准面部分21a，21b上。
在框架冲压和散热和加固用的金属板24如前述贴上后，执行成型过程，通过模铸成型或类似将框架弯曲成特殊形状。结果，如图3所示，激光装置安置架22被从激光装置安置架22与基架21连接部分21c的一侧边之间的边界线的V槽38以V槽38为折谷弯成90度。近似的，引导架23a被从基架23a与连接部分21c的另一侧边之间的边界线的V槽39与激光装置安置架22相反的一侧以V槽39为折谷弯成90度。在这种情况下，基架21的基准面部分21a，21b保持平面。
值得一提的是，激光装置26的安装是在完成成形过程后，激光装置26光线的光轴沿长线穿过基架21结构的中心。特别是，成形过程中激光发射点在平面图中的位置是在部分圆弧形(见图1A)的近似椭圆形基架21的结构中心的位置。因此，当旋转基架21调整安装位置时(激光发射方向)，光轴不会移动，这对装置是有利的。
然后，激光装置26和光接收装置40被安装在激光器件安置架22上，并与在两个引导架23，23外部的顶端部分的有防滑出台部33，23的电连接部分28，28和激光器件安置架22电连接。然后，如图4所示，激光设备26(图4中省)除了激光发射面外被形成保护隔离部分的压模树脂29环绕来保护激光器件26，电线等。这里，压模树脂29如图1所示，激光器件安置架22和引导架23被部分嵌入其中，从而固定激光器件安置架22和引导架23。另外，引导架23顶端的防滑出台部33确保引导架23不从压模树脂29中滑出。
如前所述，多套激光器件安置架22，基架21，和引导架23平行排列，整体与两个平行排列的外壳框架31，32从一金属板冲压成型。因此，其后的步骤成型，安装激光器件26，电连接，和压模树脂可以同时对多套进行，使它可以大规模生产。
值得一提的是在前面的实施例中，基架21的基准面部分21a，21b贴有具有相同形状的金属板24，24来保证基准面的强度和散热。但是，冲压应使用一块厚度与基架21和金属板24的厚度之和厚度相同的金属板进行。在这种情况下，在冲压过程中，激光器件安置架22，基架21的连接部分21c，和引导架23被压力压平。作为交换，V槽28，29在冲压过程后形成，且在形成V槽28，29的过程中激光器件安置架22，基架21的连接部分21c，和引导架23应被压平。
这个发明是用于平行排列的与外壳框架31，32一体的多套激光器件安置架22，基架21，和引导架23，将他们从一块金属板冲压成。然后，激光器件安置架22被从基架21一侧弯成90度，同时引导架23被在与激光器件安置架22相对的一侧弯成90度来形成基架21的基准面部分21a，21b。然后，激光器件26被装在激光器件安置架22上并被树脂压模。
因此，只要具有前述结构，激光器件安置架22，基架21，和引导架23的特殊形状，引导架的数量，位置，形状和外壳框架的数量，压模树脂29的形状，整个框架的形状不限于前述实施例。
本发明被这样描述，明显的，相同的发明可以变换多种形式。这种变换不被认为脱离了本发明的精神和范围，且所有这些本领域技术人员熟悉的修改将被包括在所附权利要求的范围内。

Claims (15)

1.一种半导体激光装置，包括：一个基架(21)；一个大面积设置在基架(21)一侧上的激光器件安置架(22)；和一个大面积设置在基架(21)另一侧上的引导架(23)，所有部件由一金属板构成，其特征在于
激光装置安置架(22)和引导架(23)被弯曲，从而相对于基架(21)平面彼此相对，
基架(21)作为基准面和散热基底，
半导体激光器件(26)被安装在激光器件安置架(22)上，且
引导架(23)成为引导端。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
基架(21)的结构是一近似圆形或有部分圆弧形的近似椭圆形。
3.根据权利要求2所述的半导体激光装置，其特征在于
安装在激光器件安置架(22)上的半导体激光装置(26)的激光光轴有一个穿过基架结构的近似中点的延长线。
4.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
作为基准面和散热基底的基架(21)的至少一部分基准面具有一增加的厚度。
5.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
在基底(21)上形成了用树脂(29)制成的保护隔离部分，它包围除了激光发射一侧外的半导体激光器件。
6.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于
构成保护隔离部分的树脂(29)与嵌入其内的激光装置安置架(22)和引导架(23)的至少一部分一起形成，且朝基架(21)弯曲的激光器件安置架(22)和引导架(23)被树脂(29)固定。
7.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，还包括一引导架(23)，它与同基架(21)一体形成的引导架(23a)相分离，其特征在于
分离引导架(23)的顶端部分插入构成保护隔离部分的树脂(29)，所述顶端部有防滑出装置(33)，以防止引导架从树脂中滑出。
8.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
在基架(21)的外圆周边缘有一定位凹进部分(30)。
9.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
整体成形的基架(21)、激光器件安置架(22)和引导架(23)由表面镀金或镀银的铜板或铁板构成。
10.一种制造半导体激光装置的方法，包括步骤：
由一金属板形成通过外壳框(31，32)和连结条(34，35)连接的多组框架，每组框架包括：一个基架(21)，一个大面积设置在基架(21)一侧上的激光器件安置架(22)，大面积设置在基架(21)另一侧上的第一引导架(23a)，和与第一引导架(23a)分离的第二引导架(23)；
弯曲各组中的激光器件安置架(22)和第一引导架(23a)，使它们相对于基架(21)彼此相对；
将半导体激光器件(26)安装在每组的激光器件安置架(22)上，然后用引线将半导体激光器件(26)与第一和第二引导架(23a，23)相连接；且
在每组的基架(21)上用树脂(29)构成保护隔离部分，使它包围除了激光发射侧外的半导体激光器件(26)。
11.根据权利要求10所述的制造半导体激光装置的方法，其特征在于
在一金属板上形成框架是通过落料模冲裁完成的。
12.根据权利要求10所述的制造半导体激光装置的方法，其特征在于，其步骤还包括在弯曲激光器件安置架(22)和第一引导架(23a)的步骤之前在每个框架的弯曲部分开槽。
13.根据权利要求10所述的制造半导体激光装置的方法，其特征在于
激光装置安置架(22)和第一引导架(23a)的弯曲是使用模型完成的。
14.根据权利要求10所述的制造半导体激光装置的方法，其特征在于，其还包括把金属板(24)附着在作为基准面和散热基底的基架至少一部分上的步骤，该金属板有一与该部分相同的形状。
15.根据权利要求10所述的制造半导体激光装置的方法，其特征在于，其步骤还包括通过压制减小基架(21)除作为基准面和散热基底的部分外其它部分的厚度、激光装置安置架(22)的厚度和第一引导架(23a)的厚度。
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