TWI566490B - 光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法 - Google Patents

光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI566490B
TWI566490B TW103129785A TW103129785A TWI566490B TW I566490 B TWI566490 B TW I566490B TW 103129785 A TW103129785 A TW 103129785A TW 103129785 A TW103129785 A TW 103129785A TW I566490 B TWI566490 B TW I566490B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
photovoltaic element
contact surface
base
photovoltaic
disposed
Prior art date
Application number
TW103129785A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201517427A (zh
Inventor
湯瑪斯 休瓦茲
湯瑪斯 杜柏廷
Original Assignee
歐斯朗奧托半導體股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 歐斯朗奧托半導體股份有限公司 filed Critical 歐斯朗奧托半導體股份有限公司
Publication of TW201517427A publication Critical patent/TW201517427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI566490B publication Critical patent/TWI566490B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
    • H01S5/02212—Can-type, e.g. TO-CAN housings with emission along or parallel to symmetry axis
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
    • H01S5/02345—Wire-bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0239—Combinations of electrical or optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4018—Lasers electrically in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)

Description

光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法
本發明涉及一種如請求項1所述的光電元件、請求項11所述的光電裝置以及請求項13所述的製造光電裝置的方法。
德國專利申請案DE 10 2013 217 796.8明確地形成本申請案之內容所揭示的一部份，且亦描述了雷射元件以及製造雷射元件的方法。
一種形成具有殼體之以半導體為主的雷射元件已為人所知，其中密封地配置著雷射二極體以保護其免受濕氣和污染的影響。已為人所知的是，此種雷射元件之殼體設有線接觸區以進行插通安裝。線接觸區可插入至電路板為此而設置的接觸孔中，且例如可藉由流動波(flow wave)焊接而達成電性接觸。已為人所知的是，可另外藉由機械夾緊或黏合而與此種雷射元件之殼體接觸，以排出該雷射元件在操作期間所產生的廢熱。
本發明的目的是提供一種光電元件。此目的 藉由具有請求項1之特徵的光電元件來達成。本發明的另一目的是提供一種光電裝置。此目的藉由具有請求項11之特徵的光電裝置來達成。本發明的又一目的是提供一種製造光電裝置的方法，此目的藉由具有請求項13之特徵的方法來達成。在請求項的各附屬項中提供不同的其它形式。
光電元件具有一殼體，其包含：一具有上側 和下側之基座；以及一外蓋。此外，此光電元件具有一雷射晶片，其配置在基座的上側和該外蓋之間。在基座的下側上形成第一焊接接觸面和第二焊接接觸面。此光電元件有利地適合於表面安裝。於此，該光電元件的第一焊接接觸面和第二焊接接觸面例如可藉由回焊而達成電性接觸。此外，藉由該光電元件之殼體之基座的下側上之電性接觸式焊接接觸面，則同時可將廢熱由光電元件排出。此光電元件之安裝可有利地以低耗費而達成自動化，這樣就能以大量製成的工具來成本有利地使用該光電元件。
在光電元件的一實施形式中，導電銷穿過基 座而在上側和下側之間延伸。於此，使該銷在電性上相對於基座的其餘區段而絕緣。該銷另外可導電地與第一焊接接觸面連接。該銷因而有利地形成一種由基座之下側上的第一焊接接觸面至基座之上側上的可導電的連接。該銷因此例如能鑲嵌著玻璃而裝入至光電元件之殼體的基座中。
在光電元件的一實施形式中，雷射晶片具有 第一電性接觸面。於此，第一電性接觸面藉由第一接合線而可導電地與銷連接。該銷和第一接合線因此形成光電元件之殼體的基座之下側上之第一焊接接觸面和雷射晶片之第一電性接觸面之間的導電性連接。於是，光電元件之雷射晶片可經由該光電元件之殼體之基座的下側上之第一焊接接觸面而達成電性接觸。
在光電元件的一實施形式中，雷射晶片具有 第二電性接觸面。於此，第二電性接觸面藉由第二接合線而可導電地與基座之一區段連接。因此，可有利地經由該基座和第二接合線而在光電元件之殼體的基座之下側上之第二焊接接觸面和光電元件之雷射晶片之第二電性接觸面之間形成可導電之連接。於是，該雷射晶片可經由第二焊接接觸面而達成電性接觸。
在光電元件的一實施形式中，第二焊接接觸 面以環形方式包圍著第一焊接接觸面。第一焊接接觸面和第二焊接接觸面因此可有利地共同佔有該光電元件之殼體的基座之下側面積的大部份。於是，第一焊接接觸面和第二焊接接觸面共同形成該光電元件之大的熱接觸面，其可有效地將廢熱由該光電元件排出。
在光電元件的一實施形式中，在基座之上側 上形成一平台。於此，雷射晶片配置在該平台上。該平台同時可用來達成雷射晶片的熱接觸和電性接觸。亦可藉由該平台的形式來確定該雷射晶片相對於該光電元件之殼體的基座之下側的方位。
在光電元件的一實施形式中，須配置雷射晶片，使雷射晶片的發射方向定向成垂直於基座的下側。這樣可有利地將該光電元件配置在電路板上，使該光電元件的發射方向定向成垂直於該電路板。這樣可使該光電元件達成一種特別省空間的配置。
在光電元件的一實施形式中，基座及/或外蓋具有鋼。於是，該外蓋和該基座可有利地以密封方式互相焊接著。
在光電元件的一實施形式中，外蓋具有一窗口。此窗口例如可鑲嵌著玻璃而裝入該外蓋中。由光電元件之雷射晶片發出的雷射束因此可經由該外蓋的窗口而由光電元件之殼體發出。
在光電元件的一實施形式中，外蓋係與基座相焊接著。光電元件之配置在外蓋和基座之間的雷射晶片因此可有利地受到保護使不受濕氣和污染的影響。
一種光電裝置包含電路板和上述形式的光電元件。於此，光電元件配置在電路板的表面上。光電元件可有利地藉由表面安裝方法而配置在電路板的表面上且達成電性接觸。例如，光電元件可藉由回焊而達成電性接觸。這樣可成本有利地以高的自動化等級來製成該光電裝置。
在光電裝置的一實施形式中，其具有複數個上述形式之光電元件。於此，該些光電元件以串聯方式配置著。該光電裝置因此可有利地具有高的光學輸出功率。由於各光電元件可藉由表面安裝方法而配置在電路 板的表面上，則各別的光電元件能以較密集的封裝方式而配置在電路板的表面上。這樣就能有利地以緊密的外部尺寸來形成該光電裝置。
一種製造光電裝置的方法包含以下步驟：製 備一電路板、製備一上述形式的光電元件、以及將該光電元件配置在該電路板的表面上。「將該光電元件配置在該電路板的表面上」可有利地以自動化方式進行，這例如藉由一種表面安裝技術(SMT)-組裝用自動機來進行。「將該光電元件配置在該電路板的表面上」可在與其它組件配置在該電路板的表面上的一共同的工作過程中進行。是以，本方法可有利地以成本有利的方式來進行。
在本方法的一實施方式中，光電元件藉由表 面安裝而配置在電路板之表面上。
在本方法的一實施方式中，光電元件藉由回 焊而配置在電路板之表面上。於此，可有利地達成光電元件之自動置中。於是，光電元件在焊劑之熔化期間藉由本身的表面張力而準確地對準其目標位置。
本發明之上述特性、特徵和優點以及形式和 方式(例如，如何達成)在與以下各實施例及圖式的說明相結合時將變得更清楚且更容易理解。於此，分別以示意圖顯示各圖式。
100‧‧‧光電元件
110‧‧‧殼體
200‧‧‧基座
201‧‧‧上側
202‧‧‧下側
210‧‧‧第一焊接接觸面
215‧‧‧第一接合線
220‧‧‧第二焊接接觸面
225‧‧‧第二接合線
230‧‧‧平台
235‧‧‧晶片容納面
240‧‧‧載體
250‧‧‧空腔
260‧‧‧導電銷
265‧‧‧絕緣體
300‧‧‧外蓋
310‧‧‧窗口
320‧‧‧焊接連接區
400‧‧‧雷射晶片
401‧‧‧上側
402‧‧‧下側
410‧‧‧第一電性接觸面
420‧‧‧第二電性接觸面
430‧‧‧發射方向
500‧‧‧光電裝置
600‧‧‧電路板
601‧‧‧表面
602‧‧‧背面
610‧‧‧第一反接觸面(陽極)
615‧‧‧第一外部終端面
620‧‧‧第二反接觸面(陰極)
625‧‧‧第二外部終端面
630‧‧‧串聯電路帶
第1圖顯示光電元件之殼體的基座。
第2圖顯示光電元件之殼體的第一外觀圖。
第3圖顯示光電元件之殼體的第二外觀圖。
第4圖顯示光電裝置之電路板。
第5圖顯示該電路板及配置在其上的光電元件。
第6圖顯示該光電裝置之電路板和光電元件之剖面。
第1圖顯示光電元件100之殼體110的基座200之立體視圖。第2圖顯示光電元件100之殼體110的外蓋300之立體視圖。第3圖顯示光電元件100之殼體110的立體視圖，其中殼體110之基座200和外蓋300相接合著。
光電元件100例如可以是一種雷射元件。例如，光電元件100可以是一種形成為用來發出雷射束的雷射元件，其波長位於可見的短波光譜區中。
光電元件100之殼體110的基座200亦可稱為頭座(header)。基座200具有導電性材料，其較佳是金屬。基座200例如可具有鐵-鎳合金。例如，基座200可具有鋼。
基座200具有一上側201和一與上側201相面對的下側202。第1圖所示的例子中，基座200具有大約是矩形的基本形式，其允許將光電元件100之具有基座200之殼體110以較密集的封裝方式配置在其它光電元件100之其它相同形式的殼體110旁。然而，基座200例如亦可具有圓板形式或六角形的基本形式。
基座200中埋置著導電銷260，其由基座200 之下側202經由基座200而延伸至基座200之上側201上方。導電銷260之由基座200之上側201突出的部份因此定向成垂直於基座200之上側201。導電銷260具有導電性材料，例如，金屬。導電銷260可具有與基座200之其它區段相同的材料。
導電銷藉由絕緣體265而在電性上與基座 200之其餘區段相絕緣。絕緣體265例如可形成為嵌入式玻璃。導電銷260較佳是藉由絕緣體265而密封地埋置於基座200中。
在光電元件100之殼體110之基座200之上 側201上形成一平台230。平台230亦可稱為支座。平台230亦可材料相同地以單件方式而與基座200之其餘區段相連地形成。在每一情況下，平台230具有導電性材料且可導電地與基座200之每一部份相連接著，所述每一部份在電性上係與導電銷260相絕緣。平台230具有晶片容納面235，其較佳是定向成大約垂直於基座200之上側201且因此亦垂直於基座200之下側202。
光電元件100具有雷射晶片400。雷射晶片 400形成為以半導體為主的雷射二極體。雷射晶片400因此形成為用於發出雷射束。例如，雷射晶片400形成為可發出波長在可見的短波光譜區中的雷射束，此種雷射束的波長大約是在藍色光譜區中。
雷射晶片400具有一上側401和一與上側 401相面對的下側402。在雷射晶片400之上側401上形 成第一電性接觸面410。在雷射晶片400之下側402上形成第二電性接觸面420。在雷射晶片400操作時，在雷射晶片400之第一電性接觸面410和第二電性接觸面420之間可將電壓施加至雷射晶片400。
光電元件100之雷射晶片400須配置在光電 元件100之殼體110的基座200之平台230的晶片容納面235上，使雷射晶片400之發射方向430定向成大約垂直於基座200之上側201且因此亦垂直於基座200之下側202。在雷射晶片400操作時，其在發射方向430中發出雷射束。
雷射晶片400之發射方向430在第1圖之例 子中定向成平行於雷射晶片400之上側401。雷射晶片400形成為邊緣發射器。當然，亦可將雷射晶片400形成為表面發射器。在此種情況下，雷射晶片400亦須配置在光電元件100之殼體110之基座200的平台230上，使雷射晶片400之發射方向430定向成垂直於基座200之上側201且因此亦垂直於基座200之下側202。平台230亦可選擇式地省略。
雷射晶片400配置在一載體240上。載體240 亦可稱為次安裝體(submount)。載體240較佳是具有一種導熱性良好的電性絕緣材料。載體240的上側上配置著可導電的金屬層。雷射晶片400須配置在載體240的上側，使雷射晶片400之下側402面向載體240之上側。 於此，雷射晶片400之形成在雷射晶片400之下側402上的第二電性接觸面420係與載體240之上側上的該可導電的金屬層形成導電性連接。
載體240須配置在基座200之平台230的晶 片容納面235上，使載體240之與載體240的上側相面對的下側面向晶片容納面235。於此，較佳是在載體240和平台230之間形成導熱性良好的連接。
雷射晶片400之形成在雷射晶片400之上側 401上的第一電性接觸面410藉由複數條第一接合線215而可導電地與導電銷260相連接。載體240之上側上的該可導電的金屬層藉由複數條第二接合線225而可導電地與基座200之平台230相連接且因此亦可導電地與基座200之每一區段相連接，所述每一區段在電性上係與導電銷260相絕緣。由於形成在載體240之上側上的金屬層可導電地與雷射晶片400之下側402上的第二電性接觸面420相連接，則可在雷射晶片400之第二電性接觸面420和基座200之在電性上與導電銷260相絕緣之區段之間形成可導電的連接。
亦可由導電性材料來形成載體240。在此種情況下，載體240之上側上之可導電的金屬層可省略。雷射晶片400然後須配置在載體240之上側上，使形成在雷射晶片400之下側402上的第二電性接觸面420可導電地與載體240相連接。載體240須配置在平台230之晶片容納面235上，使載體240可導電地與平台230相連接。在此種情況下第二接合線225可省略。
亦可完全省略載體240。在此種情況下，雷射晶片400須直接配置在平台230之晶片容納面235上，使雷射晶片400之下側402面向晶片容納面235且 形成在雷射晶片400之下側402上的第二電性接觸面420可導電地與平台230相連接。在此種情況下亦可省略第二接合線225。
在基座200之上側201上配置一空腔250。 空腔250在基座200之上側201中形成為凹口。空腔250可用於容納光二極體。光二極體可用於偵測一種由雷射晶片400發出的雷射光。然而，該光二極體亦可省略。 於是，空腔250亦可省略。
第3圖中光電元件100之殼體110的基座200 之下側202是可見的。基座200之下側202基本上成平面狀。在基座200之下側202上形成第一焊接接觸面210和第二焊接接觸面220。第一焊接接觸面210和第二焊接接觸面220配置在一共同的平面中。第一焊接接觸面210形成在導電銷260之縱向末端且可導電地與其相連接。第二焊接接觸面220以環形方式包圍著第一焊接接觸面210且可導電地與基座200之在電性上與導電銷260相絕緣的每一區段相連接。
光電元件100之殼體110之基座200的第一 焊接接觸面210和第二焊接接觸面220適合於表面安裝，例如，適合於藉由反覆熔融焊料(回焊)來進行的表面安裝。
光電元件100之殼體110的外蓋300例如可由深沖的鋼片製成。
須形成外蓋300，將其配置在光電元件100之殼體110的基座200之上側201上，使平台230和配 置在平台230之晶片容納面235上的雷射晶片400都可由外蓋300覆蓋著。因此，雷射晶片400較佳是針對光電元件100之殼體110的環境而密封著。於是，雷射晶片400受到保護使不受濕氣和污染的影響。藉此可提高雷射晶片400之壽命且因此亦提高整個光電元件100之壽命。
外蓋300可藉由焊接連接區320而與殼體 110之基座200相連接。外蓋300和光電元件100之殼體110之基座200之間的焊接連接區320例如可藉由脈衝焊接來形成。外蓋300在其面向基座200之上側201的側面上可具有一種環形界限，其在焊接連接區320之形成期間熔化。
外蓋300具有一窗口310，其在雷射晶片400 被外蓋300覆蓋時須配置成使由光電元件100之雷射晶片400所發出的雷射束可經由該窗口310而由光電元件100之殼體110發出。窗口310因此具有一種基本上可被雷射晶片400發出的雷射束所透過的材料。窗口310較佳是以密封方式鑲嵌著玻璃而裝入外蓋300中。
第4圖顯示光電裝置500之電路板600的立 體視圖。光電裝置500例如可以是雷射裝置。
電路板600具有一表面601和一與表面601 相面對的背面602。第4圖所示的例子中，電路板600形成為DCB(直接銅接合(direct copper bonding))電路板且具有由銅、絕緣體和另一層銅構成的層複合物。此絕緣體例如可具有氧化鋁或氮化鋁。然而，電路板600亦 可形成為具有積體式熱通孔(Vias)的FR4-電路板或形成為金屬核心電路板。
第4圖所示的例子中，在電路板600之表面 601上配置五個串聯電路帶630，其分別用於容納五個光電元件100。當然，電路板600亦可具有其它數目的串聯電路帶630。串聯電路帶630亦可用於容納少於或多於五個的光電元件100。
每一串聯電路帶630具有複數個第一反接觸 面610和第二反接觸面620，其在金屬層中形成在電路板600之表面601上。串聯電路帶630之每一第二反接觸面620除了各別的串聯電路帶630之最後一個第二反接觸面620以外都形成為以單件形式來與同一個串聯電路帶630之隨後的第一反接觸面610相連。反之，串聯電路帶630之每一第一反接觸面610除了各別的串聯電路帶630之第一個第一反接觸面610以外都形成為以單件形式來與同一個串聯電路帶630之先前的第二反接觸面620相連。每一串聯電路帶630之第一反接觸面610可導電地與各別的串聯電路帶630之第一外部終端面615相連接。每一串聯電路帶630之最後一個第二反接觸面620可導電地與各別的串聯電路帶630之第二外部終端面625相連接。
第5圖顯示光電裝置500之電路板600的立體視圖，電路板600具有配置於其上的光電元件100。第6圖顯示光電裝置500之電路板600和光電元件100之一部份的剖面。
在電路板600之五個串聯電路帶630的每一 個都分別配置五個光電元件100。於此，須配置每一光電元件100，使各別的光電元件100之殼體110的基座200之下側202面向光電裝置500之電路板600之表面601。每一光電元件100之殼體110之基座200之下側202上的第一焊接接觸面210可導電地分別與電路板600之第一反接觸面610相接觸。每一光電元件100之殼體110之基座200之下側202上的第二焊接接觸面220可導電地分別與電路板600之表面601上的第二反接觸面620相連接。藉此使一串聯電路帶630之多個光電元件100分別在電性上相串聯。
光電元件100藉由表面安裝方法而配置在電 路板600之表面601上。例如，光電元件100可藉由回焊而配置在電路板600之表面601上。
在每一光電元件100之第一焊接接觸面210 和電路板600之各別對應的第一反接觸面610之間配置導電性焊劑。同理，亦可在每一光電元件100之第二焊接接觸面220和電路板600之各別對應的第二反接觸面620之間配置焊劑。
在第二反接觸面620和電路板600之每一串 聯電路帶630之隨後的各別第一反接觸面610之間的接面區(junction region)中以及在第一外部終端面615和每一串聯電路帶630之相連接的第一反接觸面610之間的接面區中配置一種焊接停止漆，其使第一反接觸面610之各別的區段在電性上與各別對應的光電元件100之第二焊接接觸面220相絕緣。
為了將光電元件100安裝在光電裝置500之 電路板600之表面601上，首先須在電路板600之表面601上將焊劑糊配置在反接觸面610、620上。焊劑糊包含焊劑球、流動劑和溶劑。同時，在第一反接觸面610之上述區域上設有焊接停止漆。焊劑糊和焊接停止漆之配置例如可藉由絲網印刷或樣板印刷來達成。焊接停止漆亦可在製造該電路板時施加且藉由光結構化而被結構化。然後，將光電元件100配置在電路板600之表面601上。這例如可藉由SMT-組裝用自動機來進行。然後，將光電元件100焊接在回焊爐或氣相爐中。然後，清洗光電裝置500，以去除多餘的流動劑。
與光電元件100配置在電路板600之表面 601上的同時，可在電路板600之表面601上配置其它組件且與光電元件100形成電性連接。
在光電裝置500之每一串聯電路帶630中， 在第一外部終端面615和第二外部終端面625之間施加電壓，以驅動各別的串聯電路帶630之光電元件100。
在光電裝置500之操作期間，光電元件100 之雷射晶片400中會產生廢熱。雷射晶片400中產生的廢熱可在每一光電元件100中經由雷射晶片400的下側402和載體240而流出至各別的光電元件100之基座200中。廢熱可由基座200經由各別的光電元件100之基座200的下側202上的第一焊接接觸面210和第二焊接接觸面220、焊接接觸面210、220和電路板600之反接觸面610、620之間的焊劑連接區、以及電路板600之反接 觸面610、620而流出至電路板600中。光電元件100中所產生的廢熱之排出因此係藉由每一光電元件100之基座200的下側202和電路板600之表面601之間的大面積之接觸區來促成。光電元件100之焊接接觸面210、220和電路板600之反接觸面610、620之間的焊劑連接區有利地只具有低熱阻。
本發明係依據較佳之實施例來詳述。然而，本發明不限於所揭示的實施例。反之，此行的專家可由此導出其它的不同實施例而未偏離本發明的保護範圍。
100‧‧‧光電元件
110‧‧‧殼體
200‧‧‧基座
201‧‧‧上側
202‧‧‧下側
210‧‧‧第一焊接接觸面
220‧‧‧第二焊接接觸面
260‧‧‧導電銷
265‧‧‧絕緣體
300‧‧‧外蓋
310‧‧‧窗口
320‧‧‧焊接連接區

Claims (14)

  1. 一種光電元件(100)，具有殼體(110)，其包含：基座(200)，具有上側(201)和下側(202)；以及外蓋(300)；雷射晶片(400)，其配置在該基座(200)之上側(201)和外蓋(300)之間；其中在該基座(200)之下側(202)上形成第一焊接接觸面(210)和第二焊接接觸面(220)其中該雷射晶片(400)具有第二電性接觸面(420)，其中該第二電性接觸面(420)藉由第二接合線(225)而可導電地與該基座(200)之一區段相連接，該區段可導電地與該第二焊接接觸面(220)相連接。
  2. 如請求項1之光電元件(100)，其中一導電銷(260)穿過該基座(200)而在該上側(201)和該下側(202)之間延伸；該銷(260)在電性上相對於該基座(200)之其餘區段而絕緣，該銷(260)可導電地與該第一焊接接觸面(210)相連接。
  3. 如請求項2之光電元件(100)，其中雷射晶片(400)具有第一電性接觸面(410)；該第一電性接觸面(410)藉由第一接合線(215)而可導電地與銷(260)相連接。
  4. 如請求項1之光電元件(100)，其中該第二焊接接觸面(220)以環形方式包圍著該第一焊接接觸面(210)。
  5. 如請求項1之光電元件(100)，其中在該基座(200)之上側(201)上形成平台(230)，雷射晶片(400)係配置在平台(230)上。
  6. 如請求項5之光電元件(100)，其中須配置該雷射晶片(400)，使該雷射晶片(400)之發射方向(430)定向成垂直於該基座(200)之下側(202)。
  7. 如請求項1之光電元件(100)，其中該基座(200)及/或該外蓋(300)具有鋼。
  8. 如請求項1之光電元件(100)，其中該外蓋(300)具有窗口(310)。
  9. 如請求項1之光電元件(100)，其中該外蓋(300)係與基座(200)相焊接。
  10. 一種光電裝置(500)，具有電路板(600)，以及如請求項1至9中任一項之光電元件(100)；其中該光電元件(100)配置在該電路板(600)之一表面(601)上。
  11. 如請求項10之光電裝置(500)，其中該光電裝置(500)具有複數個如請求項1至10中任一項之光電元件(100)；該些光電元件(100)配置在一串聯電路(630)中。
  12. 一種製造光電裝置(500)的方法，具有以下步驟：-製備一電路板(600)；-製備如請求項1至9中任一項之光電元件(100)；-將該光電元件(100)配置在該電路板(600)之表面 (601)上。
  13. 如請求項12之方法，其中該光電元件(100)藉由表面安裝而配置在該電路板(600)之表面(601)上。
  14. 如請求項13之方法，其中該光電元件(100)藉由回焊而配置在該電路板(600)之表面(601)上。
TW103129785A 2013-09-05 2014-08-29 光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法 TWI566490B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310217796 DE102013217796A1 (de) 2013-09-05 2013-09-05 Optoelektronisches Bauelement, optoelektronische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Vorrichtung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201517427A TW201517427A (zh) 2015-05-01
TWI566490B true TWI566490B (zh) 2017-01-11

Family

ID=51355537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103129785A TWI566490B (zh) 2013-09-05 2014-08-29 光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9509117B2 (zh)
JP (1) JP6454711B2 (zh)
CN (1) CN105594078A (zh)
DE (1) DE102013217796A1 (zh)
TW (1) TWI566490B (zh)
WO (1) WO2015032603A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016102327B4 (de) 2016-02-10 2018-02-08 Schott Ag Gehäuse für ein elektronisches Bauelement sowie Lasermodul
DE102018106504B4 (de) * 2018-03-20 2020-03-12 Schott Ag Anordnung mit einem TO-Gehäuse, Verfahren zu dessen Herstellung sowie optisches Datenübertragungssystem
TWI659585B (zh) * 2018-05-24 2019-05-11 南茂科技股份有限公司 雷射二極體封裝結構
CN112997407B (zh) 2018-10-30 2024-05-17 埃赛力达加拿大有限公司 采用引线框架和薄介电层掩膜焊垫限定的低电感激光驱动器封装
US11264778B2 (en) 2018-11-01 2022-03-01 Excelitas Canada, Inc. Quad flat no-leads package for side emitting laser diode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10247315A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-22 Schott Glas TO-Gehäuse für Hochfrequenzanwendungen - Verdrahtungsträger aus Keramik
CN101272035A (zh) * 2007-03-16 2008-09-24 三洋电机株式会社 半导体激光装置和其制造方法
CN102377105A (zh) * 2010-08-04 2012-03-14 三洋电机株式会社 半导体激光装置和光装置
US20120287954A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Panasonic Corporation Laser Array Light Source Unit

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410193B2 (ja) * 1994-02-07 2003-05-26 三菱電機株式会社 気密封止型光半導体装置
JP3433730B2 (ja) * 1995-02-23 2003-08-04 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
DE19823691A1 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 Siemens Ag Gehäuseanordnung für Lasermodul
JP2002043676A (ja) * 2000-07-25 2002-02-08 Ricoh Co Ltd サブマウント及びその製造方法並びに半導体レーザ装置
JP2004055938A (ja) * 2002-07-23 2004-02-19 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
JP2004235212A (ja) * 2003-01-28 2004-08-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd 気密端子とそれを用いた半導体装置
US7066660B2 (en) * 2003-08-29 2006-06-27 Finisar Corporation Optoelectronic packaging assembly
JP4549298B2 (ja) * 2003-11-14 2010-09-22 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
KR100856280B1 (ko) * 2004-05-25 2008-09-03 삼성전기주식회사 반도체 레이저 다이오드 패키지
JP4726572B2 (ja) * 2005-08-09 2011-07-20 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
JP2006179775A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Kyocera Corp 半導体素子収納用パッケージおよび半導体装置
US8121163B2 (en) * 2007-03-16 2012-02-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor laser diode apparatus and method of fabricating the same
JP5144628B2 (ja) * 2009-11-19 2013-02-13 日本電信電話株式会社 Ｔｏ−ｃａｎ型ｔｏｓａモジュール
JP5428978B2 (ja) * 2010-03-19 2014-02-26 三菱電機株式会社 半導体光変調装置
JP2012060039A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Sanyo Electric Co Ltd 半導体レーザ装置及び光装置
JP2012079827A (ja) * 2010-09-30 2012-04-19 Panasonic Corp 半導体発光装置及び光源装置
JP5756675B2 (ja) * 2011-05-10 2015-07-29 新光電気工業株式会社 光半導体素子用パッケージ及び光半導体装置
JP2013004389A (ja) * 2011-06-20 2013-01-07 Mitsubishi Electric Corp 照明装置
US8537873B2 (en) * 2011-07-20 2013-09-17 Jds Uniphase Corporation High power surface mount technology package for side emitting laser diode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10247315A1 (de) * 2002-10-10 2004-04-22 Schott Glas TO-Gehäuse für Hochfrequenzanwendungen - Verdrahtungsträger aus Keramik
CN101272035A (zh) * 2007-03-16 2008-09-24 三洋电机株式会社 半导体激光装置和其制造方法
CN102377105A (zh) * 2010-08-04 2012-03-14 三洋电机株式会社 半导体激光装置和光装置
US20120287954A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-15 Panasonic Corporation Laser Array Light Source Unit

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013217796A1 (de) 2015-03-05
TW201517427A (zh) 2015-05-01
US20160204574A1 (en) 2016-07-14
WO2015032603A1 (de) 2015-03-12
CN105594078A (zh) 2016-05-18
JP6454711B2 (ja) 2019-01-16
JP2016532306A (ja) 2016-10-13
US9509117B2 (en) 2016-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI566490B (zh) 光電元件、光電裝置及製造光電裝置的方法
CN103824923B (zh) 一种半导体发光芯片、半导体照明灯具及其制造方法
US20110024313A1 (en) Optical element package, semiconductor light-emitting device, and lighting device
JP2005109282A (ja) 発光装置
US20130168722A1 (en) Surface-mounting light emitting diode device and method for manufacturing the same
JP2009054892A (ja) Ｌｅｄチップの実装方法
JP2002246650A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JP6225834B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
US20210265812A1 (en) Semiconductor laser device
JP6680875B2 (ja) エレクトロニクス部品のためのパッケージ、エレクトロニクス部品、およびエレクトロニクス装置
CN104781940A (zh) 用于制造具有冷却体的led模块的方法
JP6485518B2 (ja) 半導体発光装置およびその製造方法
JP2019075460A (ja) 半導体発光素子および半導体発光装置
JP6317147B2 (ja) 半導体発光モジュール
CN215988749U (zh) 大功率led光源
KR20130007473A (ko) 엘이디용 회로기판원판, 회로기판, 엘이디유닛, 조명기구 및 제조방법
JP3312120B2 (ja) チップ部品型の発光ダイオードの製造方法
KR102342724B1 (ko) 광소자용 기판, 광소자 패키지, 광소자용 기판의 제조방법 및 광소자 패키지의 제조방법
KR101216936B1 (ko) 발광 다이오드
KR101259876B1 (ko) 열전 소자를 갖는 엘이디 패키지 및 이의 제조 방법
CN116667134A (zh) 光电半导体装置及光电半导体的封装方法
KR20140073776A (ko) 조립형 ｌｅｄ 패키지
JP4597265B6 (ja) 半田付け構造を改善した発光ダイオード、及びこの発光ダイオードを半田付けによって基板に組み立てる方法並びにこの組立方法によって製造した発光ダイオードアセンブリ
KR101246955B1 (ko) 엘이디 조명모듈
KR101348484B1 (ko) 엘이디 패키지 및 그 제조방법