全文摘要
本实用新型公开一种表面贴装型激光发射器件及模块，包括：激光芯片、衬底、光学元件；其中，激光芯片键合于所述衬底的上表面；所述光学元件通过键合的方式设置于激光芯片的发光方向上，用于对激光芯片发射的激光进行光束整形。基于本实用新型公开的技术方案，能够使得表面贴装型激光发射器件满足高温、振动等苛刻工作环境，且能够有效保持激光光源的长期可靠性和寿命。
设计方案
1.一种表面贴装型激光发射器件，其特征在于，包括：激光芯片、衬底、以及光学元件；其中，
激光芯片键合于所述衬底的上表面；
所述光学元件通过键合的方式设置于激光芯片的发光方向上，用于对激光芯片发射的激光进行光束整形。
2.根据权利要求1所述的器件，其特征在于，所述光学元件设置在激光芯片发光面前端的衬底上。
3.根据权利要求2所述的器件，其特征在于，通过在光学元件和衬底上设置金属化结构，将光学元件通过键合的方式设置在激光芯片发光面前端的衬底上。
4.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述光学元件面向激光芯片一面的下端部设置有金属化结构，所述衬底面向光学元件的前端面的上端部设置有相匹配的金属化结构，通过所述金属化结构将光学元件键合于衬底面向光学元件前端面的上端部。
5.根据权利要求3所述的器件，其特征在于，所述光学元件的下端面设置有金属化结构，所述衬底上表面的端部设置有相匹配金属化结构，通过所述金属化结构将光学元件键合于衬底上表面的端部。
6.根据权利要求5所述的器件，其特征在于，所述激光芯片与衬底上表面之间还设置有支撑块，用于弥补激光芯片与光学元件之间的高度差。
7.根据权利要求1-6任一项所述的器件，其特征在于，所述器件还包括PCB板，衬底的下表面键合于所述PCB板上；其中，
PCB板上设置有超短脉冲激光驱动电路，用于驱动激光芯片发射窄脉宽的激光。
8.一种表面贴装型激光发射模块，其特征在于，包括权利要求7所述的激光发射器件、以及用于密封所述激光发射器件的密封件，所述PCB板的底面固定在密封件内部的下表面上。
9.一种表面贴装型激光发射模块，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的激光发射器件、陶瓷层、用于密封所述激光发射器件的密封件、以及电极，其中，
所述陶瓷层设置于衬底下方，底面固定设置于密封件内部的下表面；
所述电极设置于密封件外部下表面处与陶瓷层两端对应的位置；
陶瓷层两端对应的位置处分别设置有连通电极和激光芯片的导电通道。
10.一种表面贴装型激光发射模块，其特征在于，包括权利要求7所述的激光发射器件、陶瓷层、用于密封所述激光发射器件的密封件、以及电极，其中，
所述陶瓷层设置于衬底下方，底面固定设置于密封件内部的下表面；
所述电极设置于密封件外部下表面处与陶瓷层两端对应的位置；
陶瓷层两端对应的位置处分别设置有连通电极和激光芯片的导电通道，所述电极固定设置于PCB上。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及半导体激光器封装领域，尤其涉及一种表面贴装型激光发射器件及模块。
背景技术
在半导体激光器封装技术领域，在带有光学透镜的表面贴装激光器模块的封装方案中，通常采用光学胶将光学透镜粘接在半导体激光器发光面前端的衬底上，此种方案封装出的激光器模块长期可靠性差，光学胶在高温工作环境下易老化，丧失功能，进而导致激光光源模块失效。
发明内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种具有高可靠性的激光发射器件及模块，能够使得表面贴装型激光发射器件满足高温、振动等苛刻工作环境，且能够有效保持激光光源的长期可靠性和寿命。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型公开一种表面贴装型激光发射器件，包括：激光芯片、衬底、以及光学元件；其中，激光芯片键合于所述衬底的上表面；所述光学元件通过键合的方式设置于激光芯片的发光方向上，用于对激光芯片发射的激光进行光束整形。
上述方案中，所述光学元件设置在激光芯片发光面前端的衬底上。
上述方案中，通过在光学元件和衬底上设置金属化结构，将光学元件通过键合的方式设置在激光芯片发光面前端的衬底上。
上述方案中，所述光学元件面向激光芯片一面的下端部设置有金属化结构，所述衬底面向光学元件的前端面的上端部设置有相匹配的金属化结构，通过所述金属化结构将光学元件键合于衬底面向光学元件前端面的上端部。
上述方案中，所述光学元件的下端面设置有金属化结构，所述衬底上表面的端部设置有相匹配金属化结构，通过所述金属化结构将光学元件键合于衬底上表面的端部。
上述方案中，所述激光芯片与衬底上表面之间还设置有支撑块，用于弥补激光芯片与光学元件之间的高度差。
上述方案中，所述器件还包括PCB板，衬底的下表面键合于所述PCB板上；其中，PCB板上设置有超短脉冲激光驱动电路，用于驱动激光芯片发射窄脉宽的激光。
本实用新型还提供一种表面贴装型激光发射模块，包括以上所述的激光发射器件、以及用于密封所述激光发射器件的密封件，所述PCB板的底面固定在密封件内部的下表面上。
本实用新型还提供一种表面贴装型激光发射模块，包括以上所述的激光发射器件、陶瓷层、用于密封所述激光发射器件的密封件、以及电极，其中，所述陶瓷层设置于衬底下方，底面固定设置于密封件内部的下表面；所述电极设置于密封件外部下表面处与陶瓷层两端对应的位置；陶瓷层两端对应的位置处分别设置有连通电极和激光芯片的导电通道。
本实用新型还提供一种表面贴装型激光发射模块，包括以上所述的激光发射器件、陶瓷层、用于密封所述激光发射器件的密封件、以及电极，其中，所述陶瓷层设置于衬底下方，底面固定设置于密封件内部的下表面；所述电极设置于密封件外部下表面处与陶瓷层两端对应的位置；陶瓷层两端对应的位置处分别设置有连通电极和激光芯片的导电通道，所述电极固定设置于PCB上。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构示意图；
图2为本实用新型实施例二的结构示意图；
图3为本实用新型实施例三的结构示意图；
图4为本实用新型实施例四的结构示意图。
附图标号说明：1为激光芯片，2为衬底，3为光学元件，4为支撑块，5为PCB板，6为密封件，7为陶瓷层，8为电极，31为光学元件面向激光芯片的一面，32为光学元件的下端面，21为衬底面向光学元件的前端面，22为衬底上表面的端部。
具体实施方式
本实用新型实施例通过在光学元件和衬底上设置相匹配的金属化结构，开发出了一种具有高可靠性的表面贴装型激光发射模块，能够使得表面贴装型激光发射器件满足高温、振动等苛刻工作环境，且能够有效保持激光光源的长期可靠性和寿命，可作为光源模块广泛应用于固态激光雷达、红外照明、激光医疗、消费电子等领域。
以下结合两个实施例及相应附图对本实用新型技术方案做详细说明。
实施例一
图1为本实用新型实施例一的结构示意图，如图1所示，所述表面贴装型激光发射器件包括：激光芯片1、衬底2、光学元件3；其中，激光芯片1键合于所述衬底2的上表面；所述光学元件3通过键合的方式设置于所述激光芯片1的发光方向上，用于对激光芯片1发射的激光进行光束整形，激光芯片1的发光方向如附图中箭头所示。
具体的，所述光学元件3可以设置在激光芯片1发光面前端的衬底2上，可以通过在光学元件3和衬底2上设置金属化结构，将光学元件3通过键合的方式设置在激光芯片1发光面前端的衬底2上。
如图1所示，所述光学元件3面向激光芯片一面31的下端部设置有金属化结构，这里“下端部”可以为光学元件3在垂直方向上的中点处至底部边缘之间的区域。
所述衬底2面向光学元件3的前端面21的上端部设置有相匹配的金属化结构；通过所述金属化结构将光学元件3键合于衬底2面向光学元件前端面21的上端部。
本实用新型实施例中所述“相匹配”的主要意思是在考虑激光芯片1发光区高度的情况下，使激光充分进入光学元件3；进一步的，光学元件3与衬底2上相互对应的金属化结构的形状和\/或大小相等（在实际应用中，基本相等或相当也是允许的）。
实施例二
以下将对实施例二与实施例一的不同之处进行描述，与实施例一相同的结构、动作、原理及效果将适当省略。
如图2所示，所述激光芯片1与衬底2上表面之间还设置有支撑块4，用于弥补激光芯片1与光学元件3之间的高度差，使得激光芯片发射激光的中心与光学元件3的中心对齐。
所述光学元件3的下端面32设置有金属化结构，所述衬底2上表面的端部22设置有相匹配金属化结构，通过所述金属化结构将光学元件3键合于衬底2上表面的端部22。
针对以上实施例一和实施例二，所述光学元件可以包括但不限于透镜，具体可以为准直透镜，用于对激光芯片发出的激光进行准直。
进一步的，所述器件还可以包括PCB板5，衬底2的下表面键合于所述PCB板5上，PCB板5上设置有超短脉冲激光驱动电路，用于驱动激光芯片1发射窄脉宽的激光。
实施例三
基于以上实施例一和实施例二，本实用新型还公开一种表面贴装型激光发射模块，即如图3所示的实施例三的技术方案。
如图3所示，所述模块包括以上所述的激光发射器件、密封件6，所述密封件6可以由金属或塑料制成，用于密封所述激光发射器件，具体可以为防尘罩或防尘壳。
具体的，在实施例一和实施例二的基础上，所述PCB板5的底面固定在密封件6内部的下表面上。
实施例四
基于以上实施例一和实施例二，本实用新型还公开一种表面贴装型激光发射模块，即如图4所示的实施例四的技术方案。
如图4所示，所述模块包括以上所述的激光发射器件、陶瓷层7、用于密封所述激光发射器件的密封件6、电极8。
具体的，所述陶瓷层7设置于衬底2下方，陶瓷层7的底部固定设置于密封件6内部的下表面；所述电极8设置于密封件6外部下表面处与陶瓷层7两端对应的位置；陶瓷层7两端对应的位置处分别设置有连通电极8和激光芯片1的导电通道，以此形成一个绝缘的表面贴装小模块，所述电极8可以固定设置于PCB板5上，即通过电极8将该模块固定设置于PCB板5上。此种方案灵活度高，小模块可以任意固定到PCB板5的任意位置，更容易实现批量化生产。
在实施例三和实施例四中，所述密封件6上对应于激光芯片1发光的位置上还设置有出射窗，用于出射激光，所述出射窗的大小和形状根据激光光束的形态确定。
本实用新型实施例中，所述金属化结构具体可以表现为金属膜，可以通过在光学元件3和衬底2上蒸发镀金属膜的方式实现，所述金属膜可以包括不限于常规的金属硬焊料等，通过设计表面贴装型激光器件的标准工艺将光学元件3键合到衬底2上。
本实用新型公开的技术方案通过设置相匹配的金属化结构，使得光学元件与衬底之间的结合力更牢固，因此具有更广泛的环境适应性和可靠性。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921092581.0
申请日:2019-07-12
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209896436U
授权时间:20200103
主分类号:H01S5/022
专利分类号:H01S5/022
范畴分类:申请人:西安炬光科技股份有限公司
第一申请人:西安炬光科技股份有限公司
申请人地址:710077 陕西省西安市西安市高新区丈八六路56号陕西省高功率半导体激光器产业园
发明人:王警卫;袁科;刘兴胜
第一发明人:王警卫
当前权利人:西安炬光科技股份有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：pcb板论文;