[实用新型]一种TO-CAN封装半导体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，更具体的涉及一种TO-CAN封装半导体激光器。

背景技术

TO封装，即TransistorOutline或者Through-hole封装技术，属于同轴型光发送器件的封装结构，它由原来广泛使用的晶体管器件封装发展而来，在工业上比较成熟。TO封装寄生参数小，工艺简单，成本低，使用灵活方便，当前10G以下速率的LD封装主要采用TO封装。在LD封装中，TO管壳内部空间小，且只有四根引线，不安装半导体制冷器（TEC），在成本上也有极大的优势。

TO-CAN封装半导体激光器具有体积小，能耗低，寿命长，无须制冷，工艺简单可靠，适合大规模生产等优点，广泛应用于光纤通信和光纤传感。当前TO-CAN封装半导体激光器主要采用TO56封装，波长有1310nm,1490nm，1550nm等。典型的TO-CAN封装半导体激光器具有如附图1所示的结构，包括TO管座1、半导体激光器芯片2、背光探测器芯片3、激光芯片垫块4、探测芯片垫块5、键合金丝6、引脚7和热沉块8，在实际生产过程中，首先需要把探测芯片垫块5用银胶贴于TO管座1上，然后把背光探测器芯片3贴于探测芯片垫块5上，接着将整体置于烘箱内烘烤以使银胶固化，从而达到固定背光探测器的目的，在此之后把激光芯片垫块4和半导体激光器芯片2共晶于热沉块8的侧面，当半导体激光器芯片2和背光探测器芯片3固定完成后，需要用金丝进行键合，从而实现芯片的电极引出。具体的背光探测器芯片3一般采用光电二极管芯片即PD芯片，半导体激光器芯片2一般采用激光器二极管芯片即LD芯片，四个引脚7穿过TO管座1，在进行金丝键合时，PD芯片的两个电极，其中一极需要与引脚Pin2键合连接，另一极需要与引脚Pin3键合连接，这里引脚Pin2与TO管座贴PD的部位是电隔离的，传统封装中为了实现引脚Pin2、Pin3与PD的连接，采用一个探测芯片垫块和两次金丝键合来实现，从附图1中可以看出这种传统的TO-CAN封装半导体激光器中，作为背光探测器的PD芯片通过两次金丝键合与引脚Pin2、Pin3连接。在金丝键合完成后，经过老化测试，这个激光器就可用于光纤通信或光纤传感中。

上述封装方案和过程是当前业内TO封装的主流，也经历了工程应用的考验，具有一定的优势和合理性。但是这种作为行业主流的TO-CAN封装半导体激光器中，对于作为背光探测器的PD芯片通过两次金丝键合与对应引脚进行连接的结构存在以下使用缺陷：对PD芯片采用两次金丝键合，造成键合操作工艺相对较复杂，而且加大了对高成本金丝的应用，在一定程度上提高了激光器整体的成本，降低了市场竞争优势；而且对于PD芯片需要专门设置探测芯片垫块进行安装，不但复杂了安装工艺，而且探测芯片垫块与TO管座的固定使用银胶，具有容易脱落的风险，直接影响了激光器产品的质量稳定性。因此现有TO-CAN封装半导体激光器在背光探测器芯片的设置结构方面存在着一定的缺陷，尚有可改进的余地。

实用新型内容

本实用新型基于上述现有技术问题，通过长期的创新试验研究，对这种传统的TO-CAN封装半导体激光器进行了创新改进，尤其是对其中背光探测器芯片的设置结构进行了创新改进，通过将背光探测器芯片安装于与引脚一体设计连接的支撑台上，不但省去了独立背光探测芯片垫块的设置，节约了垫块物料成本，而且通过背光探测器芯片与支撑台的电性直接连接实现了芯片与引脚的电性直接连接，省去了背光探测器芯片与其垫块之间的一次金丝键合工艺，简化了金丝键合操作工艺，并节约了键合金丝成本，同时与引脚一体设计的支撑台不会发生脱落风险，提高了激光器产品的使用稳定性和市场竞争力。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种TO-CAN封装半导体激光器，包括：TO管座1、半导体激光器芯片2、背光探测器芯片3、热沉块8和若干引脚7，所述热沉块8设置于所述TO管座1的上表面，所述半导体激光器芯片2固定设置于所述热沉块8的表面，所述引脚7绝缘固定于所述TO管座1上，且引脚的上端突出于所述TO管座1的上表面设置，在其中一个引脚上连接有支撑台9，所述支撑台的一端连接于该引脚的突出于TO管座1上表面的上部，另一端延伸至半导体激光器芯片2的下方，所述背光探测器芯片3设置于所述支撑台上，并处于所述半导体激光器芯片2的下方。

进一步的根据本实用新型所述的TO-CAN封装半导体激光器，其中在与背光探测器芯片的电极电性连接且靠近背光探测器芯片垂向投影位置的一个引脚上连接有所述支撑台9，且所述支撑台9自所述引脚的突出于TO管座1上表面的上部一体延伸形成，并与所述引脚处于同一电位。