[实用新型]用于激光二极管的封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于一激光二极管的封装结构，尤其涉及一种使安装激光二极管芯片的支架与导热基座的接合面有更大的导热面积的导热构件的封装结构，以利于将激光二极管芯片产生的热予以快速而有效地传导散逸。

背景技术

如图1所示，一已知激光二极管的封装结构10，包含：一激光二极管芯片110，可发射一角锥形的激光束100的光束中心的一光轴101；一支架120；及一导热基座130，其中该支架120和该导热基座130皆是以铜合金制成，该激光芯片110则是半导体芯片，两者之间常用粘结剂118接合，该支架120承载安装该激光二极管芯片110、并将热传导到该导热基座130，其中导热基座本身并不大，与空气的接触面积不够大，所以本身无法将热逸散至空气，只能藉由一主要导热基座面192接触更大的一外部散热机构191(例如铝制的机构外壳或专用的散热鳍片)。为求良好散热效果，该主要导热基座面192要力求平整及大面积，因此常见该主要导热基座面192与聚光镜105镜面呈平行(即两者皆与光轴垂直)，方便安装该主要导热基座面192与该聚光镜105的机构，以利该主要导热基座面192与该外部散热机构有较大的接触面积，有较好的导热效果，上述机构常见于中低功率的激光二极管封装。而上述的封装结构难以实施于高功率的激光二极管封装结构中，因为对高功率的激光二极管而言会产生极大的热量，其支架旁边还有两支或三支接脚柱，用金线以引线结合的方式(wire-bonding)连接激光芯片，必须很靠近芯片，故支架无空间可以扩大，因而形成整个热传导路径上其导热面积最狭窄的瓶颈，即图1中所示支架120与导热基座130的一接合面(截面A-A)190过于小且导热面积无法扩大。图2，包含图2A及图2B，图标尺寸单位为mm，显示激光二极管的封装结构20。如图2A所示，一常规具TO-5的激光二极管的封装结构20，包含：一激光二极管芯片210，可发射具一光轴201的激光束200；一支架220；一导热基座230；及接脚柱227，其中，其支架220与导热基座230的接合面(截面A-A)290最大为1.3mm×3.3mm＝4.29mm²，不超过6mm²，因支架与导热基座之间的接合面(A-A)290面积太小成为导热瓶颈，难将热自激光二极管芯片210传导至散热体，即经由导热基座130，透过一主要导热基座面292而传导至一外部散热机构。

又如图2B所示，激光二极管芯片的另一常规C-Mount封装结构20’，大致具有与图2A所示的主要构成组件(然而图号由1xx改成2xx)，其导热的接合面(截面A-A)290为1.8mm×2.0mm＝3.6mm²，不超过6mm²。

根据物理学，本领域普通技术人员应知，热传导速度正比于其导热面积，由于已知激光二极管的封装其支架导热面积(即如上所述的接合面的面积)过小，不能将激光二极管芯片所产生的高热量经由支架传导至该封装的导热基座予以散逸导出；此外，因该支架导热面积在有限空间内设置者，无法视需要加大，提升导热效果，此为目前激光二极管封装导热的最大瓶颈-支架导热面积太小。

进而言之，如图1、2所示，已知激光二极管均采圆柱体状的单颗封装，其内部除如上所述无法扩大支架外，亦完全没有空间容纳另一个以上的激光二极管芯片及/或其他电子零件，故其封装显然无法适用于一使用激光二极管的设备中需使用一个以上的激光二极管以及无空间备置提高性能的其它电子零件。

又如图1、2所示，现有的激光二极管芯片封装结构10、20，其激光束100、200，其一光轴101、201，与主要导热基座面192、292成垂直射出，而非平行射出。此外，由于现有激光二极管的封装方式，无法在现有封装结构中提供可提升激光二极管性能的额外空间，如额外配置一检测激光二极管发光功率的感光二极管及提供一静电保护二极管及/或逆向偏压保护二极管的构件。另外，本领域普通技术人员亦了解到LED二极管芯片为正面发光，故LED二极管容易采平板状式的封装方式以利大功率的散热，但激光二极管芯片绝大多数为侧面发光，其在发光方式与LED正面发光是不同的，不容易采平板状式的封装。故现有侧面发光的激光二极管芯片封装并未采平板式的封装，致无法提供大的导热构件。

因此，亟待开发一种可解决上述常规激光二极管封装结构，尤其是对中高功率侧面发光的激光二极管芯片所产生高热的导热问题的封装结构。

实用新型内容