[发明专利]一种半导体激光器芯片封装精度检测方法及装置

说明书

一种半导体激光器芯片封装精度检测方法及装置，该方法是：将半导体激光器芯片发出的光射入第一个凸透镜，形成平行光线，将平行光线平行于第二个凸透镜的主光轴射入第二个凸透镜，第一个凸透镜与第二个凸透镜的主光轴重合，平行光线经过第二个凸透镜后集中在主光轴上的一点，检测聚焦光点形状判定激光器芯片的封装精度；该装置包括支架、驱动电源、套筒、凸透镜组和光斑接收屏，驱动电源安装在支架上，套筒水平安装在支架上，套筒内孔的前部镶嵌凸透镜组，套筒内孔的后部为半导体激光器插装孔，凸透镜的主光轴与半导体激光器插装孔的轴线重合，光斑接收屏安装在支架上。本发明检测效果好，检测准确，检测速度快。

技术领域

本发明涉及一种用于半导体激光器芯片封装精度检测的方法及装置，尤其是TO封装的可见光激光器的芯片贴片精度的检测，属于半导体激光器封装技术领域。

背景技术

半导体激光器芯片封装精度的要求是半导体器件封装及制造中必不可少的工艺步骤，同时也是非常重要的工艺，其工艺的好坏，不仅仅影响半导体器件的光电转换效率，还会直接影响器件的可靠性和寿命，同时对半导体激光器的使用上也造成一定的不良影响。

半导体激光器是实用中最重要的一类激光器。它具有体积小、寿命长、功耗低、价格低廉等特点，并可采用简单的注入电流的方式来泵浦其工作电压和电流与集成电路兼容，因而可与之单片集成。并且还可以用高达GHz的频率直接进行电流调制以获得高速调制的激光输出。由于这些优点，半导体激光器在激光通信、光存储、光陀螺、激光打印、测距、显示、激光照明以及雷达等方面获得了广泛的应用。与此同时鉴于激光器应用要求的严格性，而半导体激光器本身又存在比较明显的缺陷，如参数的一致性控制较难、光束质量的差异及方向性容易出现偏差等，这些问题在封装过程更容易被放大，影响其使用，因此要想获得较高的封装精度，如何检测半导体激光器芯片封装精度对推动半导体激光器的市场应用具有关键性作用。

目前，在工业生产、民用及娱乐指示行业，TO封装的半导体激光器是最普遍的一种激光器，在激光器的生产加工中，尤其国产化生产中，还未能达到全自动化生产，很多还停留在纯手工操作的阶段，因此，受手动加工的影响，激光器的芯片封装、贴片精度、烧结质量都可能产生偏差，影响激光器的使用。

TO封装是半导体激光器封装形式中常见的一种，在小功率激光器的封装中应用比较广泛。TO类封装的半导体激光器的封装形式多样性，规格、尺寸呈现多样化，如TO18、TO9、TO3等，一般将激光器芯片烧结于长方体形的热沉上，再将热沉与芯片的结合体烧结于散热TO管座上，实现电、热的传导，激光器的芯片一般要求与出光孔在一个轴线上，其发射的光斑为椭圆形。

中国专利文献CN104075873A公开了一种半导体激光器光斑检测装置及方法，采用激光器与透镜系统的准直，通过判定C-mount封装的大功率半导体激光器光斑来对半导体激光器的光斑做检测，但是该方法主要是针对大功率封装的半导体激光器，尤其C-mount封装的半导体激光器的光斑质量做检测，与TO封装的半导体激光器的结构、方法大不一样，没有涉及TO封装的半导体激光器的芯片封装精度的检测作用。

中国专利文献CN2004100512275公开了一种半导体激光器管芯的检测方法，是通过一台中央控制计算机、一组激光器管芯驱动电路、一组数据采集电路、及包含有激光器管芯测试夹具的激光器管芯检测用探针台、前面出光及后面出光两个探测器、一组温度控制电路组成，通过实现计算机分别与激光器管芯驱动电路、数据采集电路、温度控制电路之间采用通用的接口相连的方式；探针台的探针一端通过导线连接到激光器管芯驱动电路；两个探测器分别与数据采集电路通过导线相连，实现了激光器芯片测试数据在计算机上的显示，对激光器芯片的电参数做综合评价；但是，没有涉及到半导体激光器芯片封装精度检测作用。

发明内容

针对现有半导体激光器芯片封装过程其精度确认及检测技术存在的不足，本发明提供一种效率高、检测准确的半导体激光器芯片封装精度检测方法，同时提供一种实现该方法的装置。