專利名稱：一種改善熱特性的光電有源器件封裝組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光電子有源器件的封裝，尤其涉及使用TEC制冷封裝的光電有源器件封裝組件。
背景技術：
目前大量光電器件使用TEC制冷的封裝，所謂的TECCThermoelectric Cooler)， 即半導體致冷器，其是利用半導體材料的珀爾帖效應制成的。對于采用TEC制冷的激光器， 其通常是將TEC制冷器安裝在金屬管殼內(nèi)，在制冷器的上方安裝熱沉，管芯設置在熱沉上。 在激光器工作過程中，管芯產(chǎn)生的熱量將依次通過熱沉、制冷器傳遞至封裝管殼，管殼再將熱量散到周圍環(huán)境中，從而起到一定的制冷效果。但是，實際上，在管殼將這些熱量散到周圍環(huán)境中的同時，也通過封裝管殼的側(cè)壁和管蓋又將一部分熱量傳遞回了半導體管芯。這個熱流通路是非常有害的，因為TEC制冷器在制冷狀態(tài)下發(fā)出的熱量比吸走的熱量大約要大2-3倍。因此，管殼側(cè)壁和管蓋的熱回流會較大地破壞TEC的有效制冷。當環(huán)境溫度不太高的時候，這個破壞作用尚不明顯；但是當環(huán)境溫度較高的時候，這個破壞作用的效果就更加顯著。在超過臨界溫度時，上述的負面熱回流將使器件的發(fā)熱和散熱達到惡性循環(huán)，使得TEC制冷的凈效率為零，甚至為負。最終導致器件可工作的環(huán)境溫度范圍縮小。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型目的是提供一種有效增強制冷效果從而擴大器件所能耐受的溫度范圍的光電有源器件封裝組件。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為一種改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其包括管蓋、與管蓋相蓋合的管殼、安裝在所述的管殼內(nèi)的TEC制冷器、 安裝在TEC制冷器上的熱沉、安裝在熱沉上的管芯，其特征在于在所述的管蓋內(nèi)表面及管殼的各內(nèi)壁上均勻涂覆有一層隔熱材料形成的隔熱層，所述的TEC制冷器設置在管殼底部的隔熱層上。進一步地，所述的隔熱層的厚度在0. Imm 2mm之間。所述的隔熱層由低熱導率的不活潑材料涂覆而成。具體地，所述的隔熱層為聚四氟乙烯材料。由于采用上述技術方案，本實用新型具有以下優(yōu)點通過在金屬管殼及管蓋的內(nèi)壁涂覆隔熱材料形成的隔熱，管芯耗散的熱量將從熱沉傳遞到TEC制冷器，通過熱傳導，熱量從TEC制冷器傳遞到管殼，再從管殼傳遞到管蓋，由于隔熱層的設置，有效阻止了熱量向殼體空間內(nèi)傳遞，尤其是阻止了熱量自管蓋向管芯的傳遞，提高了制冷器的制冷效率，而且，不需要改變現(xiàn)有的TEC制冷封裝結(jié)構(gòu)，整個激光器的改造成本較低。

附圖1為本實用新型光電有源器件封裝組件結(jié)構(gòu)示意圖；[0009]其中11、管蓋；12、管殼；13、管芯；14、熱沉；15、TEC制冷器；16、光纖導引孔；21、
隔熱層；22、隔熱層；
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，對本實用新型優(yōu)選的具體實施例進行說明如圖1所示的光電有源器件封裝組件，其包括呈矩形盒狀的金屬殼體、設置在殼體內(nèi)的TEC制冷器15、熱沉14以及管芯13。其中，金屬殼體主要由管殼12和與管殼12相蓋合的管蓋11、設置在管殼12上可通過光纖的光纖導引孔16組成，TEC制冷器15設置在管殼15的底面上，且位于管殼12的中心，熱沉14安裝在TEC制冷器15上，管芯13安裝在熱沉14上。在管蓋11的內(nèi)表面上均勻涂覆有一層隔熱材料形成的隔熱層21，在管殼12的四周內(nèi)壁及底壁上也均勻涂覆有一層隔熱材料形成的隔熱層22，所述的TEC制冷器15設置在管殼12底壁的隔熱層22上。隔熱層21、22由低熱導率的不活潑材料制成，本實施例優(yōu)選聚四氟乙烯樹脂材料，如杜邦公司的特氟龍。隔熱層21、22的厚度可根據(jù)管殼的大小以及光電有源器件的功率來設定，一般厚度在0. 1 2mm之間。通過在殼體內(nèi)壁上涂覆隔熱材料，在工作過程中，管芯13耗散的熱量傳遞到熱沉 14，通過熱沉14的傳導，熱量從熱沉14傳遞到TEC制冷器15上，通過TEC制冷器15的制冷，熱量從其上傳遞到管殼12及管蓋11上，由于在管殼12和管蓋11內(nèi)壁均涂覆有隔熱材料，傳遞到其上的熱量受隔熱層的阻擋，基本不會傳遞至殼體內(nèi)的空間中，熱量大多數(shù)釋放到環(huán)境中，從而阻擋了熱量向管芯13的傳遞，通過驗證，本實施例激光器有效控溫的最大溫度可達80-85°C，最大耐受溫度范圍得以擴大。本實施例基于TEC制冷封裝的激光器，具有如下優(yōu)點1、有效地增強了 TEC控溫的有效性；2、擴大了器件正常工作所耐受的環(huán)境溫度范圍；3、其實施并不需要改變現(xiàn)有的有TEC制冷的封裝結(jié)構(gòu)，不需要改變主體工藝流程，而且隔熱材料本身成本較低，及整個器件制成成本較低；4、隔熱構(gòu)件的物理化學性質(zhì)不活潑，不對器件的可靠性和長期穩(wěn)定性構(gòu)成影響。上述實施例只為說明本實用新型的技術構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍， 如激光器殼體不限于呈盒狀，凡根據(jù)本實用新型精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其包括管蓋(11)、與管蓋(11)相蓋合的管殼(12)、安裝在所述的管殼(12)內(nèi)的TEC制冷器(15)、安裝在TEC制冷器(15)上的熱沉 (14)、安裝在熱沉(14)上的管芯(13)，其特征在于在所述的管蓋(11)內(nèi)表面及管殼(12) 的各內(nèi)壁上均勻涂覆有一層隔熱材料形成的隔熱層(21、22)，所述的TEC制冷器(15)設置在管殼(12)底部的隔熱層(22)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其特征在于所述的隔熱層(21、22)的厚度在0. Imm 2mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其特征在于所述的隔熱層(21、22)由低熱導率不活潑材料涂覆而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其特征在于所述的隔熱層(21、22)為聚四氟乙烯材料。
專利摘要本實用新型涉及一種改善熱特性的光電有源器件封裝組件，其包括管蓋、與管蓋相蓋合的管殼、安裝在管殼內(nèi)的TEC制冷器、安裝在TEC制冷器上的熱沉、安裝在熱沉上的管芯，在管蓋內(nèi)表面及管殼的各內(nèi)壁上均勻涂覆有一層隔熱材料形成的隔熱層，所述的TEC制冷器設置在管殼底部的隔熱層上。由于隔熱層的設置，有效阻止了熱量向殼體空間內(nèi)傳遞，尤其是阻止了熱量自管蓋向管芯的傳遞，提高了制冷器的制冷效率，而且，不需要改變現(xiàn)有的TEC制冷封裝結(jié)構(gòu)，整個激光器的改造成本較低。
文檔編號H01S3/04GK202153608SQ201120288460
公開日2012年2月29日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者周勝, 談根林 申請人:蘇州華必大激光有限公司