[实用新型]一种用于提高散热的半导体激光器封装结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体激光器封装领域，尤其涉及一种用于提高散热的半导体激光器封装结构。

背景技术

目前，随着半导体激光器应用领域的不断快速发展，各领域对半导体激光器的要求也越来越高，这就需要半导体激光器在输出光功率、转换效率、可靠性和稳定性上进一步提高。半导体激光器的可靠性除了与激光芯片有关外，还跟半导体激光器的散热和封装结构有关。因此，为了提高半导体激光器的可靠性、稳定性和长期寿命，如何设计出高可靠性的封装结构和散热结构，是半导体激光器设计和生产所要追求的长期目标。

在半导体激光器的封装过程中，基础热沉作为热传导结构主要用于为半导体激光器散热，传统的基础热沉多为前侧端面与下表面互相垂直的立方体（或其他）形式，这样的结构大大限制了基础热沉的散热能力，严重制约了半导体激光器性能的提高。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的在于提供一种用于提高散热的半导体激光器封装结构，能够有效地降低基础热沉的热阻，提高散热效率，进一步的，可以基于此种结构设置光学整形部件（例如微透镜），为此类器件的光学整形提供支撑。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种用于提高散热的半导体激光器封装结构，包括：激光芯片、基础热沉；其中，所述激光芯片键合于基础热沉的上表面，所述基础热沉的前端面相对于基础热沉的下表面呈非垂直状。

上述方案中，所述基础热沉的前端面相对于下表面的倾斜角度为：大于0°，且小于90°。

上述方案中，所述基础热沉的前端面相对于下表面的倾斜角度为：大于等于30°，且小于等于60°。

上述方案中，所述基础热沉的前端面相对于下表面的倾斜角度为：45°。

上述方案中，所述封装结构还包括：匹配层，所述激光芯片经匹配层键合于所述基础热沉的上表面。

上述方案中，所述匹配层的热膨胀系数与激光芯片的热膨胀系数相匹配。

上述方案中，所述匹配层为：铜钨、和/或覆铜氮化铝陶瓷、和/或铜金刚石、和/或石墨铜、和/或石墨铝、和/或石墨烯。

上述方案中，所述键合为：将所述激光芯片前端、以及所述基础热沉前端平齐进行键合。

上述方案中，所述基础热沉的前端面还设置有台阶槽，所述台阶槽，用于放置光学整形部件。

上述方案中，所述台阶槽还用于容纳键合时溢出的焊料。

附图说明

图1为本实用新型用于提高散热的半导体激光器封装结构示意图一；

图2为本实用新型用于提高散热的半导体激光器封装结构示意图二。

附图标号说明：1为激光芯片，2为匹配层，3为基础热沉，4为前端面，41为台阶槽，42为前端面与下表面倾斜角，5为基础热沉下表面，6为基础热沉上表面，7为激光芯片发光面。

具体实施方式

本实用新型实施例提供一种用于提高散热的半导体激光器封装结构，如图1、图2所示，所述封装结构包括：激光芯片1、基础热沉3；其中，所述激光芯片1键合于基础热沉3的上表面6，所述基础热沉3的前端面4相对于下表面5呈非垂直状，也就是说，基础热沉3的前端面4与下表面5不垂直，即基础热沉3的前端面4相对于下表面5具有一定的倾斜角度。这里，所述键合具体可以为：将所述激光芯片1前端、以及所述基础热沉3前端平齐进行键合。

需要说明的是，本实用新型所述的“基础热沉3的前端面4相对于下表面5呈非垂直状”，具体指：前端面4相对于下表面5具有一定的倾斜角度，这里所述的倾斜角度42可以为0°~90°，即大于0°，且小于90°；并且，所述“前端面”为一相对概念，结合图1所示，“前端面”具体为：以基础热沉上用于键合激光芯片的为上表面为例，在激光芯片键合时，与激光芯片发光面7前端平齐的基础热沉的端面即为“前端面”。

本实用新型实施例中，采用倾斜状的前端面使得基础热沉的热阻降低，根据相同条件下的热模拟结果显示，本实用新型实施例中的方案可以使热阻降低约27%；同时，倾斜状的前端面使得散热面积也大大增加，从整体上来说，这可以使得基础热沉的散热效率提高约30%，为进一步为提高半导体激光器的性能及可靠性提供了保证；并且，本实用新型实施例中的结构由于加大了散热的尺寸，使得热应力的分布状态也得到了改善，这将有效降低施加在半导体激光器阵列上热应力的不均匀性，从而降低了半导体激光器阵列的smile效应。