[发明专利]一种带侧面焊盘的可精确控制的VCSEL激光器封装结构

说明书

本发明公开一种带侧面焊盘的可精确控温的VCSEL激光器封装结构，包括冷端陶瓷基板、形成在冷端陶瓷基板上表面的腔体侧壁和用于封盖所述腔体侧壁的匀光片，所形成的腔体内设有封装元件VCSEL芯片，光电反馈元件和测温元件，冷端陶瓷基板下方相对设置有热端陶瓷基板，冷端陶瓷基板与热端陶瓷基板之间设有用于热传导的热电材料组件，在腔体外侧的冷端陶瓷基板上表面设有用于为VCSEL芯片，光电反馈元件，热电材料组件和测温元件供电的焊盘。本发明的封装结构体积小，能实现超薄化，且可实现对温度的实时监控和精确控制。

技术领域

本发明属于半导体光器件封装领域，具体涉及一种带侧面焊盘的可精确控温的VCSEL激光器封装结构。

背景技术

VCSEL对温度非常敏感，超过0.1℃的温度波动就足以导致激光波长漂移，从而影响光输出功率及转换效率。

目前的现有技术中，有些在VCSEL芯片下方放置散热基板进行散热，在VCSEL下方设置较大面积的散热基板进行散热，并且通过散热基板形状的优化，可增加芯片引线，电流分布均匀度较好。但是这种散热方案属于被动散热，通过热沉来吸收VCSEL工作时产生的热量。无法对工作温度进行主动的精准控制，再者选用热沉的尺寸也无法做到很小，否则实现不了控温的作用，因而对整体封装或应用微型化是非常不利的。

另一种是在VCSEL下方设置小型热沉，在通过热电制冷器对热沉进行控温，间接实现对VCSEL的温度控制，这种方案存在垂直方向高度过大，无法适用于一些要求厚度超薄的产品运用，且VCSEL，热沉和热电制冷器多个部件堆叠，组装工艺复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种结构简单、可主动控温、可实现超薄化的带有侧面焊盘的主动控温型VCSEL激光器封装结构。

为实现以上目标，本发明采用如下的技术方案：

一种带侧面焊盘的可精确控温的VCSEL激光器封装结构，包括冷端陶瓷基板、形成在冷端陶瓷基板上表面的腔体侧壁和用于封盖所述腔体侧壁的匀光片；所形成的腔体内设有封装元件VCSEL芯片，光电反馈元件和测温元件；所述冷端陶瓷基板下方相对设置有热端陶瓷基板；所述冷端陶瓷基板与热端陶瓷基板之间设有用于定向热传导的热电材料组件；在腔体外侧的冷端陶瓷基板上表面设有焊盘，所述焊盘用于为所述VCSEL芯片、光电反馈元件、热电材料组件和测温元件供电。

优选地，所述冷端陶瓷基板与热端陶瓷基板相对的表面上设有对应的焊接焊盘，用于焊接所述热电材料组件的两端。

优选地，所述冷端陶瓷基板、热端陶瓷基板、两陶瓷基板相对表面上的焊接焊盘和热电材料组件构成电热制冷器；

所述热电制冷器由位于腔体外侧的冷端陶瓷基板上的焊盘供电。

优选地，所述腔体内的冷端陶瓷基板上设有焊接焊盘和邦定焊盘，所述封装元件焊接于所述焊接焊盘，且所述封装元件通过邦定线邦定于腔体内的邦定焊盘上；

所述腔体内的邦定焊盘与所述腔体外的焊盘进行电连接。

优选地，所述腔体内的邦定焊盘与所述腔体外的焊盘通过冷端陶瓷基板的金属化过孔和热端陶瓷基板下表面的电连接线进行电连接 。

优选地，所述腔体内的邦定焊盘位于所述焊接焊盘的外围。

优选地，所述热电材料组件通过冷端陶瓷基板上的金属化过孔与腔体外的焊盘进行电连接。

优选地，所述热电材料组件包括一对或多对热电材料颗粒；一对热电材料颗粒与连接焊接焊盘形成一个热电偶；每一对热电材料颗粒的上端对应焊接于冷端陶瓷基板下表面的一片金属化焊盘，每一对热电材料颗粒的下端对应焊接于热端陶瓷基板上表面的一片金属化焊盘。

优选地，所述热端陶瓷基板下表面设有金属化散热焊盘。