[发明专利]一种可精准控温的薄型VCSEL激光器封装结构

说明书

本发明公开一种可精准控温的超薄型VCSEL激光器封装结构，包括冷端陶瓷基板、形成于冷端陶瓷基板上表面的容纳腔侧壁和用于对容纳腔侧壁封盖的匀光片；所形成的容纳腔内设有封装元件VCSEL芯片、测温元件和光电反馈元件；冷端陶瓷基板下方相对设有热端陶瓷基板；冷端陶瓷基板与热端陶瓷基板之间设有用于定向热传导的热电材料组件，和与VCSEL芯片、测温元件和光电反馈元件分别进行电连接的导电材料组件。本发明的VCSEL激光器封装结构可省略热沉，封装可靠性高，体积小，可实现超薄化，能实现底部贴装，且可实时、精确、快速地进行控温。

技术领域

本发明属于半导体光器件封装领域，具体涉及可精准控温的薄型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。

现有的封装结构有些在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。此散热方案是被动散热，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，并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，此方案首先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，其次因VCSEL，热沉和热电制冷器多个部件堆叠，组装工艺复杂，具有一定的不良率，且部件相互之间采用热电胶黏合，导热效率受到一定影响。

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，提供一种可精准控温的薄型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：

一种可精准控温的超薄型VCSEL激光器封装结构，包括冷端陶瓷基板、形成于冷端陶瓷基板上表面的容纳腔侧壁和用于对所述容纳腔侧壁封盖的匀光片；所形成的容纳腔内设有封装元件VCSEL芯片、测温元件和光电反馈元件；所述冷端陶瓷基板下方相对设有热端陶瓷基板；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，和与所述VCSEL芯片、测温元件和光电反馈元件分别进行电连接的导电材料组件。

优选地，所述热端陶瓷基板底部设有焊接焊盘，所述焊接焊盘用于为所述VCSEL芯片、测温元件、光电反馈元件和热电材料组件供电。

优选地，所述冷端陶瓷基板与热端陶瓷基板相对的表面上均设有金属化焊接焊盘，所述热电材料组件和导电材料组件的上端焊接于所述冷端陶瓷基板的金属化焊接焊盘上，所述热电材料组件和导电材料组件的下端焊接于所述热端陶瓷基板的金属化焊接焊盘上。

优选地，所述容纳腔内的冷端陶瓷基板上设有焊接焊盘，用于分别焊接所述VCSEL芯片、光电反馈元件和测温元件；

所述容纳腔内的冷端陶瓷基板上设有邦定焊盘，用于分别邦定所述VCSEL芯片、光电反馈元件和测温元件的邦定线。

优选地，所述导电材料组件通过所述冷端陶瓷基板上的金属化过孔分别与各封装元件的邦定焊盘和焊接焊盘形成电连接。

优选地，在所述热端陶瓷基板下表面设置散热焊盘。

优选地，所述热端陶瓷基板下表面的焊接焊盘与所述导电材料组件电连接；优选地，通过热端陶瓷基板上的金属化过孔实现电连接。

优选地，所述热端陶瓷基板下表面的焊接焊盘与所述热电材料组件电连接；优选为通过热端陶瓷基板上的金属化过孔实现电连接。

优选地，所述热端陶瓷基板上的焊接焊盘设于所述散热焊盘周围。

优选地，所述导电材料组件包括多对导电金属颗粒；所述热电材料组件包括多对热电材料颗粒。