[发明专利]一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器

说明书

本申请半导体激光技术领域，涉及一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器。该封装组件包括多个激光模块、热沉和散热件。热沉形成有多个阶梯型台阶，每个台阶上设置有至少一个激光模块。散热件设置在热沉上并且形成有散热通道，散热通道至少与多个台阶位置对应，用于对多个激光模块进行散热。其中，多个激光模块绝缘设置于台阶上和/或散热件绝缘设置于热沉上。本申请保证了散热件的散热通道内散热介质水电分离，对水质要求低，散热通道不易被腐蚀，也不易被堵塞。此外，采用阶梯型热沉封装多个激光模块，其激光模块叠阵结构还不易变形，封装大芯片时近场非线性效应小，可以大大提高产品良率，降低成本。

技术领域

本申请涉及半导体激光技术领域，尤其是涉及一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器。

背景技术

大功率半导体激光器在先进工业制造、军事、航空航天、医疗美容、照明显示等各个行业都有广泛的应用；随着工业生产的发展，对半导体激光器的功率及可靠性要求越来越高；为了提高输出功率，通常会采用散热效率高的材料做为热沉，将含有多个发光点的高功率半导体激光器大芯片经共晶焊接贴装组成单元模块，然后将多个单元模块贴装在通水块上，这种半导体激光器封装阵列的总输出功率可以达到几千瓦至上万瓦。

目前，国内外大多数高功率半导体激光器一般采用微通道水冷热沉进行模块封装，热沉采用热导率较高的金属材料进行微通道加工，然后将多层热压合或钎焊而成；其激光芯片封装在热沉前端，铜箔覆盖在芯片负极，热沉自身作产品正极，组成一个小电路模块，再把小电路模块堆叠组成叠阵模块进行大功率输出。

本申请的发明人在长期研究中发现，传统微通道水冷半导体激光器及其组成的叠阵主要有以下缺陷：由于这种微通道热沉水路带电，所以微通道对水质要求较高，需要对水做去离子处理，一旦水质不达标微通道容易被电化学腐蚀和堵塞。此外，微通道热沉工艺复杂成本过高、叠阵单元数量过多时流量分配不均造成部分产品散热下降、叠阵容易变形等问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器，以解决现有技术热沉带电而使得水路带电，进而导致微通道容易被电化学腐蚀和堵塞，并且叠阵单元数量过多时叠阵容易产品变形的问题。

本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

本申请实施例提供的一种半导体激光器阵列封装组件，包括：

多个激光模块；

热沉，形成有多个阶梯型台阶，每个所述台阶上设置有至少一个所述激光模块；和

散热件，设置在所述热沉上并且形成有散热通道，所述散热通道至少与多个所述台阶位置对应，用于对多个所述激光模块进行散热；

其中，多个所述激光模块绝缘设置于所述台阶上和/或所述散热件绝缘设置于所述热沉上。

作为上述方案的改进，每个所述激光模块均包括正极基座、激光芯片和负极连接件，所述正极基座绝缘设置在所述台阶上，所述激光芯片的背面设置在所述正极基座上，所述负极连接件覆盖设置在所述激光芯片的正面。

作为上述方案的改进，还包括电连接件，所述电连接件包括：

导入连接件，一端用于与正极电连接，另一端用于与一个所述激光模块的所述正极基座电连接；

导出连接件，一端用于与负极电连接，另一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接；和

台阶连接件，一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接，另一端用于与相邻的一个所述激光模块的所述正极基座电连接。

作为上述方案的改进，所述正极基座的长度和所述负极连接件的长度均大于所述激光芯片的长度，所述激光芯片设置在所述正极基座的中部，所述正极基座和所述负极连接件的两端分别为留空连接区域；