[发明专利]一种带散热通道的高功率光纤激光器封装外壳

说明书

本发明属于半导体技术领域，尤其是一种带散热通道的高功率光纤激光器封装外壳。本发明外壳包括安装底座、贴装COS器件的散热单元和引线组件，安装底座、散热单元和引线组件均为分体式结构，且外壳由三者拼装而成；散热单元内从上至下依次设有相互连通的微通道和宏通道，且微通道内和宏通道内均连接有冷却液；散热单元由无氧铜加工而成，安装底座由硬铝合金材料制成。本发明采用模块化结构,该结构可以适应特殊温度交变情况下的异种材料热失配缺陷，且散热单元采用无氧铜加工，安装底座采用硬铝合金加工而成，可以仅对需要镀金的COS器件的焊接面进行镀金，大大降低了制造成本。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种带散热通道的高功率光纤激光器封装外壳。

背景技术

传统的激光器封装外壳的底座只作为散热通道，激光器芯片（以下称COS器件，COS的全称为chip on submount）焊接在底座上，COS器件在工作时产生的热量由热容大的铜制底座吸收，并传导至冷水板上，与冷水板中的散热液体进行热交换，从而达到散热效果。但是这种散热形式效率低，且无法承载瞬时热功耗，只能解决低功率COS器件（即30w以下的COS器件）的散热问题，若使用高于30w的COS器件，则其散热效果无法满足65℃以下的芯片散热要求。

另外，传统的激光器封装外壳一般是采用单一的无氧铜材料一体化加工而成，这是因为如果采用异种材料加工，在后期焊接COS器件时，异种材料热膨胀的差异会带来热失配，从而造成外壳上的COS器件焊接面与底座发生相对位置形变，超过光线耦合的容差，即无法满足COS器件的散热要求，进而导致产品失效。

再者，由于传统的激光器封装外壳为一体式结构，而对于该外壳而言，其上既设置有需要焊接的COS器件，又设置有需要粘接的光学器件，对于需要焊接的COS器件而言，其焊接面需要电镀金层，且该焊接面的镀金面积只占到整体外壳面积的3%-5%；而对于需要粘接的光学器件而言，其粘接面无需镀金层，但由于外壳为一体式结构，因此在对COS器件的焊接面镀金时需要对整个外壳都进行镀金，无法仅于COS器件焊接面上镀金，外壳其他部分不镀金，这样不仅造成了成本的提高，还造成了材料的极大浪费。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，为此，本发明提供一种带散热通道的高功率光纤激光器封装外壳。本发明既可以增大COS器件的散热效率，又可以极大的节约制造成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带散热通道的高功率光纤激光器封装外壳，该外壳包括安装底座、贴装COS器件的散热单元和引线组件，安装底座、散热单元和引线组件均为分体式结构，且外壳由三者拼装而成；散热单元内从上至下依次设有相互连通的微通道和宏通道，且微通道内和宏通道内均连接有冷却液；散热单元由无氧铜加工而成，安装底座由硬铝合金材料制成。

优选的，微通道由一个以上的第一散热结构和一个以上的第二散热结构叠加组成，且第一散热结构和第二散热结构交替间隔设置；第一散热结构的中部设有若干个间隔设置的散热实体，且相邻两个散热实体之间通过连接筋连接；第二散热结构的中部由若干个空心支架组成，第一散热结构与第二散热结构之间也通过连接筋连接形成整体结构，且空心支架的形状与散热实体的形状相适配；位于最上层的第一散热结构上设有铜片，COS器件焊接在铜片上。

优选的，微通道设置有若干个，宏通道内设有两个横向且平行设置的通槽，即，进液通槽和出液通槽；若干微通道沿通槽的长度方向排布，且两个通槽均通过若干连接通道分别与若干微通道连通；进液通槽与冷却液进水口连接，出液通槽与冷却液出水口连接。

优选的，装底座的表面、散热单元的表面和引线组件的表面均电镀有镍层，第一散热结构上的铜片在镍层之上还电镀有金层。

优选的，安装底座上设有卡槽，散热单元嵌设于卡槽内，安装底座与散热单元通过螺钉固定连接；安装底座与散热单元的接触面设有开槽。