半导体激光器封装结构的制作方法

1.本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及一种半导体激光器封装结构。


背景技术：

2.半导体激光器是激光器的一种，由于其体积小、重量轻、电压低、功率大等特点，应用广泛，例如，被广泛应用于光纤通信、光电集成、光盘存储、泵浦光源、大气环境检测、痕量有毒气体分析及分子光谱学等，与人类生活息息相关，给人们的生活带来很多便利。
3.然而，当半导体激光器用于一些特殊领域时，对于半导体激光器的输出功率有着更高的要求，通过需要在大功率下进行使用，但是，与此同时也会导致半导体激光器有源区在工作时温度的升高，半导体激光器在工作时的温度对其阈值电流密度、斜率效率和光谱稳定性等有显著影响，发光区过热会导致发光区腔面损伤甚至是器件退化，最终造成器件失效，因此，需要有效地进行散热，对半导体激光器的散热性能提出来更高的要求，从而满足更多特殊领域的使用要求。


技术实现要素：

4.基于此，有必要提供一种半导体激光器封装结构。
5.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种半导体激光器封装结构，包括：
6.热沉，所述热沉开设有安装槽；
7.陶瓷基板，所述陶瓷基板设置于所述安装槽中，所述陶瓷基板远离所述热沉的一面设置有第一导电层及第二导电层，所述第一导电层与所述第二导电层间隔设置；及
8.激光芯片，所述激光芯片分别与所述第一导电层及所述第二导电层电性连接，所述激光芯片设置于所述第一导电层及所述第二导电层的其中一个上，所述激光芯片的表面设置有散热层。
9.在一个实施例中，还包括金属线，所述激光芯片设置于所述第一导电层上，所述散热层远离所述激光芯片的一面设置有电极，所述电极与所述激光芯片电性连接，所述金属线的一端与所述电极连接，所述金属线的另一端与所述第二导电层连接。
10.在一个实施例中，还包括导电线体，所述激光芯片设置于所述第二导电层上，所述散热层远离所述激光芯片的一面设置有金属镀层，所述金属镀层与所述激光芯片电性连接，所述导电线体的一端与所述金属镀层连接，所述导电线体的另一端与所述第一导电层连接。
11.在一个实施例中，所述散热层包括散热芯层及散热基层，所述散热基层包覆于所述散热芯层外，所述散热基层与所述激光芯片的表面连接。
12.在一个实施例中，所述散热芯层包括铝碳化硅层、铝碳层及铝硅层中的至少一种。
13.在一个实施例中，所述散热基层为合金层。
14.在一个实施例中，所述安装槽的底部设置有铜金合金层，所述陶瓷基板远离所述
第一导电层及所述第二导电层的一面与所述铜金合金层连接。
15.在一个实施例中，所述半导体激光器封装结构还包括支撑板，所述热沉设置于所述支撑板上。
16.在一个实施例中，所述支撑板远离所述热沉的一面设置多个散热鳍片，各所述散热鳍片相互间隔设置。
17.在一个实施例中，所述热沉为铝热沉。
18.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
19.本实用新型通过在热沉上开设有安装槽，可以用于容纳放置陶瓷基板及激光芯片，激光芯片工作过程中产生的热量也可以通过热沉快速导出到外界环境中，陶瓷基板设置有第一导电层及第二导电层，可以作为正极焊盘及负极焊盘，用于实现电路导通，激光芯片的表面设置有散热层，有利于及时将产生的热量快速导出，大大提高了该半导体激光器封装结构的散热性能，可以有效避免激光芯片工作时温度过高，避免激光芯片烧坏，提高了该半导体激光器封装结构的性能稳定性及使用寿命。
附图说明
20.图1为一个实施例的一种半导体激光器封装结构的结构示意图；
21.图2为图1所示实施例中a部分的放大结构示意图；
22.图3为一个实施例的一种半导体激光器封装结构的散热芯层及散热基层的结构示意图。
具体实施方式
23.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。以下将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型的技术方案做进一步描述，本实用新型不仅限于以下具体实施方式。
24.需要理解的是，实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件。在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.请参阅图1及图2，在一个实施例中，一种半导体激光器封装结构10，包括热沉100、陶瓷基板200及激光芯片300。所述热沉100开设有安装槽101。所述陶瓷基板200设置于所述安装槽101中，所述陶瓷基板200远离所述热沉100的一面设置有第一导电层110及第二导电层120，所述第一导电层110与所述第二导电层120间隔设置。所述激光芯片300分别与所述第一导电层110及所述第二导电层120电性连接，所述激光芯片300设置于所述第一导电层110及所述第二导电层120的其中一个上，所述激光芯片300的表面设置有散热层310。
26.本实施例中，所述陶瓷基板200设置于所述安装槽101的底部，所述陶瓷基板200远离所述安装槽101的底部的一面设置有第一导电层110及第二导电层120。
27.需要说明的是，热沉100通过开设有安装槽101，安装槽101与外部环境连通，安装
槽101可以用于容纳放置陶瓷基板200及激光芯片300，例如，所述热沉100为铝热沉。铝热沉具有散热性能好，易于加工成型的优点，具体地，本实施例中，将陶瓷基板200安装于安装槽101的底部上，通过电镀工艺在陶瓷基板200远离热沉100的一面镀上第一导电层110及第二导电层120，第一导电层110及第二导电层120之间留有间隙，第一导电层110及第二导电层120可以分别用作正极焊盘及负极焊盘，通过将激光芯片300设置于第一导电层110上或设置于第二导电层120上，然后另一个通过设置导电件与激光芯片300电性连接，从而实现激光芯片300的电路连接，激光芯片300的表面设置有散热层310，有利于加快激光芯片300工作时产生的热量的导出，有利于及时将产生的热量快速导出，大大提高了该半导体激光器封装结构的散热性能，可以有效避免激光芯片300工作时温度过高，避免激光芯片300烧坏，提高了该半导体激光器封装结构的性能稳定性及使用寿命。值得一提的是，散热层310可以采用具有导电性能的散热材料，从而当激光芯片300设置于第一导电层110或第二导电层120上时，有利于保证激光芯片300与第一导电层110或第二导电层120的电路连通，另外，也可以通过设置电线实现激光芯片300与第一导电层110或第二导电层120的电路连通。
28.请参阅图2，在一个实施例中，还包括金属线400，所述激光芯片300设置于所述第一导电层110上，所述散热层310远离所述激光芯片300的一面设置有电极311，所述电极311与所述激光芯片300电性连接，所述金属线400的一端与所述电极311连接，所述金属线400的另一端与所述第二导电层120连接。可以理解的，本实施例中，激光芯片300焊接固定于第一导电层110上，激光芯片300通过引金属线400与第二导电层120实现电性连接，从而实现电路导通，例如，金属线400采用金线，金属线400设置有多根，结构简单，易于制备。
29.在另一个实施例中，还包括导电线体，所述激光芯片设置于所述第二导电层上，所述散热层远离所述激光芯片的一面设置有金属镀层，所述金属镀层与所述激光芯片电性连接，所述导电线体的一端与所述金属镀层连接，所述导电线体的另一端与所述第一导电层连接。可以理解的，本实施例中，激光芯片焊接固定于第二导电层上，激光芯片通过引导电线体与第一导电层实现电性连接，从而实现电路导通，例如，导电线体采用金线，导电线体设置有多根，结构简单，易于制备。
30.请参阅图3，在一个实施例中，所述散热层310包括散热芯层312及散热基层313，所述散热基层313包覆于所述散热芯层312外，所述散热基层313与所述激光芯片300的表面连接。可以理解的，通过采用散热芯层312及散热基层313，可以采用不同的散热材料，有利于达到更好的散热效果，提高散热性能。本实施例中，所述散热芯层312包括铝碳化硅层、铝碳层及铝硅层中的至少一种。所述散热基层313为合金层。其中，铝碳化硅、铝碳及铝硅均为新型的散热材料，具有高散热性能，且价格较低，有利于节约该半导体激光器封装结构的生产成本，散热基层313采用合金层，可以保证导电性，保证激光芯片300的电路连通，且合金层也具有良好的导热性，例如，合金层为钨铜合金。
31.请参阅图1及图2，为了进一步提高散热性能，在一个实施例中，所述安装槽101的底部设置有铜金合金层101a，所述陶瓷基板200远离所述第一导电层110及所述第二导电层120的一面与所述铜金合金层101a连接。通过设置铜金合金层101a，铜金合金材料具有高导热性，可以进一步快速将陶瓷基板200上的热量传递传递到热沉100中，进行散热，大大提高散热性能。
32.请参阅图1，在一个实施例中，所述半导体激光器封装结构还包括支撑板500，所述
热沉100设置于所述支撑板500上。通过设置支撑板500，可以用于安装放置热沉100，从而将激光芯片300及陶瓷基板200安装于支撑板500上，从而可以通过支撑板500将激光芯片300安装于具体工作平台，安装简便且稳固，具体地，本实施例中，在热沉100的竖直方向开设安装槽101，安装槽101贯穿热沉100的两个相对的侧面，从而在两个相对的侧面形成凹型面结构，其中一个凹型面结构的侧面与支撑板500连接，从而将热沉100安装于支撑板上，激光芯片300产生的热量可以通过安装槽101导出到外界环境中，保证散热效果。
33.请再次参阅图1，为了进一步提高该半导体激光器封装结构的散热性能，在一个实施例中，所述支撑板500远离所述热沉100的一面设置多个散热鳍片510，各所述散热鳍片510相互间隔设置。可以理解的，设置散热鳍片510，当激光芯片300产生的热量通过热沉100传递到支撑板500时，可以通过各散热鳍片510快速传递到环境中，大大提高散热性能，散热效果更好。
34.与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：
35.本实用新型通过在热沉上开设有安装槽，可以用于容纳放置陶瓷基板及激光芯片，激光芯片工作过程中产生的热量也可以通过热沉快速导出到外界环境中，陶瓷基板设置有第一导电层及第二导电层，可以作为正极焊盘及负极焊盘，用于实现电路导通，激光芯片的表面设置有散热层，有利于及时将产生的热量快速导出，大大提高了该半导体激光器封装结构的散热性能，可以有效避免激光芯片工作时温度过高，避免激光芯片烧坏，提高了该半导体激光器封装结构的性能稳定性及使用寿命。
36.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。