[发明专利]一种非水冷的半导体激光巴条封装结构

说明书

本发明公开了一种非水冷的半导体激光巴条封装结构，半导体激光巴条芯片的P面朝下与主热沉左端上表面通过焊料层焊接固定，所述半导体激光巴条芯片的N面与下散热热沉下表面通过焊料层焊接固定，所述半导体激光巴条芯片的P面焊接上散热热沉，构成三明治结构；所述三明治结构为P面焊接上散热热沉、N面分别焊接下散热热沉形成的三层结构，当所需半导体激光巴条芯片为2‑3个时，直接将第一个三明治结构中的上散热热沉上焊接芯片P面朝下的上散热热沉，从而依次增加半导体激光器巴条个数。将半导体激光芯片焊接在主热沉和下散热热沉之间，使N面也有了高效的散热能力，还增加了背面散热方式，有效降低了器件的工作温度，提高寿命。

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，具体为一种非水冷的半导体激光巴条封装结构。

背景技术

半导体激光器是激光行业中极具发展潜力的光电器件，己在工业、军事和医疗等领域得到了广泛的应用。随着应用领域对半导体激光器的光电性能要求不断提高，研制更高功率半导体激光器芯片和封装结构成为当前发展的必然道路。但随着半导体激光器的功率不断地提高，其产生的热量也将不断的增大，导致器件结温升高严重。半导体激光器的结温升高将会使器件的光电转换效率和功率降低，阈值电流增加，波长红移等问题，严重影响器件的性能和寿命。半导体激光巴条芯片作为大功率半导体激光器叠阵模组的核心部件，其封装结构直接影响半导体激光器的可靠性和寿命。半导体激光巴条芯片封装技术是大功率半导体激光器发展的关键技术。

对于多个激光条组成的大功率叠阵模块，其很高的输出功率对散热要求极为严格，需要采用微通道或者宏通道的水冷方式进行散热，这需要应用系统配备水冷机组，影响了一些简单使用场合的便携性。对单个巴条，考虑到系统的复杂度和制造成本，也有采用非水冷的传导冷却模块产品，但对于目前传统的非水冷激光巴条封装结构，需要在激光巴条芯片N面建合金线，从而引到负电极上，使半导体激光器正常工作。该封装工艺键合金线时，要使半导体激光巴条芯片正常工作金线需要承受很大的电流，通常要键合100-200根金线，使其制造工艺繁琐，成本昂贵；并且该类封装结构芯片N面无散热热沉，只进行底部散热，散热效果路径少。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种非水冷的半导体激光巴条封装结构。对于少数几个(1-3)巴条组成的半导体激光模块，本发明提出了的非水冷的半导体激光巴条封装结构，N面无需再进行键合工艺，P面和N面均采用烧结工作制成，N面采用热沉直接进行导电，使N面也具有高效的散热能力，同时还增加了背面散热路径。当封装巴条个数为2-3根时，只需在模块应用系统中加入风冷单元，便能较好地发挥出激光器的特性。解决目前少数几个(1-3)巴条组成的半导体激光模块封装工艺复杂、成本高、散热能力低等问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种非水冷的半导体激光巴条封装结构，主热沉、焊料层、半导体激光巴条芯片、上散热热沉、下散热热沉、N面负电极片、背部绝缘层、电极隔离层、背部散热热沉、三明治结构、风冷散热槽，所述半导体激光巴条芯片的P面朝下与主热沉左端上表面通过焊料层焊接固定，所述半导体激光巴条芯片的N面与下散热热沉下表面通过焊料层焊接固定，所述半导体激光巴条芯片的P面焊接上散热热沉，构成三明治结构；所述N面负电极片左端下表面与最上层下散热热沉固定连接，所述N面负电极片右端与电极隔离层固定连接；所述主热沉切割出来前后密度不同的风冷散热槽；所述背部散热热沉安装在封装好的半导体激光巴条芯片的后腔的位置；所述背部绝缘层左表面与三明治结构背部固定连接，所述背部绝缘层右表面与背部散热热沉固定连接；所述电极隔离层上表面连接背部散热热沉和N面负电极片，所述电极隔离层下表面固定连接主热沉；

所述三明治结构为P面焊接上散热热沉、N面分别焊接下散热热沉形成的三层结构，当所需半导体激光巴条芯片为2-3个时，直接将第一个三明治结构中的上散热热沉上焊接芯片P面朝下的上散热热沉，从而依次增加半导体激光器巴条个数。