專利名稱：激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及固體激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種激光二^f及管列陣的封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前，激光二極管列陣(laser diode array)廣泛用于工業(yè)、醫(yī)療、軍事 等領(lǐng)域，其中最主要的應(yīng)用是作為固體激光器的泵浦源。而大功率的激光二極 管列陣側(cè)面泵浦固體激光器又可以廣泛應(yīng)用于激光打標(biāo)、激光焊接、激光切割、 激光打孔、激光醫(yī)療和激光顯示等方面。
現(xiàn)有技術(shù)方案中用于側(cè)面泵浦固體激光器的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu) 主要有以下兩種
第一種，如圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種封裝結(jié)構(gòu)，其為3級(jí)串聯(lián)的結(jié)構(gòu)， 當(dāng)然也可以是單級(jí)或多級(jí)的結(jié)構(gòu)。其中正極熱沉12固定在制冷底座11上；半導(dǎo) 體芯片14設(shè)置在正極熱沉12和負(fù)極13之間。從上述封裝結(jié)構(gòu)可以看出，上述結(jié) 構(gòu)的外閨尺寸很大，而且半導(dǎo)體芯片14的發(fā)光區(qū)不在整個(gè)結(jié)構(gòu)的中心位置，這 樣就會(huì)使側(cè)面泵浦固體激光器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常繁瑣；上述封裝結(jié)構(gòu)也不刮于多 級(jí)激光二極管列陣的串聯(lián)；同時(shí)如果制冷底座11是通水金屬座，每單級(jí)與底座 之間還需要電隔離，這樣就會(huì)影響制冷效果；而如果制冷底座11采用非金屬， 就需要將制冷水引入正極熱沉12中，每單級(jí)與底座之間無需電隔離，但是正極 熱沉12里的水是帶電的，對(duì)水質(zhì)要求高，以免使用過程中熱沉電離而漏水，這 樣就增加了設(shè)備的要求和成本。
第二種，如圖2所述為現(xiàn)有技術(shù)中的另一種封裝結(jié)構(gòu)，其為3級(jí)串聯(lián)的結(jié)構(gòu)， 當(dāng)然也可以是單級(jí)或多級(jí)的結(jié)構(gòu)。其中包括制冷底座21,電隔離層25，半導(dǎo)體芯片22,正極熱沉24，負(fù)極23;電隔離層25設(shè)置在制冷底座21上，半導(dǎo)體芯 片22設(shè)置在正極熱沉24和負(fù)極23之間；從上述封裝結(jié)構(gòu)中可以看出，該封裝結(jié) 構(gòu)的發(fā)光區(qū)是在中心位置，而且結(jié)構(gòu)緊湊，底座不帶電，很容易進(jìn)行多級(jí)串聯(lián)。 但是在進(jìn)行多級(jí)串聯(lián)時(shí)，相鄰單級(jí)之間的正級(jí)(或負(fù)級(jí))不能在同 一側(cè)，而發(fā) 光區(qū)是位于芯片正級(jí)一側(cè)的，這樣就造成了多級(jí)發(fā)光區(qū)不在同一條線上，就會(huì) 導(dǎo)致在對(duì)輸出光進(jìn)行光學(xué)變換，如準(zhǔn)直，聚焦，發(fā)散，整形等，不能使用同一 個(gè)光學(xué)透鏡對(duì)所有單級(jí)進(jìn)行光學(xué)變換；如果每級(jí)單獨(dú)變換的話，結(jié)構(gòu)上又4艮繁 瑣，所以該封裝結(jié)構(gòu)難以對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換。
綜上所述，在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如 下問題現(xiàn)有技術(shù)中的封裝結(jié)構(gòu)在進(jìn)行多極串聯(lián)時(shí)，多級(jí)發(fā)光區(qū)不是位于同一 條線上的，這樣就會(huì)導(dǎo)致不能對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，增加了操作復(fù) 雜度和設(shè)備成本。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型實(shí)施方式所要解決的技術(shù)問題在于提供一種激光二極管列陣 的封裝結(jié)構(gòu)，能夠使得激光二極管列陣在進(jìn)行多極串聯(lián)時(shí)，保證多級(jí)發(fā)光區(qū)可 以位于同一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
本實(shí)用新型實(shí)施方式是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，包括電隔離層、半導(dǎo)體芯片、正極熱沉 和負(fù)才及，其中
所述半導(dǎo)體芯片的正極面和正極熱沉連接在一起；所述半導(dǎo)體芯片的負(fù)極 面和負(fù)極連接在一起；
所述電隔離層正面的金屬化層被劃分為正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，所述正極熱沉連 接在所述電隔離層正面的正極區(qū)，所述負(fù)極連接在所述電隔離層正面的負(fù)極 區(qū)。
所述封裝結(jié)構(gòu)中還包括制冷底座，所述電隔離層的底面連接在所述制冷底座上。
所述電隔離層正面的正極區(qū)和負(fù)極區(qū)是電隔離的。 所述正極熱沉的厚度大于半導(dǎo)體芯片的腔長。
所述半導(dǎo)體芯片的輸出面與正極熱沉的上面對(duì)齊；
所述半導(dǎo)體芯片的后腔面不與所述電隔離層正面接觸。
所述的連接包括燒結(jié)連接或粘結(jié)連接。
所述的電隔離層包括氧化鈹或氮化鋁。
所述封裝結(jié)構(gòu)中還包括引線，所述引線設(shè)置在多級(jí)串聯(lián)相鄰級(jí)之間的同側(cè) 正負(fù)極架上。
另外，所述封裝結(jié)構(gòu)為單級(jí)激光二極管列陣組成，或多級(jí)激光二極管列陣 串聯(lián)組成。
由上述所提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的封裝結(jié)構(gòu)中包括電 隔離層、半導(dǎo)體芯片、正極熱沉和負(fù)極，其中半導(dǎo)體芯片的正極面和正極熱沉連接在一起，負(fù)極面和負(fù)極連接在一起；電隔離層正面的金屬化層被劃分為正 極區(qū)和負(fù)極區(qū)，所述正極熱沉連接在電隔離層正面的正極區(qū)，負(fù)極連接在電隔 離層正面的負(fù)極區(qū)。通過這樣的封裝結(jié)構(gòu)，就在多級(jí)激光二極管列陣進(jìn)行串聯(lián) 時(shí)，使多級(jí)半導(dǎo)體芯片的正極同時(shí)分布在一側(cè)，而負(fù)極分布于另一側(cè)，從而使 得所有的發(fā)光區(qū)位于同一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化 了操作程度。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種封裝結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有^t術(shù)中的另 一種封裝結(jié)構(gòu)示意圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的封裝結(jié)構(gòu)示意圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所述封裝結(jié)構(gòu)的截面示意圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例所述電隔離層的正面金屬層結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型實(shí)施方式提供了 一種激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，通過對(duì)電隔 離層正面金屬化層圖樣的排布，也就是將其劃分為正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，使正極熱 沉連接在所述電隔離層正面的正極區(qū)，負(fù)極連接在所述電隔離層正面的負(fù)極 區(qū)，從而將激光二極管列陣的正極和負(fù)極分布于同一側(cè)，使得激光二極管列陣 在進(jìn)行多極串聯(lián)時(shí)，保證多級(jí)發(fā)光區(qū)可以位于同一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光 進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
為更好的描述本實(shí)用新型實(shí)施方式，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施
方式進(jìn)行說明，如圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例所述的封裝結(jié)構(gòu)示意圖，圖中 包括
電隔離層32、半導(dǎo)體芯片33、正極熱沉34和負(fù)極35，其中的半導(dǎo)體芯片 33的正極面和正極熱沉34連接在一起，半導(dǎo)體芯片33的負(fù)極面和負(fù)極35連接 在一起；電隔離層32正面的金屬化層被劃分為了正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，所述正極熱 沉34連接在所述電隔離層32正面的正極區(qū)，所述負(fù)極35連接在所述電隔離層 34正面的負(fù)極區(qū)。
通過上述的連接關(guān)系和結(jié)構(gòu)，就可以將激光二極管列陣的正極和負(fù)極分布 于同一側(cè)，這樣當(dāng)激光二極管列陣在進(jìn)行多極串聯(lián)時(shí)，使多級(jí)半導(dǎo)體芯片的正 極面同時(shí)分布在一側(cè)，而負(fù)極面分布于另一側(cè)，從而使得所有的發(fā)光區(qū)位于同 一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
還是以圖3所示的封裝結(jié)構(gòu)為例，圖4為所述封裝結(jié)構(gòu)的截面示意圖，圖中 半導(dǎo)體芯片33的正極面和正極熱沉34連接在一起，這里所述的連接可以是燒結(jié) 連接，也可以是粘結(jié)連接；半導(dǎo)體芯片33的負(fù)極面和負(fù)極35燒結(jié)或粘結(jié)在一起。
同時(shí)，電隔離層32的正面53被劃分為了正極區(qū)和負(fù)極區(qū)；正極熱沉34和負(fù) 極35分別燒結(jié)或粘結(jié)在正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，這樣通過電隔離層32正面金屬層圖樣 的排布，就可以將激光二極管列陣的正極和負(fù)極分布于同 一側(cè)。另外，以上所述的封裝結(jié)構(gòu)中還可以包括制冷底座，如圖3和圖4中所示的
制冷底座31,所述的電隔離層32的底面55通過燒結(jié)或粘結(jié)在制冷底座31上， 這里電隔離層32底面55需要全部金屬化。
另外，以上所述的電隔離層32可以是高導(dǎo)熱的電絕緣材料，如氧化鈹，氮 化鋁等，也可以是其他的電絕緣材料。如圖5所示為電隔離層32正面金屬層的 結(jié)構(gòu)示意圖，圖中包括正極區(qū)41和負(fù)極區(qū)42，從圖中可以看出正極區(qū)41和負(fù)極 區(qū)42這兩區(qū)域是電隔離的。
另外，由于整個(gè)正極區(qū)41是正極，而且位于半導(dǎo)體芯片33的正下方，為了 避免造成短路，此處正極熱沉34的厚度要大于半導(dǎo)體芯片33的腔長。具體來說， 就是在制作過程中，使半導(dǎo)體芯片33的輸出面52與正極熱沉34的上面51對(duì)齊； 而半導(dǎo)體芯片33的后腔面54不能與電隔離層32的正面53接觸，這樣就可以讓 正極熱沉34的厚度要大于半導(dǎo)體芯片33的腔長，避免了造成短路的情況。
另外，按照以上所述的封裝結(jié)構(gòu)中，若激光二極管列陣要實(shí)現(xiàn)多級(jí)串聯(lián)， 則可以在相鄰級(jí)之間的同側(cè)正負(fù)極架上設(shè)置引線36,這樣通過引線36就可以實(shí) 現(xiàn)激光二極管列陣的多級(jí)串聯(lián)，同時(shí)由于多級(jí)半導(dǎo)體芯片的正極同時(shí)分布于一 側(cè)，而負(fù)極分布于另一側(cè)，這樣所有的發(fā)光區(qū)就可以位于同一條線上，易于對(duì) 多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
另外，以上所述的封裝結(jié)構(gòu)可以是由單級(jí)激光二極管列陣組成的，也可以 是由多級(jí)激光二極管列陣串聯(lián)組成的。
綜上所述，本實(shí)用新型可以在多級(jí)激光二極管列陣進(jìn)行串聯(lián)時(shí)，使多級(jí)半 導(dǎo)體芯片的正極同時(shí)分布在一側(cè)，而負(fù)極分布于另一側(cè)，從而使得所有的發(fā)光 區(qū)位于同一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型實(shí)施例揭露的 技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之 內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、一種激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括電隔離層、半導(dǎo)體芯片、正極熱沉和負(fù)極，其中所述半導(dǎo)體芯片的正極面和正極熱沉連接在一起；所述半導(dǎo)體芯片的負(fù)極面和負(fù)極連接在一起；所述電隔離層正面的金屬化層被劃分為正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，所述正極熱沉連接在所述電隔離層正面的正極區(qū)，所述負(fù)極連接在所述電隔離層正面的負(fù)極區(qū)。
2、 如權(quán)利要求1所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述封 裝結(jié)構(gòu)中還包括制冷底座，所述電隔離層的底面連接在所述制冷底座上。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述電隔離層正面的正極區(qū)和負(fù)極區(qū)是電隔離的。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述正極熱沉的厚度大于半導(dǎo)體芯片的腔長。
5、 如權(quán)利要求4所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述半導(dǎo)體芯片的輸出面與正極熱沉的上面對(duì)齊； 所述半導(dǎo)體芯片的后腔面不與所述電隔離層正面接觸。
6、 如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述的連接包括燒結(jié)連接或粘結(jié)連接。
7、 如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述的電隔離層包括氧化鈹或氮化鋁。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述封裝結(jié)構(gòu)中還包括引線，所述引線設(shè)置在多級(jí)串聯(lián)相鄰級(jí)之間的同側(cè)正負(fù)極 架上。
9、如權(quán)利要求1或2所述的激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，所 述封裝結(jié)構(gòu)為單級(jí)激光二極管列陣組成，或多級(jí)激光二極管列陣串聯(lián)組成。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種激光二極管列陣的封裝結(jié)構(gòu)，包括電隔離層、半導(dǎo)體芯片、正極熱沉和負(fù)極，其中半導(dǎo)體芯片的正極面和正極熱沉連接在一起，負(fù)極面和負(fù)極連接在一起；電隔離層正面的金屬化層被劃分為正極區(qū)和負(fù)極區(qū)，所述正極熱沉連接在電隔離層正面的正極區(qū)，負(fù)極連接在電隔離層正面的負(fù)極區(qū)。通過這樣的封裝結(jié)構(gòu)，就在多級(jí)激光二極管列陣進(jìn)行串聯(lián)時(shí)，使多級(jí)半導(dǎo)體芯片的正極同時(shí)分布在一側(cè)，而負(fù)極分布于另一側(cè)，從而使得所有的發(fā)光區(qū)位于同一條線上，易于對(duì)多級(jí)輸出光進(jìn)行統(tǒng)一的光變換，簡化了操作程度。
文檔編號(hào)H01S5/40GK201171142SQ20082007867
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月22日
發(fā)明者劉志剛, 方高瞻 申請(qǐng)人:北京吉泰基業(yè)科技有限公司