一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提出了一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),包括半導(dǎo)體激光器模塊和散熱體。半導(dǎo)體激光器模塊包括激光芯片和表面覆金屬層的陶瓷基板,表面覆金屬層的陶瓷基板為敷有金屬層的高導(dǎo)熱陶瓷基板,金屬層分為互不接觸的正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū),所述的巴條直接焊在正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū)的其中之一,再通過(guò)金線或銅箔與另一個(gè)電極區(qū)相連,激光芯片的出光方向平行于陶瓷基板;散熱體的一端為安裝平臺(tái),安裝平臺(tái)上開(kāi)有與表面覆金屬層的陶瓷基板相匹配的安裝孔,散熱體的另一端為散熱翅片結(jié)構(gòu),散熱翅片由n(n>2)片平行排列的具有一定間距的片裝散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)成;半導(dǎo)體激光器模塊可以直接焊接或者通過(guò)機(jī)械方式安裝在安裝平臺(tái)上。本實(shí)用新型中的醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)體積小巧,更換維護(hù)簡(jiǎn)單,可以作為家庭用手持脫毛儀的光源。
【專利說(shuō)明】一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體激光器【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長(zhǎng),波長(zhǎng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn),已成為新世紀(jì)發(fā)展快、成果多、學(xué)科滲透廣、應(yīng)用范圍廣泛的核心器件,尤其是受到了醫(yī)療領(lǐng)域的青睞。隨著半導(dǎo)體激光器技術(shù)的發(fā)展成熟,自身特有的優(yōu)勢(shì)不斷擴(kuò)大,在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用也在不斷拓展,它不僅彌補(bǔ)了高能CO2激光器不易光纖傳輸,操作不便的缺點(diǎn),而且彌補(bǔ)了燈泵浦固體激光器效率低散熱差的缺點(diǎn),半導(dǎo)體激光器將成為醫(yī)療用激光器的主流產(chǎn)品。
[0003]半導(dǎo)體激光在醫(yī)療美容領(lǐng)域的一個(gè)重要應(yīng)用為激光脫毛,嫩膚以及除皺,此外還可以用于祛斑和其它色素沉淀疾病等。半導(dǎo)體激光脫毛已經(jīng)被證實(shí)為一種安全有效的脫毛方式,越來(lái)越多的脫毛儀器采用半導(dǎo)體激光器作為光源,并且隨著技術(shù)的發(fā)展,激光脫毛和美膚儀器也趨向于小型化,更適合家庭使用,而目前可以實(shí)現(xiàn)高功率輸出的半導(dǎo)體激光器常采用液體冷卻的方式散熱,這使得半導(dǎo)體激光器體積較大,冷卻系統(tǒng)復(fù)雜,成本較高,很難實(shí)現(xiàn)可以供家用的小巧且成本低廉的激光脫毛和美容儀器。
[0004]中國(guó)專利“一種高功率半導(dǎo)體激光器線路封裝結(jié)構(gòu)”(專利號(hào)ZL201120159469.1),提出了一種基于線路板結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器,但是該半導(dǎo)體激光器的巴條只能根據(jù)線路結(jié)構(gòu)水平分布,不能實(shí)現(xiàn)疊陣的封裝,限制了該半導(dǎo)體激光器的功率和應(yīng)用領(lǐng)域。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本實(shí)用新型提出了一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),具體的技術(shù)方案為:
[0006]一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),包括半導(dǎo)體激光器模塊和散熱體。所述的半導(dǎo)體激光器模塊包括激光芯片和表面覆金屬層的陶瓷基板,表面覆金屬層的陶瓷基板為敷有金屬層的高導(dǎo)熱陶瓷基板,金屬層分為互不接觸的正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū),所述的激光芯片直接焊在正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū)的其中之一,再通過(guò)金線或銅箔與另一個(gè)電極區(qū)相連,激光芯片的出光方向平行于陶瓷基板;表面覆金屬層的陶瓷基板的正極區(qū)和負(fù)極區(qū)分別開(kāi)有安裝孔,安裝孔可以開(kāi)設(shè)在正極區(qū)或者負(fù)極區(qū),或者兩個(gè)區(qū)域均開(kāi)有安裝孔,用于螺絲固定;所述的散熱體的一端為安裝平臺(tái),安裝平臺(tái)上開(kāi)有與表面覆金屬層的陶瓷基板相匹配的安裝孔,散熱體的另一端為散熱翅片結(jié)構(gòu),散熱翅片由η (η>2)片平行排列的具有一定間距的片裝散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)成;半導(dǎo)體激光器模塊可以直接焊接在散熱體上的安裝平臺(tái)上,也可以通過(guò)機(jī)械方式安裝在安裝平臺(tái)上。
[0007]所述的半導(dǎo)體激光器模塊的表面覆金屬層的陶瓷基板的金屬層可以為銅層或者銅鎢層,厚度為50微米-800微米,銅層或者銅鎢層上可覆蓋金層,金層厚度為0.05微米-0.5微米;該銅層結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度大,可以實(shí)現(xiàn)將半導(dǎo)體激光器模塊通過(guò)機(jī)械方式安裝在安裝平臺(tái)上,比如通過(guò)螺釘固定的方式。
[0008]所述的激光芯片可以為單發(fā)光點(diǎn)芯片,可以為多發(fā)光點(diǎn)芯片,還可以是由多個(gè)芯片疊加構(gòu)成的疊陣。
[0009]本方案中的醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)可以在散熱翅片后放置風(fēng)扇增加散熱體的散熱能力,以提聞功率。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)為:
[0011]1.本實(shí)用新型的高功率半導(dǎo)體激光器的激光芯片直接焊接在線路板上,減小了半導(dǎo)體激光器的體積,在應(yīng)用于激光脫毛手具中時(shí),減小了手具的體積,同時(shí)工藝簡(jiǎn)單,節(jié)約了成本;
[0012]2.本實(shí)用新型中的表面覆金屬層的陶瓷基板金屬層厚度較厚,增強(qiáng)了半導(dǎo)體激光器模塊的機(jī)械強(qiáng)度和散熱能力,可以將半導(dǎo)體激光器模塊通過(guò)螺絲直接安裝在散熱器上,安裝工藝簡(jiǎn)單,節(jié)省了工藝成本;
[0013]3.本實(shí)用新型中采用的表面覆金屬層的陶瓷基板的陶瓷材料與激光芯片的熱膨脹系統(tǒng)匹配,降低了熱應(yīng)力,提高了半導(dǎo)體激光器模塊的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2為半導(dǎo)體激光器模塊的結(jié)構(gòu)圖。
[0016]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1為半導(dǎo)體激光器模塊,2為激光芯片,3為表面覆金屬層的陶瓷基板,4為散熱體的安裝平臺(tái),5為散熱翅片,6為激光芯片的出光方向,7為負(fù)電極區(qū),8為正電極區(qū),9為金線,10為安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)原理圖,一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),包括半導(dǎo)體激光器模塊I和散熱體(4和5)。所述的半導(dǎo)體激光器模塊I包括激光芯片2和表面覆金屬層的陶瓷基板3,表面覆金屬層的陶瓷基板為敷有銅層的高導(dǎo)熱陶瓷基板,如圖2的半導(dǎo)體激光器模塊的結(jié)構(gòu)圖所示,銅層分為互不接觸的正電極區(qū)8和負(fù)電極區(qū)7,激光芯片2直接焊在正電極區(qū)8上,再通過(guò)金線9與負(fù)電極區(qū)7相連,激光芯片2的出光方向6平行于陶瓷基板;表面覆金屬層的陶瓷基板3的正極區(qū)8和負(fù)極區(qū)7分別開(kāi)有安裝孔10,用于螺絲固定;所述的散熱體的一端為安裝平臺(tái)4,安裝平臺(tái)4上開(kāi)有與表面覆金屬層的陶瓷基板3相匹配的安裝孔,散熱體的另一端為散熱翅片5結(jié)構(gòu),散熱翅片5由η (η>2)片平行排列的具有一定間距的片裝散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)成;半導(dǎo)體激光器模塊I可以直接焊接在散熱體上的安裝平臺(tái)4上,也可以通過(guò)機(jī)械方式安裝在安裝平臺(tái)4上。
[0018]所述的半導(dǎo)體激光器模塊I的表面覆金屬層的陶瓷基板的金屬層為銅層或者銅鎢層,厚度為50微米-800微米,銅層或者銅鎢層上可覆蓋金層,金層厚度為0.05微米-0.5微米;該銅層結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度大,可以實(shí)現(xiàn)將半導(dǎo)體激光器模塊通過(guò)機(jī)械方式安裝在安裝平臺(tái)上,比如通過(guò)螺釘固定的方式。
[0019]所述的激光芯片2可以為單發(fā)光點(diǎn)芯片,可以為多發(fā)光點(diǎn)芯片,還可以是由多個(gè)芯片疊加構(gòu)成的疊陣。
[0020]本方案中的醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng)可以在散熱翅片后放置風(fēng)扇增加散熱體的散熱能力,以提聞功率。
[0021]本實(shí)用新型的傳導(dǎo)冷卻型醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器體積小,可以作為手持脫毛儀或者手持激光醫(yī)療儀的光源,通過(guò)選用不同波長(zhǎng)的激光芯片即可實(shí)現(xiàn)脫毛或者嫩膚。
[0022]例如激光芯片可以選用一個(gè)波長(zhǎng)為808nm,發(fā)光單元為19個(gè)的巴條做成本實(shí)用新型的傳導(dǎo)冷卻型醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器系統(tǒng),作為家庭用手持脫毛儀的光源。
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器,包括半導(dǎo)體激光器模塊和散熱體,其特征在于:所述的半導(dǎo)體激光器模塊包括激光芯片和表面覆金屬層的陶瓷基板,金屬層分為互不接觸的正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū),所述的激光芯片直接焊在正電極區(qū)和負(fù)電極區(qū)的其中之一,再通過(guò)金線或者銅箔與另一個(gè)電極區(qū)相連,激光芯片的出光方向平行于陶瓷基板;表面覆金屬層的陶瓷基板開(kāi)有安裝孔;所述的散熱體的一端為安裝平臺(tái),安裝平臺(tái)上開(kāi)有與表面覆金屬層的陶瓷基板相匹配的安裝孔,散熱體的另一端為散熱翅片結(jié)構(gòu),散熱翅片由η (η>2)片平行排列的具有一定間距的片裝散熱結(jié)構(gòu)構(gòu)成,半導(dǎo)體激光器模塊直接焊接或者通過(guò)機(jī)械方式安裝在散熱體的安裝平臺(tái)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器,其特征在于:所述的半導(dǎo)體激光器模塊的表面覆金屬層的陶瓷基板的金屬層為銅層或者銅鎢層,銅層或者銅鎢層厚度為50微米-800微米,銅層或者銅鎢層上可覆蓋金層,厚度為0.05微米-0.5微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)療用高功率半導(dǎo)體激光器,其特征在于:所述的激光芯片為單發(fā)光點(diǎn)芯片,多發(fā)光點(diǎn)芯片或者為由多個(gè)芯片構(gòu)成的疊陣。
【文檔編號(hào)】H01S5/024GK204103245SQ201420580246
【公開(kāi)日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】王警衛(wèi), 劉興勝 申請(qǐng)人:西安炬光科技有限公司