[發明專利]一種固態激光器陣列的封裝結構及其封裝方法

有效

• 申請號: 201210089169.X
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103368065A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王娜;張騁;李沛旭;湯慶敏
• 申請（專利權）人: 山東華光光電子有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;H01S5/40
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種固態激光器陣列的封裝結構，包括水冷通道、絕緣導熱層、半導體激光器巴條、正極熱沉和負極熱沉；在水冷通道上設置有多個等間距排列的絕緣導熱層，在每個絕緣導熱層的上表面設置有圖案金屬層，在每個絕緣導熱層的下表面設置有金屬層；所述每個圖案金屬層包括正極金屬區域、絕緣區域和負極金屬區域，所述正極金屬區域和負極金屬區域被絕緣區域隔開；相鄰的2個絕緣導熱層上的圖案金屬層呈反向設置，其特征在于，在每個絕緣導熱層上，在其正極金屬區域上設置有正極熱沉，在其負極金屬區域上設置有負極熱沉，所述的正極熱沉和負極熱沉均為“凸”字形，所述半導體激光器巴條設置在正極熱沉凸出部分端面與負極熱沉凸出部分端面之間；將相鄰設置的正極熱沉和負極熱沉通過引線相連，使半導體激光器巴條相互串聯連接，位于封裝結構兩端的半導體激光器巴條通過正極熱沉或負極熱沉及引線與設置在水冷通道的側壁上的絕緣電路板、外部電源相連，形成串聯電路。

2.根據權利要求1所述的一種固態激光器陣列的封裝結構，其特征在于，所述的“凸”字形熱沉凸出部分的寬度范圍是0.5-1mm；“凸”字形熱沉凸出部分的長度范圍是3-15mm。

3.根據權利要求1所述的一種固態激光器陣列的封裝結構，其特征在于，在絕緣導熱層上，且在所述金屬圖案層的絕緣區域設置一條絕緣槽，所述的絕緣槽的橫截面為半圓形，所述絕緣槽的寬度與半導體激光器巴條的寬度相同。

4.根據權利要求1所述的一種固態激光器陣列的封裝結構，其特征在于，所述的絕緣導熱層為絕緣陶瓷基板，所述絕緣陶瓷基板的材質為氮化鋁或碳化硅。

5.根據權利要求1所述的一種固態激光器陣列的封裝結構，其特征在于，所述水冷通道，包括水道和通水口，所述的通水口與冷卻水源管道相連通。

6.根據權利要求1所述的一種固態激光器陣列的封裝結構，其特征在于，所述的引線為鍍金的銅片。

7.一種如權利要求1所述固態激光器陣列的封裝結構的封裝方法，其特征在于，其包括步驟如下：

(1)選取尺寸合適的“凸”字形正極熱沉和“凸”字形負極熱沉：根據所需固態激光器的功率選擇不同功率的半導體激光器巴條進行封裝，所述“凸”字形正極熱沉和“凸”字形負極熱沉的凸出部分長度與半導體激光器巴條長度相同；

(2)封裝固態激光器陣列單元：固態激光器陣列單元包括“凸”字形正極熱沉、“凸”字形負極熱沉、半導體激光器巴條、絕緣導熱層；將“凸”字形正極熱沉焊接在絕緣導熱層的正極金屬區域，將“凸”字形負極熱沉焊接在絕緣導熱層的負極金屬區域，所述半導體激光器巴條設置在正極熱沉凸出部分端面與負極熱沉凸出部分端面之間；

(3)重復步驟(1)和(2)封裝多個固態激光器陣列單元；

(4)按照現有技術，將已封裝完成的多個固態激光器陣列單元通過焊接的方式固定在水冷通道上，相鄰的2個絕緣導熱層上的圖案金屬層呈反向設置；

(5)將相鄰設置的正極熱沉和負極熱沉通過引線相連，使半導體激光器巴條相互串聯連接，位于封裝結構兩端的半導體激光器巴條通過正極熱沉或負極熱沉及引線與設置在水冷通道的側壁上的絕緣電路板、外部電源相連，形成串聯電路。