[發明專利]一種低熱應力結構的高功率半導體激光器

有效

• 申請號: 201310738638.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103715600B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 劉興勝;王警衛
• 申請（專利權）人: 西安炬光科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/024
• 分類號: H01S5/024;H01S5/042
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

1.一種低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：主要包括依次層疊的四層結構，第一層是作為正極連接塊的熱沉，熱沉的安裝平面上設置有芯片安裝區和絕緣區，第二層包括半導體激光器芯片和絕緣片，半導體激光器芯片焊接于所述芯片安裝區，絕緣片安裝于所述絕緣區，第三層是起導電作用的電極連接層，第四層是負極連接塊；

所述電極連接層中，與半導體激光器芯片焊接的部位為平面齒狀結構，用以降低電極連接層與芯片之間的熱應力，該部位與負極連接塊保持間隙，電極連接層的其他部位與負極連接塊焊接。

2.根據權利要求1所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：在熱沉的芯片安裝區上對應于半導體激光器芯片的位置設置有一熱沉連接層，該熱沉連接層采用金屬鉬。

3.根據權利要求1或2所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：在熱沉的芯片安裝區上對應于半導體激光器芯片的位置設置有一熱沉連接層，該熱沉連接層由彼此保持間隙的多個小塊排布形成。

4.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：靠近負極連接塊一側，半導體激光器芯片與絕緣片平面平齊；負極連接塊對應于所述平面齒狀結構的部位設置為臺階狀，使得該部位與負極連接塊保持間隙；所述熱沉連接層突起于熱沉平臺上，通過該熱沉連接層與半導體激光器芯片的正極面焊接。

5.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：所述平面齒狀結構為梳齒狀或者平面S形齒。

6.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：電極連接層與半導體激光器芯片接觸的每個齒的寬度大于齒的數量至少為兩個；

其中，Ｉ為半導體激光器芯片工作電流；ρ₀為電極連接層的電阻率；t為工作時間；C為電極連接層比熱容；ρ為電極連接層密度；Tm為電極連接層與半導體激光器芯片之間的焊料的熔融溫度；T₀為室溫；H為與芯片接觸的電極連接層的齒厚度；n為齒的數量。

7.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：所述電極連接層為銅、銀或金。

8.根據權利要求7所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：所述電極連接層為銅，在電極連接層與半導體激光器芯片的接觸表面鍍金。

9.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：所述絕緣層的材料為陶瓷或金剛石，厚度為0.2‐0.5mm。

10.根據權利要求3所述的低熱應力結構的高功率半導體激光器，其特征在于：所述的熱沉為銅或者銅鎢。