[實用新型]半導體激光器的封裝結構及疊陣結構

有效

• 申請號: 201921419944.7
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN210182774U
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 劉鳴;石鐘恩;鄭艷芳;付團偉
• 申請（專利權）人: 西安域視光電科技有限公司
• 主分類號: H01S5/022
• 分類號: H01S5/022;H01S5/40
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 武成國

本實用新型提供一種半導體激光器的封裝結構及疊陣結構，涉及半導體器件封裝技術領域。該疊陣封裝結構包括：包括：半導體激光芯片、導電襯底、補強片。半導體激光芯片的兩個鍵合面各與一個導電襯底平行且鍵合。補強片固定于導電襯底的側面，且補強片平行于半導體激光芯片與導電襯底的堆疊方向，其中，補強片的熱膨脹系數大于半導體激光芯片和導電襯底組合體的膨脹系數，使得補強片對半導體激光芯片和陶瓷基板在厚度方向施加足夠的壓應力，與半導體激光芯片和導電襯底自身厚度方向上的拉應力相抵消，降低了GS結構中半導體激光芯片開裂的風險。

技術領域

本實用新型涉及半導體器件封裝技術領域，具體而言，涉及一種半導體激光器的封裝結構及疊陣結構。

背景技術

半導體激光器具有體積小、壽命長等優點使其在許多領域有著廣泛的應用。為了提高半導體激光器的疊陣(stack)結構中單位面積亮度，往往采用芯片垂直于熱沉的結構(GS結構)，并且采用銅鎢與芯片間隔設置的多層結構來實現垂直結構的封裝。這會導致在GS結構在芯片的上出光面會承受拉應力，而導致芯片開裂。

現有技術中，通過將GS結構的底部絕緣陶瓷設計為一體陶瓷，增強GS結構的抗彎強度，以緩解芯片的上出光面承受的拉應力。

但由于陶瓷材料的抗彎強度與銅鎢材料的抗彎強度差距較大，因此其減少的拉應力有限，GS結構中的拉應力仍然難以得到有效的緩解，芯片依然存在開裂的風險。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，針對上述現有技術中的不足，提供一種半導體激光器的封裝結構及疊陣結構，以解決GS結構中的拉應力仍然難以得到有效的緩解，芯片依然存在開裂的風險的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本實用新型實施例提供了一種半導體激光器的封裝結構，包括：半導體激光芯片、導電襯底、補強片。半導體激光芯片的兩個鍵合面各與一個導電襯底平行且鍵合。補強片固定于導電襯底的側面，且補強片平行于半導體激光芯片與導電襯底的堆疊方向，其中，補強片的熱膨脹系數(Coefficient of Thermal Expansion，CTE)大于半導體激光芯片和導電襯底組合體的膨脹系數。

可選地，導電襯底為陶瓷基板，陶瓷基板上設有多個導電通孔，每個導電通孔的兩端分別與陶瓷基板上覆設的金屬層電連接。或者，導電襯底為金屬基板，金屬基板與補強片之間設有絕緣層。

可選地，補強片上設有金屬焊料，金屬焊料用于與陶瓷基板上的金屬層焊接。

可選地，補強片上的金屬焊料為：熔點小于或等于預設熔點的硬焊料，預設熔點為半導體激光芯片的封裝焊料的熔點。

可選地，補強片為兩個。兩個補強片對稱設置于導電襯底相對的兩個側面。

可選地，補強片沿出光方向的尺寸大于或等于半導體激光芯片的腔長，且大于或等于導電襯底沿出光方向的尺寸。

可選地，補強片的材料包括金屬、陶瓷或金屬復合材料中的至少一種。

第二方面，本實用新型實施例提供了一種半導體激光器的疊陣結構，包括至少兩個第一方面提供的半導體激光器的封裝結構。至少兩個半導體激光器的封裝結構中的半導體激光芯片與導電襯底間隔設置，并沿半導體激光芯片與導電襯底鍵合面的垂直方向堆疊排列。補強片平行于堆疊排列的方向且設置于導電襯底相對的兩個側面。

可選地，補強片沿半導體激光芯片和導電襯底堆疊方向上的長度大于或等于相距最遠的兩個導電襯底之間的距離。

可選地，半導體激光器的疊陣結構還包括：熱沉。半導體激光芯片和導電襯底沿半導體激光芯片的出光方向垂直設于熱沉上。