[發(fā)明專利]基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110296707.1
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112688159A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊旭;劉哲;韓春霞;張巖松
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢仟目激光有限公司
• 主分類號: H01S5/0233
• 分類號: H01S5/0233;H01S5/023;H01S5/02345;H01S5/02315;H01S5/0237
• 代理公司: 北京匯澤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11228
• 代理人: 張濤

本發(fā)明提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，應(yīng)用于兩個(gè)不同波長的激光芯片，包括：一個(gè)基板，一個(gè)被設(shè)于所述基板的頂面的第一正極打線區(qū)域，一個(gè)被設(shè)于所述基板的頂面的第一貼片區(qū)域，一個(gè)被設(shè)于所述基板的頂面的第二貼片區(qū)域和一個(gè)被設(shè)于所述基板的頂面的第二正極打線區(qū)域，一個(gè)被設(shè)于所述基板的底面的第一正極貼片焊盤，一個(gè)被設(shè)于所述基板的底面的第一負(fù)極貼片焊盤，一個(gè)被設(shè)于所述基板的底面的第二正極貼片焊盤和一個(gè)被設(shè)于所述基板的底面的第二負(fù)極貼片焊盤，和一個(gè)壩，所述壩被設(shè)于所述基板的外圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光器封裝一體方案，尤其涉及一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝。

背景技術(shù)

VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)，為垂直腔面發(fā)射激光器的英文縮寫，這是一種基于半導(dǎo)體激光二極管，不同于傳統(tǒng)的頂部和側(cè)面發(fā)射光的LED及邊緣發(fā)射激光器，VCSEL能夠從其表面垂直發(fā)射更為高效的光束。

具有閾值低、遠(yuǎn)場發(fā)散角小、調(diào)制頻率高、易實(shí)現(xiàn)單縱模工作和二維集成等突出優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過多年發(fā)展，VCSEL 已經(jīng)在寬帶以太網(wǎng)、高速數(shù)據(jù)通信、光互聯(lián)、光集成元件等領(lǐng)域中得到了大量的應(yīng)用，具有廣闊的市場前景和不菲的商業(yè)價(jià)值。

市場上的垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers,VCSEL）現(xiàn)有封裝主要為單顆單波長的半導(dǎo)體激光器芯片加上光電探測器，現(xiàn)有封裝的尺寸大多為3535（3.5mmX3.5mm）和3532(3.5mmX3.2mm)。上述產(chǎn)品的主要問題凸顯于，第一，單波長的發(fā)光限制了針對不同探測物或應(yīng)用場景的范圍；第二，由于終端設(shè)備（諸如手表、健康手環(huán)）等體積有限，現(xiàn)有較大的封裝尺寸封裝限制了其在設(shè)備里的應(yīng)用。

目前市場傳感器采用LED封裝的方案，LED由于光譜寬，其靈敏度遠(yuǎn)不如激光器，而用于傳感的激光器多采用單波長方案，對探測的物質(zhì)范圍具有局限性。

也就是說，現(xiàn)有的垂直腔面發(fā)射激光器為單波長的發(fā)光，單波長發(fā)光較為有限的感測范圍限制了其適用場合，即其探測物應(yīng)用場景受限。

也就是說，受限于市場上流行的終端設(shè)備的實(shí)際體積，如手表、健康手環(huán)等，具備自身體積較小的特點(diǎn)，這就使得此類終端設(shè)備能夠提供的內(nèi)部組裝空間更為有限，市場上現(xiàn)有的垂直腔面發(fā)射激光器的現(xiàn)有封裝的尺寸相比此類終端設(shè)備而言較大，從而雙方無法實(shí)現(xiàn)適配，也就是說，現(xiàn)有的垂直腔面發(fā)射激光器的現(xiàn)有封裝的較大尺寸限制了能夠被適用的終端產(chǎn)品的種類及范圍，從而，對進(jìn)一步提高垂直腔面發(fā)射激光器在市場上占有的份額、商業(yè)價(jià)值的持續(xù)發(fā)展造成了阻礙。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明的封裝整體尺寸為1.0mmX0.5mm，有利于被適配于小型終端設(shè)備，從而擴(kuò)大本發(fā)明的適用范圍，有益于提高市場份額和提升商業(yè)價(jià)值。

本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明的激光器的芯片尺寸被控制。

本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明的整體光電轉(zhuǎn)換效率在20%-40%，能耗較低，較為環(huán)保。

本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明的激光芯片和封裝使用壽命被延長，一般可達(dá)10年以上。

本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明引入兩顆不同波長的半導(dǎo)體激光器，感測范圍被擴(kuò)大，適用場合較多，探測應(yīng)用場景被拓展。

本發(fā)明的另一優(yōu)勢在于提供一種基于雙波長的半導(dǎo)體激光器芯片封裝，其中，本發(fā)明引入兩顆不同波長的半導(dǎo)體激光器，不同波段針對氣體煙霧報(bào)警（如，實(shí)施針對大顆粒粉塵的探測）、可穿戴設(shè)備的血氧傳感等應(yīng)用場景可以起到互補(bǔ)的作用。