一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，包括巴条、A1N陶瓷基板、无氧铜热沉、一对支撑陶瓷、负极引出陶瓷、正极引线、负极过渡金线及负极引线；本发明专利技术从封装工艺角度来讲，极大缩短了封装工艺的流程及工时，而对于后期光束整形而言，封装方式前腔面的整齐度更好，所有发光面都在同一直线上，所以后期只需设计一体化透镜就可以实现光束整形，大大节省了人力和物力。

【技术实现步骤摘要】
一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器
本专利技术涉及一种电子设备，尤其涉及一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器。
技术介绍
半导体激光器是二十世纪八十年代半导体物理发展的最新成果之一。半导体激光器的优点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、功耗低，此外半导体激光器是采用低电压恒流供电方式，电源故障率低、使用安全，维修成本低等。因此应用领域日益扩大。目前，半导体激光器的使用数量居所有激光器之首，某些重要的应用领域过去常用的其他激光器，已逐渐为半导体激光器所取代。对于常规的大功率半导体激光巴条封装，多数都采用巴条P面和N面整体大面积焊接在热传导系数较高的散热热沉上，这样在激光器加电工作时，正负极将分别从焊接巴条P面和N面的散热热沉引出，这种焊接方式意味着巴条上所有发光单元处于并联同步触发状态，一旦加电工作时，整个巴条上的发光单元都将开始同步发光工作。这种工作方式适用于绝大多数工作状态下，但是针对个别应用不适用，如航空航天领域的激光烧蚀等，还需要特殊封装方式实现芯片单元单独控制。
技术实现思路
本专利技术的目的：提供一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，针对航空航天领域特殊应用而设计，实现了一体化封装激光器上，各发光单元独立控制发光，光束整形聚焦后，可用于激光烧蚀。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，包括巴条、A1N陶瓷基板、无氧铜热沉、一对支撑陶瓷、负极引出陶瓷、正极引线、负极过渡金线及负极引线；所述的巴条的P面上设有多个发光单元，且所述的多个发光单元之间分别设有芯片绝缘槽，使每个所述的发光单元相互独立；所述的A1N陶瓷基板的两侧分别设有金属层，其中一侧的金属层为带有绝缘槽的金属层图形，且所述的金属层图形的外层金属层为金锡合金，另一侧的金属层为全部金属层区域，且所述的全部金属层区域的外层金属层为金；所述的无氧铜热沉的侧端面上设有一个热敏电阻孔，所述的无氧铜热沉的背面设有两个定位螺纹孔；所述的负极引出陶瓷的两端分别通过所述的一对支撑陶瓷设置在所述的无氧铜热沉上，所述的负极引线的一端连接在所述的负极引出陶瓷的一端，所述的巴条及A1N陶瓷基板设置在所述的无氧铜热沉上，所述的巴条通过所述的负极过渡金线与所述的负极引出陶瓷连接。上述的可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其中，所述的巴条焊接在所述的AlN陶瓷上的金属层图形的前端，十条正极引线焊接在所述的AlN陶瓷上的金属层图形的后端。上述的可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其中，所述的AlN陶瓷焊接在无氧铜热沉上，所述的支撑陶瓷焊接在所述的无氧铜热沉上。上述的可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其中，所述的负极引出陶瓷焊接在所述的支撑陶瓷上，所述的负极引线焊接在所述的负极引出陶瓷上。上述的可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其中，所述的负极过渡金线通过所述的巴条的N面连接至所述的负极引出陶瓷。本专利技术从封装工艺角度来讲，极大缩短了封装工艺的流程及工时，而对于后期光束整形而言，封装方式前腔面的整齐度更好，所有发光面都在同一直线上，所以后期只需设计一体化透镜就可以实现光束整形，大大节省了人力和物力。附图说明图1是本专利技术一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器的主视图。图2是本专利技术一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器的后视图。图3是本专利技术一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器的侧视图。图4是本专利技术一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器的A1N陶瓷基板的主视图。图5是本专利技术一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器的发光单元的后视图。具体实施方式以下结合附图进一步说明本专利技术的实施例。请参见附图1至附图5所示，一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，包括巴条1、A1N陶瓷基板2、无氧铜热沉3、一对支撑陶瓷4、负极引出陶瓷5、正极引线6、负极过渡金线7及负极引线8；所述的巴条1的P面上设有多个发光单元，且所述的多个发光单元之间分别设有芯片绝缘槽9，使每个所述的发光单元相互独立；所述的A1N陶瓷基板2的两侧分别设有金属层，其中一侧的金属层为带有绝缘槽的金属层图形10，且所述的金属层图形10的外层金属层为金锡合金（AuSn），另一侧的金属层为全部金属层区域，且所述的全部金属层区域的外层金属层为金（Au）；所述的无氧铜热沉3的侧端面上设有一个热敏电阻孔11，所述的无氧铜热沉3的背面设有两个定位螺纹孔12；所述的负极引出陶瓷5的两端分别通过所述的一对支撑陶瓷4设置在所述的无氧铜热沉3上，所述的负极引线8的一端连接在所述的负极引出陶瓷5的一端，所述的巴条1及A1N陶瓷基板2设置在所述的无氧铜热沉3上，所述的巴条1通过所述的负极过渡金线7与所述的负极引出陶瓷5连接。所述的巴条1焊接在所述的AlN陶瓷2上的金属层图形10的前端，十条正极引线6焊接在所述的AlN陶瓷2上的金属层图形10的后端。所述的AlN陶瓷2焊接在无氧铜热沉3上，所述的支撑陶瓷4焊接在所述的无氧铜热沉3上。所述的负极引出陶瓷5焊接在所述的支撑陶瓷4上，所述的负极引线8焊接在所述的负极引出陶瓷5上。所述的负极过渡金线7通过所述的巴条1的N面连接至所述的负极引出陶瓷5。巴条1中的每个发光单元之间P面都做了深层绝缘，也就是每个单元的正极是各自独立的，AlN陶瓷基板2上焊接巴条1的一侧刻有图形，图形区域为金属层，金属层上预置AuSn焊料，AlN陶瓷基板2的另一面为金属层，最外层为Au层，完成巴条1和AlN陶瓷基板2之间的焊接后，将其整体焊接在无氧铜热沉3上，支撑陶瓷4焊接在无氧铜热沉3的左右两侧，用于支撑负极引出陶瓷5的焊接，负极引出陶瓷5靠近AlN陶瓷基板2的部分无金属层，与支撑陶瓷4焊接位置覆有金属层，负极引出陶瓷5用于连接负极过渡金线7的一侧覆金属层，最外层为Au层，整个激光器的十个发光单元的十条正极引线6通过AlN陶瓷基板2后端焊接后引出，激光器负极通过巴条1的N面由过渡金线7连接至负极引出陶瓷5，一条负极引线8通过负极引出陶瓷5一侧焊接引出。巴条1上每个发光单元之间都做了绝缘槽9，使得每个发光单元在正极方向上是相对独立的，对于这种激光器的封装而言，必须采用每个发光单元P面进行绝缘处理的芯片，AlN陶瓷基板2焊接巴条1面上覆有金属图形，图形金属层依次为Cu，Ni，Au和AuSn，整体厚度约为42.5μm，焊接无氧铜热沉3面整体覆金属层，金属层依次为Cu，Ni和Au，整体厚度约为36.5μm，无图形区为绝缘区域，图形区用以焊接巴条和正极引线，图形样式依据芯片P面发光单元位置而定，本专利技术所述激光器十个发光单元分布均匀，间隔周期为1mm，每个发光单元的条宽为150μm，烧结前将巴条1和AlN陶瓷基板2共同放置与烧结夹具中，巴条1的发光单元有源区区域要与AlN陶瓷基板2的金属层图形区域相对应，不能偏移，烧结过程以氮氢混合气为还原气体，设置AuSn烧结曲线，将巴条1和AlN陶瓷基板2烧结为一个整体。单元与正极引线6之间的二次焊接要考虑到焊料的问题，所选取的焊料熔点要低于AuSn焊料，可以选用SAC焊料，支撑陶瓷4与负极引出陶瓷5，负极引出陶瓷5与负极引线8之间采用AuSn/SAC焊料进行一次焊接，分体焊接部分进行再一次焊接，焊接选用的焊料为Sn/In/InSn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其特征在于：包括巴条、A1N陶瓷基板、无氧铜热沉、一对支撑陶瓷、负极引出陶瓷、正极引线、负极过渡金线及负极引线；所述的巴条的P面上设有多个发光单元，且所述的多个发光单元之间分别设有芯片绝缘槽，使每个所述的发光单元相互独立；所述的A1N陶瓷基板的两侧分别设有金属层，其中一侧的金属层为带有绝缘槽的金属层图形，且所述的金属层图形的外层金属层为金锡合金，另一侧的金属层为全部金属层区域，且所述的全部金属层区域的外层金属层为金；所述的无氧铜热沉的侧端面上设有一个热敏电阻孔，所述的无氧铜热沉的背面设有两个定位螺纹孔；所述的负极引出陶瓷的两端分别通过所述的一对支撑陶瓷设置在所述的无氧铜热沉上，所述的负极引线的一端连接在所述的负极引出陶瓷的一端，所述的巴条及A1N陶瓷基板设置在所述的无氧铜热沉上，所述的巴条通过所述的负极过渡金线与所述的负极引出陶瓷连接。

【技术特征摘要】
1.一种可实现发光单元独立控制的半导体激光器，其特征在于：包括巴条、A1N陶瓷基板、无氧铜热沉、一对支撑陶瓷、负极引出陶瓷、正极引线、负极过渡金线及负极引线；所述的巴条的P面上设有多个发光单元，且所述的多个发光单元之间分别设有芯片绝缘槽，使每个所述的发光单元相互独立；所述的A1N陶瓷基板的两侧分别设有金属层，其中一侧的金属层为带有绝缘槽的金属层图形，且所述的金属层图形的外层金属层为金锡合金，另一侧的金属层为全部金属层区域，且所述的全部金属层区域的外层金属层为金；所述的无氧铜热沉的侧端面上设有一个热敏电阻孔，所述的无氧铜热沉的背面设有两个定位螺纹孔；所述的负极引出陶瓷的两端分别通过所述的一对支撑陶瓷设置在所述的无氧铜热沉上，所述的负极引线的一端连接在所述的负极引出陶瓷的一端，所述的巴条及A1N陶瓷基板设...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖，王涛，宋金星，孙海东，乔建伟，王晓薇，
申请(专利权)人：海特光电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11