半导体激光器阵列的封装结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种半导体激光器阵列的封装结构，涉及半导体激光器芯片封装技术领域，包括芯片、第一硬焊料、第二硬焊料以及次热沉；第二硬焊料的外侧面至芯片的距离大于第一硬焊料外侧面至芯片的距离；次热沉底面上设有用于连通第一硬焊料和第二硬焊料的第一金属化区域，次热沉的底面与芯片的高反面之间设有第二间隙。本实用新型专利技术提供的半导体激光器阵列的封装结构，第一硬焊料和第二硬焊料非对称的设置于芯片的两侧，能够利用较大长度的第二硬焊料实现对芯片P面的有效散热，第一间隙的设置增加了相邻的芯片单元之间物理隔离，避免了多芯片贴装时因芯片数量增加导致的应力累加，具有散热效果良好、无应力累加、芯片数量扩展性好等优点。

Packaging structure of semiconductor laser array

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器阵列的封装结构
本技术属于半导体激光器芯片封装
，更具体地说，是涉及一种半导体激光器阵列的封装结构。
技术介绍
近年来，随着对半导体激光器芯片的寿命、可靠性、功率、效率要求的提高，对半导体激光器阵列封装设计的要求也进一步提高。传统的激光器阵列封装一般采用对称式，即同一芯片两侧热沉的横向尺寸相同；在工艺实现上，采用硬焊料和软焊料相结合的方式进行焊接使用，但是软焊料存在的电热迁移效应严重影响阵列的寿命。另外一种工艺方法是全部界面均采用硬焊料进行封装的形式，但方式随着阵列中芯片的堆栈数量的增加，硬焊料应力累加将会造成芯片内在应力的积累，这种积累严重后会导致芯片烧焊后崩裂、存放后腔面局部出现裂纹等问题，并且封装引入的应力对器件寿命、阈值电流、光子极化状态、光谱宽度等都有影响，难以保证激光器阵列的稳定性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种半导体激光器阵列的封装结构，以解决现有技术中存在阵列封装中硬焊料应力累加造成的阵列寿命短以及稳定性差的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种半导体激光器阵列的封装结构，包括芯片、第一硬焊料、第二硬焊料以及次热沉；芯片的板面沿上下方向设置且平行排布有若干个；第一硬焊料设置于芯片的N面；第二硬焊料设置于芯片的P面且外侧面至芯片的P面的距离大于第一硬焊料外侧面至芯片的N面的距离，相邻两个芯片之间的第一硬焊料和第二硬焊料之间设有第一间隙；次热沉位于芯片的上方，且次热沉底面上设有用于连通第一硬焊料和第二硬焊料的第一金属化区域，次热沉的底面与芯片的高反面之间设有第二间隙。作为本申请另一实施例，相邻两个第一金属化区域之间形成位于芯片上方的非金属化区域。作为本申请另一实施例，次热沉的底面上设有开口向下且与芯片上下对应的隔离槽。作为本申请另一实施例，隔离槽的水平投影的面积大于芯片的水平投影的面积。作为本申请另一实施例，芯片的出光面、第一硬焊料的底面以及第二硬焊料的底面齐平。作为本申请另一实施例，次热沉为氮化铝陶瓷次热沉或氧化硼热沉。作为本申请另一实施例，次热沉的上方还设有铜基座。作为本申请另一实施例，次热沉的顶面上设有与铜基座相连的第二金属化区域。作为本申请另一实施例，次热沉与铜基座之间还设有和散热体，散热体为半导体制冷片、金属散热体或通水散热体中的一种。作为本申请另一实施例，第一硬焊料与第二硬焊料为钨铜热沉、钼铜热沉、石墨热沉或导热率高且表面全部金属化的金刚石热沉中的一种。本技术提供的半导体激光器阵列的封装结构的有益效果在于：与现有技术相比，本技术提供的半导体激光器阵列的封装结构，第一硬焊料和第二硬焊料非对称的设置于芯片的两侧，能够利用较大长度的第二硬焊料实现对芯片P面的有效散热，第一间隙的设置增加了相邻的芯片单元之间物理隔离，避免了多芯片贴装时因芯片数量增加导致的应力累加，具有散热效果良好、无应力累加、芯片数量扩展性好等优点。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的半导体激光器阵列的封装结构实施例一的仰视结构示意图；图2为图1的主视剖视结构示意图；图3为本技术实施例提供的半导体激光器阵列的封装结构实施例二的主视剖视结构示意图；图4为图1中次热沉的仰视结构示意图。其中，图中各附图标记：100、芯片；200、第一硬焊料；210、第一间隙；300、第二硬焊料；400、次热沉；410、第二间隙；420、第一金属化区域；430、非金属化区域；440、隔离槽；500、铜基座；510、散热体；L1、一个芯片单元的宽度值；L2、芯片的宽度值；L3、第二硬焊料的外侧面至与其接触的芯片的侧面之间的距离；L4、第一硬焊料的外侧面至与其接触的芯片的侧面之间的距离；L5、第一间隙的宽度值。具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。请一并参阅图1至图4，现对本技术提供的半导体激光器阵列的封装结构进行说明。半导体激光器阵列的封装结构，包括芯片100、第一硬焊料200、第二硬焊料300以及次热沉400，芯片100的板面沿上下方向设置且平行排布有若干个；第一硬焊料200设置于芯片100的N面；第二硬焊料300设置于芯片100的P面且外侧面至芯片100的P面的距离大于第一硬焊料200外侧面至芯片100的N面的距离，相邻两个芯片100之间的第一硬焊料200和第二硬焊料300之间设有第一间隙210；次热沉400位于芯片100的上方，且次热沉400底面上设有用于连通第一硬焊料200和第二硬焊料300的第一金属化区域420，次热沉400的底面与芯片100的高反面之间设有第二间隙410。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本实施例中，芯片100的P面指的是芯片100的正极，P的英文全称为positive，芯片100的N面指的是芯片100的负极，N的英文全称为negative。通过设置于芯片100的P面的第二硬焊料300实现对芯片100的有效散热，L4为芯片100的有效的散热尺寸，也就是第二硬焊料300的横向宽度值，该值大于位于芯片100的N面的第一硬焊料200的横向宽度值，也就是第二硬焊料300的外侧面至与第二硬焊料300接触的芯片100的侧面之间的距离L3。通过实验测定L4从1mm增加到1.5mm，芯片100相对温度由43.5℃降低到39.5℃，温度降低4℃，可见增加L4的数值可以有效降低芯片100的相对温度，保证芯片100良好的散热性。本技术提供的一种半导体激光器阵列的封装结构，与现有技术相比，本技术提供的半导体激光器阵列的封装结构，第一硬焊料200和第二硬焊料300非对称的设置于芯片100的两侧，能够利用较大长度的第二硬焊料300实现对芯片100的P面的有效散热，第一间隙210的设置增加了相邻的芯片单元之间物理隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.半导体激光器阵列的封装结构，其特征在于，包括：/n芯片，板面沿上下方向设置且平行排布有若干个；/n第一硬焊料，设置于所述芯片的N面；/n第二硬焊料，设置于所述芯片的P面且外侧面至所述芯片的P面的距离大于所述第一硬焊料外侧面至所述芯片的N面的距离，相邻两个所述芯片之间的所述第一硬焊料和所述第二硬焊料之间设有第一间隙；以及/n次热沉，位于所述芯片的上方，且所述次热沉底面上设有用于连通所述第一硬焊料和所述第二硬焊料的第一金属化区域，所述次热沉的底面与所述芯片的高反面之间设有第二间隙。/n

【技术特征摘要】
1.半导体激光器阵列的封装结构，其特征在于，包括：
芯片，板面沿上下方向设置且平行排布有若干个；
第一硬焊料，设置于所述芯片的N面；
第二硬焊料，设置于所述芯片的P面且外侧面至所述芯片的P面的距离大于所述第一硬焊料外侧面至所述芯片的N面的距离，相邻两个所述芯片之间的所述第一硬焊料和所述第二硬焊料之间设有第一间隙；以及
次热沉，位于所述芯片的上方，且所述次热沉底面上设有用于连通所述第一硬焊料和所述第二硬焊料的第一金属化区域，所述次热沉的底面与所述芯片的高反面之间设有第二间隙。


2.如权利要求1所述的半导体激光器阵列的封装结构，其特征在于，相邻两个所述第一金属化区域之间形成位于所述芯片上方的非金属化区域。


3.如权利要求1所述的半导体激光器阵列的封装结构，其特征在于，所述次热沉的底面上设有开口向下且与所述芯片上下对应的隔离槽。


4.如权利要求3所述的半导体激光器阵列的封装结构，其特征在于，所述隔离槽的宽度大于所述芯片的宽度且所述隔离槽的水平投影的面积大于所述芯片的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫立华，李德震，徐会武，
申请(专利权)人：石家庄麦特达电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：河北;13