【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体光电器件的，特别是涉及一种半导体激光器封装体。
技术介绍
1、激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体紫外激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别，1)激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在w级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mw级；2)激光器的使用电流密度达ka/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减droop效应；3)发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光，而激光器为受激跃迁辐射，感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差，产生光子与感应光子的全同相干光；4)原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到有源层或p-n结产生辐射复合发光，而激光器需要激射条件满足才可激射，必须满足有源区载流子反转分布，受激辐射光在谐振腔内来回振荡，在增益介质中的传播使光放大，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。氮化物半导体紫外激光器存在以下问题：激光器芯片有源区内存在非辐射复合损耗和自由载流子吸收产生大量热量，同时，外延和芯片材
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，在本专利技术提供了一种半导体激光器封装体，包括：管脚、管座、管舌、热沉和激光器芯片；热沉包括第一热沉和第二热沉；激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；热沉与管舌之间具有第二连接层；第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值；第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度α，第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度β，第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度γ，第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度θ，其中，上升角度α、β、γ、θ均为谷值位置与热阻微积分曲线切线的夹角，且5°≤γ≤α≤β≤γ≤85°。
2、通过以上技术方案，构成激光器封装体的热阻微积分曲线的变化角度，形成可有效提升散热能力的热阻角度及热阻角度分布，提升散热通道的散热效率，抑制激光器的波长红移问题，并减少因热量集中引起的激光模式不稳定及模间变化问题，提升激光光束相干性，降低激光的垂直发散角，激光垂直发散角从60～80°下降至10～60°。
3、具体的，第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤激光器芯片的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值≤管舌的热阻微积分曲线的谷值。
4、具体的，激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；热沉与管舌之间具有第二连接层；第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第一连接层的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第二连接层的热阻微积分曲线的谷值。
5、具体的，第一连接层和第二连接层包括auvsnw(0≤v≤1，0≤w≤1)、au、sn、cu、ag、银胶、t i ptau、t i、pt、n i、cr、nb、pd、rh、n iau、mo中的任意一种或多种组合。
6、具体的，第一热沉的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ax曲线分布，其中a为常数，且a＞1。
7、具体的，第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数曲线分布；第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝x2+ex曲线分布。
8、具体的，第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ex+x-1曲线分布；第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数第一象限曲线分布；管舌的热阻微积分曲线分布具有函数曲线分布。
9、具体的，管舌、管座的材料包括cu、al、ag、au、铬、镍、c、不锈钢、pd、t i、zr、ta、nb、v、hf、ga、fe、s i、p、cu镀n i、cu镀pd、cu镀n i/pd、fe镀n i、fe镀pd、fe镀n i/pd、铁包铜镀n i、铁包铜镀pd、铁包铜镀n i/pd、cu镀pd/n i、fe镀pd/n i、铁包铜镀pd/n i、可伐镀pd、可伐镀n i、可伐镀n i/pd、可伐镀pd/n i、不锈钢镀pd、不锈钢镀n i、不锈钢镀n i/pd、不锈钢镀pd/n i、cuw、beo、可伐、fe、cu/fe/cu复合材料、cu/fe复合材料、cu/a l复合材料、铁包铜中的任意一种或多种组合。
10、具体的，热沉材料包括s ic、cu/s ic复合结构、cu/s ic/ausn、cu/s ic/cu复合结构、cu/al n复合结构、cu/al n/cu复合结构、cu/al n/ausn、ausn、al n、金刚石、cu/金刚石复合结构、cu/金刚石/cu复合结构、cu/金刚石/ausn复合结构、al n、氧化镓、氧化铝、金刚石、al n单面覆铜、al n双面覆铜、si c单面覆铜、s ic双面覆铜、金刚石单面覆铜、金刚石双面覆铜、si单面覆铜、si双面覆铜、ausn、au、sn、ag、al、t i、zr、ta、nb、v、hf、si、cuw、tiw、cu、beo、gan、gaas、i np、mo中的任意一种或多种组合中的任意一种或多种组合。
11、选用材料的不同，使得制成的第一连接层、第二连接层、热沉和激光器具有不同的热阻值及不同的热阻微积分曲线分布情况。
12、具体的，激光器芯片包括氮化镓基激光器、砷化镓基激光器、铟磷基激光器、氮化铝基激光器、i ngan基激光器等半导体激光器，激光器波长涵盖200nm～3000nm；半导体激光器封装体的封装形式包括：塑封封装、to-can罐式封装或cos封装。
13、综上所述，本专利技术对比于现有技术的有益效果为：构成激光器封装体的热阻微积分曲线的变化角度，形成可有效提升散热能力的热阻角度及热阻角度分布，提升散热通道的散热效率，抑制激光器的波长红移问题，并减少因热量集中引起的激光模式不稳定及模间变化问题，提升激光光束相干性，降低激光的垂直发散角，激光垂直发散角从60～80°下降至10～60°。
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1.一种半导体激光器封装体，其特征在于，包括：管脚、管座、管舌、热沉和激光器芯片；所述热沉包括第一热沉和第二热沉；激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；热沉与管舌之间具有第二连接层；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度α，所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度β，所述第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度γ，所述第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度θ，其中，所述上升角度α、β、γ、θ均为谷值位置与热阻微积分曲线切线的夹角，且5°≤γ≤α≤β≤γ≤85°。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤激光器芯片的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值≤管舌的热阻微积分曲线的谷值。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；所述热沉与管舌之间具有第二连接层；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第一连接层
4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层和第二连接层包括AuvSnw(0≤v≤1，0≤w≤1)、Au、Al、Sn、Cu、Ag、银胶、TiPtAu、Ti、Pt、Ni、Cr、Nb、Pd、Rh、NiAu、Mo中的任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一热沉的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ax曲线分布，其中a为常数，且a＞1。
6.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数曲线分布；所述第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝x2+ex曲线分布。
7.根据权利要求6所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ex+x-1曲线分布；所述第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数第一象限曲线分布；所述管舌的热阻微积分曲线分布具有函数曲线分布。
8.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述管舌、管座的材料包括Cu、Al、Ag、Au、铬、镍、C、不锈钢、Pd、Ti、Zr、Ta、Nb、V、Hf、Ga、Fe、Si、P、Cu镀Ni、Cu镀Pd、Cu镀Ni/Pd、Fe镀Ni、Fe镀Pd、Fe镀Ni/Pd、铁包铜镀Ni、铁包铜镀Pd、铁包铜镀Ni/Pd、Cu镀Pd/Ni、Fe镀Pd/Ni、铁包铜镀Pd/Ni、可伐镀Pd、可伐镀Ni、可伐镀Ni/Pd、可伐镀Pd/Ni、不锈钢镀Pd、不锈钢镀Ni、不锈钢镀Ni/Pd、不锈钢镀Pd/Ni、CuW、BeO、可伐、Fe、Cu/Fe/Cu复合材料、Cu/Fe复合材料、Cu/Al复合材料、铁包铜中的任意一种或多种组合。
9.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述热沉包括SiC、Cu/SiC复合结构、Cu/SiC/AuSn、Cu/SiC/Cu复合结构、Cu/AlN复合结构、Cu/AlN/Cu复合结构、Cu/AlN/AuSn、AuSn、AlN、金刚石、Cu/金刚石复合结构、Cu/金刚石/Cu复合结构、Cu/金刚石/AuSn复合结构、AlN、氧化镓、氧化铝、金刚石、AlN单面覆铜、AlN双面覆铜、SiC单面覆铜、SiC双面覆铜、金刚石单面覆铜、金刚石双面覆铜、Si单面覆铜、Si双面覆铜、AuSn、Au、Sn、Ag、Al、Ti、Zr、Ta、Nb、V、Hf、Si、CuW、TiW、Cu、BeO、GaN、GaAs、InP、Mo中的任意一种或多种组合中的任意一种或多种组合。
10.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述激光器芯片包括氮化镓基激光器、砷化镓基激光器、铟磷基激光器、氮化铝基激光器、InGaN基激光器等半导体激光器，激光器波长涵盖200nm～3000nm；所述半导体激光器封装体的封装形式包括：塑封封装、To-CAN罐式封装或COS封装。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器封装体，其特征在于，包括：管脚、管座、管舌、热沉和激光器芯片；所述热沉包括第一热沉和第二热沉；激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；热沉与管舌之间具有第二连接层；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度α，所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度β，所述第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往激光器芯片方向的上升角度γ，所述第二热沉的热阻微积分曲线的谷值往管座方向的上升角度θ，其中，所述上升角度α、β、γ、θ均为谷值位置与热阻微积分曲线切线的夹角，且5°≤γ≤α≤β≤γ≤85°。
2.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤激光器芯片的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值≤管舌的热阻微积分曲线的谷值。
3.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述激光器芯片与热沉之间具有第一连接层；所述热沉与管舌之间具有第二连接层；所述第一热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第一连接层的热阻微积分曲线的谷值≤第二热沉的热阻微积分曲线的谷值≤第二连接层的热阻微积分曲线的谷值。
4.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层和第二连接层包括auvsnw(0≤v≤1，0≤w≤1)、au、al、sn、cu、ag、银胶、tiptau、ti、pt、ni、cr、nb、pd、rh、niau、mo中的任意一种或多种组合。
5.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一热沉的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ax曲线分布，其中a为常数，且a＞1。
6.根据权利要求1所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数曲线分布；所述第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝x2+ex曲线分布。
7.根据权利要求6所述的一种半导体激光器封装体，其特征在于，所述第一连接层的热...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑锦坚，李水清，张江勇，陈婉君，蔡鑫，胡志勇，王星河，
申请(专利权)人：安徽格恩半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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