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一种垂直腔面发射激光器的封装方法及装置制造方法及图纸

技术编号:44929231 阅读:33 留言:0更新日期:2025-04-08 19:10
本发明专利技术公开一种垂直腔面发射激光器的封装方法及装置,属于半导体激光器芯片封装工艺领域。本发明专利技术在VCSEL芯片的顶部额外加装封装散热罩,采用封装散热罩、支撑连接块和底部热沉部件将VCSEL芯片上、下包围,本发明专利技术将器件顶部的散热模式由低效向空气进行热辐射调整为经由高热导率固体材料进行热传导。与现有技术相比,本发明专利技术可以有效地增加热源中心附近介质的导热能力,显著降低了顶部DBR材料对热量的阻隔效应。此外本发明专利技术还利用通孔内的倒角结构和二维透明导热材料进一步增加顶部热流的横向分量,提高VCSEL芯片热量向顶部两侧流动的效率。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术属于半导体激光器芯片封装工艺,具体涉及一种垂直腔面发射激光器的封装方法及装置


技术介绍

0、
技术介绍

1、垂直腔面发射激光器(vertical cavity surface emitting laser,vcsel)具有模式体积小、光斑质量好、阈值电流低、可实现单纵模和单横模等诸多优点,在许多领域尤其是光通信、光传感以及消费电子领域中均有重要的应用。

2、然而长期以来vcsel的散热问题一直是限制器件稳定工作的关键瓶颈。由于vcsel的体积较小,热源功率密度增加,器件热阻显著增大。并且为防止不透明热沉对vcsel顶面出射的激光带来阻挡,常见的vcsel为底面正装封装形式。热量需要依次通过dbr、衬底、金属焊料才能到达热沉,额外增加了散热通道的距离。更重要的是,vcsel器件中的dbr不仅热导率极低,且恰好分布在热量从有源区向热沉流动的途径上。即使采用倒装封装形式,dbr也会不可避免地缩窄散热通道的面积。而vcsel器件对于增益与模式的失配量非常敏感,热量增加会同时影响腔模和增益波长,严重时甚至导致vcsel根本无法工本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,采用封装散热罩和底部热沉部件将VCSEL芯片上、下包围,所述封装散热罩包括支撑连接块和散热桥结构,其中支撑连接块为一空芯柱体,散热桥结构为一盖体,散热桥结构设置在支撑连接块和VCSEL芯片顶部,在散热桥结构的中心区域设有倒角通孔,且在所述散热桥结构上设有若干金属埋孔,具体封装步骤包括如下:

2.如权利要求1所述垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,利用具有套筒结构的吸嘴将VCSEL芯片放置在支撑连接块的空芯内,其中支撑连接块的内表面与VCSEL芯片的外侧面相距60~80um。

3.如权利要求1所述垂直腔面发射激...

【技术特征摘要】

1.一种垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,采用封装散热罩和底部热沉部件将vcsel芯片上、下包围,所述封装散热罩包括支撑连接块和散热桥结构,其中支撑连接块为一空芯柱体,散热桥结构为一盖体,散热桥结构设置在支撑连接块和vcsel芯片顶部,在散热桥结构的中心区域设有倒角通孔,且在所述散热桥结构上设有若干金属埋孔,具体封装步骤包括如下:

2.如权利要求1所述垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,利用具有套筒结构的吸嘴将vcsel芯片放置在支撑连接块的空芯内,其中支撑连接块的内表面与vcsel芯片的外侧面相距60~80um。

3.如权利要求1所述垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,在vcsel芯片的dbr上方增加设置一透明导热材料层,所述透明导热材料层为石墨烯、氮化硼二维材料,所述透明导热材料层的边缘与倒角通孔的侧壁接触。

4.如权利要求1所述垂直腔面发射激光器的封装方法,其特征在于,所述合金焊料层由散热桥结构下表面蒸镀的金属层与支撑连接块上表面蒸镀的金属层组成...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈焕卿陈心尔陈伟华胡晓东
申请(专利权)人:北京大学
类型:发明
国别省市:

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