半导体激光器的封装结构的制作方法

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体激光器的封装结构。

背景技术：

半导体激光器以其体积小、重量轻、电压低、功率大等特点被广泛应用在光纤通信、光电集成、光盘存储、泵浦光源、大气环境检测、痕量有毒气体分析及分子光谱学等与人类生活息息相关的诸多领域。其中，部分领域对于半导体激光器的输出功率有着更高的要求。通常情况下，增大半导体激光器的脊宽和增大工作电流是提高输出功率的最直接的方式，但是，与此同时也会导致半导体激光器有源区在工作时温度的升高。半导体激光器在工作时的温度对其阈值电流密度、斜率效率和光谱稳定性等有显著影响，发光区过热会导致发光区腔面损伤甚至是器件退化，最终造成器件失效，因此，需要有效地进行散热。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出一种半导体激光器的封装结构，能够有效地对半导体激光器进行散热。

本发明提出的具体技术方案为：提供一种半导体激光器的封装结构，所述封装结构包括热沉、设置于所述热沉顶部的导电层及设置于所述导电层上的半导体激光器和过渡电极，所述半导体激光器、所述过渡电极均与所述导电层电性连接，所述热沉包括第一导热层、第二导热层及位于所述第一导热层与所述第二导热层之间的至少一层第三导热层。

进一步地，所述第一导热层和所述第二导热层的材质均为钨铜合金，和/或所述第三导热层的材质为铝碳化硅、铝碳、碳化硅或铝硅。

进一步地，所述封装结构还包括设置于所述热沉内的水冷通道，所述水冷通道包括分别用于与循环水冷源连接的进口和出口。

进一步地，所述水冷通道呈蛇形。

进一步地，所述封装结构还包括设置于所述热沉底部的风扇。

进一步地，所述封装结构还包括设置于所述风扇与所述热沉之间的翅片组。

进一步地，所述封装结构还包括设置于所述过渡电极上的过流保护装置，所述过流保护装置与所述过渡电极电性连接。

进一步地，所述过流保护装置为保险丝。

进一步地，所述封装结构还包括外壳，所述半导体激光器设置于所述外壳的内部，所述外壳上开设有与所述半导体激光器对应的发射窗口。

进一步地，所述外壳上还设置有用于连接外接电源的通孔。

本发明提供的半导体激光器的封装结构包括热沉，所述热沉包括第一导热层、第二导热层及位于所述第一导热层与所述第二导热层之间的至少一层第三导热层，通过所述热层可以有效的对半导体激光器进行散热，提升半导体激光器的性能。

附图说明

通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：

图1为半导体激光器的封装结构的结构示意图；

图2为水冷通道的结构示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为局限于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。

参照图1，本实施例提供的半导体激光器的封装结构包括热沉1、导电层2、半导体激光器3和过渡电极4。导电层2位于热沉1的顶部，半导体激光器3和过渡电极4位于导电层2上。半导体激光器3、过渡电极4均与导电层2电性连接。热沉1包括第一导热层11、第二导热层12及位于第一导热层11与第二导热层12之间的至少一层第三导热层13。

半导体激光器3与导电层2电性接触的一面为其负极，半导体激光器3远离导电层2的一面为其正极。半导体激光器3的正极通过导线与外接电源的正极连接，其负极依次与导电层2、过渡电极4连接并经过渡电极4与外接电源的负极连接。

具体的，第一导热层11、第二导热层12的材质为钨铜合金，第三导热层13的材质为铝碳化硅、铝碳、碳化硅或铝硅。本实施例中的热沉1包括至少三层导热层且每一层导热层均采用高热导材料，因此，通过热沉1可以有效地对半导体激光器3进行散热。

参照图2，本实施例中的封装结构还包括设置于热沉1内的水冷通道5，水冷通道5包括分别用于与循环水冷源连接的进口51和出口52。水冷通道5所在的平面与热沉1的顶面平行，其贯穿热沉1的多个导热层，进口51和出口52均位于热沉1的侧面且位于热沉1的同一侧面上。在半导体激光器3工作过程中，通过水冷通道5连接循环水冷源后，流经水冷通道5的液体能够带走热沉1中的热量，以使得热沉1可以进一步地对半导体激光器3进行散热。优选的，水冷通道5呈蛇形。

为了进一步地提升散热效果，封装结构还包括设置于热沉1底部的风扇6以及设置于风扇6与热沉1之间的翅片组7。通过风扇6可以加快热沉1的散热，通过翅片组7可以增加热沉1的散热面积，从而通过风扇6和翅片组7可以进一步地对半导体激光器3进行散热。

此外，封装结构还包括设置于过渡电极4上的过流保护装置8，过流保护装置8与过渡电极4电性连接。过渡电极4上设置有安装槽(图未标)，过流保护装置8装设于安装槽中。过渡电极4经过过流保护装置8与外接电源连接，从而半导体激光器3、导电层2、过渡电极4、过流保护装置8及外接电源形成一个电性回路。本实施例中的过流保护装置8为保险丝，当电流的大小超过一定值时，过流保护装置8会断开，上述电性回路断开即过渡电极4与外接电源断开连接，半导体激光器3停止工作，从而避免损坏半导体激光器。

本实施例的封装结构还包括外壳9，外壳9包括上盖91和壳体92，上盖91盖设于壳体92上。半导体激光器3设置于壳体92内。优选的，热沉1、导电层2、过渡电极4、翅片组7和过流保护装置8均位于壳体92内，风扇6装设于壳体92的底部。壳体92上开设有与半导体激光器3的激光发射面对应的发射窗口92a，半导体激光器3发射的激光从发射窗口92a中出射。壳体92上还开设有通孔92b，与半导体激光器3、过流保护装置8或风扇6连接的导线通过通孔92b与外接电源连接。

本实施例中的半导体激光器的封装结构，通过热沉1、风扇6、翅片组7以及水冷通道5对半导体激光器3进行多重散热，极大提高了散热效果、提升了半导体激光器3的性能。此外，通过过流保护装置8可以很好的对半导体激光器3进行保护，避免了电流过大而损坏半导体激光器3。

以上所述仅是

本技术：
的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种半导体激光器的封装结构，其包括热沉、设置于所述热沉顶部的导电层及设置于所述导电层上的半导体激光器和过渡电极，所述半导体激光器、所述过渡电极均与所述导电层电性连接，所述热沉包括第一导热层、第二导热层及位于所述第一导热层与所述第二导热层之间的至少一层第三导热层。本发明提供的半导体激光器的封装结构包括热沉，所述热沉包括第一导热层、第二导热层及位于所述第一导热层与所述第二导热层之间的至少一层第三导热层，通过所述热层可以有效的对半导体激光器进行散热，提升半导体激光器的性能。

技术研发人员：李丰;黄伟;张巍巍;杨立梅
受保护的技术使用者：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所
技术研发日：2017.05.26
技术公布日：2017.07.28