CN114498284A - 一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器 - Google Patents
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Abstract
本申请半导体激光技术领域,涉及一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器。该封装组件包括多个激光模块、热沉和散热件。热沉形成有多个阶梯型台阶,每个台阶上设置有至少一个激光模块。散热件设置在热沉上并且形成有散热通道,散热通道至少与多个台阶位置对应,用于对多个激光模块进行散热。其中,多个激光模块绝缘设置于台阶上和/或散热件绝缘设置于热沉上。本申请保证了散热件的散热通道内散热介质水电分离,对水质要求低,散热通道不易被腐蚀,也不易被堵塞。此外,采用阶梯型热沉封装多个激光模块,其激光模块叠阵结构还不易变形,封装大芯片时近场非线性效应小,可以大大提高产品良率,降低成本。
Description
技术领域
本申请涉及半导体激光技术领域,尤其是涉及一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器。
背景技术
大功率半导体激光器在先进工业制造、军事、航空航天、医疗美容、照明显示等各个行业都有广泛的应用;随着工业生产的发展,对半导体激光器的功率及可靠性要求越来越高;为了提高输出功率,通常会采用散热效率高的材料做为热沉,将含有多个发光点的高功率半导体激光器大芯片经共晶焊接贴装组成单元模块,然后将多个单元模块贴装在通水块上,这种半导体激光器封装阵列的总输出功率可以达到几千瓦至上万瓦。
目前,国内外大多数高功率半导体激光器一般采用微通道水冷热沉进行模块封装,热沉采用热导率较高的金属材料进行微通道加工,然后将多层热压合或钎焊而成;其激光芯片封装在热沉前端,铜箔覆盖在芯片负极,热沉自身作产品正极,组成一个小电路模块,再把小电路模块堆叠组成叠阵模块进行大功率输出。
本申请的发明人在长期研究中发现,传统微通道水冷半导体激光器及其组成的叠阵主要有以下缺陷:由于这种微通道热沉水路带电,所以微通道对水质要求较高,需要对水做去离子处理,一旦水质不达标微通道容易被电化学腐蚀和堵塞。此外,微通道热沉工艺复杂成本过高、叠阵单元数量过多时流量分配不均造成部分产品散热下降、叠阵容易变形等问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种半导体激光器阵列封装组件和半导体激光器,以解决现有技术热沉带电而使得水路带电,进而导致微通道容易被电化学腐蚀和堵塞,并且叠阵单元数量过多时叠阵容易产品变形的问题。
本申请的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:
本申请实施例提供的一种半导体激光器阵列封装组件,包括:
多个激光模块;
热沉,形成有多个阶梯型台阶,每个所述台阶上设置有至少一个所述激光模块;和
散热件,设置在所述热沉上并且形成有散热通道,所述散热通道至少与多个所述台阶位置对应,用于对多个所述激光模块进行散热;
其中,多个所述激光模块绝缘设置于所述台阶上和/或所述散热件绝缘设置于所述热沉上。
作为上述方案的改进,每个所述激光模块均包括正极基座、激光芯片和负极连接件,所述正极基座绝缘设置在所述台阶上,所述激光芯片的背面设置在所述正极基座上,所述负极连接件覆盖设置在所述激光芯片的正面。
作为上述方案的改进,还包括电连接件,所述电连接件包括:
导入连接件,一端用于与正极电连接,另一端用于与一个所述激光模块的所述正极基座电连接;
导出连接件,一端用于与负极电连接,另一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接;和
台阶连接件,一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接,另一端用于与相邻的一个所述激光模块的所述正极基座电连接。
作为上述方案的改进,所述正极基座的长度和所述负极连接件的长度均大于所述激光芯片的长度,所述激光芯片设置在所述正极基座的中部,所述正极基座和所述负极连接件的两端分别为留空连接区域;
所述导入连接件绝缘设置在所述台阶上,并且所述导入连接件的一端用于所述正极电连接,另一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述正极基座电连接;
所述导出连接件绝缘设置在所述台阶上,并且所述导出连接件的一端用于所述负极电连接,另一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述负极连接件电连接;
所述台阶连接件的一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述负极连接件电连接,另一端用于与相邻的一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述正极基座电连接;
其中,所述台阶连接件与所述导入连接件绝缘,所述台阶连接件与所述导出连接件绝缘,同一所述留空连接区域处的两个所述台阶连接件绝缘。
作为上述方案的改进,所述散热件与所述热沉为一体式结构,所述散热件包括热交换层,所述热交换层为开设在所述热沉背对所述激光模块一侧的多个导流槽,多个所述导流槽共同形成所述散热通道;
所述热沉上设置有入液接头和出液接头,并且开设有进液槽和出液槽,所述入液接头、所述进液槽、所述散热通道、所述出液槽和所述出液接头依次连通。
作为上述方案的改进,所述导流槽包括沿第一方向排列的第一子导流槽阵列和沿第二方向排列的第二子导流槽阵列,所述第一子导流槽阵列与所述第二子导流槽阵列交错分布并且相互连通,所述第一方向和所述第二方向均平行于所述台阶。
作为上述方案的改进,还包括密封层;
所述热沉为单个,所述密封层设置在所述热沉背对所述激光模块一侧,且将所述热交换层密封设置于所述热沉内;或
所述热沉的数量至少包括两个,每两个所述热沉的底部相接并且两个所述热沉互为对称,每个所述热沉均包括一个所述热交换层,两个所述热交换层叠合,并且两个所述热交换层之间还叠合设置有至少一个所述密封层,所述密封层开设有通水口,两个所述热交换层的所述散热通道通过所述通水口相互连通,所述入液接头设置在其中一个所述热沉上,所述出液接头设置在另外一个所述热沉上。
作为上述方案的改进,所述散热件与所述热沉为分离式结构,所述散热件包括热交换绝缘体、入液接头和出液接头;
所述热交换绝缘体安装于所述热沉背对所述激光模块一侧,并且内部形成有所述散热通道,所述入液接头和所述出液接头分别设置在所述热交换绝缘体上或绝缘设置在所述热沉上,所述入液接头、所述散热通道和所述出液接头依次连通。
作为上述方案的改进,每个所述台阶的高度大于等于所述激光模块的厚度,并且每个所述台阶上均形成有工艺槽,所述工艺槽倾斜设置所述台阶内侧,所述激光模块靠近所述台阶内侧设置,所述工艺槽用于对所述激光模块进行焊接定位以及散热。
本申请实施例提供的一种半导体激光器,包括:
如上述任一实施例所述的半导体激光器阵列封装组件;和
光学组件阵列,用于对多个所述激光模块发射的激光光束进行整形。
相较于现有技术,本申请的一种半导体激光器阵列封装组件及半导体激光器具有如下有益效果:
本申请的多个激光模块绝缘设置于台阶上和/或散热件绝缘设置于热沉上。当多个激光模块绝缘设置于台阶上时,多个激光模块通电,而热沉不会带电,以确保散热件不会带电;当散热件绝缘设置于热沉上时,多个激光模块通电,即便热沉会带电,也不会使散热件带电。如此保证了散热件的散热通道内散热介质水电分离,对水质要求低,散热通道不易被腐蚀,也不易被堵塞。此外,采用阶梯型热沉封装多个激光模块,以及在热沉上安装散热件,不仅能对激光模块进行有效散热,其激光模块叠阵结构还不易变形,封装大芯片时近场非线性效应小,可以大大提高产品良率,降低成本。
附图说明
本申请将结合附图对实施方式进行说明。本申请的附图仅用于描述实施例,以展示为目的。在不偏离本申请原理的条件下,本领域技术人员能够轻松地通过以下描述根据所述步骤做出其他实施例。
图1是本申请实施例中的半导体激光器阵列封装组件中其中一个热沉朝上的结构示意图;
图2是本申请实施例中的半导体激光器阵列封装组件的爆炸结构示意图;
图3是本申请实施例中的未安装有激光模块的热沉结构示意图;
图4是本申请实施例中的激光模块的立体结构示意图;
图5是本申请实施例中的激光模块的侧视结构示意图;
图6是本申请实施例中的半导体激光器阵列封装组件中另外一个热沉朝上的结构示意图;
图7是本申请实施例中的两个热沉上多个激光模块串联的结构示意图;
图8是本申请另一实施例中的两个热沉上多个激光模块串并联的电路连接示意图;
图9是图2实施例中的半导体激光器阵列封装组件中沿Ⅸ放大的局部结构示意图;
图10是本申请实施例中的半导体激光器阵列封装组件中另外一个热沉朝上的平面结构示意图;
图11是图10实施例中的半导体激光器阵列封装组件沿A-A剖面线进行剖面的剖面结构示意图;
图12是本申请实施例中的半导体激光器阵列封装组件中热沉为单个的结构示意图;
图13是本申请实施例中的单个热沉移除盖板的平面结构示意图;
图14是图13实施例中的半导体激光器阵列封装组件沿B-B剖面线进行剖面的剖面结构示意图;
图15是本申请实施例中的单个热沉的平面结构示意图;
图16是图15实施例中的半导体激光器阵列封装组件沿C-C剖面线进行剖面的剖面结构示意图;
图17是本申请实施例中的半导体激光器的结构示意图;
图18是本申请实施例中的半导体激光器移除框架后的结构示意图;
图19是本申请实施例中的第二光学件阵列安装在支撑架上的爆炸图;
图20是本申请实施例中的激光模块阵列、第一快轴准直透镜阵列与慢轴准直透镜阵列排布方位一一对应的结构示意图;
图21是本申请实施例中的激光模块阵列、光束转换透镜阵列与第二快轴准直透镜阵列排布方位一一对应的结构示意图。
主要元件及符号说明:
100、半导体激光器;110、半导体激光器阵列封装组件;1、激光模块;11、正极基座;111、电连接部;112、绝缘部;12、激光芯片;13、负极连接件;131、折弯结构;14、留空连接区域;15、第一绝缘层;16、第二绝缘层;17、第三绝缘层;18、第四绝缘层;19、第五绝缘层;2、热沉;21、台阶;22、安装区域;23、工艺槽;24、定位螺孔;25、凹槽;3、散热件;31、热交换层;311、导流槽;311a、第一子导流槽阵列;311b、第二子导流槽阵列;32、散热通道;4、电连接件;41、导入连接件;42、导出连接件;43、台阶连接件;431、台阶铜箔;432、转接电极;5、入液接头;6、出液接头;7、进液槽;71、水流缓释槽;8、出液槽;9、密封层;91、通水口;92、盖板;120、正极;130、负极;140、光学组件阵列;141、第一光学件阵列;1411、第一光学件;1412、第一快轴准直透镜;1413、光束转换透镜;142、第二光学件阵列;1421、第二光学件;1422、慢轴准直透镜;1423、第二快轴准直透镜;150、支撑架;160、框架。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
请参阅图1和图2,本申请实施例提供一种半导体激光器阵列封装组件110,包括多个激光模块1、热沉2和散热件3。
具体的,热沉2形成有多个阶梯型台阶21,每个台阶21上设置有至少一个激光模块1。
可以理解,阶梯型台阶21的数量至少为两个,至少两个阶梯型台阶21从高位台阶21到低位台阶21或从低位台阶21到高位台阶21依次排列。每个台阶21可以仅设置一个激光模块1,也可以沿着台阶21的横向长度设置多个激光模块1,例如两个、三个或三个以上,以提高半导体激光器100的总输出功率。进一步可选的,还可以增加台阶21的数量,以供安装更多数量的激光模块1,以提高光斑功率密度,从而提高半导体激光器100的总输出功率。此外,热沉2的数量也可不限定,例如为单个、两个、三个或三个以上。因此,半导体激光器100的总输出功率可以基于热沉2尺寸大小和/或数量进行灵活扩展。
在本申请中,多个激光模块1均为侧面出光,即沿着台阶21向外发出激光。在一个实施例中,每个台阶21的高度大于等于激光模块1的厚度,以保证其上下台阶21的激光模块1的光路不相互干涉。
为保证所有的激光模块1在封装时均不被挤压,如图1所示,热沉2预留有方便与其他器件进行组装的安装区域22,安装区域22不设置激光模块1。示例性的,安装区域22与安装有激光模块1的第一个台阶21形成高度差,以确保第一个台阶21上的激光模块1封装时不被挤压。
请参阅图2和图3,在一个实施例中,每个台阶21上均形成有工艺槽23,工艺槽23倾斜设置台阶21内侧,激光模块1靠近台阶21内侧设置,工艺槽23用于对激光模块1进行焊接定位以及散热。
在本实施例中,台阶21内侧指远离台阶21边缘的一侧,每个台阶21均开设有工艺槽23。可选的,工艺槽23的长度等于每个台阶21的宽度,工艺槽23的剖面形状可以为长方形、正方形、部分圆形或不规则四边形等。
在焊接过程中,沿着工艺槽23将激光模块1焊接在工艺槽23的正上方或侧上方,方便焊接定位。此外,工艺槽23不仅可作为激光模块1后端焊接定位使用,也方便溢出的焊料及时从台阶21的两端排出,从而避免产品上焊料堆积造成激光模块1短路。
可选的,工艺槽23的开口宽度小于激光模块1的厚度,以防止在激光模块1靠台阶21内侧焊接时,激光模块1掉入工艺槽23内。
此外,工艺槽23还能对激光模块1进行散热。具体的,激光模块1焊接在工艺槽23的正上方或侧上方,激光模块1在工作时产生的热量除了通过向上、向侧面以及与台阶21接触的部位扩散,还能向下从工艺槽23的两端扩散,从而提高热沉2的散热效率。
进一步的,工艺槽23倾斜设置在台阶21内是指相较于工艺槽23的开口中心与其槽底中心的连线垂直于水平台阶面,本申请的连线与水平台阶面的夹角β大于90°,使得工艺槽23整体倾斜于水平台阶面(如图11所示),如此,激光模块1产生的热量在沿工艺槽23内扩散时,不仅能向远离水平台阶面的竖直方向扩散,也能向远离水平台阶面的非竖直方向扩散,有效解决了激光模块1在靠近台阶21内侧设置时的散热问题。
在一个具体实施例中,工艺槽23开口中心与其槽底中心的连线,与水平台阶面的夹角β大于135°,激光模块1产生的热量在沿工艺槽23内扩散时,不仅能向远离水平台阶面的竖直方向扩散,也能向远离水平台阶面的非竖直方向扩散,同时在工艺槽23的槽侧壁的限制下,热量较难回流至激光模块1的正下方,散热效果更好。
示例性的,如图3所示,工艺槽23开设在台阶21的最内侧,其剖面形状为长方形,其开口中心与其槽底中心的连线平行于槽侧壁,因此,通过判断其槽侧壁与水平台阶面的夹角β是否大于90°,即可判断工艺槽23是否倾斜设置在台阶21内。
在一个实施例中,激光模块1在热沉2台阶21上前后左右居中时,各个方向散热效果最佳。但考虑到激光模块1越靠近台阶21内侧设置,所需台阶21的宽度较小,可形成的台阶21数量越多,对应的半导体激光器100功率集成密度越高,因此可根据实际情况在兼顾功率集成密度的情况下,合理设置激光模块1在台阶21上的位置。
请参阅图2,在一个实施例中,热沉2上还开设有定位螺孔24。定位螺孔24用于固定激光模块1、焊接辅助夹具、热沉2本身等,定位螺孔24的大小和位置可根据所需固定的器件而定。
当多个激光模块1分别设置在阶梯型台阶21上时,形成激光模块1叠阵,用于发出叠阵光斑。然而,多个激光模块1在工作时容易发热,如不对其进行散热,不仅影响叠阵光斑的质量,还影响激光模块1的使用寿命。
为此,本申请的热沉2由散热效率高的材料制成,例如钨铜(WCu)热沉、表面金属化的AlN热沉和表面覆铜的复合(CD)金刚石热沉等,能够对所有的激光模块1进行散热。
此外,本申请的散热件3设置在热沉2上并且形成有散热通道32,散热通道32至少与多个台阶21位置对应,也能够用于对多个激光模块1进行散热。可以理解,散热件3可为由散热效率高材料制成的分离式器件,也可为与热沉2一体成型的散热结构。散热通道32的散热区域可以完全覆盖在热沉2背对激光模块1的一侧,也可以仅与所有台阶21位置对应。
为解决现有技术中直接在热沉内部进行微通道加工,而热沉本身作为电路的一部分,造成散热通道中的水路带电,进而和水中离子发生电化学反应并附着在热沉微通道上造成通道堵塞,进而造成热沉散热能力大幅度下降导致产品失效的问题,本申请的多个激光模块1绝缘设置于台阶21上和/或散热件3绝缘设置于热沉2上。
具体的,当多个激光模块1绝缘设置于台阶21上时,多个激光模块1通电,而热沉2不会带电,以确保散热件3不会带电;当散热件3绝缘设置于热沉2上时,多个激光模块1通电,即便热沉2会带电,也不会使得散热件3带电。如此解决了现有技术中的问题。
以下实施例为多个激光模块1绝缘设置于台阶21上的其中一种方式:
请参阅图4,每个激光模块1均包括正极基座11、激光芯片12和负极连接件13,正极基座11绝缘设置在台阶21上,激光芯片12的背面设置在正极基座11上,负极连接件13覆盖设置在激光芯片12的正面。
在本实施例中,正极基座11、激光芯片12和负极连接件13叠层设置,正极基座11和负极连接件13分别为激光芯片12的正极连接端和负极连接端。
此外,由于正极基座11和负极连接件13分别设置在激光芯片12的正面和背面,因此激光芯片12从其侧面发射激光光束,而激光芯片12的两端分别连接正极120和负极130(如图12所示)。
请继续参阅图4,正极基座11包括电连接部111和绝缘部112,电连接部111用作正极连接端,绝缘部112用于与台阶21接触。其中,电连接部111的导电性能优良,绝缘部112的电绝缘性能优良。
在一个具体实施例中,正极基座11包括镀有金属的绝缘件,例如镀铜陶瓷、带有陶瓷绝缘片的镀金无氧铜座等,陶瓷绝缘片可以采用具有较高导热性能和极佳电绝缘性能的两面镀金氮化铝(AlN)陶瓷。
如此,正极基座11与台阶21绝缘,防止热沉2带电,也保证了水电分离,对水质要求低,散热件3的散热通道32不易被腐蚀,也不易被堵塞。
在一个实施例中,负极连接件13包括负极铜箔,负极铜箔的厚度大于0.05mm。
在一个实施例中,负极铜箔需要进行退火处理消除内应力,提高激光芯片12与负极焊接的可靠性。
请参阅图1、图5和图6,在一个实施例中,半导体激光器阵列封装组件110还包括电连接件4,电连接件4包括导入连接件41、导出连接件42和台阶连接件43。
导入连接件41的一端用于与正极120电连接,另一端用于与一个激光模块1的正极基座11电连接。导出连接件42的一端用于与负极130电连接,另一端用于与一个激光模块1的负极连接件13电连接。台阶连接件43的一端用于与一个激光模块1的负极连接件13电连接,另一端用于与相邻的一个激光模块1的正极基座11电连接。
在本实施例中,多个激光模块1通过电连接件4的导入连接件41、导出连接件42和台阶连接件43形成完整的电路。
具体的,多个激光模块1中的其中一个激光模块1通过导入连接件41与正极120电连接,多个激光模块1中的另外一个激光模块1通过导出连接件42与负极130电连接,任意相邻的两个激光模块1通过台阶连接件43相互电连接。
需要说明的是,本申请在实际使用过程中,可以根据功率需求拆开半导体激光器阵列封装组件110,然后改变多个激光模块1的电连接方式,即改变原有的导入连接件41、导出连接件42、台阶连接件43与多个激光模块1的连接方式,因此,本申请没有限定哪个激光模块1必须电连接正极120,哪个激光模块1必须电连接负极130,以及哪两个激光模块1必须相互连接。
请参阅图1、图5和图6,在一个实施例中,导入连接件41包括导入铜箔,导出连接件42包括导出铜箔,台阶连接件43包括台阶铜箔431。当热沉2为多个时,台阶连接件43还包括转接电极432,台阶铜箔431用于电连接同一个热沉2上的相邻两个激光模块1,转接电极432用于电连接不同热沉2上的相邻两个激光模块1(以下有对应的实施例)。
示例性的,请结合图2,以热沉2为单个,全部激光模块1串联为例。导入连接件41可以与第一个台阶21上的激光模块1(a)电连接,然后第一个台阶21上的激光模块1(a)通过台阶连接件43与第二个台阶21上的激光模块1(b)电连接,第二个台阶21上的激光模块1(b)通过台阶连接件43与第三个台阶21上的激光模块1(c)电连接,以此类推,直至倒数第一个台阶21上的激光模块1(i)通过台阶连接件43与最后一个台阶21上的激光模块1(e)电连接,然后最后一个台阶21上的激光模块1(e)与导出连接件42电连接,从而完成整个半导体激光器阵列封装组件110的电路连接。
请结合图2,以热沉2为两个,继续全部激光模块1串联为例,两个热沉2的底部相接并且两个热沉2互为对称,每个热沉2均设置有激光模块1。导入连接件41可以与其中一个热沉2第一个台阶21上的激光模块1(a)电连接,然后第一个台阶21上的激光模块1(a)通过台阶连接件43与同一个热沉2第二个台阶21上的激光模块1(b)电连接,第二个台阶21上的激光模块1(b)通过台阶连接件43与同一个热沉2第三个台阶21上的激光模块1(c)电连接,以此类推,直至同一个热沉2倒数第一个台阶21上的激光模块1(i)通过台阶连接件43与同一个热沉2最后一个台阶21上的激光模块1(e)电连接,实现该热沉2从高位到低位激光模块1的电连接。然后,该热沉2最后一个台阶21上的激光模块1(e)与另外一个热沉2台阶21上的激光模块1(f)电连接,另外一个热沉2台阶21上的激光模块1(f)、1(g)、1(h)、1(i)、1(j)依次通过台阶连接件43相互电连接,直到另外一个热沉2最后一个台阶21上的激光模块1(j)与导出连接件42电连接,实现该热沉2从低位到高位激光模块1的电连接,并且完成整个半导体激光器阵列封装组件110的电路连接。
请参阅图1、图5和图6,在一个实施例中,正极基座11的长度和负极连接件13的长度均大于激光芯片12的长度,激光芯片12设置在正极基座11的中部,正极基座11和负极连接件13的两端分别为留空连接区域14。
导入连接件41绝缘设置在台阶21上,并且导入连接件41的一端用于正极120电连接,另一端用于与一个激光模块1在对应留空连接区域14处的正极基座11电连接。导出连接件42绝缘设置在台阶21上,并且导出连接件42的一端用于负极130电连接,另一端用于与一个激光模块1在对应留空连接区域14处的负极连接件13电连接。台阶连接件43的一端用于与一个激光模块1在对应留空连接区域14处的负极连接件13电连接,另一端用于与相邻的一个激光模块1在对应留空连接区域14处的正极基座11电连接。其中,台阶连接件43与导入连接件41绝缘,台阶连接件43与导出连接件42绝缘,同一留空连接区域14处的两个台阶连接件43绝缘。
在本实施例中,激光模块1的两端分别为留空连接区域14,以作为模块测试以及相邻激光模块1电路连接的接口,即为双侧边通电,使得激光模块1前后尺寸和上下间距更小,台阶21可封装更多的激光模块1,半导体激光器100的功率集成密度更高。
在一个实施例中,如图7所示,导入连接件41、导出连接件42和台阶连接件43中可全部穿入留空连接区域14并与对应的正极基座11或负极连接件13电连接。
具体的,导入连接件41的一端可穿入留空连接区域14并与正极基座11电连接,导出连接件42的一端可穿入留空连接区域14并与负极连接件13电连接,台阶连接件43的一端可穿入一个激光模块1的留空连接区域14并与负极连接件13电连接,台阶连接件43的另一端可穿入与前述激光模块1相邻的一个激光模块1的留空连接区域14并与正极基座11电连接。其中,台阶连接件43与导入连接件41绝缘,台阶连接件43与导出连接件42绝缘,同一留空连接区域14内的两个台阶连接件43绝缘。
示例性的,如图7所示,这是两个热沉2上所有激光模块1进行串联的结构示意图。
两个导入连接件41分别穿入其中一个热沉2的激光模块1(a)两端留空连接区域14,并分别与其正极基座11电连接,作为激光模块1(a)的正极输入。电流流经激光模块1(a)内部,从其上面的负极连接件13流出,激光模块1(a)的负极连接件13通过穿入同一留空连接区域14的台阶铜箔431,与激光模块1(b)两端留空连接区域14内的正极基座11电连接,作为激光模块1(b)的正极输入。电流流经激光模块1(b)内部,从其上面的负极连接件13流出,激光模块1(b)的负极连接件13通过穿入同一留空连接区域14的台阶铜箔431,与激光模块1(c)两端留空连接区域14内的正极基座11电连接,作为激光模块1(c)的正极输入。依此类推,激光模块1(c)、激光模块1(i)、激光模块1(e)分别通过台阶铜箔431电连接。
激光模块1(e)的负极连接件13通过穿入其两端留空连接区域14的转接电极432,与下一个热沉2上的激光模块1(f)两端留空连接区域14的正极基座11电连接,作为激光模块1(f)的正极输入。电流流经激光模块1(f)内部,从其上面的负极连接件13流出,激光模块1(f)的负极连接件13通过穿入同一留空连接区域14的台阶铜箔431,与激光模块1(g)两端留空连接区域14的正极基座11电连接,作为激光模块1(g)的正极输入。电流流经激光模块1(g)内部,从其上面的负极连接件13流出,激光模块1(g)的负极连接件13通过穿入同一留空连接区域14的台阶铜箔431,与激光模块1(h)两端留空连接区域14的正极基座11电连接,作为激光模块1(h)的正极输入。依此类推,激光模块1(h)、激光模块1(i)、激光模块1(j)分别通过台阶铜箔431电连接。最后,激光模块1(j)通过电连接穿入其两端留空连接区域14的导出连接件42,完成整个电路的串联。
在其他实施例中,电路也可采用并联加串联以及不同电流驱动的电路连接,只需改变导入连接件41、导出连接件42、台阶铜箔431、转接电极432与激光模块1的连接方式即可,在此不做具体限定。
示例性的,如图8所示,一个转接电极432电连接激光模块1(a)和1(j),另一个转接电极432电连接激光模块1(e)和1(f),导入连接件41电连接激光模块1(a)或1(j),导出连接件42电连接激光模块1(e)或1(f),激光模块1(a)、1(b)、1(c)、1(d)和1(e)依次串联,激光模块1(f)、1(g)、1(g)、1(i)和1(j)依次串联,形成串并联电路。
在另一个实施例中,导入连接件41、导出连接件42和台阶连接件43中可部分穿入留空连接区域14并与对应的正极基座11或负极连接件13电连接,以适应不同的焊接需求。
具体的,如图1所示,导入连接件41的一端可穿入留空连接区域14并与正极基座11电连接。如图6所示,导出连接件42的一端可接触在一个激光模块1的负极连接件13上方并与该负极连接件13电连接。台阶连接件43的一端可穿入一个激光模块1的留空连接区域14并与正极基座11电连接,台阶连接件43的另一端可接触相邻的一个激光模块1的负极连接件13的上方并与负极连接件13电连接,形成一个台阶连接件43的一端、负极连接件13、另一个台阶连接件43的一端、正极基座11的夹心电连接结构。其中,台阶连接件43与导入连接件41绝缘,台阶连接件43与导出连接件42绝缘,同一留空连接区域14处的负极连接件13与其中一个台阶连接件43的一端电连接,与另一个台阶连接件43的一端绝缘。
请参阅图1和图5,在一个具体实施例中,导入连接件41与台阶21之间设置有第一绝缘层15,导出连接件42与台阶21之间设置有第二绝缘层16。如此,多个激光模块1在通电工作时,热沉2不会带电。
请参阅图7,在一个具体实施例中,台阶连接件43与导入连接件41之间设置有第三绝缘层17,台阶连接件43与导出连接件42之间设置有第四绝缘层18,同一留空连接区域14内的两个台阶连接件43之间设置有第五绝缘层19,以防止当前激光模块1短路。
请参阅图5,在一个具体实施例中,负极连接件13在留空连接区域14与激光芯片12的连接处形成有折弯结构131。
考虑到后续焊接时,留空连接区域14中导入连接件41、导出连接件42或台阶连接件43与负极连接件13和正极基座11的焊接高度,与激光芯片12的厚度可能存在少许高度差,则需要在激光芯片12两端与留空连接区域14的过渡区域,对负极连接件13进行预成型折弯处理,从而形成折弯结构131,防止因为高度差造成激光芯片12边角受压损坏。
本申请的发明人在长期研究中还发现,微通道热沉2还存在工艺复杂成本过高、叠阵激光模块1的数量过多时流量分配不均造成部分产品散热下降、叠阵容易变形等问题。
为解决上述问题,请参阅图1和图9,在一个实施例中,散热件3与热沉2为一体式结构。散热件3包括热交换层31,热交换层31为开设在热沉2背对激光模块1一侧的多个导流槽311,多个导流槽311共同形成散热通道32。热沉2上设置有入液接头5和出液接头6,并且开设有进液槽7和出液槽8,入液接头5、进液槽7、散热通道32、出液槽8和出液接头6依次连通。
在本实施例中,散热件3与热沉2为一体式结构,基于激光模块1绝缘设置在台阶21上,因此直接在热沉2上形成散热件3,即使热沉2直接接触散热介质,也不会造成热沉2带电而导致散热介质带电。其中,散热介质包括水、纳米流体、液体金属等,为更好理解,下述实施例散热介质以水为例进行说明。
具体的,如图9所示,散热件3包括热交换层31。热交换层31为开设在热沉2背对激光模块1一侧的多个导流槽311,多个导流槽311可以相互平行于热沉2的底部排列,也可以交错分布并且相互连通,从而共同形成散热通道32,实现新型微通道水路设计,热交换面积大,散热均衡且散热效率高,解决了叠阵单元数量过多时流量分配不均造成部分产品散热下降的问题。
在热沉2生产加工过程中,通过在热沉2背对激光模块1一侧,例如对热沉2的底面进行挖空处理,从而形成多个导流槽311。
相较于现有技术中在热沉2内部加工微通道,本申请在热沉2背对激光模块1的一侧加工成散热通道32,使得一体化热交换层31-热沉2结构简单易加工,成本低。此外,本申请多个激光模块1安装在阶梯型的热沉2上,激光模块1叠阵不易变形,解决了叠阵激光模块1的数量过多时叠阵容易变形的问题,同时封装大芯片时近场非线性(Smile)效应小,可以大大提高产品良率,降低成本。
请参阅图9和图13,在一个实施例中,导流槽311包括沿第一方向排列的第一子导流槽阵列311a和沿第二方向排列的第二子导流槽阵列311b,第一子导流槽阵列311a与第二子导流槽阵列311b交错分布并且相互连通,第一方向和第二方向均平行于台阶21。
在本实施例中,导流槽311由两个方向排列的子导流槽311阵列交错分布而成。具体的,利用第一子导流槽阵列311a与第二子导流槽阵列311b的交错结构,不断切割分散通入在散热通道32内的散热介质,从而增加散热介质与热沉2的碰撞与接触,提高热交换效率。
可选的,第一子导流槽阵列311a中的第一子导流槽和第二子导流槽阵列311b中的第二子导流槽的剖面为可四边形(包括长方形和四边形)、圆形等。
在一个具体实施例中,如图9和图13所示,热交换层31是由多个交错分布的菱形柱组成的散热通道32。
具体的,在加工过程中,在热沉2背对激光模块1的一侧形成沿第一方向排列的第一子导流槽阵列311a和沿第二方向排列的第二子导流槽阵列311b,第一子导流槽阵列311a与第二子导流槽阵列311b交错分布并且相互连通,挖孔空处理后的凸起热沉2包括多个完整的菱形柱(占比较多)和多个部分的菱形柱(多分布在散热通道32的入口处和出口处,占比较少),这两种菱形柱共同组成网状分布的散热通道32。在工作过程中,这两种菱形柱不断切割分散通入在散热通道32内的散热介质,从而增加散热介质与热沉2的碰撞与接触,提高热交换效率。
可以理解,菱形柱的大小和数量、第一子导流槽和第二子导流槽的通道宽度可根据机械加工能力及成本进行调整。若菱形柱越小、或数量越多,第一子导流槽和第二子导流槽的通道宽度越窄、通道形状越简单,所需的机械加工能力越强,成本也越高。若菱形柱较大、或数量较少,第一子导流槽和第二子导流槽的通道宽度较宽,所需的机械加工能力不用那么强,成本也不用那么高,但热交换层31的散热效率有所下降。
综合考虑,本申请热交换层31中菱形柱的面积包括所有菱形柱的顶面面积以及侧面面积,菱形柱的顶面面积占总散热面积的40%-60%,散热效果较好。对应的,散热通道32的面积包括导流槽311底部面积以及导流槽311侧壁面积,散热通道32的面积占总散热面积的40%-60%,散热效果较好。其中,总散热面积为热沉2上加工有散热通道的总面积,如图13所示的虚框S所指的区域面积。
在一个具体实施例中,在综合考虑机械加工能力及成本、散热效率的前提下,菱形柱的顶面面积与散热通道32的底部面积约各占总散热面积的50%时,散热效果最佳。
在其他实施例中,导流槽311还可以由其他排列形式的子导流槽311阵列构成,例如沿着台阶21上升或下沉高度的方向,多个子导流槽311相互平行设置,在此不做具体限定。
在其他实施例中,散热通道32还可为其他散热结构,例如由规则或不规则的散热翅片组成的散热结构,在此也不做具体限定。
请参阅图9至图14,热沉2上还设置有入液接头5和出液接头6,以及开设有进液槽7和出液槽8,进液槽7与入液接头5对应,出液槽8与出液接头6对应。入液接头5、进液槽7、散热通道32、出液槽8和出液接头6依次连通,从而形成完整的水路通道。
可以理解,入液接头5和出液接头6的位置和数量可根据实际需求进行调整。
示例性的,对于单个热沉2,如图12至图13、图15至图16所示,其入液接头5和出液接头6可以分别设置在靠近高位台阶21的侧面以及热沉2背对激光模块1的一侧。
对于两个相互靠近设置的热沉2,两个热沉2的散热通道32可以相互独立,也可以如图11所示,两个热沉2轴对称设置,两个散热通道32相互连通。具体的,两个热沉2可以共用一个入液接头5和一个出液接头6,入液接头5设置在其中一个热沉2上,出液接头6设置在另外一个热沉2上,并且散热介质从第一个热沉2上的入液接头5进入该热沉2的进液槽7,流经该热沉2的散热通道32和出液槽8,然后从第二个热沉2的进液槽7进入该热沉2上的散热通道32,流经该热沉2上的散热通道32和出液槽8,最后从该热沉2的出液接头6流出,从而完成整个散热介质循环。
请参阅图12至图13,在一个实施例中,半导体激光器阵列封装组件110还包括密封层9。热沉2为单个,密封层9设置在热沉2背对激光模块1一侧,且将热交换层31密封设置于热沉2内。密封层9包括盖板92。
对于热沉2背对激光模块1一侧的热交换层31,可以由硅胶、橡胶等密封材料的密封层9进行隔离再由螺丝进行固定,也可分别对热沉2和热沉2热压合或钎焊一个盖板92形式的密封层9进行热交换层31的水路密封隔离,在经过盖板92预留的出水口与出液接头6连接,即可进行水路连接。当然,出液接头6也可设置在热沉2的其他位置,而不是设置在密封层9,在此不做具体限定。
在一个实施例中,如图16所示,单个热沉2的底部也可以设置由硅胶、橡胶等密封材料的密封层9,然后再钎焊一个盖板92以进行密封。
在另外一个实施例中,热沉2的数量至少包括两个。如图2和图10所示,每两个热沉2的底部相接并且两个热沉2互为对称,每个热沉2均包括一个热交换层31,两个热交换层31叠合,并且两个热交换层31之间还叠合设置有至少一个密封层9,密封层9开设有通水口91,两个热交换层31的散热通道32通过通水口91相互连通,入液接头5设置在其中一个热沉2上,出液接头6设置在另外一个热沉2上。
在本实施例中,第一个热交换层31、至少一个密封层9、第二个热交换层31依次叠合,通水口91包括通水孔或通水槽,用于两个热交换层31的散热通道32导通。两个热沉2共用一个入液接头5和一个出液接头6,入液接头5设置在其中一个热沉2上,出液接头6设置在另外一个热沉2上。
在工作过程中,散热介质从第一个热沉2上的入液接头5进入该热沉2的进液槽7,流经该热沉2上的散热通道32,到达该热沉2的出液槽8,然后从密封层9的通水口91流入第二个热沉2的进液槽7,从而进入该热沉2上的散热通道32,流经该热沉2上的散热通道32,到达该热沉2的出液槽8,最后从该热沉2的出液接头6流出,从而完成整个散热介质循环。
可以理解,两个热沉2的散热通道32形状可以相同,也可以单独设计散热通道32形状进行单独使用。
在一个具体实施例中,如图10和图12所示,进液槽7包括形成在热沉2侧面的水流缓释槽71,其水流缓释槽71分别与入液接头5和散热通道32连通,用于将入液接头5的水流均匀流入散热通道32。
具体的,如图14所示,水流缓释槽71形成在热沉2的侧面并呈漏斗状,其进水一端的槽口尺寸小,其出水一端的槽口尺寸大,便于将入液接头5的水流均匀流入散热通道32。
在另一个实施例中,出液槽8也可包括形成在热沉2侧面的水流汇集槽,其水流汇集槽分别与散热通道32和出液接头6连通,用于将流经散热通道32的水流集中流入出液接头6。
具体的,水流汇集槽形成在热沉2的侧面并呈漏斗状,其进水一端的槽口尺寸大,其出水一端的槽口尺寸小,便于将流经散热通道32的水流集中流入出液接头6。
请参阅图9和图11,在一个具体实施例中,每个热沉2背对激光模块1的一侧均开设有凹槽25,两个热交换层31均为开设在对应凹槽25底壁上的多个导流槽311,密封层9的尺寸与凹槽25的开口尺寸适配。通过开设凹槽25,密封层9可以刚好设置在两个凹槽25内,而不用增加两个热沉2的底部相接后的厚度,同时,也不影响每个热交换层31的散热效果。
在其他实施例中,每两个热沉2的任一非激光出射侧面相接并且两个热沉2互为对称,每个热沉2均包括一个与多个台阶21位置对应的热交换层31,两个热交换层31并排,并且两个热交换层31之间还间隔设置有至少一个密封层9,密封层9开设有通水口91,两个热交换层31的散热通道32通过通水孔相互连通,入液接头5设置在其中一个热沉2上,出液接头6设置在另外一个热沉2上。
在一个实施例中,散热件3与热沉2为分离式结构,散热件3包括热交换绝缘体、入液接头5和出液接头6。
热交换绝缘体安装于热沉2背对激光模块1一侧,并且内部形成有散热通道32,入液接头5和出液接头6分别设置在热交换绝缘体上或绝缘设置在热沉2上,入液接头5、散热通道32和出液接头6依次连通。
在本实施例中,热交换绝缘体与热沉2绝缘接触,散热通道32、入液接头5和出液接头6可均通过热交换绝缘体与热沉2绝缘,即散热通道32、入液接头5和出液接头6不会直接接触热沉2。
热交换绝缘体可以为全封闭式结构,仅留有与入液接头5和出液接头6连接的出入口,也可以为敞口式结构,然后通过另一密封层9进行密封。对应的,对于全封闭式结构的热交换绝缘体,入液接头5和出液接头6均设置在热交换绝缘体上,无需设置在热沉2上;对于敞口式结构的热交换绝缘体,入液接头5可设置在热交换绝缘体上,出液接头6可设置在密封层9上,也无需设置在热沉2上。
此外,入液接头5和出液接头6的外部还可单独设有绝缘层,热沉2上形成有入液口和出液口,入液接头5与入液口绝缘连接,出液接头6与出液口绝缘连接。
在本实施例中,入液接头5和出液接头6的安装位置和数量可参考上述实施例进行调整,在此不再赘述。
在本实施例中,热交换绝缘体内部也可形成进液槽7和出液槽8等结构,具体可参考上述实施例进行调整,在此也不再赘述。
在本实施例中,热交换绝缘体内散热通道32的形状以及多个热交换绝缘体的连通方式,也可参考上述实施例进行调整,在此也不再赘述。
请参阅图17,本申请实施例还提供一种半导体激光器100。半导体激光器100包括如上述任一实施例的半导体激光器阵列封装组件110和光学组件阵列140。光学组件阵列140用于对多个激光模块1发射的激光光束进行整形。
本申请采用与半导体激光器阵列封装组件110对应的新型一体化光学组件阵列140,光学组件阵列140能够对多个激光模块1发射的激光光束进行整形,使整个激光模块1阵列输出的激光光束不仅功率密度高,而且激光光束质量好。
请继续参阅图17,在一个实施例中,半导体激光器100还包括框架160。框架160用于安装半导体激光器阵列封装组件110和光学组件阵列140。
如图17所示,半导体激光器阵列封装组件110与光学组件阵列140。间隔安装于框架160,以便二者具有足够的光学调整位置,使得每个激光模块1发射的激光均位于第二光学件1421的焦点上。
请参阅图18和图19,在一个实施例中,半导体激光器100还包括支撑架150,光学组件阵列140包括第一光学件阵列141和第二光学件阵列142。
第一光学件阵列141包括多个参数相同的第一光学件1411,多个第一光学件1411分别设置在多个台阶21上并位于每个激光模块1的发射端。第二光学件阵列142包括多个参数相同的第二光学件1421,多个第二光学件1421设置在支撑架150上,并且多个第二光学件1421的排布方位与多个激光模块1一一对应。
在本实施例中,激光模块1分别按照台阶21进行排列,对应的,第一光学件阵列141中的多个第一光学件1411分别设置在激光模块1的发射端,而第二光学件阵列142排布的方位与激光模块1排列的方位一一对应,从而对实现所有激光模块1发射的叠阵光斑进行整形。
具体的,每个第一光学件1411的参数相同,例如包括大小和焦距一致,且每个第一光学件1411对应一个激光模块1。同理,每个第二光学件1421的参数相同,例如包括大小和焦距一致,且每个第二光学件1421对应一个激光模块1。此外,第二光学件1421的尺寸要略大于激光模块1发散激光光束到此位置的光束宽度,方便其第二光学件阵列142快速准直调试,而无需使用复杂的调试设备对每个第二光学件1421进行单独调试准直。
第二光学件阵列142可采用支撑架150进行固定,其支撑架150上的第二光学件1421与激光模块1阵列一一对应,并且每个激光芯片12到其对应的第二光学件1421的距离一致。
请参阅图18和图19,在一个实施例中,支撑架150为中空阶梯型台阶,其台阶与热沉2的台阶一一对应,同时支撑架150不会影响第二光学件1421接收激光模块1发射的激光光束。
请参阅图20,在一个具体实施例中,第一光学件阵列141包括第一快轴准直透镜阵列,第一光学件1411包括第一快轴准直透镜1412。第二光学件阵列142包括慢轴准直透镜阵列,第二光学件1421包括慢轴准直透镜1422。
在本实施例中,分别在每个激光模块1的发射端固定第一快轴准直透镜1412(FastAxis Collimator,FAC)进行第一快轴光斑准直处理,处理后其第一快轴方向分别以平行光向前,慢轴方向以7度左右向外发散,再经过慢轴准直透镜阵列1422(Slow AxisCollimator,SAC)对其慢轴方向的光斑进行准直,从而实现叠阵光斑整形。
请参阅图21,在一个具体实施例中,第一光学件阵列141包括光束转换透镜阵列,第一光学件1411包括光束转换透镜1413。第二光学件阵列142包括第二快轴准直透镜阵列,第二光学件1421包括第二快轴准直透镜1423。
在本实施例中,分别在每个激光器前端面固定一个光束转换透镜1413(BeamTransformation System,BTS),使每个激光芯片12的发光点第二快轴准直并旋转90度。原慢轴方向的光斑由水平方向发散转变为垂直方向发散,再在经过第二快轴准直透镜阵列FAC对其光斑进行准直,也能实现叠阵光斑整形。
需要说明的是,本实施例图21中的第二快轴准直透镜阵列FAC与上述实施例图20中的第一快轴准直透镜阵列FAC功能相同,但由于二者设置位置不同,二者尺寸不一样。
在其他实施例中,第一光学件阵列141和第二光学件阵列142还可以为其他光学透镜阵列,从而来实现叠阵光斑整形,在此不做具体限定。
相较于现有技术,本申请的一种半导体激光器阵列封装组件110及半导体激光器100具有如下有益效果:
本申请的多个激光模块1绝缘设置于台阶21上和/或散热件3绝缘设置于热沉2上。当多个激光模块1绝缘设置于台阶21上时,多个激光模块1通电,而热沉2不会带电,以确保散热件3不会带电;当散热件3绝缘设置于热沉2上时,多个激光模块1通电,即便热沉2会带电,也不会使得散热件3带电。如此保证了散热件3的散热通道32内散热介质水电分离,对水质要求低,散热通道32不易被腐蚀,也不易被堵塞,解决了现有技术中直接在热沉进行微通道加工,而热沉本身作为电路的一部分,造成散热通道中的水路带电,进而和水中离子发生电化学反应并附着在热沉微通道上造成通道堵塞,进而造成热沉散热能力大幅度下降导致产品失效的问题。
此外,现有技术中高功率半导体激光器叠阵模块其是由多个微通道水冷半导体激光器封装模块堆叠而成,造成多个单元模块堆叠时容易变形,本申请采用阶梯型热沉2封装多个激光模块1,以及在热沉2上安装散热件3,不仅能对激光模块1进行有效散热,其激光模块1叠阵结构还不易变形,封装大芯片时近场非线性效应小,可以大大提高产品良率,降低成本。
综上所述,本申请实现了在大幅度降低热沉2成本的同时,还实现了高功率密度、水电分离、高效散热、高可靠性(叠阵不变形)、提高生产效率(简化光学整形调试)、产品功率可灵活搭配扩展等。
以上仅为本申请的较佳实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,包括:
多个激光模块;
热沉,形成有多个阶梯型台阶,每个所述台阶上设置有至少一个所述激光模块;和
散热件,设置在所述热沉上并且形成有散热通道,所述散热通道至少与多个所述台阶位置对应,用于对多个所述激光模块进行散热;
其中,多个所述激光模块绝缘设置于所述台阶上和/或所述散热件绝缘设置于所述热沉上。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,每个所述激光模块均包括正极基座、激光芯片和负极连接件,所述正极基座绝缘设置在所述台阶上,所述激光芯片的背面设置在所述正极基座上,所述负极连接件覆盖设置在所述激光芯片的正面。
3.根据权利要求2所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,还包括电连接件,所述电连接件包括:
导入连接件,一端用于与正极电连接,另一端用于与一个所述激光模块的所述正极基座电连接;
导出连接件,一端用于与负极电连接,另一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接;和
台阶连接件,一端用于与一个所述激光模块的所述负极连接件电连接,另一端用于与相邻的一个所述激光模块的所述正极基座电连接。
4.根据权利要求3所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,所述正极基座的长度和所述负极连接件的长度均大于所述激光芯片的长度,所述激光芯片设置在所述正极基座的中部,所述正极基座和所述负极连接件的两端分别为留空连接区域;
所述导入连接件绝缘设置在所述台阶上,并且所述导入连接件的一端用于所述正极电连接,另一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述正极基座电连接;
所述导出连接件绝缘设置在所述台阶上,并且所述导出连接件的一端用于所述负极电连接,另一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述负极连接件电连接;
所述台阶连接件的一端用于与一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述负极连接件电连接,另一端用于与相邻的一个所述激光模块在对应所述留空连接区域处的所述正极基座电连接;
其中,所述台阶连接件与所述导入连接件绝缘,所述台阶连接件与所述导出连接件绝缘,同一所述留空连接区域处的两个所述台阶连接件绝缘。
5.根据权利要求2所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,所述散热件与所述热沉为一体式结构,所述散热件包括热交换层,所述热交换层为开设在所述热沉背对所述激光模块一侧的多个导流槽,多个所述导流槽共同形成所述散热通道;
所述热沉上设置有入液接头和出液接头,并且开设有进液槽和出液槽,所述入液接头、所述进液槽、所述散热通道、所述出液槽和所述出液接头依次连通。
6.根据权利要求5所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,所述导流槽包括沿第一方向排列的第一子导流槽阵列和沿第二方向排列的第二子导流槽阵列,所述第一子导流槽阵列与所述第二子导流槽阵列交错分布并且相互连通,所述第一方向和所述第二方向均平行于所述台阶。
7.根据权利要求5所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,还包括密封层;
所述热沉为单个,所述密封层设置在所述热沉背对所述激光模块一侧,且将所述热交换层密封设置于所述热沉内;或
所述热沉的数量至少包括两个,每两个所述热沉的底部相接并且两个所述热沉互为对称,每个所述热沉均包括一个所述热交换层,两个所述热交换层叠合,并且两个所述热交换层之间还叠合设置有至少一个所述密封层,所述密封层开设有通水口,两个所述热交换层的所述散热通道通过所述通水口相互连通,所述入液接头设置在其中一个所述热沉上,所述出液接头设置在另外一个所述热沉上。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,所述散热件与所述热沉为分离式结构,所述散热件包括热交换绝缘体、入液接头和出液接头;
所述热交换绝缘体安装于所述热沉背对所述激光模块一侧,并且内部形成有所述散热通道,所述入液接头和所述出液接头分别设置在所述热交换绝缘体上或绝缘设置在所述热沉上,所述入液接头、所述散热通道和所述出液接头依次连通。
9.根据权利要求1-8任一项所述的半导体激光器阵列封装组件,其特征在于,每个所述台阶的高度大于等于所述激光模块的厚度,并且每个所述台阶上均形成有工艺槽,所述工艺槽倾斜设置所述台阶内侧,所述激光模块靠近所述台阶内侧设置,所述工艺槽用于对所述激光模块进行焊接定位以及散热。
10.一种半导体激光器,其特征在于,包括:
如权利要求1-9中任一项所述的半导体激光器阵列封装组件;和
光学组件阵列,用于对多个所述激光模块发射的激光光束进行整形。
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