CN201171142Y - 激光二极管列阵的封装结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种激光二极管列阵的封装结构，包括电隔离层、半导体芯片、正极热沉和负极，其中半导体芯片的正极面和正极热沉连接在一起，负极面和负极连接在一起；电隔离层正面的金属化层被划分为正极区和负极区，所述正极热沉连接在电隔离层正面的正极区，负极连接在电隔离层正面的负极区。通过这样的封装结构，就在多级激光二极管列阵进行串联时，使多级半导体芯片的正极同时分布在一侧，而负极分布于另一侧，从而使得所有的发光区位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
Description
技术领域
本实用新型涉及固体激光器领域，尤其涉及一种激光二极管列阵的封装结构。
背景技术
目前，激光二极管列阵(1aser diode array)广泛用于工业、医疗、军事等领域，其中最主要的应用是作为固体激光器的泵浦源。而大功率的激光二极管列阵侧面泵浦固体激光器又可以广泛应用于激光打标、激光焊接、激光切割、激光打孔、激光医疗和激光显示等方面。
现有技术方案中用于侧面泵浦固体激光器的激光二极管列阵的封装结构主要有以下两种：
第一种，如图1所示为现有技术中的一种封装结构，其为3级串联的结构，当然也可以是单级或多级的结构。其中正极热沉12固定在制冷底座11上；半导体芯片14设置在正极热沉12和负极13之间。从上述封装结构可以看出，上述结构的外围尺寸很大，而且半导体芯片14的发光区不在整个结构的中心位置，这样就会使侧面泵浦固体激光器的结构设计非常繁琐；上述封装结构也不利于多级激光二极管列阵的串联；同时如果制冷底座11是通水金属座，每单级与底座之间还需要电隔离，这样就会影响制冷效果；而如果制冷底座11采用非金属，就需要将制冷水引入正极热沉12中，每单级与底座之间无需电隔离，但是正极热沉12里的水是带电的，对水质要求高，以免使用过程中热沉电离而漏水，这样就增加了设备的要求和成本。
第二种，如图2所述为现有技术中的另一种封装结构，其为3级串联的结构，当然也可以是单级或多级的结构。其中包括制冷底座21，电隔离层25，半导体芯片22，正极热沉24，负极23；电隔离层25设置在制冷底座21上，半导体芯片22设置在正极热沉24和负极23之间；从上述封装结构中可以看出，该封装结构的发光区是在中心位置，而且结构紧凑，底座不带电，很容易进行多级串联。但是在进行多级串联时，相邻单级之间的正级(或负级)不能在同一例，而发光区是位于芯片正级一侧的，这样就造成了多级发光区不在同一条线上，就会导致在对输出光进行光学变换，如准直，聚焦，发散，整形等，不能使用同一个光学透镜对所有单级进行光学变换；如果每级单独变换的话，结构上又很繁琐，所以该封装结构难以对多级输出光进行统一的光变换。
综上所述，在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中的封装结构在进行多极串联时，多级发光区不是位于同一条线上的，这样就会导致不能对多级输出光进行统一的光变换，增加了操作复杂度和设备成本。
发明内容
本实用新型实施方式所要解决的技术问题在于提供一种激光二极管列阵的封装结构，能够使得激光二极管列阵在进行多极串联时，保证多级发光区可以位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
本实用新型实施方式是通过以下技术方案实现的：
一种激光二极管列阵的封装结构，包括电隔离层、半导体芯片、正极热沉和负极，其中：
所述半导体芯片的正极面和正极热沉连接在一起；所述半导体芯片的负极面和负极连接在一起；
所述电隔离层正面的金属化层被划分为正极区和负极区，所述正极热沉连接在所述电隔离层正面的正极区，所述负极连接在所述电隔离层正面的负极区。
所述封装结构中还包括制冷底座，所述电隔离层的底面连接在所述制冷底座上。
所述电隔离层正面的正极区和负极区是电隔离的。
所述正极热沉的厚度大于半导体芯片的腔长。
所述半导体芯片的输出面与正极热沉的上面对齐；
所述半导体芯片的后腔面不与所述电隔离层正面接触。
所述的连接包括烧结连接或粘结连接。
所述的电隔离层包括氧化铍或氮化铝。
所述封装结构中还包括引线，所述引线设置在多级串联相邻级之间的同侧正负极架上。
另外，所述封装结构为单级激光二极管列阵组成，或多级激光二极管列阵串联组成。
由上述所提供的技术方案可以看出，本实用新型所述的封装结构中包括电隔离层、半导体芯片、正极热沉和负极，其中半导体芯片的正极面和正极热沉连接在一起，负极面和负极连接在一起；电隔离层正面的金属化层被划分为正极区和负极区，所述正极热沉连接在电隔离层正面的正极区，负极连接在电隔离层正面的负极区。通过这样的封装结构，就在多级激光二极管列阵进行串联时，使多级半导体芯片的正极同时分布在一侧，而负极分布于另一侧，从而使得所有的发光区位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
附图说明
图1为现有技术中的一种封装结构示意图；
图2为现有技术中的另一种封装结构示意图；
图3为本实用新型实施例所述的封装结构示意图；
图4为本实用新型实施例所述封装结构的截面示意图；
图5为本实用新型实施例所述电隔离层的正面金属层结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施方式提供了一种激光二极管列阵的封装结构，通过对电隔离层正面金属化层图样的排布，也就是将其划分为正极区和负极区，使正极热沉连接在所述电隔离层正面的正极区，负极连接在所述电隔离层正面的负极区，从而将激光二极管列阵的正极和负极分布于同一侧，使得激光二极管列阵在进行多极串联时，保证多级发光区可以位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
为更好的描述本实用新型实施方式，现结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明，如图3所示为本实用新型实施例所述的封装结构示意图，图中包括：
电隔离层32、半导体芯片33、正极热沉34和负极35，其中的半导体芯片33的正极面和正极热沉34连接在一起，半导体芯片33的负极面和负极35连接在一起；电隔离层32正面的金属化层被划分为了正极区和负极区，所述正极热沉34连接在所述电隔离层32正面的正极区，所述负极35连接在所述电隔离层34正面的负极区。
通过上述的连接关系和结构，就可以将激光二极管列阵的正极和负极分布于同一侧，这样当激光二极管列阵在进行多极串联时，使多级半导体芯片的正极面同时分布在一侧，而负极面分布于另一侧，从而使得所有的发光区位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
还是以图3所示的封装结构为例，图4为所述封装结构的截面示意图，图中：半导体芯片33的正极面和正极热沉34连接在一起，这里所述的连接可以是烧结连接，也可以是粘结连接；半导体芯片33的负极面和负极35烧结或粘结在一起。
同时，电隔离层32的正面53被划分为了正极区和负极区；正极热沉34和负极35分别烧结或粘结在正极区和负极区，这样通过电隔离层32正面金属层图样的排布，就可以将激光二极管列阵的正极和负极分布于同一侧。
另外，以上所述的封装结构中还可以包括制冷底座，如图3和图4中所示的制冷底座31，所述的电隔离层32的底面55通过烧结或粘结在制冷底座31上，这里电隔离层32底面55需要全部金属化。
另外，以上所述的电隔离层32可以是高导热的电绝缘材料，如氧化铍，氮化铝等，也可以是其他的电绝缘材料。如图5所示为电隔离层32正面金属层的结构示意图，图中包括正极区41和负极区42，从图中可以看出正极区41和负极区42这两区域是电隔离的。
另外，由于整个正极区41是正极，而且位于半导体芯片33的正下方，为了避免造成短路，此处正极热沉34的厚度要大于半导体芯片33的腔长。具体来说，就是在制作过程中，使半导体芯片33的输出面52与正极热沉34的上面51对齐；而半导体芯片33的后腔面54不能与电隔离层32的正面53接触，这样就可以让正极热沉34的厚度要大于半导体芯片33的腔长，避免了造成短路的情况。
另外，按照以上所述的封装结构中，若激光二极管列阵要实现多级串联，则可以在相邻级之间的同侧正负极架上设置引线36，这样通过引线36就可以实现激光二极管列阵的多级串联，同时由于多级半导体芯片的正极同时分布于一侧，而负极分布于另一侧，这样所有的发光区就可以位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
另外，以上所述的封装结构可以是由单级激光二极管列阵组成的，也可以是由多级激光二极管列阵串联组成的。
综上所述，本实用新型可以在多级激光二极管列阵进行串联时，使多级半导体芯片的正极同时分布在一侧，而负极分布于另一侧，从而使得所有的发光区位于同一条线上，易于对多级输出光进行统一的光变换，简化了操作程度。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1、一种激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，包括电隔离层、半导体芯片、正极热沉和负极，其中：
所述半导体芯片的正极面和正极热沉连接在一起；所述半导体芯片的负极面和负极连接在一起；
所述电隔离层正面的金属化层被划分为正极区和负极区，所述正极热沉连接在所述电隔离层正面的正极区，所述负极连接在所述电隔离层正面的负极区。
2、如权利要求1所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，所述封装结构中还包括制冷底座，所述电隔离层的底面连接在所述制冷底座上。
3、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，所述电隔离层正面的正极区和负极区是电隔离的。
4、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，所述正极热沉的厚度大于半导体芯片的腔长。
5、如权利要求4所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，
所述半导体芯片的输出面与正极热沉的上面对齐；
所述半导体芯片的后腔面不与所述电隔离层正面接触。
6、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，
所述的连接包括烧结连接或粘结连接。
7、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，
所述的电隔离层包括氧化铍或氮化铝。
8、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，所述封装结构中还包括引线，所述引线设置在多级串联相邻级之间的同侧正负极架上。
9、如权利要求1或2所述的激光二极管列阵的封装结构，其特征在于，所述封装结构为单级激光二极管列阵组成，或多级激光二极管列阵串联组成。
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