DE102017118349B4

DE102017118349B4 - Optische emitterbaugruppen

Info

Publication number: DE102017118349B4
Application number: DE102017118349.3A
Authority: DE
Inventors: Erick P. Chojnacki; Erik D. Barnes; Michael J. Zylinski
Original assignee: Analog Devices Inc
Current assignee: Analog Devices Inc
Priority date: 2016-08-12
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2023-09-07
Anticipated expiration: 2037-08-12
Also published as: CN107732651A; DE102017118349A1; CN107732651B; US10459157B2; US20180045882A1

Abstract

Optische Emitterbaugruppe mit geringer Induktivität, die Folgendes umfasst:einen Träger;einen optischen Emitter-Die (3), der mittels eines leitfähigen Haftvermittlers (8d) an dem Träger angebracht ist, wobei der optische Emitter-Die (3) mit dem leitfähigen Haftvermittler (8d) direkt elektrisch und mechanisch mit dem Träger verbunden ist;einen Schalt-Die (4), der konfiguriert ist, einen Strom des optischen Emitter-Dies (3) ein- und auszuschalten; undeine Energiespeichervorrichtung (5), die an dem Träger angebracht ist, wobei die Energiespeichervorrichtung (5) mit einem zweiten leitfähigen Haftvermittler (8e) elektrisch und mechanisch mit dem Träger verbunden ist,wobei der Träger eine elektrische Kommunikation zwischen dem Schalt-Die (4), dem optischen Emitter-Die (3) und der Energiespeichervorrichtung (5) bereitstellt und Folgendes umfasst:ein Baugruppensubstrat (2) in Form eines Halbleitersubstrats oder eines Keramiksubstrat, an dem der optische Emitter-Die (3), der Schalt-Die (4) und die Energiespeichervorrichtung (5) einander seitlich benachbart angebracht sind, und wobei das Baugruppensubstrat (2) eingebettete elektrische Verbindungen und Materialien mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit umfasst und eine oder mehrere Wärmesenken an einer Oberfläche gebondet oder an eine Oberfläche eingebracht sind, um die Wärme weg von den Baugruppenkomponenten zu leiten.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/374.594 (Veröffentlichungsschrift US 2018 / 045 882 (A1 )), eingereicht am 12. August 2016, und beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/420.477 (Veröffentlichungsschrift US 2018 / 045 882 (A1 )), eingereicht am 10. November 2016.
HINTERGRUND
Gebiet
Das Gebiet bezieht sich auf optische Emitterbaugruppen und insbesondere auf Laserdiodenbaugruppen.
Beschreibung des Standes der Technik
Optische Emitterbaugruppen enthalten einen optischen Emitter-Die und verschiedene elektronische Komponenten, die den Betrieb des optischen Emitter-Dies steuern. In Lichtdetektions- und Entfernungsmessungs- (LIDAR-) Systemen kann es wichtig sein, dem optischen Emitter-Die ein Hochfrequenz-Schalten bereitzustellen, so dass die Leistung des Lasers verbessert ist. Es bleibt ein anhaltender Bedarf an verbesserten optischen Emitterbaugruppen.
DE 20 2006 005 148 U1 betrifft eine Schaltungsanordnung zum Erzeugen schneller Laserimpulse mit einer Leiterplatte, einem auf der Leiterplatte montierten Halbleiterchip mit einem integrierten Lasertreiber zum Schalten einer Laserdiode, die auf dem Halbleiterchip angeordnet und mit diesem elektrisch verbunden ist, mit wenigstens einem, an der Leiterplatte montierten Kondensator, der elektrisch mit dem Halbleiterchip verbunden ist, wobei der Kondensator beim Schalten der Laserdiode eine zusätzliche Energie an den Lasertreiber abgibt.
DE 10 2011 116 534 A1 betrifft ein strahlungsemittierendes Bauelement, mit - einem metallischen Trägerkörper, der zumindest zwei Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements umfasst, - einem Laserdiodenchip, der am metallischen Trägerkörper befestigt ist und mit den zumindest zwei Anschlussstellen elektrisch leitend verbunden ist, - einem Gehäuse, das den metallischen Trägerkörper stellenweise umgibt, wobei - das Gehäuse mit einem Kunststoff gebildet ist, - sich die Anschlussstellen jeweils zumindest stellenweise entlang einer Bodenfläche und einer zur Bodenfläche quer verlaufenden Seitenfläche des Gehäuses erstrecken, und - das Bauelement mittels der Anschlussstellen oberflächenmontierbar ist, derart, dass die Bodenfläche oder die Seitenfläche eine Montagefläche des Bauelements ausbildet.
DE 40 36 896 C1 betrifft einen Hochstrompulser für die Ansteuerung von Laserdioden. Die Kondensatoren und Starkstromschalter sind auf 2 Teilschaltungen verteilt, wobei ein Trägerblock die RC-Kombinationen auf einer Seitenfläche trägt. Die Starkstromschalter werden von der gegenüberliegenden Seitenfläche getragen, wobei die aufgebrachten Leiterbahnen 2 elektrisch entgegengesetzte Stromschleifen bilden.
DE 10 2014 223 342 A1 betrifft ein optisches Übertragungsbauteil, eine Empfangsvorrichtung, eine Übertragungsvorrichtung und ein Übertragungs- und Empfangssystem. Das optische Übertragungsbauteil umfasst ein Treiberschaltkreissubstrat. Ein erster Durchgang erstreckt sich durch das Treiberschaltkreissubstrat und ist dazu ausgelegt, ein auf einer ersten Oberflächenseite des Treiberschaltkreissubstrats angeordnetes optisches Element mit einem auf einer zweiten Oberflächenseite des Treiberschaltkreissubstrats angeordneten Treiberschaltkreis zu verbinden. Ein Positionierungselement ist an einem Interposer-Substrat angebracht und ist dazu ausgelegt, optische Achsen einer an einem Linsensubstrat angebrachten ersten Linse auszurichten, die einer zweiten Linse gegenüberliegt, welche auf der ersten Oberflächenseite des Treiberschaltkreissubstrats angeordnet ist. Ein zweiter Durchgang erstreckt sich durch das Interposer-Substrat und verbindet den Treiberschaltkreis elektrisch mit einem Signalverarbeitungsschaltkreis, welcher auf einem Signalverarbeitungssubstrat angeordnet ist, das über dem Interposer-Substrat positioniert ist.
ZUSAMMENFASSUNG
In einer Ausführungsform wird eine optische Emitterbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 offenbart.
In einigen Ausführungsformen umfasst eine Zusammenschaltungsstruktur eine leitfähige Leiterbahn, wobei die Zusammenschaltungsstruktur durch einen dritten leitfähigen Haftvermittler mit dem optischen Emitter-Die und durch einen vierten leitfähigen Haftvermittler mit dem Schalt-Die elektrisch verbunden ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine optische Emitterbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 offenbart.
In einigen Ausführungsformen kann die optische Emitterbaugruppe eine Energiespeichervorrichtung enthalten, die an dem Träger angebracht ist, wobei die Energiespeichervorrichtung mit dem Schalt-Die und dem optischen Emitter-Die in elektrischer Kommunikation steht. Die Energiespeichervorrichtung kann einen Kondensator umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Baugruppe eine zweite Zusammenschaltungsstruktur umfassen, wobei eine erste Seite der Energiespeichervorrichtung mechanisch und elektrisch mit dem Träger verbunden ist und eine zweite Seite der Energiespeichervorrichtung mechanisch und elektrisch mit der zweiten Zusammenschaltungsstruktur verbunden ist. In einigen Ausführungsformen ist die Zusammenschaltungsstruktur mechanisch und elektrisch mit dem Schalt-Die verbunden. In einigen Ausführungsformen umfasst der Träger ein Baugruppensubstrat, wobei der Schalt-Die mechanisch und elektrisch mit dem Baugruppensubstrat verbunden ist. In einigen Ausführungsformen ist eine erste Seite des Schalt-Dies elektrisch und mechanisch mit dem Baugruppensubstrat verbunden und ist eine zweite Seite des Schalt-Dies elektrisch und mechanisch mit der Zusammenschaltungsstruktur verbunden. In einigen Ausführungsformen umfasst das Baugruppensubstrat einen Leitungsrahmen. In einigen Ausführungsformen umfasst das Baugruppensubstrat ein laminiertes Substrat. In einigen Ausführungsformen sind der Schalt-Die und der optische Emitter-Die einander benachbart an dem Träger angebracht. In einigen Ausführungsformen umfasst der Träger den Schalt-Die, so dass der optische Emitter-Die an dem Schalt-Die angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen umfasst die Zusammenschaltungsstruktur eine Band-Zusammenschaltung. In einigen Ausführungsformen umfasst die Zusammenschaltungsstruktur einen Interposer. In einigen Ausführungsformen umfasst der Interposer ein laminiertes Substrat. In einigen Ausführungsformen umfasst der Interposer ein flexibles Substrat. In einigen Ausführungsformen ist das flexible Substrat so gebogen, dass es entlang einer Oberfläche des Trägers angeordnet ist. Der optische Emitter-Die kann eine Laserdiode enthalten. In einigen Ausführungsformen umfasst der Schalt-Die eine Schalt-Schaltungsanordnung, die den Strom zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem optischen Emitter-Die weiterleitet.
In einigen Ausführungsformen kann die Baugruppe einen Stromweg umfassen, der zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Träger, zwischen dem Träger und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und dem Träger, zwischen dem Träger und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und der Zusammenschaltungsstruktur, zwischen der Zusammenschaltungsstruktur und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und dem Träger und zwischen dem Träger und der Energiespeichervorrichtung hindurchgeht.
In einigen Ausführungsformen kann die Baugruppe einen Stromweg umfassen, der zwischen der Energiespeichervorrichtung und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur, zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und der Zusammenschaltungsstruktur, zwischen der Zusammenschaltungsstruktur und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Träger und zwischen dem Träger und der Energiespeichervorrichtung hindurchgeht.
In einigen Ausführungsformen kann die Baugruppe einen Stromweg enthalten, der zwischen der Energiespeichervorrichtung und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur, zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und der Zusammenschaltungsstruktur, zwischen der Zusammenschaltungsstruktur und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Träger, zwischen den Träger und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur und zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur und der Energiespeichervorrichtung hindurchgeht.
In einigen Ausführungsformen ist eine Breite der leitfähigen Leiterbahn größer als 30 Mikrometer. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Breite der leitfähigen Leiterbahn in einem Bereich von 40 Mikrometern bis 1.000 Mikrometern. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Breite der leitfähigen Leiterbahn in einem Bereich von 50 Mikrometern bis 500 Mikrometern. In einigen Ausführungsformen befindet sich die Breite der leitfähigen Leiterbahn in einem Bereich von 75 Mikrometern bis 250 Mikrometern.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine optische Emitterbaugruppe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 offenbart.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Energiespeichervorrichtung einen Kondensator. In einigen Ausführungsformen ist der optische Emitter-Die so angebracht, dass eine Seitenfläche des optischen Emitter-Dies dem Schalt-Die zugewandt ist. In einigen Ausführungsformen umfasst die Baugruppe einen ersten Höcker, der den Schalt-Die mechanisch und elektrisch mit einer ersten Seite des optischen Emitter-Dies verbindet, und einen zweiten Höcker, der den Schalt-Die mechanisch und elektrisch mit einer zweiten Seite des optischen Emitter-Dies verbindet. In einigen Ausführungsformen kann die Baugruppe einen Stromweg enthalten, der zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Schalt-Die und zwischen dem Schalt-Die und der Energiespeichervorrichtung hindurchgeht.
In einigen Ausführungsformen umfasst der optische Emitter-Die eine Laserdiode. In einigen Ausführungsformen umfasst der optische Emitter-Die einen oberflächenemittierenden Laser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL). In einigen Ausführungsformen umfasst der optische Emitter-Die eine seitenemittierende Laserdiode. In einigen Ausführungsformen umfasst die Baugruppe ein Baugruppensubstrat, wobei der Schalt-Die an dem Baugruppensubstrat angebracht ist. In einigen Ausführungsformen umfasst der Träger einen Interposer, der zwischen dem Schalt-Die und dem optischen Emitter-Die angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen ist der Interposer zwischen dem Schalt-Die und dem optischen Emitter-Die angeordnet. In einigen Ausführungsformen umfasst der Interposer eine Wärmesenke, um die Wärme von dem optischen Emitter-Die zu den äußeren Umgebungen abzuführen. In einigen Ausführungsformen umfasst der Interposer eine oder mehrerer Durchkontaktierungen, um eine elektrische Kommunikation zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Schalt-Die und zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Schalt-Die bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen befindet sich eine Breite der einen oder der mehreren Durchkontaktierungen in einem Bereich von 50 Mikrometern bis 2 mm.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Baugruppe einen Stromweg zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Interposer, zwischen dem Interposer und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Schalt-Die und zwischen dem Schalt-Die und der Energiespeichervorrichtung.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Baugruppe ein Baugruppensubstrat, wobei der Schalt-Die an dem Baugruppensubstrat angebracht ist, so dass der Schalt-Die zwischen dem Baugruppensubstrat und dem Interposer angeordnet ist. In einigen Ausführungsformen umfasst der Träger ein Baugruppensubstrat, wobei sowohl der Schalt-Die, der optische Emitter-Die als auch die Energiespeichervorrichtung durch einen leitfähigen Haftvermittler direkt elektrisch und mechanisch mit dem Baugruppensubstrat verbunden sind. In einigen Ausführungsformen umfasst das Baugruppensubstrat mehrere leitfähige Platten, um eine elektrische Kommunikation zwischen dem Schalt-Die, dem optischen Emitter-Die und der Energiespeichervorrichtung bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen befindet sich eine Breite der mehreren leitfähigen Platten im Bereich von 50 Mikrometern bis 2 mm.
In einigen Ausführungsformen umfasst die Baugruppe einen Stromweg zwischen der Energiespeichervorrichtung und dem Baugruppensubstrat, zwischen dem Baugruppensubstrat und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die und dem Baugruppensubstrat, zwischen dem Baugruppensubstrat und dem Schalt-Die, zwischen dem Schalt-Die und dem Baugruppensubstrat und zwischen dem Baugruppensubstrat und der Energiespeichervorrichtung.
Die Einzelheiten einer oder mehrerer Implementierungen des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstands sind in den beigefügten Zeichnungen und in der Beschreibung im Folgenden dargelegt. Andere Merkmale, Aspekte und Vorteile werden aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offensichtlich. Es wird angegeben, dass die relativen Abmessungen in den folgenden Figuren nicht maßstabsgerecht gezeichnet sein können.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nun werden spezifische Implementierungen der Erfindung bezüglich der folgenden Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft und nicht zur Einschränkung bereitgestellt sind.

1A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer Ausführungsform.
1B ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 1A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 1A betrachtet, gemäß einer Ausführungsform.
1C ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 1A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 1A betrachtet, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
2A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
2B ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 2A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 2A betrachtet, gemäß einer Ausführungsform.
2C ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 2A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 2A betrachtet, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
3A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
3B ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 3A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 3A betrachtet, gemäß einer Ausführungsform.
3C ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 3A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 3A betrachtet, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
4A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
4B ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 4A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 4A betrachtet, gemäß einer Ausführungsform.
4C ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 4A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 4A betrachtet, gemäß einer weiteren Ausführungsform.
5A ist eine schematische Stirnansicht einer optischen Emitterbaugruppe nach 5A gemäß einer Ausführungsform.
5B ist eine schematische Stirnansicht der optischen Emitterbaugruppe nach 5A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 5A betrachtet.
6 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
7 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
8A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe gemäß einer weiteren Ausführungsform.
8B ist eine schematische Draufsicht der Baugruppe nach 8A.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer Ausführungsform. 1B ist eine schematische Seitenansicht der optischen Emitterbaugruppe 1 nach 1A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 1A betrachtet, gemäß einer Ausführungsform. 1C ist eine schematische Seitenansicht der optischen Emitterbaugruppe 1 nach 1A, aus einer Querrichtung bezüglich der Ansicht nach 1A betrachtet, gemäß einer weiteren Ausführungsform. Die Baugruppe 1 kann ein Baugruppensubstrat 2 enthalten, das konfiguriert ist, an einer Systemplatine angebracht zu sein. Das Baugruppensubstrat 2 in 1A kann irgendein geeigneter Substrattyp sein, wie z. B. ein Leitungsrahmen-Substrat, ein laminiertes Substrat (z. B. eine Leiterplatte oder PCB), ein keramisches Substrat usw.
Verschiedene hier offenbarte Ausführungsformen beziehen sich auf optische Emitterbaugruppen, die konfiguriert sind, die Induktivität der elektrischen Zusammenschaltungen zwischen einem optischen Emitter-Die und anderen Baugruppenkomponenten zu verringern. In verschiedenen Typen optischer Systeme, wie z. B. LIDAR-Systemen, kann die Leistung des Lasers (z. B. die Impulsbreite und/oder die Impulsfrequenz) durch die Induktivität begrenzt sein, die durch die elektrischen Zusammenschaltungen eingeführt wird. Einige LIDAR-Systeme können z. B. einen optischen Emitter-Die (z. B. einen Laserdioden-Die), einen Schalt-Die (z. B. einen Leistungsschalter-Die, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder ASIC) und eine Energiespeichervorrichtung, wie z. B. einen Kondensator, enthalten. Der Schalt-Die kann eine Schaltungsanordnung umfassen, die konfiguriert ist, einen Strom ein- und auszuschalten. In einigen Ausführungsformen kann der Schalt-Die eine zusätzliche aktive Verarbeitungs-Schaltungsanordnung umfassen, um verschiedene Funktionen auszuführen. Der Schalt-Die und der Kondensator können über dünne Bonddrähte an einen Leitungsrahmen oder ein anderes Substrat drahtgebondet sein. Die Laserdiode kann über dünne Bonddrähte an den Leitungsrahmen oder den Schalt-Die drahtgebondet sein. Die Bonddrähte, die verwendet werden, um die Komponenten in einer typischen LIDAR-Baugruppe elektrisch zu verbinden, können relativ kleine seitlich Abmessungen, z. B. eine Breite von etwa 25 Mikrometern, aufweisen. Die kleinen Bonddrähte können für Stromstöße, die verwendet werden, um den Laser mit hohen Geschwindigkeiten zu pulsen, als ein Drosselpunkt wirken (z. B. die Induktivität vergrößern). In einigen optischen Baugruppen kann die vergrößerte Induktivität z. B. die zugeführten Leistungspegel auf 20 W oder weniger bei relativ hohen Impulsdauern begrenzen.
Einige optische Emitterbaugruppen (z. B. LIDAR-Systeme) können eine komplexe Schaltungsanordnung verwenden, die in dem Schalt-Die gebildet ist, um diese vergrößerte Induktivität zu behandeln. Eine derartige komplexe Schaltungsanordnung kann LIDAR-Baugruppen für höhere Frequenzen ermöglichen. Die U. S.-Patentveröffentlichung Nr. 20170085057, die hierdurch in ihrer Gesamtheit und für alle Zwecke durch Bezugnahme aufgenommen ist, veranschaulicht verschiedene Beispiele optischer Emittersysteme (einschließlich LIDAR) und der Schaltungstreiber für sie. Die hier offenbarten Ausführungsformen stellen Baugruppenlösungen bereit, die mit LIDAR-Dies zusammenarbeiten, die für den Hochfrequenzbetrieb konfiguriert sind.
Andere Typen von Baugruppen, wie z. B. Hochfrequenzbaugruppen, können in einigen Fällen eine relativ hohe Induktivität erfahren. Diese anderen Baugruppen können jedoch mit einer Dauerstrich-Signalisierung im stationären Zustand arbeiten, bei der die Induktivität während des Betriebs geglättet wird. Weil derartige Dauerstrichsysteme keine Hochleistungsimpulse mit geringer Dauer erzeugen, drosselt die Induktivität in derartigen Baugruppen und Systemen den zugeführten Strom nicht merklich, so dass die Systemleistung nicht signifikant verringert ist.
Vorteilhaft verringern die hier offenbarten Ausführungsformen die Induktivität auf der Baugruppenebene, was eine höhere Leistung und eine geringere Impulsdauer für optische Emittersysteme ermöglicht. Überdies können die hier offenbarten Ausführungsformen vorteilhaft die Verwendung relativ einfacher und preiswerter Schalt-Dies ermöglichen, wie z. B. Prozessoren, die Leistungs-Feldeffekttransistoren (Leistung-FETs) verwenden. In verschiedenen Ausführungsformen können die Zusammenschaltungsstrukturen z. B. auf den Baugruppensubstraten bereitgestellt sein, um eine elektrische Kommunikation zwischen einer Energiespeichervorrichtung (z. B. einem Kondensator), einem Schalt-Die und einem optischen Emitter-Die bereitzustellen. Die Zusammenschaltungsstruktur kann eine oder mehrere leitfähige Leiterbahnen umfassen, wobei in einigen Ausführungsformen eine Breite der Leiterbahn(en) signifikant größer als eine Breite herkömmlicher Bonddrähte ist. Die Leiterbahnen können aus relativ breiten Platte(n) eines leitfähigen Materials ausgebildet sein, die ausreichend breit sind, um bezüglich der Verwendung von Bonddrähten einen Weg mit geringer Induktivität bereitzustellen, die Platte(n) des leitfähigen Materials kann (können) z. B. minimale Breiten in einem Bereich von 40 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 50 µm bis 1 mm, in einem Bereich von 100 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 100 µm bis 1 mm, in einem Bereich von 250 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 250 µm bis 1 mm oder einem Bereich von 500 µm bis 2 mm aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann (können) die minimale(n) Breite(n) der leitfähigen Platte(n) größer als 40 µm, größer als 50 µm, größer als 100 µm, größer als 250 µm oder größer als 500 µm sein. Die vergrößerte Leiterbahnbreite kann die Baugruppeninduktivität vorteilhaft verringern, was die Leistung des LIDAR-Systems verbessern kann. Obwohl die veranschaulichten Ausführungsformen im Zusammenhang mit LIDAR-Systemen offenbart sind, sollte erkannt werden, dass die Ausführungsformen im Zusammenhang mit anderen optischen Baugruppen verwendet werden können.
In 1A können eine Energiespeichervorrichtung 5, ein Schalt-Die 4 und ein optischer Emitter-Die 3 über jeweilige Haftvermittler an einer Oberseite des Substrats 2 angebracht sein. Der Schalt-Die 4 kann eine Schaltungsanordnung umfassen, die konfiguriert ist, einen Strom ein- und auszuschalten. In einigen Ausführungsformen kann der Schalt-Die 4 eine zusätzliche aktive Verarbeitungs-Schaltungsanordnung umfassen, um verschiedene Funktionen auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann der Schalt-Die mehrere Schalt-Dies umfassen. Wie in 1A gezeigt ist, kann die Energiespeichervorrichtung 5 dem Schalt-Die 4 benachbart angeordnet sein. Die Energiespeichervorrichtung 5 kann z. B. einen oberflächenmontierten Kondensator oder einen Induktor umfassen. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst die Energiespeichervorrichtung 5 z. B. einen Kondensator. In anderen Ausführungsformen kann die Energiespeichervorrichtung mit einem oder mehreren der Dies oder des Baugruppensubstrats (der Baugruppensubstrate) des Systems integriert sein. Der Schalt-Die 4 kann dem optischen Emitter-Die 3 benachbart angeordnet sein. Folglich kann in 1A das Baugruppensubstrat 2 als ein Träger für die Energiespeichervorrichtung 5, den Schalt-Die 4 und den optischen Emitter-Die 3 wirken. In der Ausführungsform nach 1A kann die erste Zusammenschaltungsstruktur 6 dazu dienen, den Schalt-Die 4 und den optischen Emitter-Die 3 elektrisch zu verbinden. Eine zweite Zusammenschaltungsstruktur 7 kann dazu dienen, die Energiespeichervorrichtung 5 und den Schalt-Die 4 elektrisch zu verbinden. Die Energiespeichervorrichtung 5 nach 1A ist ein Kondensator, der irgendeinen geeigneten Typ einer kapazitiven Vorrichtung umfassen kann. Der Schalt-Die 4 kann irgendeinen geeigneten Typ eines integrierten Schaltungs-Dies, wie z. B. einen Die einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung oder ASIC, umfassen. Der Schalt-Die 4 kann ein Basis-Die-Substrat (das z. B. aus einem Halbleitermaterial, wie z. B. Silicium, ausgebildet ist) und eine oder mehrere Schichten einer elektronischen Schaltungsanordnung, die in dem Basis-Die-Substrat gebildet ist, umfassen. Der Schalt-Die 4 kann z. B. eine Schalt-Schaltungsanordnung umfassen, die die Menge, die Zeitsteuerung und/oder die Frequenz des elektrischen Stroms, der dem optischen Emitter-Die 3 zugeführt wird, steuert. Die Schalt-Schaltungsanordnung des Schalt-Dies 4 kann einen oder mehrere Leistungs-Feldeffekttransistoren (Leistungs-FETs) umfassen. Der optische Emitter-Die 3 kann irgendeinen geeigneten Typ eines Emitters, wie z. B. eine Laserdiode, umfassen.
Wie in 1A gezeigt ist, kann ein erster Anschluss auf einer ersten Seite 11 des optischen Emitter-Dies 3 über einen Haftvermittler 8f direkt elektrisch und mechanisch mit dem Träger 2 verbunden sein. Ein zweiter Anschluss auf einer zweiten Seite 10 des optischen Emitter-Dies 3 kann über einen Haftvermittler 8e direkt elektrisch und mechanisch mit der ersten Zusammenschaltungsstruktur 6 verbunden sein. Der leitfähige Haftvermittler 8, der verwendet wird, um die Komponenten direkt mechanisch und elektrisch zu verbinden, kann ein leitfähiges Material, wie z. B. ein leitfähiges Die-Befestigungsmaterial, z. B. ein leitfähiges Epoxid, umfassen. In anderen Ausführungsformen kann der leitfähige Haftvermittler 8 ein Lot umfassen. Sowohl die Energiespeichervorrichtung 5, der Schalt-Die 4 als auch der Emitter-Die 3 können in einigen Ausführungsformen durch den gleichen Typ des Haftvermittlers mit den jeweiligen Komponenten verbunden sein. In anderen Ausführungsformen können verschiedene Haftvermittlertypen für die verschiedenen Verbindungen verwendet werden.
In 1A kann der Schalt-Die 4 mit einer aktiven Oberfläche 9 des Dies 4, die der ersten und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 zugewandt ist, angebracht sein. Eine Rückseite 14 des Schalt-Dies 4 kann über einen Haftvermittler 8d an dem Baugruppensubstrat 2 angebracht sein. Jede der ersten und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 kann über einen Haftvermittler 8c direkt elektrisch und mechanisch mit der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 verbunden sein. Die Energiespeichervorrichtung 5 kann einen ersten Anschluss auf einer ersten Seite 13 der Energiespeichervorrichtung 5, der über einen Haftvermittler 8b direkt elektrisch und mechanisch mit dem Baugruppensubstrat 2 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss auf einer zweiten Seite 12 der Energiespeichervorrichtung 5, der über einen Haftvermittler 8a direkt elektrisch und mechanisch mit der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 7 verbunden ist, umfassen.
Die in 1A gezeigten Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 können im Vergleich zu Bonddrähten eine verringerte Induktivität bereitstellen. Die Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 können verschiedene Formen annehmen, da sie aber mit mehreren Dies und/oder oberflächenmontierten Vorrichtungen elektrisch und mechanisch verbunden sind, können die Zusammenschaltungsstrukturen als Baugruppensubstrate betrachtet werden, wobei sie ähnlich irgendeine Form wie herkömmliche Träger annehmen können, auf oder in denen relativ breite Leiterbahnen oder äquivalente Metallleitungen ausgebildet sein können. Die Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 können z. B. Band-Zusammenschaltungsstrukturen, flexible Substrate oder starrere Substrate, wie z. B. geformte Leitungsrahmen-Substrate, laminierte Substrate (z. B. eine PCB), keramische Substrate usw. umfassen. Vorteilhaft können die Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 eine oder mehrere relativ breite leitfähige Leiterbahnen oder andere Metallleitungen, die insbesondere breiter als Bonddrähte sind, enthalten. Eine Band-Zusammenschaltungsstruktur kann z. B. einen oder mehrere Leiter (z. B. Leiterbahnen) enthalten, die innerhalb eines isolierenden Mantels oder einer isolierenden Ummantelung eingebettet oder anderweitig angeordnet sind. Ein Interposer oder ein anderes Substrat kann ein oder mehrere leitfähige Leiterbahnen umfassen, die in einem Isoliermaterial gebildet oder geschichtet sind. Die Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 können eine Leiterbahn(en) umfassen, die eine Breite aufweist (aufweisen), die größer als eine Breite oder ein Durchmesser herkömmlicher Bonddrähte ist (die Breiten von etwa 25 Mikrometern aufweisen können). In den veranschaulichten Ausführungsformen können die Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 z. B. eine oder mehrere leitfähige Leiterbahnen umfassen, die eine Breite aufweisen, die größer als 30 Mikrometer ist. In einigen Ausführungsformen kann sich die Breite der leitfähigen Leiterbahn in einem Bereich von 40 µm bis 1 mm, spezieller in einem Bereich von 50 µm bis 500 µm, z. B. in einem Bereich von 75 µm bis 250 µm befinden. Vorteilhaft kann die Verwendung relativ breiter Leiter in den Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 eine signifikant verringerte Induktivität im Vergleich zu den Baugruppen, die Bonddrähte verwenden, ermöglichen.
1A veranschaulicht einen leitfähigen Weg P, der während des Betriebs der Baugruppe 1 eine geschlossene Stromschleife definiert. Die Energiespeichervorrichtung 5 kann z. B. bis zu einer hohen Spannung geladen werden. Wenn die Spannung die Durchbruchspannung der Energiespeichervorrichtung 5 übersteigt (wie z. B. wenn die Energiespeichervorrichtung 5 einen Kondensator umfasst), geht ein Stromstoß durch einen zweiten Anschluss auf der zweiten Seite 12 der Energiespeichervorrichtung 5, der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 7 und in den Schalt-Die 4. Die Schalt-Schaltungsanordnung auf der oder in der Nähe der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 kann selektiv geöffnet werden, um den Strom von dem Schalt-Die 4 zu der ersten Zusammenschaltungsstruktur 6 und in den zweiten Anschluss auf der zweiten Seite 10 des optischen Emitter-Dies 3 weiterzuleiten, der in der veranschaulichten Ausführungsform eine Laserdiode ist. Der Strom kann die Emission von Licht 15 an einem Übergang der dotierten Materialien (z. B. an einem P-N- oder einem P-I-N-Übergang) auslösen. Wie in 1A gezeigt ist, kann das Licht 15 aus einem Seitenabschnitt der Baugruppe 1, z. B. entlang der seitlichen x-Richtung, emittiert werden. Der Strom kann zwischen dem optischen Emitter-Die 3 und dem Baugruppensubstrat 2 durch einen ersten Anschluss auf der ersten Seite 11 des optischen Emitter-Dies 3 hindurchgehen. Der Strom kann zu einem ersten Anschluss auf der ersten Seite 13 der Energiespeichervorrichtung 5 zurückkehren. Es sollte erkannt werden, dass die Richtung des Stroms in dem Weg P lediglich veranschaulichend ist und dass die tatsächliche Richtung des Stroms umgekehrt sein kann.
Vorteilhaft kann die verringerte Induktivität, die den Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 zugeordnet ist, schnellere Schaltgeschwindigkeiten als die Implementierungen, die schmalere elektrische Verbindungen, wie z. B. herkömmliche Bonddrähte, verwenden, ermöglichen. Die verringerte Induktivität der Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 kann Schaltgeschwindigkeiten von 15 ns oder weniger, 10 ns oder weniger, 5 ns oder weniger oder 1 ns oder weniger ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann die verringerte Induktivität der Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 Schaltgeschwindigkeiten von 500 ps oder weniger oder 100 ps oder weniger ermöglichen. Die verringerte Induktivität der Zusammenschaltungsstrukturen 6, 7 kann z. B. Schaltgeschwindigkeiten in einem Bereich von 30 ps bis 15 ns, in einem Bereich von 30 ps bis 10 ns, in einem Bereich von 30 ps bis 5 ns, in einem Bereich von 50 ps bis 5 ns, in einem Bereich von 50 ps bis 1 ns, in einem Bereich von 50 ps bis 500 ps oder in einem Bereich von 50 ps bis 250 ps ermöglichen. Die verringerte Schaltzeit in der Schalt-Schaltungsanordnung des Schalt-Dies 4 kann die Leistung des optischen Systems z. B. durch das Verringern der Impulsbreite des Lasers vorteilhaft verbessern.
Überdies kann die den offenbarten Ausführungsformen zugeordnete verringerte Induktivität die Leistungsausgabe des optischen Emitters vorteilhaft vergrößern. Die offenbarten Ausführungsformen ermöglichen z. B. eine Spitzenleistungsausgabe durch die Baugruppe von über 80 W, z. B. über 100 W. Die offenbarten Ausführungsformen können z. B. Spitzenleistungsausgaben in einem Bereich von 70 W bis 150 W, in einem Bereich von 70 W bis 120 W, in einem Bereich von 80 W bis 150 W oder in einem Bereich von 80 W bis 120 W ermöglichen.
Die 1B und 1C zeigen alternative Befestigungsanordnungen für den optischen Emitter-Die 3. In 1B kann der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) mehrere Anschlüsse auf der ersten Seite 11 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der zweiten Seite 10 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen. Alternativ kann der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) mehrere Anschlüsse auf der zweiten Seite 10 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der ersten Seite 11 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen, wie in 1C gezeigt ist.
Die 2A-2C sind schematische Seitenansichten einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind die Komponenten nach den 2A-2C die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten, die in den 1A-1C gezeigt sind. Ungleich zu der Ausführungsform nach den 1A-1C kann der Strom jedoch zu der Energiespeichervorrichtung 5 zurückkehren, indem er von dem Substrat 2 durch den Schalt-Die 4 in die zweite Zusammenschaltungsstruktur 7 und in einen Anschluss auf der zweiten Seite 12 der Energiespeichervorrichtung 5 weitergeht. Der Haftvermittler 8a kann getrennte elektrische Verbindungen, wie z. B. Lotkugeln, für den elektrischen Weg zu der und von der Energiespeichervorrichtung 5 enthalten, obwohl dies nicht gezeigt ist. In einigen Ausführungsformen kann die Energiespeichervorrichtung 5 z. B. an einem Abschnitt des Substrats 2 (z. B. einer Leitung) angebracht sein, der von einem weiteren Abschnitt des Substrats 2 (z. B. einer weiteren Leitung oder einem Die-Paddle) durch eine Lücke 16 getrennt ist. Eine derartige Konfiguration ermöglicht Leitungen mit einer sehr hohen Leitfähigkeit, wie z. B. in einem Leitungsrahmen oder in einem geformten Leitungsrahmen, für das Substrat 2.
In einigen Ausführungsformen kann der von dem Substrat 2 zu der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 7 weitergehende Strom durch den Schalt-Die 4 ohne die Verwendung von Durchkontaktierungen durch Silicium (TSVs) oder einer anderen Metallisierung geleitet werden. Stattdessen kann der Strom ausreichend hoch sein, so dass er durch das Volumensubstrat (z. B. das Volumensilicium oder ein anderes Halbleitermaterial) des Schalt-Dies 4 ohne die Verwendung einer Metallisierung oder von Leiterbahnen hindurchgeht. Während der spezifische elektrische Widerstand des Volumensubstrats des Prozess-Dies höher als der spezifische elektrische Widerstand der metallischen Leiterbahnen ist, ist die Induktivität niedriger, was die Gesamtleistung der Baugruppe 1 verbessern kann. In anderen Ausführungsformen kann der Schalt-Die 4 eine Metallisierung enthalten, um die Signale durch die Dicke des Dies 4 zu leiten.
Die 2B und 2C zeigen alternative Befestigungsanordnungen für den optischen Emitter-Die 3. In 2B kann der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) mehrere Anschlüsse auf der ersten Seite 11 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der zweiten Seite 10 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen. Alternativ kann der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) mehrerer Anschlüsse auf der zweiten Seite 10 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der ersten Seite 11 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen, wie in 2C gezeigt ist.
Die 3A-3C sind schematische Seitenansichten einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind die Komponenten nach den 3A-3C die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten, die in den 1A-2C gezeigt sind. Ungleich der Ausführungsform nach den 1A-2C kann jedoch in den 3A-3C die Energiespeichervorrichtung 5 ohne die Verwendung einer zweiten Zusammenschaltungsstruktur (wie z. B. der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 7 nach den 1A-2C) an dem Substrat 2 angebracht sein. In der Ausführungsform nach den 3A-3C kann das Substrat 2 mehrere Substratabschnitte 17a, 17b, 17c umfassen, die den elektrisch getrennten Leitungen eines Leitungsrahmens entsprechen können. Zusätzlich kann der Schalt-Die 4 nach den 3A-3C an dem Substratabschnitt 17b flip-chip-montiert sein, so dass die aktive Oberfläche 9 dem Substratabschnitt 17b zugewandt ist. Obwohl nur die Substratabschnitte 17a-17c veranschaulicht sind, können zusätzliche Substratabschnitte (z. B. Leitungen oder Kontakte) an anderen Orten bereitgestellt sein, um Leistungssignale, Masse und/oder eine andere elektrische Funktionalität der Baugruppe 1 bereitzustellen. Der Haftvermittler 8a kann getrennte elektrische Verbindungen, wie z. B. Lotkugeln, für den elektrischen Weg zu der und von der Energiespeichervorrichtung 5 enthalten, obwohl dies nicht gezeigt ist.
In der Ausführungsform nach den 3A-3C kann der Stromweg P zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Abschnitt 17a des Baugruppensubstrats 2, zwischen dem Abschnitt 17a des Baugruppensubstrats 2 und dem Schalt-Die 4, zwischen dem Schalt-Die 4 und dem Abschnitt 17c des Baugruppensubstrats 2, zwischen dem Abschnitt 17c des Baugruppensubstrats 2 und dem optischen Emitter-Die 3, zwischen dem optischen Emitter-Die 3 und der Zusammenschaltungsstruktur 6, zwischen der Zusammenschaltungsstruktur 6 und dem Schalt-Die 4, zwischen dem Schalt-Die 4 und dem Abschnitt 17a des Baugruppensubstrats 2 und zwischen dem Abschnitt 17a des Baugruppensubstrats 2 und der Energiespeichervorrichtung 5 hindurchgehen. In der Anordnung nach den 3A-3C kann es deshalb keine zweite Zusammenschaltungsstruktur geben, die die Energiespeichervorrichtung 5 mit dem Prozessor 4 verbindet. Im Gegenteil kann der Strom stattdessen zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Schalt-Die 4 über den Abschnitt 17a des Substrats 2 hindurchgehen. Ohne durch die Theorie begrenzt zu sein, kann die Verwendung des Abschnitts 17a des Substrats 2 (der einen Leitungsrahmen umfassen kann) im Vergleich zu der Verwendung einer zweiten Zusammenschaltungsstruktur eine verringerte Induktivität bereitstellen, da die Leitungen eines Leitungsrahmens im Allgemeinen einen größeren Querschnitt der Leitungen und deshalb eine verringerte Induktivität als die Bandleiter aufweisen.
Wie bei den 1B-1C und 2B-2C kann in 3B der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) mehrere Anschlüsse auf der ersten Seite 11 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der zweiten Seite 10 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen. Wie in 3C gezeigt ist, kann der Emitter-Die 3 (z. B. ein Laserdioden-Die) alternativ mehrere Anschlüsse auf der zweiten Seite 10 (z. B. mehrere Anoden oder mehrere Kathoden) und einen einzigen gemeinsamen Anschluss auf der ersten Seite 11 (z. B. eine einzige Kathode oder eine einzige Anode) umfassen.
Die 4A-4C sind schematische Seitenansichten einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind die Komponenten nach den 4A-4C die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten, die in den 1A-3C gezeigt sind. Ungleich den Ausführungsformen nach den 1A-3C kann der Schalt-Die 4 als ein Träger in den 4A-4C wirken. Der Schalt-Die 4 kann z. B. über Durchkontaktierungen durch Silicium (TSVs) und einen Haftvermittler 8d elektrisch und mechanisch mit dem Baugruppensubstrat 2 verbunden sein. In einigen Ausführungsformen kann der Schalt-Die 4 durch Drahtbondverbindungen oder andere elektrische Verbindungen mit dem Substrat 2 elektrisch verbunden sein. Die Energiespeichervorrichtung 5 und der optische Emitter-Die 3 (z. B. eine Laserdiode) können über dazwischenliegende Haftvermittler 8b, 8f an der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 angebracht sein. Überdies können die erste und die zweite Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 ein Substrat, das Biegungen aufweist, (z. B. ein flexibles laminiertes Substrat) umfassen.
Die Zusammenschaltungsstruktur 6 kann z. B. über einen Haftvermittler 8c mechanisch und elektrisch mit der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 verbunden sein. Die Zusammenschaltungsstruktur 6 kann über den Haftvermittler 8e mechanisch und elektrisch mit der zweiten Seite 10 des optischen Emitter-Dies 3 verbunden sein. Ähnlich kann die zweite Zusammenschaltungsstruktur 7 über den Haftvermittler 8c mechanisch und elektrisch mit der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 verbunden sein, wobei zweite Zusammenschaltungsstruktur 7 über den Haftvermittler 8a mechanisch und elektrisch mit der zweiten Seite 12 der Energiespeichervorrichtung 5 verbunden sein kann. Die erste und die zweite Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 können Interposer oder Band-Zusammenschaltungen umfassen, die entsprechende Biegungen 20, 21 aufweisen können, die es ermöglichen, dass die erste und die zweite Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 mit der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 übereinstimmen oder anderweitig entlang der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 angeordnet sind. Vorteilhaft kann das Anordnen der ersten und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur 6, 7 entlang der Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 den eingeschlossenen Bereich des Stromwegs P verringern und/oder dickere oder breitere Leitungen im Vergleich zu anderen Implementierungen (z. B. jenen, die Bonddrähte verwenden) verwenden. Das Bereitstellen eines verringerten Bereichs des Stromwegs P kann die Gesamtinduktivität der Baugruppe 1 vorteilhaft verringern und den Betrieb der LIDAR-Vorrichtung verbessern.
Die 5A-5B sind schematische Seitenansichten einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, sind die Komponenten nach den 5A-5B die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten, die in den 1A-4C gezeigt sind. Wie bei den 4A-4C kann die Baugruppe 1 nach den 5A-5C den Schalt-Die 4 als den Träger verwenden, an dem die Energiespeichervorrichtung 5 und der optische Emitter-Die 3 angebracht sind. In den Ausführungsformen nach den 1A-4C ist der optische Emitter-Die 3 veranschaulicht, dass er so angebracht ist, dass die erste Seite 11 dem Träger (ob der Träger den Schalt-Die 4 oder das Substrat 2 umfasst) zugewandt ist und dass das Licht 15 aus der Seite der Baugruppe 1 (z. B. entlang der x-Richtung) austritt. Ungleich zu den Ausführungsformen nach den 1A-4C ist in den 5A-4B der optische Emitter-Die 3 an einer Seitenfläche 32 angebracht, wobei die erste und die zweite Seite 11, 10 entlang der y-Richtung orientiert sind. In der veranschaulichten Ausführungsform kann das Licht 15 entlang der z-Richtung vertikal nach oben emittiert werden.
Der optische Emitter-Die 3 kann an der Seite angebracht sein, indem der Die 3 im Voraus gewölbt wird, während der Die 3 flachliegt. Der Die 3 kann z. B. mit den entsprechenden Höckern 30a, 30b im Voraus gewölbt werden, die Löthöcker oder einen anderen geeigneten leitfähigen Haftvermittler umfassen können. Wenn das Lot erwärmt wird, können die Höcker 30a, 30b aufschmelzen, um eine Hohlkehle zu bilden, die die Seitenfläche 32 des optischen Emitter-Dies 3 mit der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 mechanisch verbindet. Die Bildung der Löthöcker 30a, 30b kann eine elektrische Kommunikation zwischen der aktiven Oberfläche 9 des Schalt-Dies 4 und den jeweiligen ersten und zweiten Seiten 11, 10 des optischen Emitter-Dies 3 bereitstellen.
In der Ausführungsform nach den 5A-5B kann der Stromweg P ausgebildet sein, der einen Strom zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Schalt-Die 4, zwischen dem Schalt-Die 4 und der ersten Seite 11 des optischen Emitter-Dies 3 über den Höcker 30b, zwischen dem Emitter-Die 3 und dem Schalt-Die 4 über den Höcker 30a und zwischen dem Schalt-Die 4 und der Energiespeichervorrichtung 5 bereitstellt. Vorteilhaft kann die Anordnung nach den 5A-5B eine elektrische Kommunikation zwischen der Energiespeichervorrichtung 5, dem Schalt-Die 4 und dem Emitter-Die 3 ohne die Verwendung einer externen Zusammenschaltungsstruktur bereitstellen. Die Induktivität der Gesamtbaugruppe 1 kann entsprechend verringert werden.
6 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, können die Komponenten nach 6 die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten sein, die in den 1A-5B gezeigt sind. Wie bei den 5A-5C dient in 6 der Schalt-Die 4 als ein Träger, an dem die Energiespeichervorrichtung 5 und der optische Emitter-Die 3 angebracht sind. Überdies kann wie bei den 5A-5C der Emitter-Die 3 konfiguriert sein, das Licht 15 entlang der veranschaulichten vertikalen oder z-Richtung zu emittieren. In der Ausführungsform nach 6 kann der Emitter-Die 3 z. B. einen Oberflächenemissionslaser mit vertikalem Hohlraum (VCSEL) umfassen, der durch den Haftvermittler 8 mit dem Schalt-Die 4 verbunden ist. Der Haftvermittler 8 kann die entsprechenden Bondinseln des Schalt-Dies 4 mit den geeigneten Anoden A und Kathoden C der VCSEL-Vorrichtung verbinden.
In 6 kann der Stromweg P ausgebildet sein, der einen Strom zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Schalt-Die 4, zwischen dem Schalt-Die 4 und dem optischen Emitter-Die 3, zwischen dem Emitter-Die 3 und dem Schalt-Die 4 und zwischen dem Schalt-Die 4 und der Energiespeichervorrichtung 5 bereitstellt. Unter Verwendung des Schalt-Dies 4, um die Energiespeichervorrichtung 5 mit dem Emitter-Die 3 (z. B. ohne separate Zusammenschaltungsstrukturen oder Bonddrähte) elektrisch zu verbinden, kann die Ausführungsform nach 6 die Gesamtinduktivität der Baugruppe vorteilhaft verringern.
7 ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Wenn es nicht anders angegeben ist, können die Komponenten nach 7 die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten sein, die in den 1A-6 gezeigt sind. Die Baugruppe 1 kann z. B. ein Baugruppensubstrat 2 und einen Schalt-Die 4, der über einen Haftvermittler 8a, wie z. B. einen leitfähigen Haftvermittler, an dem Baugruppensubstrat 2 angebracht ist, umfassen. Der Schalt-Die 4 kann an einem Interposer flip-chip-montiert sein, so dass die Bondinseln des Schalt-Dies 4 (z. B. über die Durchkontaktierungen 33) mit den leitfähigen Lötaugen des Interposers 34 elektrisch verbunden sind. In der Ausführungsform nach 7 kann der Interposer 34 dem Baugruppensubstrat 2 gegenüberliegend elektrisch und mechanisch mit dem Schalt-Die 4 verbunden sein, so dass der Schalt-Die 4 zwischen dem Interposer 34 und dem Baugruppensubstrat 2 angeordnet ist. Wie hier erklärt worden ist, kann der Interposer 34 ein nichtleitendes Material mit darin ausgebildeten elektrischen Zusammenschaltungen umfassen. In einigen Ausführungsformen kann der Interposer 34 ein Leiterplattensubstrat (PCB-Substrat) umfassen. In anderen Ausführungsformen kann der Interposer 34 ein Halbleitersubstrat (z. B. Silicium), eine Keramik oder ein anderes geeignetes Material mit eingebetteten leitfähigen Zusammenschaltungen umfassen.
Ein optischer Emitter-Die 3 und eine Energiespeichervorrichtung 5 können dem Schalt-Die 4 gegenüberliegend an dem Interposer 34 angebracht sein, so dass der Interposer 34 zwischen dem Schalt-Die 4 und dem optischen Emitter-Die 3 und der Energiespeichervorrichtung 5 angeordnet ist. Der optische Emitter-Die 3 kann irgendein geeigneter Emittertyp sein. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Emitter-Die 3 einen VCSEL. Die Energiespeichervorrichtung 5 kann irgendeinen geeigneten Typ einer Speichervorrichtung umfassen; in 7 umfasst die Vorrichtung 5 einen Kondensator, wobei beide Elektroden oder Pole mit dem Interposer 34 flip-chipverbunden sind. Wie in 7 gezeigt ist, kann der Interposer 34 eine oder mehrere leitfähige Durchkontaktierungen 33 umfassen, die sich durch eine Dicke des Interposers 34 erstrecken. Die Durchkontaktierungen 33 können über die leitfähigen Haftvermittler 8c, 8e eine elektrische Kommunikation zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Schalt-Die 4 bereitstellen. Die Durchkontaktierungen 33 können über die leitfähigen Haftvermittler 8b, 8d eine elektrische Kommunikation zwischen dem optischen Emitter-Die 3 und dem Schalt-Die 4 bereitstellen. Vorteilhaft sind die Durchkontaktierungen 33 ausreichend bereit, um einen Stromweg P mit geringer Induktivität bereitzustellen, wie z. B. größer als etwa 50 µm, was schnelle Schaltgeschwindigkeiten ermöglichen kann, wie hier erklärt worden ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann jede Durchkontaktierung 33 mehrere parallel bereitgestellte Durchkontaktierungen umfassen, die eine zu einer einzigen breiten Durchkontaktierung äquivalente Leitung bereitstellen können und folglich außerdem die Gesamtinduktivität der Baugruppe und deshalb die Schaltgeschwindigkeiten verringern. Wie gezeigt ist, kann der Stromweg P einen Strom zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Interposer 34, zwischen dem Interposer und dem optischen Emitter-Die 3, zwischen dem optischen Emitter-Die 3 und dem Schalt-Die 4 über die relativ breiten Durchkontaktierungen 33 und/oder die relativ breiten Oberflächen-Leiterbahnen auf beiden Stirnflächen des Interposers 34 und zwischen dem Schalt-Die 4 und der Energiespeichervorrichtung 5 über die Durchkontaktierungen 33 und die Oberfläche und/oder die Leiterbahnen auf beiden Stirnflächen des Interposers 34 bereitstellen.
Ferner kann die in 7 gezeigte Ausführungsform eine zusätzliche Wärmeabführungsfunktionalität bereitstellen. Der Interposer 34 kann z. B. eine relativ hohe Volumenwärmeleitfähigkeit (wie z. B. Aluminiumnitrid) aufweisen und kann wärmeleitfähige Strukturen darin umfassen, um die Wärme weg von dem optischen Emitter-Die 3 und dem Schalt-Die 4 zu den äußeren Umgebungen zu leiten. In einigen Ausführungsformen kann der Interposer 34 wärmeleitfähige Wege zu einer oder mehreren Wärmesenken umfassen (z. B. einer mit Rippen versehenen Wärmesenke, oder der Interposer 34 kann mit einer geringen thermischen Impedanz an eine geregelte Wärmesenke gebondet sein), um die Wärme zu den äußeren Umgebungen abzuführen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Interposer 34 außerdem die Wärme von dem Schalt-Die 4 zu den äußeren Umgebungen und/oder zu einer oder mehreren Wärmesenken übertragen. Folglich kann der in 7 offenbarte Interposer 34 vorteilhaft einen Stromweg P mit verringerter Induktivität für verringerte Schaltgeschwindigkeiten und einen wärmeleitfähigen Weg für eine verbesserte Wärmeableitung bereitstellen.
8A ist eine schematische Seitenansicht einer optischen Emitterbaugruppe 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 8B ist eine schematische Draufsicht der Baugruppe 1 nach 8A. Wenn es nicht anders angegeben ist, können die Komponenten der 8A-8B die gleichen wie die oder ähnlich zu den gleich nummerierten Komponenten sein, die in den 1A-7 gezeigt sind. In der Ausführungsform nach den 8A-8B können ein optischer Emitter-Die 3, ein Schalt-Die 4 und eine Energiespeichervorrichtung 5 einander seitlich benachbart an einem Baugruppensubstrat 2 angebracht sein. Das Substrat 2 kann relativ breite Leiterbahnen für eine elektrische Leitung mit geringer Induktivität zwischen den Komponenten 3, 4 und 5 bereitstellen. In der Seitenansicht nach 8A ist für die Leichtigkeit der Veranschaulichung beider Dies 3, 4 in der Seitenansicht veranschaulicht, dass sich der Emitter-Die 3 seitlich über den Schalt-Die 4 hinaus erstreckt. In einigen Ausführungsformen können jedoch die Dies 3, 4 seitlich ausgerichtet sein, wenn sie von der Seite betrachtet werden, wie in der Draufsicht nach 8B gezeigt ist. Der optische Emitter-Die 3, der Schalt-Die 4 und die Energiespeichervorrichtung 5 können über jeweilige Flip-Chip-Bondtechniken direkt elektrisch und mechanisch mit dem Baugruppensubstrat 2 verbunden sein. Der optische Emitter-Die 3, der Schalt-Die 4 und die Energiespeichervorrichtung 5 können z. B. so umgedreht sein, dass die Bondinseln auf den aktiven Oberflächen mit einem Lot oder anderen elektrisch leitfähigen Haftvermittlern an das Substrat 2 gebondet sind. In einigen Ausführungsformen kann es zwischen den Vorrichtungen und dem Baugruppensubstrat 2 außerdem Unterfüllungsmaterialien geben. Wie oben erklärt worden ist, kann die Energiespeichervorrichtung 5 irgendeinen geeigneten Typ einer Speichervorrichtung, wie z. B. einen Kondensator, umfassen. Der optische Emitter-Die 3 kann irgendeinen geeigneten Emittertyp umfassen, wie oben erklärt worden ist.
Die Baugruppe 1 nach den 8A-8B kann in einer ähnlichen Weise arbeiten, wie oben erklärt worden ist, um einen Stromweg P mit geringer Induktivität und hohe Schaltgeschwindigkeiten während des Betriebs bereitzustellen. Vorteilhaft kann das Substrat 2 relativ breite Leiterbahnen oder Platten eines leitfähigen Materials umfassen, um die Signale mit geringer Induktivität zu leiten. Die breiten Platte(n) des leitfähigen Materials kann (können) ausreichend breit sein, um einen Weg mit geringer Induktivität bereitzustellen, die Platte(n) des leitfähigen Materials kann (können) z. B. minimale Breiten in einem Bereich von 50 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 50 µm bis 1 mm, in einem Bereich von 100 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 100 µm bis 1 mm, in einem Bereich von 250 µm bis 2 mm, in einem Bereich von 250 µm bis 1 mm oder in einem Bereich von 500 µm bis 2 mm aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann (können) die minimale(n) Breite(n) der leitfähigen Platte(n) größer als 40 µm, größer als 50 µm, größer als 100 µm, größer als 250 µm oder größer als 500 µm sein. Im Vergleich zu den Bonddrähten stellen die Leiterbahnen eine Leitung bei geringer Induktivität zwischen den Vorrichtungen der Baugruppe bereit. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 2 ein PCB-Substrat umfassen. In einigen Ausführungsformen kann das Substrat 2 ein Halbleiter- oder Keramiksubstrat mit eingebetteten Zusammenschaltungen umfassen. Wie in den 8A-8B gezeigt ist, kann der leitfähige Weg P einen Strom zwischen der Energiespeichervorrichtung 5 und dem Baugruppensubstrat 2, zwischen dem Baugruppensubstrat 2 und dem optischen Emitter-Die, zwischen dem optischen Emitter-Die 3 und dem Baugruppensubstrat 2, zwischen dem Baugruppensubstrat 2 und dem Schalt-Die 4 und zwischen dem Schalt-Die 4 und dem Baugruppensubstrat 2 und zwischen dem Baugruppensubstrat 2 und der Energiespeichervorrichtung 5 bereitstellen. Der Abschnitt des Stromwegs P innerhalb des Baugruppensubstrats 2 kann durch die relativ breiten leitfähigen Platten bereitgestellt sein, um einen Stromweg mit geringer Induktivität und hohe Schaltgeschwindigkeiten bereitzustellen. Das Substrat 2 kann außerdem Materialien mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit umfassen, wobei eine oder mehrere Wärmesenken an irgendeine verfügbare Oberfläche gebondet oder anderweitig an irgendeiner verfügbaren Oberfläche angebracht sind, um die Wärme weg von den Baugruppenkomponenten zu leiten.
Die Vorrichtungen unter Verwendung der oben beschriebenen Schemata können in verschiedenen elektronischen Vorrichtungen, z. B. über eine Hauptplatine oder eine Systemplatine, angebracht sein. Beispiele der elektronischen Vorrichtungen können Verbraucherelektronikprodukte, Teile von Verbraucherelektronikprodukten, elektronische Prüfgeräte usw. enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Beispiele der Elektronikprodukte können z. B. eine Spielvorrichtung, ein Mobiltelephon, einem Computer, einen Handheld- oder Tablet-Computer, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), ein Kraftfahrzeug, eine Multifunktions-Peripherievorrichtung, medizinische Vorrichtungen, ein Kraftfahrzeug usw. enthalten, sind aber nicht darauf eingeschränkt. Ferner kann die Elektronikvorrichtung unfertige Produkte enthalten.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Kontext bestimmter Ausführungsformen und Beispiele offenbart worden ist, ist es für die Fachleute auf dem Gebiet selbstverständlich, dass sich die vorliegende Erfindung über die spezifisch offenbarten Ausführungsformen zu anderen alternativen Ausführungsformen und/oder Verwendungen und ihren offensichtlichen Modifikationen und Äquivalenten erstreckt. Zusätzlich sind, während mehrere Variationen ausführlich gezeigt und beschrieben worden sind, andere Modifikationen, die sich innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung befinden, für die Fachleute auf dem Gebiet basierend auf dieser Offenbarung leicht offensichtlich. Es wird außerdem in Erwägung gezogen, dass verschiedene Kombinationen oder Unterkombinationen der spezifischen Merkmale und Aspekte der Ausführungsformen ausgeführt werden können und dennoch in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallen. Es sollte selbstverständlich sein, dass verschiedene Merkmale und Aspekte der offenbarten Ausführungsformen miteinander kombiniert oder füreinander ersetzt werden können, um variierende Modi der offenbarten Erfindung zu bilden. Folglich ist vorgesehen, dass der Schutzumfang der hier offenbarten vorliegenden Erfindung nicht durch die speziellen offenbarten Ausführungsformen, die oben beschrieben worden sind, eingeschränkt werden sollte, sondern nur durch ein angemessenes Lesen der folgenden Aspekte bestimmt werden sollte.

Claims

Optische Emitterbaugruppe mit geringer Induktivität, die Folgendes umfasst: einen Träger; einen optischen Emitter-Die (3), der mittels eines leitfähigen Haftvermittlers (8d) an dem Träger angebracht ist, wobei der optische Emitter-Die (3) mit dem leitfähigen Haftvermittler (8d) direkt elektrisch und mechanisch mit dem Träger verbunden ist; einen Schalt-Die (4), der konfiguriert ist, einen Strom des optischen Emitter-Dies (3) ein- und auszuschalten; und eine Energiespeichervorrichtung (5), die an dem Träger angebracht ist, wobei die Energiespeichervorrichtung (5) mit einem zweiten leitfähigen Haftvermittler (8e) elektrisch und mechanisch mit dem Träger verbunden ist, wobei der Träger eine elektrische Kommunikation zwischen dem Schalt-Die (4), dem optischen Emitter-Die (3) und der Energiespeichervorrichtung (5) bereitstellt und Folgendes umfasst: ein Baugruppensubstrat (2) in Form eines Halbleitersubstrats oder eines Keramiksubstrat, an dem der optische Emitter-Die (3), der Schalt-Die (4) und die Energiespeichervorrichtung (5) einander seitlich benachbart angebracht sind, und wobei das Baugruppensubstrat (2) eingebettete elektrische Verbindungen und Materialien mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit umfasst und eine oder mehrere Wärmesenken an einer Oberfläche gebondet oder an eine Oberfläche eingebracht sind, um die Wärme weg von den Baugruppenkomponenten zu leiten.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der Träger einen Interposer (34) umfasst, der eine oder mehrere leitfähige Durchkontaktierungen (33), die sich durch eine Dicke des Interposers (34) erstrecken, und wärmeleitfähige Wege zu einer oder mehreren Wärmesenken, um Wärme zu einer äußeren Umgebung abzuführen, umfasst.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 2, die ferner einen Stromweg (P) zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und dem Interposer (34), zwischen dem Interposer (34) und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und dem Schalt-Die (4) und zwischen dem Schalt-Die (4) und der Energiespeichervorrichtung (5) umfasst.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei der Schalt-Die (4) an dem zwischen dem Schalt-Die (5) und dem optischen Emitter-Die (3) angeordneten Interposer (34) flip-chip montiert ist.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 1, die ferner einen Stromweg (P) zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und dem Träger, zwischen dem Träger und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und dem Träger, zwischen dem Träger und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und dem Träger und zwischen dem Träger und der Energiespeichervorrichtung (5) umfasst.
Optische Emitterbaugruppe, die Folgendes umfasst: einen Träger; eine Zusammenschaltungsstruktur (6), die eine leitfähige Leiterbahn umfasst; einen optischen Emitter-Die (3), der an einer Oberfläche des Trägers angebracht ist; einen Schalt-Die (4), der zu dem optischen Emitter-Die benachbart an der Oberfläche des Trägers angebracht ist; und wobei der optischen Emitter-Die (3) eine erste Seite und eine zweite Seite, die der ersten Seite gegenüberliegt, aufweist, wobei die erste Seite des optischen Emitter-Dies (3) mit einem leitfähigen Haftvermittler (8f) direkt mechanisch und elektrisch mit dem Träger verbunden ist und die zweite Seite des optischen Emitter-Dies (3) mit einem zweiten leitfähigen Haftvermittler (8e) direkt mechanisch und elektrisch mit der Zusammenschaltungsstruktur (6) verbunden ist, wobei die Zusammenschaltungsstruktur (6) wenigstens eine Band-Zusammenschaltungsstruktur, ein flexibles Substrat oder ein starres Substrat umfasst, das eine elektrische Kommunikation zwischen dem Schalt-Die (4) und dem optischen Emitter-Die (3) bereitstellt.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 6, die ferner eine Energiespeichervorrichtung (5) umfasst, die an der Oberfläche des Trägers angebracht ist, wobei die Energiespeichervorrichtung (5) mit dem Schalt-Die (4) und dem optischen Emitter-Die (3) in elektrischer Kommunikation steht.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 7, wobei der Schalt-Die (4) konfiguriert ist, einen Strom des optischen Emitter-Dies (3) ein- und auszuschalten.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei die Zusammenschaltungsstruktur (6) eine erste Zusammenschaltungsstruktur (6) ist und die Baugruppe ferner eine zweite Zusammenschaltungsstruktur (7) umfasst, wobei eine erste Seite der Energiespeichervorrichtung (5) mechanisch und elektrisch mit dem Träger verbunden ist und eine zweite Seite der Energiespeichervorrichtung mechanisch und elektrisch mit der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7) verbunden ist.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 9, wobei die erste Zusammenschaltungsstruktur (6) mechanisch und elektrisch mit dem Schalt-Die (4) verbunden ist.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei der Träger als Substrat (2) mit mehreren elektrisch getrennten Leitungen eines Leitungsrahmens entsprechenden Substratabschnitten (17a, 17b, 17c) ausgestaltet ist.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 7, die ferner einen Stromweg (P) umfasst, der zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und dem Träger, zwischen dem Träger und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und dem Träger, zwischen dem Träger und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und der Zusammenschaltungsstruktur (6), zwischen der Zusammenschaltungsstruktur (6) und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und dem Träger und zwischen dem Träger und der Energiespeichervorrichtung (5) hindurchgeht.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 9, die ferner einen Stromweg (P) umfasst, der zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7), zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7) und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und der ersten Zusammenschaltungsstruktur (6), zwischen der ersten Zusammenschaltungsstruktur (6) und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und dem Träger und zwischen dem Träger und der Energiespeichervorrichtung (5) hindurchgeht.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 9, die ferner einen Stromweg (P) umfasst, der zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7), zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7) und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und der Zusammenschaltungsstruktur (6), zwischen der Zusammenschaltungsstruktur (6) und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und dem Träger, zwischen dem Träger und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7) und zwischen der zweiten Zusammenschaltungsstruktur (7) und der Energiespeichervorrichtung (5) hindurchgeht.
Optische Emitterbaugruppe mit geringer Induktivität, die Folgendes umfasst: einen Schalt-Die (4); eine Energiespeichervorrichtung (5), die mittels eines ersten leitfähigen Haftvermittlers (8b) direkt auf einer aktiven Oberfläche des Schalt-Dies (4) angebracht ist und über den ersten leitfähigen Haftvermittler (8b) mechanisch und elektrisch mit dem Schalt-Die verbunden ist; einen optischen Emitter-Die (3), der mittels eines zweiten leitfähigen Materials (8f) direkt auf der aktiven Oberfläche des Schalt-Dies (4) angebracht ist und der über den zweiten leitfähigen Haftvermittler (8f) mechanisch und elektrisch mit dem Schalt-Die (4) verbunden ist, wobei der Schalt-Die (4) eine elektrische Kommunikation zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und dem optischen Emitter-Die (3) bereitstellt und konfiguriert ist, einen Strom des optischen Emitter-Dies (3) ein- und auszuschalten; und weiter umfassend: wenigstens eine Zusammenschaltungsstruktur (6, 7) umfassend eine leitfähige Leiterbahn, wobei die wenigstens eine Zusammenschaltungsstruktur (6, 7) elektrisch mit dem optischen Emitter-Die (3) über einen dritten leitfähigen Haftvermittler (8e), mit der Energiespeichervorrichtung (5) über einen vierten leitfähigen Haftvermittler (8a) (8e)und mit dem Schalt-Die (4) über einen fünften leitfähigen Haftvermittler (8c)verbunden ist; und einen Stromweg (P), der zwischen der Energiespeichervorrichtung (5) und der wenigstens einen Zusammenschaltungsstruktur (6, 7), zwischen der wenigstens einen Zusammenschaltungsstruktur (6, 7) und dem Schalt-Die (4), zwischen dem Schalt-Die (4) und der wenigstens einen Zusammenschaltungsstruktur (6, 7), zwischen der wenigstens einen Zusammenschaltungsstruktur (6, 7) und dem optischen Emitter-Die (3), zwischen dem optischen Emitter-Die (3) und dem Schalt-Die (4) und zwischen dem Schalt-Die (4) und der Energiespeichervorrichtung (5) hindurchgeht.
Optische Emitterbaugruppe nach Anspruch 15, wobei der optische Emitter-Die (3) so angebracht ist, dass eine Seitenfläche des optischen Emitter-Dies (3) dem Schalt-Die (4) zugewandt ist.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der Schalt-Die (4) dazu eingerichtet ist, den Strom zu dem optischen Emitter-Die (3) mit einer Schaltgeschwindigkeit in einem Bereich von 50 ps bis 5 ns zu schalten.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei der Schalt-Die (4) dazu eingerichtet ist, den Strom zu dem optischen Emitter-Die (3) mit einer Schaltgeschwindigkeit in einem Bereich von unter 15 ns zu schalten.
Optische Emitterbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei der optischen Emitter-Die (3) dazu eingerichtet ist, einen optischen Puls mit einer Spitzenleistung von über 80 W zu emittieren.