WO2015024860A1 - Laserdiode mit kühlung entlang auch der seitenflächen - Google Patents

Laserdiode mit kühlung entlang auch der seitenflächen Download PDF

Info

Publication number
WO2015024860A1
WO2015024860A1 PCT/EP2014/067436 EP2014067436W WO2015024860A1 WO 2015024860 A1 WO2015024860 A1 WO 2015024860A1 EP 2014067436 W EP2014067436 W EP 2014067436W WO 2015024860 A1 WO2015024860 A1 WO 2015024860A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
laser chip
carrier
chip
component
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/067436
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Horn
Bernhard Stojetz
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US14/910,813 priority Critical patent/US9559491B2/en
Publication of WO2015024860A1 publication Critical patent/WO2015024860A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
    • H01S5/0222—Gas-filled housings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/023—Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325—Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4018—Lasers electrically in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
    • H01S5/4031—Edge-emitting structures

Definitions

  • the present invention relates to a laser component according to claim 1.
  • German priority application DE 10 2013 216 526.9 which expressly forms part of the disclosure of the present application, also describes a laser component.
  • Laser devices with semiconductor laser chips are well known in the art.
  • Semiconductor-based laser chips generate heat during their operation, which must be dissipated to prevent overheating and consequent Be ⁇ damage or destruction of the laser chip.
  • Another known Mög ⁇ friendliness for the thermal coupling of the laser chip is to arrange a laser chip with its underside on a support and the top surface of the laser chip tallbandes by means of a metal or a metal clamp to contact thermally.
  • An object of the present invention is to provide a laser device. This object is achieved by a laser component with the features of claim 1. In the dependent claims various developments are given.
  • a laser component comprises a laser chip having an upper side, a lower side, a first side surface and a second side surface, which are respectively oriented parallel to a resonator of the laser chip.
  • the first side surface of the Laser chips is thermally conductive verbun ⁇ with a heat sink.
  • ⁇ leads are thermally conductive verbun ⁇ with a heat sink.
  • ⁇ leads are thermally conductive verbun ⁇ with a heat sink.
  • ⁇ leads are.
  • removal of heat via the bottom, the top and / or the second soflä ⁇ che of the laser chip of the laser device can be made.
  • This allowed ⁇ light advantageously a discharge of a large amount of heat from the laser chip of the laser device. This makes it ⁇ it enables to operate the laser chip of the laser device with high optical output power shear without overheating the laser chip of the laser device to be feared.
  • the laser chip of the laser component may be formed such that a p-doped region of the laser chip adjoins the surface of the laser chip and an n-doped region of the La ⁇ serchips connects to the underside of the laser chip.
  • a ak ⁇ tive area of the laser chip may be positioned closer to the top than at the bottom of the laser chip.
  • the underside of the laser chip is arranged adjacent to a carrier.
  • waste heat produced in the laser chip of the laser component can then also flow out into the carrier via the underside of the laser chip.
  • This can advantageously a particularly large amount of heat from the laser chip till ⁇ leads.
  • This allows operation of the laser chip of the laser device with high optical output power.
  • first electrical Kon ⁇ clock face of the laser chip is electrically conductively connected to a support formed on the first opposing electrical contact surface.
  • the laser chip of the laser component can be subjected to electrical current and electrical voltage via the first electrical mating contact surface.
  • a laser device formed on the upper surface of the laser chip second electrical Kon ⁇ clock face of the laser chip by means of a bonding wire is electrically conductively connected to a second counter-contact surface. Advanta- geous enough, the laser chip of the laser device via the second counter-contact surface and the bonding wire with electrical ⁇ shear voltage and electric current can be applied.
  • the laser device is the upper side of the laser chip arranged ⁇ fitting attached to a further support.
  • an extended on the upper side of the laser chip ⁇ formed second electrical contact area of the laser chip is electrically conductively connected to a second support further formed on the mating electrical contact surface.
  • Advanta- geous enough the laser device can be applied in this form from ⁇ guide via the second electrical counter-contact surface with electrical voltage and electrical current.
  • a solder contact surface for electrically contacting the laser component are arranged on the carrier and on the further carrier.
  • the solder contact surfaces of the laser component can serve to apply an electrical voltage to the laser component in order to operate the laser chip of the laser component.
  • the solder pads are suitable for electrical contacting of the laser device.
  • the laser component can be designed as a surface mountable component (SMT component). In this case, the solder contact surfaces of the laser component can be electrically contacted, for example, by reflow soldering (reflow soldering).
  • the laser chip is hermetically sealed between the carrier and the further carrier.
  • the laser chip of the laser component is hermetically sealed between the carrier and the further carrier.
  • the laser component is protected against damage due to external mechanical influences.
  • the La ⁇ serchip of the laser device is advantageously from dust and Moisture protected. This makes the laser component before ⁇ can geous enough, have a particularly long service life.
  • this has a cover glass, which is arranged in front of a radiation emission surface of the laser chip.
  • the cover glass may be transparent to a laser beam emitted by the laser chip of the laser component. As a result, a laser beam emitted by the laser chip of the laser component can exit through the cover glass from the housing of the laser component.
  • the cover glass ⁇ an integrated optical lens.
  • the lens may be at ⁇ play for expanding or collimating a light emitted by the laser chip of the laser device the laser beam that ⁇ NEN.
  • integrating the optical lens in the cover glass of the laser device advantageously eliminates the need to provide an additional optical lens.
  • this has a further laser chip.
  • the La ⁇ serbauelement can thereby have a particularly high optical output power ⁇ .
  • the laser chip of the laser device is thermally conductively connected by its first side surface with a heat sink, the laser chip and the further laser chip of the laser device can be advantageously cavities ⁇ Lich arranged close to each other without an overheating of the laser chip and / or the further laser chip is to be feared ,
  • the heat sink comprises an electrically insulating material which at least ⁇ is located on a part of the first side face of the laser chip to ⁇ .
  • the electrically insulating material comprising heat sink of the Laserbauele ⁇ ments drain waste heat produced in the laser chip of the laser device. Since the heat sink is electrically insulating is formed, there is advantageously no risk of a short circuit caused by the heat sink in the laser device ⁇ .
  • the electrically insulating material comprises aluminum nitride (A1N).
  • A1N aluminum nitride
  • the electrically insulating material formed as granules.
  • the electrically insulating material can be arranged in a desired shape and a desired amount on or around the laser chip of the laser device.
  • the electrically insulating material may be in the form of a paste, for example. After arranging the electrically insulating material, this can be cured to increase mechanical stability of the laser ⁇ component.
  • the electrically insulating material is also applied to at least a portion of the second side surface and a part of the top of the La ⁇ serchips.
  • flow of waste heat from the laser ⁇ chip of the laser device in which the electrically insulating material having heat sink via the second side surface and the surface is also applied to at least a portion of the second side surface and a part of the top of the La ⁇ serchips.
  • the heat sink by means of a soft solder ⁇ is on the first side surface be ⁇ solidifies.
  • the laser component can be produced thereby particularly simply.
  • a depression is formed on an upper side of the carrier.
  • the underside of the laser chip is arranged at the bottom of the depression.
  • a region of the depression surrounding the laser chip is at least partially filled up with a filling material.
  • the drain is arranged in the cavity filling material into a side wall of the recess.
  • the filling material on ⁇ a solder, aluminum nitride (A1N), or Cu.
  • A1N aluminum nitride
  • Cu copper
  • the depression has a depth of between 10 .mu.m and 200 .mu.m.
  • the recess has a depth between 30 ym and 70 ym.
  • the filling material above the bottom of the recess has a height between 10 ym and 150 ym.
  • the filling material preferably has a height of between 10 ⁇ m and 70 ⁇ m above the bottom of the depression. It has been found that filling the region surrounding the laser chip at the top of the carrier enables effective dissipation of waste heat from the laser chip of the laser component.
  • the heat sink by a ⁇ is formed on the top of the carrier metallization formed.
  • the metallization can be structured, for example, lithographically. Waste heat produced in the laser chip can be discharged via the first Be ⁇ ten Chemistry of the laser chip in the metallization at the top of the carrier.
  • an electrically conductive material is attached ⁇ arranged on an upper side of the carrier.
  • the electrically conductive material has a Vertie ⁇ exam.
  • the underside of the laser chip is located at the bottom of the depression.
  • the first side surface is thermally lei ⁇ tend connected to a side wall of the recess.
  • waste heat can flow through the first side surface of the laser chip ⁇ in the side wall of the recess at the top of the carrier.
  • FIG. 1 shows a first laser component
  • FIG. 2 shows a second laser component
  • FIG. 3 shows a third laser component
  • FIG. 4 shows a fourth laser component
  • FIG. 5 shows a fifth laser component
  • FIG. 6 shows a sixth laser component
  • FIG. 7 shows a seventh laser component
  • FIG. 8 shows an eighth laser component.
  • 1 shows a schematic perspective view of a portion of a first laser device 100.
  • the first La ⁇ serbauelement 100 may be serbauelement for example, a high-power laser.
  • the first laser device 100 includes a laser chip 1000.
  • the laser chip 1000 is formed as a semiconductor-based laser diode ⁇ .
  • the laser chip 1000 has an upper side 1001 and a lower side 1002 opposite the upper side 1001.
  • the laser chip 1000 has a first side surface 1003 and a second side surface 1004 opposite the first side surface 1003.
  • the top 1001 which are each in parallel with a resonator of the laser chip 1030 1000 ⁇ oriented at page 1002 that the first side surface 1003 and the second side face 1004 of the laser chip 1000th
  • the laser chip has a first end 1005 and one of the first end face 1005 opposite second end ⁇ side.
  • the first end face 1005 and the second end face 1006 are each oriented perpendicular to the resonator 1030 of the laser chip 1000.
  • the first face 1005 and the second face 1006 of the laser chip 1000 forming Spiegelflä ⁇ surfaces of the laser chip 1000.
  • At the first end face 1005 is an emission area 1040 of the laser chip 1000 arranged.
  • the laser chip 1000 is thus designed as an edge emitter.
  • a first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 is madebil ⁇ det.
  • a second electrical contact surface 1020 of the laser chip 1000 is formed. Between the first electrical contact surface 1010 and the second electrical contact surface 1020 of the La ⁇ serchips 1000, an electric voltage can be applied to the laser chip 1000th If a suitable electrical voltage is applied to the laser chip 1000, the laser chip 1000 emits in the emission region 1040 on its first end face 1005 a laser beam which is oriented approximately perpendicular to the first end face 1005.
  • the laser chip 1000 has a p-doped region and an n-doped region.
  • the p-doped region of the laser chip 1000 can be arranged for example on the top 1001 of the La ⁇ serchips 1000 contiguous. In this case is the n-doped region of the laser chip 1000 is arranged adjacent to the underside 1002 of the laser chip 1000. It could ever ⁇ but connect to the underside 1002 of the laser chip 1000, and connect the n-doped region on the top 1001 of the laser chip 1000 is also reversed the p-doped region.
  • an active region of the laser chip 1000 is formed.
  • the active region of the laser chip 1000 opens at the first end face 1005 in the
  • Emission region 1040 of the laser chip 1000 may be arranged closer to the top 1001 than on the bottom 1002 of the laser chip 1000. This is the case in the example shown in FIG. However, the active region could also be arranged closer to the underside 1002 than to the upper side 1001 of the laser chip 1000.
  • the laser chip 1000 of the first laser component 100 is arranged on an upper side 111 of a first carrier 110.
  • the first carrier 110 may also be referred to as submount.
  • the first carrier 110 may comprise an electrically insulating and thermally highly conductive material.
  • the first carrier 110 may comprise a ceramic material.
  • the first carrier 110 may comprise aluminum nitride (A1N), for example.
  • the laser chip 1000 is arranged on the top side 111 of the first carrier 110 such that the underside 1002 of the laser chip 1000 faces the top side 111 of the first carrier 110.
  • the laser chip 1000 may be buildin ⁇ Untitled for example by means of a brazing filler metal on the upper side 111 of the first carrier 110th
  • the electrical counter-contact surface is in electrically conductive connection to the arranged on the underside 1002 of the laser chip 1000 two ⁇ th electrical contact surface 1020 of the laser chip 1000th
  • the laser chip 1000 can be subjected to electrical voltage and electrical current via the mating contact surface arranged on the top side 111 of the first carrier 110.
  • the formed on the upper surface 1001 of the laser chip 1000 first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 may 1 bonding wire, not shown, or other electrically conductive member to be electrically conductively connected to a further counter-contact surface of the first laser ⁇ device 100 in FIG means of a.
  • the further Schmidtflä ⁇ che can also be arranged on the upper side 111 of the first carrier 110 or at another point of the first laser device 100.
  • waste heat from the laser chip 1000 can flow into the first carrier 110.
  • the ven in the activated area near the top 1001 of the laser chip has to overcome a long way through the laser chip in 1000, which is associated with a high heat resistance in 1000, he became the father ⁇ waste heat.
  • the maximum dissipated via the bottom 1002 from the laser chip 1000 heat output is limited. This also makes maximum optical output power will be limited ⁇ with which the laser chip 1000 of the first Laserbauele ⁇ ments 100 can be operated.
  • the first laser device 100 In order to increase the maximum of the laser chip 1000 of the first Laserbauele ⁇ ments 100 dissipated heat power, the first laser device 100 to a first heat sink 120th
  • the first heat sink 120 is provided to dissipate waste heat also from the laser chip 1000 through the first side surface 1003, the second side surface 1004, and the top surface 1001 of the laser chip 1000. May be made of the laser chip 1000 transported in the first heat sink 120 heat then flow 100 and / or radiated from the first heat sink 120 to a surrounding area of the first laser device 100 of the first heat ⁇ valley 120, for example, in the first carrier 110 of the first laser device.
  • the first heat sink 120 is formed by an electrically insulating material which at least partially covers the first side surface 1003, the second side surface 1004 and the upper side 1001 of the laser chip 1000.
  • the electrically iso ⁇ -regulating material of the first heat sink 120 may ⁇ example, a ceramic having, for example, aluminum nitride (A1N).
  • the electrically insulating material of the first heat ⁇ valley 120 may be formed as granules.
  • the electrically insulating material of the first heat sink 120 may have been playing applied in the form of a paste on the first side surface 1003, the second side surface 1004 and the top 1001 of the laser chip 1000 at ⁇ . After application, the material of the first heat sink 120 may also have been subjected to an additional curing step, for example thermal curing.
  • a bonding wire connected to the first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 may be embedded in the material of the first heat sink 120.
  • the electrically insulating material of the first heat sink 120 could also cover only the first side surface 1003.
  • further laser ⁇ components are described below. These further laser devices wei ⁇ sen each case to a laser chip, which can be like the laser chip 1000 of the first laser device 100 is formed.
  • the Laser chips of the further laser devices are therefore provided with the same reference numerals as ⁇ the laser chip 1000 of the first laser device 100 and are not described again in detail.
  • FIG 2 shows a schematic perspective view of a portion of a second laser device 200.
  • the second laser device 200 includes a second carrier 210 with egg ⁇ ner top 211.
  • the second carrier 210 may comprise an electrically insulating material, for example a ceramic j ⁇ ULTRASONIC material such as aluminum nitride ( A1N).
  • the laser chip 1000 of the second laser device 200 is arranged such that the bottom 1002 faces of the laser chip 1000 of the top surface 211 of the second carrier 210 of the ⁇ art at the top 211 of the second carrier 210th
  • the laser chip 1000 may, for example, be fastened by means of a braze to the upper side 211 of the second carrier 210.
  • the formed on the underside 1002 of the laser chip 1000 second electrical ⁇ specific contact area 1020 is electrically conductively connected to an electrode disposed on the upper surface 211 of the second carrier 210 mating electrical contact surface, respectively.
  • the first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 formed on the upper side 1001 of the laser chip 1000 may in turn be electrically conductively connected to a further electrical mating contact surface of the second laser component 200 by means of a bonding wire or another conductive element, not shown in FIG.
  • the second laser device 200 includes a second heat sink 220 is provided to dissipate in the operation of the second La ⁇ serbauelements 200 in the laser chip 1000 waste heat via the first side surface 1003 and the second side face 1004 of the laser chip 1000th
  • the second heat sink 220 comprises a first cuboid 221 and a second cuboid 222.
  • the first cuboid 221 and the second cuboid 222 of the second heat sink 220 may comprise an electrically insulating or an electrically conductive material.
  • the Cuboid 221, 222 of the second heat sink 220 on a thermally highly conductive material.
  • the cuboids 221, 222 of the second heat sink 220 may comprise copper or a ceramic such as aluminum nitride (A1N).
  • the first square 221 of the second heat sink 220 is attached to the first side surface 1003 La ⁇ serchips 1000 by means of a soft solder 223rd
  • the second cuboid 222 is attached to the second side surface 1004 of the laser chip 1000 by means of a soft solder 223.
  • the second cuboid 222 may also be attached to the upper side 211 of the second carrier 210 by means of a soft solder.
  • waste heat draining off from the laser chip 1000 into the cuboids 221, 222 of the second heat sink 220 via the side surfaces 1003, 1004 of the laser chip 1000 can flow further away into the second carrier 210.
  • One of the cuboids 221, 222 of the second heat sink 220 may also be omitted.
  • FIG. 3 shows a schematic perspective illustration of a part of a third laser component 300.
  • the third one is a schematic perspective illustration of a part of a third laser component 300. The third one
  • Laser component 300 comprises a third carrier 310 with egg ⁇ ner top 311.
  • the third carrier 310 may comprise an electrically insulating and thermally highly conductive material, such as a ceramic material such as aluminum nitride (A1N).
  • the recess 330 extends into the third carrier 310 via a depth 334.
  • the depth 334 may be, for example, between 10 ym and 200 ym.
  • the depth 334 of the recess 330 is between 30 ym and 70 ym.
  • the recess 330 may have a depth 334 of 50 ym.
  • the shape of the opening of the recess 330 on the upper side 311 of the third carrier 310 may correspond to the shape of the underside 1002 of FIG Laser chips 1000 of the third laser device 300 correspond, but has a larger area.
  • the laser chip 1000 of the third laser component 300 is arranged on the bottom 331 of the recess 330 of the third carrier 310 such that the underside 1002 of the laser chip 1000 faces the bottom 331 of the recess 330.
  • a first Be ⁇ tenwand 332 of the recess 330 is located opposite the first side surface 1003 of the laser chip 1000th
  • a second side wall 333 of the recess 330 of the third carrier 310 faces the second side surface 1004 of the laser chip 1000.
  • the laser chip 1000 may have ⁇ between its bottom 1002 and its upper surface 1001, for example, a height of 120 ym.
  • the second electrical contact surface 1020 formed on the underside 1002 of the laser chip 1000 is in electrically conductive connection with an electrical mating contact surface formed on the third carrier 310. Also, formed on the upper surface 1001 first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 is in electrically conductive Ver ⁇ bond with a further counter-contact surface of the third La ⁇ serbauelements 300, for example by means of a not visible in Figure 3 bonding wire.
  • a portion of the recess 330 located between the first side surface 1003 of the laser chip 1000 and the first side wall 332 of the recess 330 and a region of the recess 330 located between the second side surface 1004 of the laser chip 1000 and the second side wall 333 of the recess 330 is at least partially ⁇ filled up with a filler 340th
  • the filler material 340 is disposed over the bottom 331 of the Ver ⁇ indentation 330 and has above the floor 331 of the recess 330 has a height 341 on.
  • the height 341 of the filling material 340 may be less than the depth 334 of the recess 330.
  • the filling material 340 then does not completely fill the depression 330.
  • the height 341 of Golfma ⁇ terials 340 between 10 ym and 150 ym lie.
  • the filling material 340 has a height 341 between 10 ym and 70 ym.
  • the filling material 340 forms a third heat sink 320 of the third laser component 300. Via the filling material 340, waste heat arising during operation of the third laser component 300 in the laser chip 1000 of the third laser component 300 can be dissipated via the first side surface 1003 and the second side surface 1004 of the laser chip 1000.
  • the filling material 340 preferably has a thermally good lei ⁇ tendes material.
  • the filler may comprise a solder, aluminum nitride (A1N) or copper. If the filling material is formed by solder 340, so the solder can also be used for fastening the laser chip 1000 at the bottom 331 of the Vertie ⁇ Fung 330 of the third carrier 310 of the third laser device 300th In this case, the recess 330 can be filled in the production of the third laser device 300 first with egg ⁇ ner thick solder layer, in which the laser chip 1000 partially sinks.
  • the filling of the recess 330 with the filling material 340 can, however, also take place only after the arrangement of the laser chip 1000 in the recess 330 of the third carrier 310.
  • 4 shows a schematic perspective view of part of a fourth laser component 400.
  • the fourth laser component 400 includes a fourth carrier 410 with egg ⁇ ner top 411.
  • the fourth carrier 410 has an electrically insulating and thermally highly conductive material, for example a ceramic such as aluminum nitride (A1N). Zusharm ⁇ Lich, the fourth carrier 410 at its top 411, a metallization 430 with a thickness of 431.
  • the thickness 431 of the metallization 430 is preferably between 10 ⁇ m and 100 ⁇ m, particularly preferably between 30 ⁇ m and 70 ⁇ m.
  • the metallization 430 may have a thickness of 50 ym aufwei ⁇ sen 431st
  • the metallization 430 may comprise copper, for example.
  • the metallization 430 on the top 411 of the fourth carrier 410 is lithographically patterned to form a fourth Wär ⁇ mesenke 420th By lithographic structuring ⁇ tion parts of the metallization removed 430th
  • a recess 440 has been applied whose dimensions correspond approximately to the dimensions of the underside 1002 of the laser chip 1000 of the fourth laser component 400.
  • the laser chip 1000 has been arranged in the recess 440 on the upper side 411 of the fourth carrier 410 such that the underside 1002 of the laser chip 1000 faces the upper side 411 of the fourth carrier 410.
  • the recess 440 forming at ⁇ parts of the metallization 430 of the fourth beam 410 are thereby adjacent to the first side surface 1003 and the second side surface 1004 of the laser chip 1000 and preferably lie against the first side surface 1003 and the second side surface 1004 of the laser chip 1000th
  • the Emissionsbe ⁇ rich 1040 remains free there.
  • a solder may additionally be arranged in the recess 440.
  • the metallization 430 in the environment of
  • Recess 440 formed fourth heat sink 420 serves to dissipate in the operation of the fourth laser device 400 in the laser chip 1000 accumulating waste heat on the first side surface 1003 and the second side surface 1004 of the laser chip 1000.
  • FIG. 5 shows a schematic perspective illustration of a part of a fifth laser component 500.
  • the fifth laser component 500 comprises a fifth carrier 510 with a top side 511.
  • the fifth carrier 510 is referred to as
  • the electrically conductive material 513 forms the upper side 511 of the fifth carrier 510.
  • the electrically insulating material 512 may, for example, comprise a ceramic material such as aluminum nitride (A1N).
  • the electrically conductive material 513 may comprise, for example, a metal such as copper.
  • both the electrically insulating material 512 and the electrically conductive material 513 of the fifth carrier 510 have a high thermal conductivity.
  • a Vertie ⁇ Fung 530 is formed which extends from the top surface 511 of the fifth carrier 510 in the conductive material 513 of the fifth carrier 510th In this case 530, the Vertie ⁇ evaporation to a depth 534, which is less than the thickness of the layer of conductive material 513, respectively.
  • the depth 534 of the recess 530 may be, for example, between 30 ym and 70 ym.
  • the recess 530 may have a depth 534 of 50 ym.
  • 513 of the fifth carrier 510 may have a thickness of 100 ym.
  • the depression 530 has a cross-sectional area whose shape and size approximately correspond to those of the underside 1002 of the laser chip 1000 of the fifth laser component 500.
  • the laser chip 1000 of the fifth laser component 500 is arranged on egg ⁇ nem bottom 531 of the recess 530, that the lower side 1002 of the laser chip 1000 faces the bottom 531 of the recess 530.
  • a first side wall 532 of the recess 530 of the first side surface 1003 of the laser chip 1000 is turned to ⁇ .
  • a second side wall 533 of the recess 530 is the second side surface 1004 of the laser chip 1000 faces.
  • the first side wall are 532 and the second Be ⁇ tenwand 533 of the recess 530 on the first side surface 1003 and the second side surface 1004 of the laser chip 1000.
  • a solder can also be arranged between the side walls 532, 533 of the recess 530 and the side surfaces 1003, 1004 of the laser chip 1000.
  • the conductive material 513 of the fifth carrier 510 forms a fifth heat sink 520 of the fifth building lasers ⁇ elements 500th
  • the second electrical contact surface 1020 formed on the underside 1002 of the laser chip 1000 is in electrically conductive connection with the conductive material 513 of the fifth carrier 510 of the fifth laser component 500, which thus forms an electrical mating contact surface.
  • the formed on the upper ⁇ page 1001 of the laser chip 1000 of the fifth laser device 500 first electrical contact surface 1010 may be electrically conductively connected to a further Jacobmannflä ⁇ surface of the fifth laser device 500 by a bonding wire or other conductive Ele ⁇ management.
  • FIG. 6 shows a schematic illustration of part of a sixth laser component 600.
  • the sixth laser component 600 is a schematic illustration of part of a sixth laser component 600.
  • the sixth carrier 610 with the sixth heat sink 620 is formed similarly to the fifth carrier 510 of the fifth laser device 500 in the example shown in FIG. It , _
  • the sixth beam 610 and the sixth heat sink 620 of the sixth laser device 600 as in the second laser device 200, the third Laserbauele ⁇ element 300 or the fourth laser device 400th
  • a valve disposed on an upper surface 611 of the sixth substrate 610 of the sixth laser device 600 electrically conduct ⁇ of the material forming the sixth heat sink 620, and a first counter-contact surface 635.
  • the bottom surface 1002 of the laser chip 1000 is so disposed on the top 611 of the sixth beam 610 that the formed on the underside 1002 of the laser chip 1000 second electrical contact surface 1020 is in electrically conductive connection to the first mating contact surface 635.
  • the first counter-contact surface 635 is electrically connected to a first solder pad 630 ver ⁇ prevented, which is on a perpendicular to the top surface 611 of the sixth beam 610 outer surface of the sixth beam 610 angeord ⁇ net.
  • the sixth laser component 600 has, in addition to the sixth carrier 610, a further carrier 640.
  • the further carrier 640 has an electrically insulating and ther ⁇ mally well conductive material, such as aluminum ⁇ nitride (A1N).
  • A1N aluminum ⁇ nitride
  • On an upper side 641 of the further carrier 640 an electrically conductive layer is arranged which forms a second mating contact surface 655.
  • the second clock Jacobkon- surface 655 is electrically connected to a second solder ⁇ contact surface 650, which is disposed on a plane perpendicular to top surface 641 of the additional carrier 640 outside surface of the additional carrier 640th
  • the additional carrier 640 is such arranged on the top 1001 of the laser chip 1000 that formed on the upper surface 1001 of the laser chip 1000 first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 of electrically conductive Ver ⁇ bond to the second opposing contact surface 655 of the additional carrier 640 is ,
  • the sixth carrier 610 and the further carrier 640 of the sixth laser component 600 are parallel arranged to each other.
  • the first solder contact surface 630 and the second solder contact surface 650 of the sixth laser component 600 are arranged side by side in a common plane.
  • the sixth laser component 600 is suitable for surface mounting.
  • an electrical contacting of the solder contact surfaces 630, 650 of the sixth laser component 600 can take place, for example, by reflow soldering (reflow soldering).
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of part of a seventh laser component 700.
  • the seventh laser component 700 has correspondences with the sixth laser component 600.
  • the seventh laser device 700 of a seventh carrier 710 which is like the sixth carrier 610 of the sixth laser device out forms ⁇ 600th
  • the seventh carrier 710 has an upper side 711.
  • a seventh heat sink 720 is disposed at the top 711 of the seventh carrier 710.
  • a first mating contact surface 735 arranged on the upper side 711 of the seventh carrier 710 is connected in an electrically conductive manner to a first solder mating surface 730 which is connected to the upper side 711 of the seventh Support 710 vertical outer surface of the seventh support 710 is arranged.
  • the laser chip 1000 is so disposed on the top 711 of the seventh carrier 710 that the underside 1002 of the La ⁇ serchips 1000 of the top 711 of the seventh carrier 710 is supplied ⁇ Wandt and formed on the lower 1002 second electrical contact surface 1020 of the laser chip 1000 in
  • the seventh laser device 700 further comprises a further support 740 which is formed as the additional carrier 640 of the sixth laser device 600 is. On a top side 741 of the further carrier 740, a second mating contact surface 755 is arranged, which is electrically conductively connected to a second soldering contact surface 750, which is connected to the top side
  • the additional carrier 740 is such arranged on the top 1001 of the laser chip 1000 that formed on the upper ⁇ page 1001 of the laser chip 1000 first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000 conduct in electrically ⁇ the connection to the second counter-contact surface 755 is.
  • the laser chip 1000 is hermetically sealed in the seventh laser component 700.
  • the seventh laser component 700 comprises two spacers 760, which are arranged between the upper side 711 of the seventh carrier 710 and the upper side 741 of the further carrier 740.
  • the spacers 760 nonetheless parallel to the side faces 1003, 1004 of the laser chip 1000.
  • the front cover glass 770 covers the laser chip 1000 and the surrounding ⁇ the laser chip 1000 at the first end face 1005 of Laser chips 1000 off.
  • the rear cover glass 780 covers the laser ⁇ chip 1000 and the area of the laser chip 1000 to the second end face 1006 of the laser chip 1000th Overall, the La ⁇ serchip 1000 of the seventh laser device 700 is thus completely hermetically enclosed by the seventh carrier 710, the further support 740, the two spacers 760, the front cover glass 770 and the rear cover glass 780th
  • the seventh laser component 700 is also suitable for surface mounting.
  • the solder contact surfaces 730, 750 of the seventh laser component 700 can be electrically contacted, for example, by reflow soldering.
  • the front cover glass 770 of the seventh laser device 700 includes a material that is substantially transparent to a laser beam emitted by the laser chip 1000 of the seventh laser device 700.
  • the front cover glass 770 may additionally have an integrated optical lens 775, which is arranged in front of the emission region 1040 of the laser chip 1000.
  • the integrated optical lens 775 may be game, a collimation lens or divergent lens at ⁇ ⁇ . However, the optical lens 775 may also entfal ⁇ len.
  • the back cover glass 780 may comprise a transparent or an opaque material.
  • the rear cover glass 780 may also be omitted.
  • FIG 8 shows a schematic perspective view of part of an eighth laser device 800.
  • the eighth laser serbauelement 800 has similarities with the seventh La ⁇ serbauelement 700 of Figure 7.
  • the eighth laser device 800 in addition to the laser chip 1000 two white ⁇ tere laser chip 890 on.
  • the further laser chips 890 may be formed like the laser chip 1000.
  • the eighth laser component 800 comprises an eighth carrier 810 with an upper side 811.
  • An eighth heat sink 820 is formed on the upper side 811.
  • a first mating contact surface 835 is arranged on ⁇ , which is electrically conductively connected to a first LötWallet ⁇ surface 830.
  • the first solder contact surface 830 is arranged on an outer surface of the eighth carrier 810 which is perpendicular to the upper side 811.
  • the eighth laser component 800 further comprises a further carrier 840 with an upper side 841.
  • a second countercontact surface 855 is arranged on the upper side 841 of the further carrier 840.
  • the second mating contact surface 855 is electrically conductively connected to a second solder contact surface 850, which is arranged on an outer surface of the further carrier 840 that is perpendicular to the upper side 841 of the further carrier 840.
  • the laser chip 1000 of the eighth laser component 800 is arranged between the upper side 811 of the eighth carrier 810 and the upper side 841 of the further carrier 840 such that the lower side 1002 of the laser chip 1000 of the upper side 811 of the eighth carrier 810 and the upper side 1001 of the upper laser chip 1000 841 of the further carrier 840 faces.
  • the formed on the underside 1002 second electrical con tact ⁇ surface 1020 of the laser chip 1000 is electrically conductively connected to the first opposing contact surface 835 on the top 811 of the eighth carrier 810th
  • the first electrical contact surface 1010 of the laser chip 1000, which is formed on the upper side 1001 is electrically conductively connected to the second counter-contact surface 855 on the upper side 841 of the further carrier 840.
  • the first side surface 1003 of the laser chip 1000 is in thermal contact with the eighth heat sink 820 of the ach ⁇ th carrier 810 of the eighth laser device 800.
  • the other laser chips 890 are also arranged between the ach ⁇ th carrier 810 and the additional carrier 840 of the eighth laser device 800th
  • the laser chip 1000 and the further laser chips 890 of the eighth laser component 800 are electrically connected between the first solder contact area 830 and the second solder contact area 850 of the eighth laser component 800 connected in series. From a parallel connection or a ge ⁇ genddlings interconnection would be possible.
  • Side surfaces of the other laser chip 890 are preferably in thermal contact with another heat sink of the eighth laser device 800 in order to dissipate resulting in the further laser chip 890 via the waste heat Be ⁇ ten vom the further laser chip 890th
  • the laser chip 1000 and the further laser chips 890 of the eighth laser component 800 are hermetically sealed.
  • the laser chips 1000, 890 of the eighth laser device 800 are encapsulated by a front cover glass 870 and a rear cover glass 880.
  • the front cover glass 870 is arranged in front of the first end face 1005 of the laser chip 1000 and the first end faces of the further laser chips 890.
  • the rear cover glass 880 is arranged in front of the second end face 1006 of the laser chip 1000 and the second end faces of the further laser chips 890.
  • the eighth carrier 810, the further carriers 840, the spacers 860, the front cover glass 870 and the rear cover glass 880 encapsulate the laser chip 1000 and the further laser chips 890 in a hermetically sealed manner.
  • the front cover glass 870 includes a material that is permeable to sentlichen We ⁇ by the laser chip 1000 and the other laser chip 890 emitted laser beams.
  • the front cover glass 870 may comprise an optical lens 875, which is attached ⁇ arranged in front of the emitting region 1040 of the laser chip 1000th
  • the front cover glass 870 may comprise other integrated optical lenses arranged in front of the emission ⁇ areas of the additional laser chip 890th
  • An integrated optical lens could also be jointly provided for all laser chips.
  • the optical lens 875 may be omitted.
  • the optical lens 775 may also omitted.
  • the rear cover glass 880 may comprise a transparent or an opaque material.
  • the rear cover glass 880 may also be omitted.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip (1000) mit einer Oberseite (1001), einer Unterseite (1002), einer ersten Seitenfläche und einer zweiten Seitenfläche (1003,1004), die jeweils parallel zu einem Resonator des Laserchips orientiert sind. Die erste und/oder zweite Seitenfläche (1003,1004) des Laserchips ist thermisch leitend mit einer Wärmesenke (120,220) verbunden. Der Laserchip kann sich auch auf einem thermisch leitfähigen Träger (110) z.B. aus AlN befinden zur Kühlung der Unterseite. Des Weiteren kann auch noch zusätzlich eine Kühlung der Oberseite des Laserchips (1001) über eine Wärmesenke (120) aus z.B. AlN erfolgen.

Description

Beschreibung
LASERDIODE MIT KÜHLUNG ENTLANG AUCH DER SEITENFLÄCHEN Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laserbauelement gemäß Patentanspruch 1.
Die deutsche Prioritätsanmeldung DE 10 2013 216 526.9, die ausdrücklich einen Teil der Offenbarung der vorliegenden An- meidung bildet, beschreibt ebenfalls ein Laserbauelement.
Laserbauelemente mit halbleiterbasierten Laserchips sind aus dem Stand der Technik bekannt. Halbleiterbasierte Laserchips erzeugen während ihres Betriebs Abwärme, die abgeführt werden muss, um eine Überhitzung und eine damit einhergehende Be¬ schädigung oder Zerstörung der Laserchips zu verhindern. Um eine Wärmeabfuhr zu ermöglichen, ist es bekannt, Laserchips mit ihrer Unterseite auf thermisch gut leitenden Trägern anzuordnen. Ebenfalls bekannt ist, einen Laserchip derart kopf- über auf einem Träger anzuordnen, dass eine Oberseite des La¬ serchips dem Träger zugewandt ist. Eine weitere bekannte Mög¬ lichkeit zur thermischen Ankopplung von Laserchips besteht darin, einen Laserchip mit seiner Unterseite auf einem Träger anzuordnen und die Oberseite des Laserchips mittels eines Me- tallbandes oder einer Metallklammer thermisch zu kontaktieren .
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Laserbauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Laserbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben .
Ein Laserbauelement umfasst einen Laserchip mit einer Ober- seite, einer Unterseite, einer ersten Seitenfläche und einer zweiten Seitenfläche, die jeweils parallel zu einem Resonator des Laserchips orientiert sind. Die erste Seitenfläche des Laserchips ist thermisch leitend mit einer Wärmesenke verbun¬ den. Vorteilhafterweise kann bei diesem Laserbauelement Ab¬ wärme über die erste Seitenfläche des Laserbauelements abge¬ führt werden. Zusätzlich kann eine Abfuhr von Wärme auch über die Unterseite, die Oberseite und/oder die zweite Seitenflä¬ che des Laserchips des Laserbauelements erfolgen. Dies ermög¬ licht vorteilhafterweise eine Abfuhr einer großen Wärmemenge aus dem Laserchip des Laserbauelements. Dadurch wird es er¬ möglicht, den Laserchip des Laserbauelements mit großer opti- scher Ausgangsleistung zu betreiben, ohne dass eine Überhitzung des Laserchips des Laserbauelements befürchtet werden muss .
Der Laserchip des Laserbauelements kann so ausgebildet sein, dass ein p-dotierter Bereich des Laserchips an die Oberfläche des Laserchips anschließt und ein n-dotierter Bereich des La¬ serchips an die Unterseite des Laserchips anschließt. Ein ak¬ tiver Bereich des Laserchips kann näher an der Oberseite als an der Unterseite des Laserchips angeordnet sein.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Unterseite des Laserchips an einem Träger anliegend angeordnet. Vorteilhafterweise kann im Laserchip des Laserbauelements produzierte Abwärme dann auch über die Unterseite des Laser- chips in den Träger abfließen. Dadurch kann vorteilhafterweise eine besonders große Wärmemenge aus dem Laserchip abge¬ führt werden. Dies ermöglicht einen Betrieb des Laserchips des Laserbauelements mit hoher optischer Ausgangsleistung. In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist eine an der Unterseite des Laserchips ausgebildete erste elektrische Kon¬ taktfläche des Laserchips elektrisch leitend mit einer an dem Träger ausgebildeten ersten elektrischen Gegenkontaktfläche verbunden. Vorteilhafterweise kann der Laserchip des Laser- bauelements über die erste elektrische Gegenkontaktfläche mit elektrischem Strom und elektrischer Spannung beaufschlagt werden . In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist eine an der Oberseite des Laserchips ausgebildete zweite elektrische Kon¬ taktfläche des Laserchips mittels eines Bonddrahts elektrisch leitend mit einer zweiten Gegenkontaktfläche verbunden. Vor- teilhafterweise kann der Laserchip des Laserbauelements über die zweite Gegenkontaktfläche und den Bonddraht mit elektri¬ scher Spannung und elektrischem Strom beaufschlagt werden.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Ober- seite des Laserchips an einem weiteren Träger anliegend ange¬ ordnet. Dabei ist eine an der Oberseite des Laserchips ausge¬ bildete zweite elektrische Kontaktfläche des Laserchips elektrisch leitend mit einer an dem weiteren Träger ausgebildeten zweiten elektrischen Gegenkontaktfläche verbunden. Vor- teilhafterweise kann das Laserbauelement auch in dieser Aus¬ führungsform über die zweite elektrische Gegenkontaktfläche mit elektrischer Spannung und elektrischem Strom beaufschlagt werden . In einer Ausführungsform des Laserbauelements sind an dem Träger und an dem weiteren Träger je eine Lötkontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung des Laserbauelements angeordnet. Die Lötkontaktflächen des Laserbauelements können dazu dienen, eine elektrische Spannung an das Laserbauelement an- zulegen, um den Laserchip des Laserbauelements zu betreiben. Die Lötkontaktflächen eignen sich zur elektrischen Kontaktierung des Laserbauelements. Das Laserbauelement kann als ober- flächenmontierbares Bauelement (SMT-Bauelement) ausgebildet sein. In diesem Fall können die Lötkontaktflächen des Laser- bauelements beispielsweise durch Wiederaufschmelzlöten (Re- flow-Löten) elektrisch kontaktiert werden.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist der Laserchip zwischen dem Träger und dem weiteren Träger hermetisch dicht verkapselt. Vorteilhafterweise ist der Laserchip des
Laserbauelements dadurch vor einer Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen geschützt. Insbesondere ist der La¬ serchip des Laserbauelements vorteilhafterweise vor Staub und Feuchtigkeit geschützt. Dadurch kann das Laserbauelement vor¬ teilhafterweise eine besonders hohe Lebensdauer aufweisen.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist dieses ein Deckglas auf, das vor einer Strahlungsemissionsfläche des Laserchips angeordnet ist. Das Deckglas kann transparent für einen von dem Laserchip des Laserbauelements emittierten Laserstrahl sein. Dadurch kann ein von dem Laserchip des Laserbauelements emittierter Laserstrahl durch das Deckglas aus dem Gehäuse des Laserbauelements austreten.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist das Deck¬ glas eine integrierte optische Linse auf. Die Linse kann bei¬ spielsweise zur Aufweitung oder Kollimation eines durch den Laserchip des Laserbauelements emittierten Laserstrahls die¬ nen. Durch die Integration der optischen Linse in das Deckglas des Laserbauelements entfällt vorteilhafterweise die Notwendigkeit, eine zusätzliche optische Linse vorzusehen. In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist dieses einen weiteren Laserchip auf. Vorteilhafterweise kann das La¬ serbauelement dadurch eine besonders hohe optische Ausgangs¬ leistung aufweisen. Da der Laserchip des Laserbauelements über seine erste Seitenfläche thermisch leitend mit einer Wärmesenke verbunden ist, können der Laserchip und der weitere Laserchip des Laserbauelements vorteilhafterweise räum¬ lich nahe beieinanderliegend angeordnet sein, ohne dass eine Überhitzung des Laserchips und/oder des weiteren Laserchips zu befürchten ist.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements umfasst die Wärmesenke ein elektrisch isolierendes Material, das an zu¬ mindest einem Teil der ersten Seitenfläche des Laserchips an¬ liegt. Vorteilhafterweise kann dadurch in dem Laserchip des Laserbauelements produzierte Abwärme in die das elektrisch isolierende Material umfassende Wärmesenke des Laserbauele¬ ments abfließen. Da die Wärmesenke elektrisch isolierend aus- gebildet ist, besteht bei dem Laserbauelement vorteilhafter¬ weise keine Gefahr eines durch die Wärmesenke verursachten Kurzschlusses .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist das elektrisch isolierende Material Aluminiumnitrid (A1N) auf. Vorteilhafterweise besitzt das elektrisch isolierende Mate¬ rial der Wärmesenke des Laserbauelements dadurch ein hohes elektrisches Isolationsvermögen und eine hohe thermische Leitfähigkeit .
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist das
elektrisch isolierende Material als Granulat ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine besonders einfache Herstellung des Laserbauelements. Dabei kann das elektrisch isolierende Material in einer gewünschten Form und einer gewünschten Menge an oder um den Laserchip des Laserbauelements angeordnet werden. Das elektrisch isolierende Material kann dabei beispielsweise in Form einer Paste vorliegen. Nach dem Anordnen des elektrisch isolierenden Materials kann dieses ausgehärtet werden, um eine mechanische Stabilität des Laser¬ bauelements zu erhöhen.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements liegt das elektrisch isolierende Material auch an zumindest einem Teil der zweiten Seitenfläche und einem Teil der Oberseite des La¬ serchips an. Vorteilhafterweise kann dann auch über die zweite Seitenfläche und die Oberfläche Abwärme aus dem Laser¬ chip des Laserbauelements in die das elektrisch isolierende Material aufweisende Wärmesenke abfließen. Dadurch wird eine besonders wirkungsvolle Abfuhr von Abwärme aus dem Laserchip des Laserbauelements ermöglicht. Dies ermöglicht es, den La¬ serchip des Laserbauelements bei hoher Leistung zu betreiben.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Wärme¬ senke mittels eines Weichlots an der ersten Seitenfläche be¬ festigt. Vorteilhafterweise kann das Laserbauelement dadurch besonders einfach hergestellt werden. In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist an einer Oberseite des Trägers eine Vertiefung ausgebildet. Dabei ist die Unterseite des Laserchips am Grund der Vertiefung ange- ordnet. Ein den Laserchip umgebender Bereich der Vertiefung ist zumindest teilweise mit einem Füllmaterial aufgefüllt. Vorteilhafterweise kann in dem Laserchip des Laserbauelements produzierte Abwärme über die erste Seitenfläche des Laser¬ chips und das in der Vertiefung angeordnete Füllmaterial in eine Seitenwand der Vertiefung abfließen.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist das Füll¬ material ein Lot, Aluminiumnitrid (A1N) oder Cu auf. Vorteil¬ hafterweise lassen sich diese Füllmaterialien in einfacher Weise in dem den Laserchip umgebenden Bereich der Vertiefung anordnen und weisen jeweils eine hohe thermische Leitfähig¬ keit und einen geringen Wärmewiderstand auf.
In einer Ausführungsform des Laserbauelements weist die Ver- tiefung eine Tiefe zwischen 10 ym und 200 ym auf. Bevorzugt weist die Vertiefung eine Tiefe zwischen 30 ym und 70 ym auf. Dabei weist das Füllmaterial über dem Grund der Vertiefung eine Höhe zwischen 10 ym und 150 ym auf. Bevorzugt weist das Füllmaterial über dem Grund der Vertiefung eine Höhe zwischen 10 ym und 70 ym auf. Es hat sich gezeigt, dass eine Füllung des den Laserchip umgebenden Bereichs der Vertiefung an der Oberseite des Trägers eine wirksame Abfuhr von Abwärme aus dem Laserchip des Laserbauelements ermöglicht. In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist die Wärme¬ senke durch eine an der Oberseite des Trägers ausgebildete Metallisierung gebildet. Die Metallisierung kann beispielsweise lithographisch strukturiert sein. Über die erste Sei¬ tenfläche des Laserchips kann in dem Laserchip produzierte Abwärme in die Metallisierung an der Oberseite des Trägers abfließen . In einer Ausführungsform des Laserbauelements ist an einer Oberseite des Trägers ein elektrisch leitendes Material ange¬ ordnet. Das elektrisch leitende Material weist eine Vertie¬ fung auf. Die Unterseite des Laserchips ist am Grund der Ver- tiefung angeordnet. Die erste Seitenfläche ist thermisch lei¬ tend mit einer Seitenwand der Vertiefung verbunden. Vorteilhafterweise kann bei diesem Laserbauelement in dem Laserchip produzierte Abwärme über die erste Seitenfläche des Laser¬ chips in die Seitenwand der Vertiefung an der Oberseite des Trägers abfließen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- ter werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung
Figur 1 ein erstes Laserbauelement;
Figur 2 ein zweites Laserbauelement;
Figur 3 ein drittes Laserbauelement; Figur 4 ein viertes Laserbauelement;
Figur 5 ein fünftes Laserbauelement;
Figur 6 ein sechstes Laserbauelement;
Figur 7 ein siebtes Laserbauelement; und
Figur 8 ein achtes Laserbauelement. Figur 1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines ersten Laserbauelements 100. Das erste La¬ serbauelement 100 kann beispielsweise ein Hochleistungs-La- serbauelement sein. Das erste Laserbauelement 100 umfasst einen Laserchip 1000. Der Laserchip 1000 ist als halbleiterbasierte Laserdiode aus¬ gebildet. Der Laserchip 1000 weist eine Oberseite 1001 und eine der Oberseite 1001 gegenüberliegende Unterseite 1002 auf. Ferner weist der Laserchip 1000 eine erste Seitenfläche 1003 und eine der ersten Seitenfläche 1003 gegenüberliegende zweite Seitenfläche 1004 auf. Die Oberseite 1001, die Unter¬ seite 1002, die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Sei- tenfläche 1004 des Laserchips 1000 sind jeweils parallel zu einem Resonator 1030 des Laserchips 1000 orientiert. Weiter weist der Laserchip 1000 eine erste Stirnseite 1005 und eine der ersten Stirnseite 1005 gegenüberliegende zweite Stirn¬ seite 1006 auf. Die erste Stirnseite 1005 und die zweite Stirnseite 1006 sind jeweils senkrecht zum Resonator 1030 des Laserchips 1000 orientiert. Die erste Stirnseite 1005 und die zweite Stirnseite 1006 des Laserchips 1000 bilden Spiegelflä¬ chen des Laserchips 1000. An der ersten Stirnseite 1005 ist ein Emissionsbereich 1040 des Laserchips 1000 angeordnet. Der Laserchip 1000 ist damit als Kantenemitter ausgebildet.
An der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 ist eine erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 ausgebil¬ det. An der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ist eine zweite elektrische Kontaktfläche 1020 des Laserchips 1000 ausgebildet. Zwischen der ersten elektrischen Kontaktfläche 1010 und der zweiten elektrischen Kontaktfläche 1020 des La¬ serchips 1000 kann eine elektrische Spannung an den Laserchip 1000 angelegt werden. Wird eine geeignete elektrische Span- nung an den Laserchip 1000 angelegt, so emittiert der Laserchip 1000 im Emissionsbereich 1040 an seiner ersten Stirnseite 1005 einen Laserstrahl, der etwa senkrecht zur ersten Stirnseite 1005 orientiert ist. Der Laserchip 1000 weist einen p-dotierten Bereich und einen n-dotierten Bereich auf. Der p-dotierte Bereich des Laserchips 1000 kann beispielsweise an die Oberseite 1001 des La¬ serchips 1000 angrenzend angeordnet sein. In diesem Fall ist der n-dotierte Bereich des Laserchips 1000 an die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 angrenzend angeordnet. Es könnte je¬ doch auch umgekehrt der p-dotierte Bereich an die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 anschließen und der n-dotierte Be- reich an die Oberseite 1001 des Laserchips 1000 anschließen.
An einer Grenze zwischen dem n-dotierten Bereich und dem p- dotierten Bereich des Laserchips 1000 ist ein aktiver Bereich des Laserchips 1000 ausgebildet. Der aktive Bereich des La- serchips 1000 mündet an der ersten Stirnseite 1005 in den
Emissionsbereich 1040 des Laserchips 1000. Der aktive Bereich und somit auch der Emissionsbereich 1040 können näher an der Oberseite 1001 als an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 angeordnet sein. Dies ist im in Figur 1 dargestellten Bei- spiel der Fall. Der aktive Bereich könnte jedoch auch näher an der Unterseite 1002 als an der Oberseite 1001 des Laser¬ chips 1000 angeordnet sein.
Der Laserchip 1000 des ersten Laserbauelements 100 ist auf einer Oberseite 111 eines ersten Trägers 110 angeordnet. Der erste Träger 110 kann auch als Submount bezeichnet werden. Der erste Träger 110 kann ein elektrisch isolierendes und thermisch gut leitendes Material aufweisen. Beispielsweise kann der erste Träger 110 ein keramisches Material aufweisen. Der erste Träger 110 kann beispielsweise Aluminiumnitrid (A1N) aufweisen.
Der Laserchip 1000 ist derart an der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des Laser- chips 1000 der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 zugewandt ist. Der Laserchip 1000 kann beispielsweise mittels eines Hartlots an der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 befes¬ tigt sein. An der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 ist eine elektri¬ sche Gegenkontaktfläche ausgebildet. Die elektrische Gegen- kontaktfläche steht in elektrisch leitender Verbindung zu der an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 angeordneten zwei¬ ten elektrischen Kontaktfläche 1020 des Laserchips 1000.
Dadurch kann der Laserchip 1000 über die an der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 angeordnete Gegenkontaktfläche mit elektrischer Spannung und mit elektrischem Strom beaufschlagt werden .
Die an der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 kann mittels eines in Figur 1 nicht dargestellten Bonddrahts oder eines anderen elektrisch leitenden Elements elektrisch leitend mit einer weiteren Gegenkontaktfläche des ersten Laser¬ bauelements 100 verbunden sein. Die weitere Gegenkontaktflä¬ che kann ebenfalls an der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 oder an einer anderen Stelle des ersten Laserbauelements 100 angeordnet sein.
Im Betrieb des ersten Laserbauelements 100 fällt im Laserchip 1000 des ersten Laserbauelements 100 Abwärme an, die aus dem Laserchip 1000 abgeführt werden muss, um eine übermäßige Er¬ hitzung und eine mögliche Beschädigung oder Zerstörung des Laserchips 1000 zu verhindern. Die Abwärme wird im Laserchip
1000 im Wesentlichen im aktiven Bereich nahe der Oberseite
1001 des Laserchips 1000 erzeugt.
Über den Kontakt zwischen der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 und der Oberseite 111 des ersten Trägers 110 des ersten Laserbauelements 100 kann Abwärme aus dem Laserchip 1000 in den ersten Träger 110 abfließen. Allerdings muss die im akti- ven Bereich nahe der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 er¬ zeugte Abwärme dabei einen langen Weg durch den Laserchip 1000 überwinden, was mit einem hohen Wärmewiderstand einhergeht. Dadurch ist die maximale über die Unterseite 1002 aus dem Laserchip 1000 abführbare Wärmeleistung begrenzt. Hier- durch wird auch eine maximale optische Ausgangsleistung be¬ grenzt, mit der der Laserchip 1000 des ersten Laserbauele¬ ments 100 betrieben werden kann. Um die maximal aus dem Laserchip 1000 des ersten Laserbauele¬ ments 100 abführbare Abwärmeleistung zu erhöhen, weist das erste Laserbauelement 100 eine erste Wärmesenke 120 auf. Die erste Wärmesenke 120 ist dazu vorgesehen, Abwärme auch durch die erste Seitenfläche 1003, die zweite Seitenfläche 1004 und die Oberseite 1001 des Laserchips 1000 aus dem Laserchip 1000 abzuführen. Aus dem Laserchip 1000 in die erste Wärmesenke 120 transportierte Abwärme kann dann aus der ersten Wärme¬ senke 120 beispielsweise in den ersten Träger 110 des ersten Laserbauelements 100 abfließen und/oder von der ersten Wärmesenke 120 an eine Umgebung des ersten Laserbauelements 100 abgestrahlt werden.
Die erste Wärmesenke 120 wird durch ein elektrisch isolieren- des Material gebildet, das die erste Seitenfläche 1003, die zweite Seitenfläche 1004 und die Oberseite 1001 des Laser¬ chips 1000 zumindest teilweise bedeckt. Das elektrisch iso¬ lierende Material der ersten Wärmesenke 120 kann beispiels¬ weise eine Keramik aufweisen, beispielsweise Aluminiumnitrid (A1N) . Das elektrisch isolierende Material der ersten Wärme¬ senke 120 kann als Granulat ausgebildet sein. Das elektrisch isolierende Material der ersten Wärmesenke 120 kann bei¬ spielsweise in Form einer Paste auf die erste Seitenfläche 1003, die zweite Seitenfläche 1004 und die Oberseite 1001 des Laserchips 1000 aufgebracht worden sein. Das Material der ersten Wärmesenke 120 kann nach dem Aufbringen auch einem zusätzlichen Bearbeitungsschritt zur Aushärtung unterworfen worden sein, beispielsweise einer thermischen Aushärtung. Ein mit der ersten elektrischen Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 verbundener Bonddraht kann in das Material der ersten Wärmesenke 120 eingebettet sein. Das elektrisch isolierende Material der ersten Wärmesenke 120 könnte auch lediglich die erste Seitenfläche 1003 bedecken. Anhand der Figuren 2 bis 8 werden nachfolgend weitere Laser¬ bauelemente beschrieben. Diese weiteren Laserbauelemente wei¬ sen jeweils einen Laserchip auf, der wie der Laserchip 1000 des ersten Laserbauelements 100 ausgebildet sein kann. Die Laserchips der weiteren Laserbauelemente sind daher mit den¬ selben Bezugszeichen versehen wie der Laserchip 1000 des ersten Laserbauelements 100 und werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben.
Figur 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines zweiten Laserbauelements 200. Das zweite Laserbauelement 200 umfasst einen zweiten Träger 210 mit ei¬ ner Oberseite 211. Der zweite Träger 210 kann ein elektrisch isolierendes Material aufweisen, beispielsweise ein kerami¬ sches Material wie Aluminiumnitrid (A1N) .
Der Laserchip 1000 des zweiten Laserbauelements 200 ist der¬ art an der Oberseite 211 des zweiten Trägers 210 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 der Oberseite 211 des zweiten Trägers 210 zugewandt ist. Der Laserchip 1000 kann beispielsweise mittels eines Hartlots an der Oberseite 211 des zweiten Trägers 210 befestigt sein. Die an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ausgebildete zweite elektri¬ sche Kontaktfläche 1020 ist elektrisch leitend mit einer an der Oberseite 211 des zweiten Trägers 210 angeordneten elektrischen Gegenkontaktfläche verbunden. Die an der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 kann wiederum mittels eines, in Figur 2 nicht dargestellten, Bonddrahts oder eines anderen Leitelements elektrisch leitend mit einer weiteren elektrischen Gegenkontaktfläche des zweiten Laserbauelements 200 verbunden sein. Das zweite Laserbauelement 200 weist eine zweite Wärmesenke 220 auf, die dazu vorgesehen ist, im Betrieb des zweiten La¬ serbauelements 200 im Laserchip 1000 anfallende Abwärme über die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seitenfläche 1004 aus dem Laserchip 1000 abzuführen. Die zweite Wärmesenke 220 umfasst einen ersten Quader 221 und einen zweiten Quader 222. Der erste Quader 221 und der zweite Quader 222 der zweiten Wärmesenke 220 können ein elektrisch isolierendes oder ein elektrisch leitendes Material aufweisen. Bevorzugt weisen die Quader 221, 222 der zweiten Wärmesenke 220 ein thermisch gut leitendes Material auf. Beispielsweise können die Quader 221, 222 der zweiten Wärmesenke 220 Kupfer oder eine Keramik wie Aluminiumnitrid (A1N) aufweisen.
Der erste Quader 221 der zweiten Wärmesenke 220 ist mittels eines Weichlots 223 an der ersten Seitenfläche 1003 des La¬ serchips 1000 befestigt. Der zweite Quader 222 ist mittels eines Weichlots 223 an der zweiten Seitenfläche 1004 des La- serchips 1000 befestigt. Zusätzlich können der erste Quader
221 und der zweite Quader 222 mittels eines Weichlots auch an der Oberseite 211 des zweiten Trägers 210 befestigt sein. Dadurch kann über die Seitenflächen 1003, 1004 des Laserchips 1000 aus dem Laserchip 1000 in die Quader 221, 222 der zwei- ten Wärmesenke 220 abfließende Abwärme weiter in den zweiten Träger 210 abfließen. Einer der Quader 221, 222 der zweiten Wärmesenke 220 kann auch entfallen.
Figur 3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines dritten Laserbauelements 300. Das dritte
Laserbauelement 300 umfasst einen dritten Träger 310 mit ei¬ ner Oberseite 311. Der dritte Träger 310 kann ein elektrisch isolierendes und thermisch gut leitendes Material aufweisen, beispielsweise ein keramisches Material wie Aluminiumnitrid (A1N) .
An der Oberseite 311 des dritten Trägers 310 ist eine Vertie¬ fung 330 ausgebildet. Die Vertiefung 330 erstreckt sich über eine Tiefe 334 in den dritten Träger 310 hinein. Die Tiefe 334 kann beispielsweise zwischen 10 ym und 200 ym betragen. Bevorzugt liegt die Tiefe 334 der Vertiefung 330 zwischen 30 ym und 70 ym. Beispielsweise kann die Vertiefung 330 eine Tiefe 334 von 50 ym aufweisen. Am Grund der Vertiefung 330 weist diese einen Boden 331 auf. Die Form der Öffnung der Vertiefung 330 an der Oberseite 311 des dritten Trägers 310 kann der Form der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 des dritten Laserbauelements 300 entsprechen, weist jedoch eine größere Fläche auf.
Der Laserchip 1000 des dritten Laserbauelements 300 ist der- art am Boden 331 der Vertiefung 330 des dritten Trägers 310 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 dem Boden 331 der Vertiefung 330 zugewandt ist. Eine erste Sei¬ tenwand 332 der Vertiefung 330 liegt der ersten Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 gegenüber. Eine zweite Seitenwand 333 der Vertiefung 330 des dritten Trägers 310 liegt der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 gegenüber. Der Laserchip 1000 kann zwischen seiner Unterseite 1002 und seiner Oberseite 1001 beispielsweise eine Höhe von 120 ym auf¬ weisen .
Die an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche 1020 steht in elektrisch leitender Verbindung mit einer am dritten Träger 310 ausgebildeten elektrischen Gegenkontaktfläche . Auch die an der Oberseite 1001 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 steht in elektrisch leitender Ver¬ bindung mit einer weiteren Gegenkontaktfläche des dritten La¬ serbauelements 300, beispielsweise mittels eines in Figur 3 nicht sichtbaren Bonddrahts.
Ein zwischen der ersten Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 und der ersten Seitenwand 332 der Vertiefung 330 gelegener Bereich der Vertiefung 330 sowie ein zwischen der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 und der zweiten Seiten- wand 333 der Vertiefung 330 gelegener Bereich der Vertiefung 330 ist zumindest teilweise mit einem Füllmaterial 340 aufge¬ füllt. Das Füllmaterial 340 ist über dem Boden 331 der Ver¬ tiefung 330 angeordnet und weist über dem Boden 331 der Vertiefung 330 eine Höhe 341 auf. Die Höhe 341 des Füllmaterials 340 kann geringer als die Tiefe 334 der Vertiefung 330 sein. Das Füllmaterial 340 füllt die Vertiefung 330 dann nicht vollständig auf. Beispielsweise kann die Höhe 341 des Füllma¬ terials 340 zwischen 10 ym und 150 ym liegen. Bevorzugt weist das Füllmaterial 340 eine Höhe 341 zwischen 10 ym und 70 ym auf .
Das Füllmaterial 340 bildet eine dritte Wärmesenke 320 des dritten Laserbauelements 300. Über das Füllmaterial 340 kann im Betrieb des dritten Laserbauelements 300 im Laserchip 1000 des dritten Laserbauelements 300 anfallende Abwärme über die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 abgeführt werden.
Das Füllmaterial 340 weist bevorzugt ein thermisch gut lei¬ tendes Material auf. Beispielsweise kann das Füllmaterial ein Lot, Aluminiumnitrid (A1N) oder Kupfer aufweisen. Falls das Füllmaterial 340 durch Lot gebildet ist, so kann das Lot auch zum Befestigen des Laserchips 1000 am Boden 331 der Vertie¬ fung 330 des dritten Trägers 310 des dritten Laserbauelements 300 dienen. In diesem Fall kann die Vertiefung 330 bei der Herstellung des dritten Laserbauelements 300 zunächst mit ei¬ ner dicken Lotschicht befüllt werden, in die der Laserchip 1000 teilweise einsinkt. Das Befüllen der Vertiefung 330 mit dem Füllmaterial 340 kann aber auch erst nach dem Anordnen des Laserchips 1000 in der Vertiefung 330 des dritten Trägers 310 erfolgen. Figur 4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines vierten Laserbauelements 400. Das vierte Laserbauelement 400 umfasst einen vierten Träger 410 mit ei¬ ner Oberseite 411. Der vierte Träger 410 weist ein elektrisch isolierendes und thermisch gut leitendes Material auf, bei- spielsweise eine Keramik wie Aluminiumnitrid (A1N) . Zusätz¬ lich weist der vierte Träger 410 an seiner Oberseite 411 eine Metallisierung 430 mit einer Dicke 431 auf. Die Dicke 431 der Metallisierung 430 liegt bevorzugt zwischen 10 ym und 100 ym, besonders bevorzugt zwischen 30 ym und 70 ym. Beispielsweise kann die Metallisierung 430 eine Dicke 431 von 50 ym aufwei¬ sen. Die Metallisierung 430 kann beispielsweise Kupfer aufweisen . Die Metallisierung 430 an der Oberseite 411 des vierten Trägers 410 ist lithographisch strukturiert, um eine vierte Wär¬ mesenke 420 zu formen. Durch die lithographische Strukturie¬ rung wurden Teile der Metallisierung 430 entfernt. Insbeson- dere wurde eine Ausnehmung 440 angelegt, deren Abmessungen etwa den Abmessungen der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 des vierten Laserbauelements 400 entsprechen. Anschließend wurde der Laserchip 1000 derart in der Ausnehmung 440 an der Oberseite 411 des vierten Trägers 410 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 der Oberseite 411 des vierten Trägers 410 zugewandt ist. Die die Ausnehmung 440 um¬ gebenden Teile der Metallisierung 430 des vierten Trägers 410 sind dadurch der ersten Seitenfläche 1003 und der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 benachbart und liegen bevorzugt an der ersten Seitenfläche 1003 und der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 an. Der Emissionsbe¬ reich 1040 bleibt dabei frei. Zwischen den Seitenflächen 1003, 1004 des Laserchips 1000 und der Metallisierung 430 kann zusätzlich auch ein Lot in der Ausnehmung 440 angeordnet sein. Die durch die Metallisierung 430 in der Umgebung der
Ausnehmung 440 gebildete vierte Wärmesenke 420 dient dazu, im Betrieb des vierten Laserbauelements 400 im Laserchip 1000 anfallende Abwärme über die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seitenfläche 1004 aus dem Laserchip 1000 abzuführen.
Im in Figur 4 gezeigten Beispiel des vierten Laserbauelements 400 liegt ein Teil der durch die Metallisierung 430 in der Umgebung der Ausnehmung 440 gebildeten vierten Wärmesenke 420 auch an der zweiten Stirnseite 1006 des Laserchips 1000 an. Dadurch kann in dem Laserchip 1000 produzierte Abwärme auch über die zweite Stirnseite 1006 aus dem Laserchip 1000 in die vierte Wärmesenke 420 des vierten Laserbauelements 400 ab¬ fließen. Die durch die Metallisierung 430 in der Umgebung der Ausnehmung 440 gebildete vierte Wärmesenke 420 könnte zusätz- lieh auch an der ersten Stirnseite 1005 des Laserchips 1000 anliegen. Die vierte Wärmesenke 420 könnte aber auch ledig¬ lich an der ersten Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 an¬ liegen . Figur 5 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines fünften Laserbauelements 500. Das fünfte Laserbauelement 500 umfasst einen fünften Träger 510 mit ei- ner Oberseite 511. Der fünfte Träger 510 ist als
Schichtstruktur mit einem elektrisch isolierenden Material
512 und einem über dem isolierenden Material 512 angeordneten elektrisch leitenden Material 513 ausgebildet. Das elektrisch leitende Material 513 bildet die Oberseite 511 des fünften Trägers 510. Das elektrisch isolierende Material 512 kann beispielsweise ein keramisches Material wie Aluminiumnitrid (A1N) aufweisen. Das elektrisch leitende Material 513 kann beispielsweise ein Metall wie Kupfer aufweisen. Bevorzugt weisen sowohl das elektrisch isolierende Material 512 als auch das elektrisch leitende Material 513 des fünften Trägers 510 eine hohe thermische Leitfähigkeit auf.
An der Oberseite 511 des fünften Trägers 510 ist eine Vertie¬ fung 530 ausgebildet, die sich von der Oberseite 511 des fünften Trägers 510 aus in das leitende Material 513 des fünften Trägers 510 hinein erstreckt. Dabei weist die Vertie¬ fung 530 eine Tiefe 534 auf, die geringer als die Dicke der Schicht des leitenden Materials 513 ist. Die Tiefe 534 der Vertiefung 530 kann beispielsweise zwischen 30 ym und 70 ym betragen. Beispielsweise kann die Vertiefung 530 eine Tiefe 534 von 50 ym aufweisen. Die Schicht des leitenden Materials
513 des fünften Trägers 510 kann beispielsweise eine Dicke von 100 ym aufweisen. Die Vertiefung 530 weist eine Querschnittsfläche auf, deren Form und Größe etwa denen der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 des fünften Laserbauelements 500 entsprechen. Der Laserchip 1000 des fünften Laserbauelements 500 ist derart an ei¬ nem Boden 531 der Vertiefung 530 angeordnet, dass die Unter- seite 1002 des Laserchips 1000 dem Boden 531 der Vertiefung 530 zugewandt ist. Eine erste Seitenwand 532 der Vertiefung 530 ist der ersten Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 zu¬ gewandt. Eine zweite Seitenwand 533 der Vertiefung 530 ist der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 zugewandt. Bevorzugt liegen die erste Seitenwand 532 und die zweite Sei¬ tenwand 533 der Vertiefung 530 an der ersten Seitenfläche 1003 und der zweiten Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 an. Zwischen den Seitenwänden 532, 533 der Vertiefung 530 und den Seitenflächen 1003, 1004 des Laserchips 1000 kann aber auch ein Lot angeordnet sein.
Im Betrieb des fünften Laserbauelements 500 im Laserchip 1000 anfallende Abwärme kann über die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 und die Sei¬ tenwände 532, 533 der Vertiefung 530 in das leitende Material 513 des fünften Trägers 510 des fünften Laserbauelements 500 abfließen. Das leitende Material 513 des fünften Trägers 510 bildet damit eine fünfte Wärmesenke 520 des fünften Laserbau¬ elements 500.
Die an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche 1020 steht in elektrisch leitender Verbindung mit dem leitenden Material 513 des fünften Trägers 510 des fünften Laserbauelements 500, das damit eine elektrische Gegenkontaktfläche bildet. Die an der Ober¬ seite 1001 des Laserchips 1000 des fünften Laserbauelements 500 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 kann mittels eines Bonddrahts oder eines anderen leitenden Ele¬ ments elektrisch leitend mit einer weiteren Gegenkontaktflä¬ che des fünften Laserbauelements 500 verbunden sein.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines sechsten Laserbauelements 600. Das sechste Laserbauelement
600 weist einen sechsten Träger 610 mit einer sechsten Wärmesenke 620 auf, die dazu vorgesehen ist, eine während des Be¬ triebs des sechsten Laserbauelements 600 in dem Laserchip 1000 des sechsten Laserbauelements 600 anfallende Abwärme über die erste Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 abzufüh¬ ren. Der sechste Träger 610 mit der sechsten Wärmesenke 620 ist im in Figur 6 gezeigten Beispiel ähnlich wie der fünfte Träger 510 des fünften Laserbauelements 500 ausgebildet. Es , _
wäre jedoch auch möglich, den sechsten Träger 610 und die sechste Wärmesenke 620 des sechsten Laserbauelements 600 wie bei dem zweiten Laserbauelement 200, dem dritten Laserbauele¬ ment 300 oder dem vierten Laserbauelement 400 auszubilden.
Ein an einer Oberseite 611 des sechsten Trägers 610 des sechsten Laserbauelements 600 angeordnetes elektrisch leiten¬ des Material bildet die sechste Wärmesenke 620 und eine erste Gegenkontaktfläche 635. Die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ist derart an der Oberseite 611 des sechsten Trägers 610 angeordnet, dass die an der Unterseite 1002 des Laserchips 1000 ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche 1020 in elektrisch leitender Verbindung zu der ersten Gegenkontakt- fläche 635 steht. Die erste Gegenkontaktfläche 635 ist elektrisch leitend mit einer ersten Lötkontaktfläche 630 ver¬ bunden, die an einer zur Oberseite 611 des sechsten Trägers 610 senkrechten Außenfläche des sechsten Trägers 610 angeord¬ net ist.
Das sechste Laserbauelement 600 weist zusätzlich zu dem sechsten Träger 610 einen weiteren Träger 640 auf. Der weitere Träger 640 weist ein elektrisch isolierendes und ther¬ misch gut leitendes Material auf, beispielsweise Aluminium¬ nitrid (A1N) . An einer Oberseite 641 des weiteren Trägers 640 ist eine elektrisch leitende Schicht angeordnet, die eine zweite Gegenkontaktfläche 655 bildet. Die zweite Gegenkon- taktfläche 655 ist elektrisch leitend mit einer zweiten Löt¬ kontaktfläche 650 verbunden, die an einer zur Oberseite 641 des weiteren Trägers 640 senkrechten Außenfläche des weiteren Trägers 640 angeordnet ist.
Der weitere Träger 640 ist derart an der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 angeordnet, dass die an der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 ausgebildete erste elektrische Kontakt- fläche 1010 des Laserchips 1000 in elektrisch leitender Ver¬ bindung zu der zweiten Gegenkontaktfläche 655 des weiteren Trägers 640 steht. Der sechste Träger 610 und der weitere Träger 640 des sechsten Laserbauelements 600 sind parallel zueinander angeordnet. Die erste Lötkontaktfläche 630 und die zweite Lötkontaktfläche 650 des sechsten Laserbauelements 600 sind nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Dadurch eignet sich das sechste Laserbauelement 600 für eine Oberflächenmontage. Hierbei kann eine elektrische Kontaktie- rung der Lötkontaktflächen 630, 650 des sechsten Laserbauelements 600 beispielsweise durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow- Löten) erfolgen. Während des Betriebs des sechsten Laserbauelements 600 im La¬ serchip 1000 des sechsten Laserbauelements 600 anfallende Ab¬ wärme kann über die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 in den sechsten Träger 610 abfließen. Zusätzlich kann im Laserchip 1000 entstehende Abwärme über die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seitenfläche 1004 des Laserchips 1000 in die sechste Wärmesenke 620 des sechsten Laserbauelements 600 abfließen. Außerdem kann im Laserchip 1000 anfallende Abwärme über die Oberseite 1001 des Laserchips 1000 in den weiteren Träger 640 abfließen. Dadurch kann beim sechsten Laserbauele- ment 600 eine große Abwärmeleistung aus dem Laserchip 1000 abgeführt werden. Dies ermöglicht es, das sechste Laserbau¬ element 600 mit hoher optischer Ausgangsleistung zu betreiben, ohne dass es zu einer Überhitzung des Laserchips 1000 des sechsten Laserbauelements 600 kommt.
Figur 7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines siebten Laserbauelements 700. Das siebte Laserbauelement 700 weist Übereinstimmungen mit dem sechsten Laserbauelement 600 auf. Insbesondere weist das siebte Laser- bauelement 700 einen siebten Träger 710 auf, der wie der sechste Träger 610 des sechsten Laserbauelements 600 ausge¬ bildet ist. Der siebte Träger 710 weist eine Oberseite 711 auf. An der Oberseite 711 des siebten Trägers 710 ist eine siebte Wärmesenke 720 angeordnet. Eine an der Oberseite 711 des siebten Trägers 710 angeordnete erste Gegenkontaktfläche 735 ist elektrisch leitend mit einer ersten Lötkontaktfläche 730 verbunden, die an einer zur Oberseite 711 des siebten Trägers 710 senkrechten Außenfläche des siebten Trägers 710 angeordnet ist.
Der Laserchip 1000 ist derart an der Oberseite 711 des sieb- ten Trägers 710 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des La¬ serchips 1000 der Oberseite 711 des siebten Trägers 710 zuge¬ wandt ist und die an der Unterseite 1002 ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche 1020 des Laserchips 1000 in
elektrisch leitender Verbindung zur ersten Gegenkontaktfläche 735 steht. Die erste Seitenfläche 1003 und die zweite Seiten¬ fläche 1004 des Laserchips 1000 des siebten Laserbauelements 700 stehen außerdem in thermischem Kontakt zur siebten Wärmesenke 720. Das siebte Laserbauelement 700 umfasst ferner einen weiteren Träger 740, der wie der weitere Träger 640 des sechsten Laserbauelements 600 ausgebildet ist. An einer Oberseite 741 des weiteren Trägers 740 ist eine zweite Gegenkontaktfläche 755 angeordnet, die elektrisch leitend mit einer zweiten Löt- kontaktfläche 750 verbunden ist, die an einer zur Oberseite
741 senkrechten Außenfläche des weiteren Trägers 740 angeord¬ net ist. Der weitere Träger 740 ist derart an der Oberseite 1001 des Laserchips 1000 angeordnet, dass die an der Ober¬ seite 1001 des Laserchips 1000 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laserchips 1000 in elektrisch leiten¬ der Verbindung zur zweiten Gegenkontaktfläche 755 steht.
Im Unterschied zu dem sechsten Laserbauelement 600 ist der Laserchip 1000 beim siebten Laserbauelement 700 hermetisch dicht gekapselt. Hierzu umfasst das siebte Laserbauelement 700 zwei Abstandshalter 760, die zwischen der Oberseite 711 des siebten Trägers 710 und der Oberseite 741 des weiteren Trägers 740 angeordnet sind. Die Abstandshalter 760 erstre¬ cken sich dabei parallel zu den Seitenflächen 1003, 1004 des Laserchips 1000. Weiter weist das siebte Laserbauelement 700 ein vorderes Deckglas 770 und ein hinteres Deckglas 780 auf. Das vordere Deckglas 770 deckt den Laserchip 1000 und die Um¬ gebung des Laserchips 1000 an der ersten Stirnseite 1005 des Laserchips 1000 ab. Das hintere Deckglas 780 deckt den Laser¬ chip 1000 und die Umgebung des Laserchips 1000 an der zweiten Stirnseite 1006 des Laserchips 1000 ab. Insgesamt ist der La¬ serchip 1000 des siebten Laserbauelements 700 damit durch den siebten Träger 710, den weiteren Träger 740, die beiden Abstandshalter 760, das vordere Deckglas 770 und das hintere Deckglas 780 vollständig hermetisch dicht umschlossen.
Auch das siebte Laserbauelement 700 eignet sich für eine Oberflächenmontage. Hierbei können die Lötkontaktflächen 730, 750 des siebten Laserbauelements 700 beispielsweise durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten) elektrisch kontaktiert werden . Das vordere Deckglas 770 des siebten Laserbauelements 700 weist ein Material auf, das im Wesentlichen durchlässig für einen durch den Laserchip 1000 des siebten Laserbauelements 700 emittierten Laserstrahl ist. Das vordere Deckglas 770 kann zusätzlich eine integrierte optische Linse 775 aufwei- sen, die vor dem Emissionsbereich 1040 des Laserchips 1000 angeordnet ist. Die integrierte optische Linse 775 kann bei¬ spielsweise eine Kollimationslinse oder eine Zerstreuungs¬ linse sein. Die optische Linse 775 kann jedoch auch entfal¬ len. Das hintere Deckglas 780 kann ein transparentes oder ein opakes Material aufweisen. Das hintere Deckglas 780 kann auch entfallen .
Figur 8 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines achten Laserbauelements 800. Das achte La- serbauelement 800 weist Übereinstimmungen mit dem siebten La¬ serbauelement 700 der Figur 7 auf. Allerdings weist das achte Laserbauelement 800 neben dem Laserchip 1000 noch zwei wei¬ tere Laserchips 890 auf. Die weiteren Laserchips 890 können wie der Laserchip 1000 ausgebildet sein.
Das achte Laserbauelement 800 umfasst einen achten Träger 810 mit einer Oberseite 811. An der Oberseite 811 ist eine achte Wärmesenke 820 ausgebildet. Außerdem ist an der Oberseite 811 2
des achten Trägers 810 eine erste Gegenkontaktfläche 835 an¬ geordnet, die elektrisch leitend mit einer ersten Lötkontakt¬ fläche 830 verbunden ist. Die erste Lötkontaktfläche 830 ist an einer zur Oberseite 811 senkrechten Außenfläche des achten Trägers 810 angeordnet.
Das achte Laserbauelement 800 umfasst ferner einen weiteren Träger 840 mit einer Oberseite 841. An der Oberseite 841 des weiteren Trägers 840 ist eine zweite Gegenkontaktfläche 855 angeordnet. Die zweite Gegenkontaktfläche 855 ist elektrisch leitend mit einer zweiten Lötkontaktfläche 850 verbunden, die an einer zur Oberseite 841 des weiteren Trägers 840 senkrechten Außenfläche des weiteren Trägers 840 angeordnet ist.
Der Laserchip 1000 des achten Laserbauelements 800 ist derart zwischen der Oberseite 811 des achten Trägers 810 und der Oberseite 841 des weiteren Trägers 840 angeordnet, dass die Unterseite 1002 des Laserchips 1000 der Oberseite 811 des achten Trägers 810 und die Oberseite 1001 des Laserchips 1000 der Oberseite 841 des weiteren Trägers 840 zugewandt ist. Die an der Unterseite 1002 ausgebildete zweite elektrische Kon¬ taktfläche 1020 des Laserchips 1000 ist elektrisch leitend mit der ersten Gegenkontaktfläche 835 an der Oberseite 811 des achten Trägers 810 verbunden. Die an der Oberseite 1001 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche 1010 des Laser¬ chips 1000 ist elektrisch leitend mit der zweiten Gegenkon- taktfläche 855 an der Oberseite 841 des weiteren Trägers 840 verbunden. Die erste Seitenfläche 1003 des Laserchips 1000 ist in thermischem Kontakt zur achten Wärmesenke 820 des ach¬ ten Trägers 810 des achten Laserbauelements 800.
Die weiteren Laserchips 890 sind ebenfalls zwischen dem ach¬ ten Träger 810 und dem weiteren Träger 840 des achten Laserbauelements 800 angeordnet. Dabei sind der Laserchip 1000 und die weiteren Laserchips 890 des achten Laserbauelements 800 zwischen der ersten Lötkontaktfläche 830 und der zweiten Lötkontaktfläche 850 des achten Laserbauelements 800 elektrisch in Reihe geschaltet. Aus eine Parallelschaltung oder eine ge¬ genläufig Verschaltung wäre möglich. Seitenflächen der weiteren Laserchips 890 sind bevorzugt in thermischem Kontakt mit weiteren Wärmesenken des achten Laserbauelements 800, um in den weiteren Laserchips 890 entstehende Abwärme über die Sei¬ tenflächen der weiteren Laserchips 890 abzuführen.
Der Laserchip 1000 und die weiteren Laserchips 890 des achten Laserbauelements 800 sind hermetisch dicht umschlossen.
Hierzu sind zwischen dem achten Träger 810 und dem weiteren Träger 840 zwei Abstandshalter 860 angeordnet, die sich pa¬ rallel zu den Seitenflächen der Laserchips 1000, 890 des ach¬ ten Laserbauelements 800 erstrecken. Außerdem werden die Laserchips 1000, 890 des achten Laserbauelements 800 durch ein vorderes Deckglas 870 und ein hinteres Deckglas 880 kapselt. Das vordere Deckglas 870 ist vor der ersten Stirnseite 1005 des Laserchips 1000 und den ersten Stirnseiten der weiteren Laserchips 890 angeordnet. Das hintere Deckglas 880 ist vor der zweiten Stirnseite 1006 des Laserchips 1000 und den zwei- ten Stirnseiten der weiteren Laserchips 890 angeordnet. Der achte Träger 810, der weitere Träger 840, die Abstandshalter 860, das vordere Deckglas 870 und das hintere Deckglas 880 umkapseln den Laserchip 1000 und die weiteren Laserchips 890 in hermetisch dichter Weise.
Das vordere Deckglas 870 weist ein Material auf, das im We¬ sentlichen durchlässig für durch den Laserchip 1000 und die weiteren Laserchips 890 emittierte Laserstrahlen ist. Das vordere Deckglas 870 kann eine optische Linse 875 aufweisen, die vor dem Emissionsbereich 1040 des Laserchips 1000 ange¬ ordnet ist. Außerdem kann das vordere Deckglas 870 weitere integrierte optische Linsen aufweisen, die vor den Emissions¬ bereichen der weiteren Laserchips 890 angeordnet sind. Es könnte auch eine integrierte optische Linse für alle Laser- chips gemeinsam vorgesehen sein. Die optische Linse 875 kann jedoch auch entfallen. Die optische Linse 775 kann jedoch auch entfallen. Das hintere Deckglas 880 kann ein transparentes oder ein opakes Material aufweisen. Das hintere Deckglas 880 kann auch entfallen. Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas- sen.
r
2 b
Bezugs zeichenliste
100 erstes Laserbauelement
110 erster Träger
111 Oberseite
120 erste Wärmesenke
200 zweites Laserbauelement
210 zweiter Träger
211 Oberseite
220 zweites Wärmesenke
221 erster Quader
222 zweiter Quader
223 Weichlot
300 drittes Laserbauelement
310 dritter Träger
311 Oberseite
320 dritte Wärmesenke
330 Vertiefung
331 Boden
332 erste Seitenwand
333 zweite Seitenwand
334 Tiefe
340 Füllmaterial
341 Höhe
400 viertes Laserbauelement
410 vierter Träger
411 Oberseite
420 vierte Wärmesenke
430 Metallisierung
431 Dicke
440 Ausnehmung
500 fünftes Laserbauelement
510 fünfter Träger
511 Oberseite 512 isolierendes Material
513 leitendes Material
520 fünfte Wärmesenke
530 Vertiefung
531 Boden
532 erste Seitenwand
533 zweite Seitenwand
534 Tiefe 600 sechstes Laserbauelement
610 sechster Träger
611 Oberseite
620 sechste Wärmesenke
630 erste Lötkontaktfläche 635 erste Gegenkontaktfläche
640 weiterer Träger
641 Oberseite
650 zweite Lötkontaktfläche
655 zweite Gegenkontaktfläche
700 siebtes Laserbauelement
710 siebter Träger
711 Oberseite
720 siebte Wärmesenke
730 erste Lötkontaktfläche
735 erste Gegenkontaktfläche
740 weiterer Träger
741 Oberseite
750 zweite Lötkontaktfläche 755 zweite Gegenkontaktfläche
760 Abstandshalter
770 vorderes Deckglas
775 optische Linse
780 hinteres Deckglas
800 achtes Laserbauelement
810 achter Träger
811 Oberseite 820 achte Wärmesenke
830 erste Lötkontaktfläche
835 erste Gegenkontaktfläche
840 weiterer Träger
841 Oberseite
850 zweite Lötkontaktfläche
855 zweite Gegenkontaktfläche
860 Abstandshalter
870 vorderes Deckglas
875 optische Linse
880 hinteres Deckglas
890 weiterer Laserchip
1000 Laserchip
1001 Oberseite
1002 Unterseite
1003 erste Seitenfläche
1004 zweite Seitenfläche
1005 erste Stirnseite
1006 zweite Stirnseite
1010 erste elektrische Kontaktfläche
1020 zweite elektrische Kontaktfläche
1030 Resonator
1040 Emissionsbereich

Claims

Patentansprüche
1. Laserbauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) mit einem Laserchip (1000) mit einer Oberseite (1001), einer Unterseite (1002), einer ersten Seitenfläche (1003) und einer zweiten Seitenfläche (1004), die jeweils paral¬ lel zu einem Resonator (1030) des Laserchips (1000) ori¬ entiert sind,
wobei die erste Seitenfläche (1003) des Laserchips (1000) thermisch leitend mit einer Wärmesenke (120, 220, 320,
420, 520, 620, 720, 820) verbunden ist.
2. Laserbauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) gemäß Anspruch 1,
wobei die Unterseite (1002) des Laserchips (1000) an ei¬ nem Träger (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) an¬ liegend angeordnet ist.
3. Laserbauelement (600, 700, 800) gemäß Anspruch 2,
wobei die Oberseite (1001) des Laserchips (1000) an einem weiteren Träger (640, 740, 840) anliegend angeordnet ist, wobei eine an der Oberseite (1001) des Laserchips (1000) ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche (1010) des Laserchips (1000) elektrisch leitend mit einer an dem weiteren Träger (640, 740, 840) ausgebildeten zweiten elektrischen Gegenkontaktfläche (655, 755, 855) verbunden ist .
4. Laserbauelement (600, 700, 800) gemäß Anspruch 3,
wobei an dem Träger (610, 710, 810) und an dem weiteren
Träger (640, 740, 840) je eine Lötkontaktfläche (630, 650, 730, 750, 830, 850) zur elektrischen Kontaktierung des Laserbauelements (600, 700, 800) angeordnet sind.
5. Laserbauelement (700, 800) gemäß einem der Ansprüche 3 und 4 ,
wobei der Laserchip (1000) zwischen dem Träger (710, 810) und dem weiteren Träger (740, 840) hermetisch dicht verkapselt ist.
6. Laserbauelement (700, 800) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5 ,
wobei das Laserbauelement (700, 800) ein Deckglas (770, 870) aufweist, das vor einer Strahlungsemissionsfläche (1005) des Laserchips (1000) angeordnet ist.
7. Laserbauelement (700, 800) gemäß Anspruch 6,
wobei das Deckglas (770, 870) eine integrierte optische Linse (775, 875) aufweist.
8. Laserbauelement (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7,
wobei eine an der Unterseite (1002) des Laserchips (1000) ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche (1020) des Laserchips (1000) elektrisch leitend mit einer an dem Träger (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) ausgebil¬ deten ersten elektrischen Gegenkontaktfläche (635, 735, 835) verbunden ist.
9. Laserbauelement (100, 200, 300, 400, 500) gemäß Anspruch 2,
wobei eine an der Oberseite (1001) des Laserchips (1000) ausgebildete zweite elektrische Kontaktfläche (1010) des Laserchips (1000) mittels eines Bonddrahts elektrisch leitend mit einer zweiten Gegenkontaktfläche verbunden ist .
10. Laserbauelement (800) gemäß einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
wobei das Laserbauelement (800) einen weiteren Laserchip (890) aufweist.
11. Laserbauelement (100, 200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmesenke (120, 220) ein elektrisch isolieren¬ des Material umfasst, das an zumindest einem Teil der ersten Seitenfläche (1003) des Laserchips (1000) anliegt.
12. Laserbauelement (100) gemäß Anspruch 11,
wobei das elektrisch isolierende Material A1N aufweist.
13. Laserbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 11 und 12,
wobei das elektrisch isolierende Material als Granulat ausgebildet ist.
14. Laserbauelement (100) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13,
wobei das elektrisch isolierende Material auch an zumin¬ dest einem Teil der zweiten Seitenfläche (1004) und einem Teil der Oberseite (1001) des Laserchips (1000) anliegt.
15. Laserbauelement (200) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Wärmesenke (220) mittels eines Weichlots an der ersten Seitenfläche (1003) befestigt ist.
16. Laserbauelement (300) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei an einer Oberseite (311) des Trägers (310) eine Vertiefung (330) ausgebildet ist,
wobei die Unterseite (1002) des Laserchips (1000) am Grund (331) der Vertiefung (330) angeordnet ist,
wobei ein den Laserchip (1000) umgebender Bereich der Vertiefung (330) zumindest teilweise mit einem Füllmate- rial (340) aufgefüllt ist.
17. Laserbauelement (300) gemäß Anspruch 16,
wobei das Füllmaterial (340) ein Lot, A1N oder Cu auf¬ weist.
18. Laserbauelement (300) gemäß einem der Ansprüche 16 und 17,
wobei die Vertiefung (330) eine Tiefe (334) zwischen 10 ym und 200 ym aufweist, bevorzugt eine Tiefe (334) zwischen 30 ym und 70 ym,
wobei das Füllmaterial (340) über dem Grund der Vertie¬ fung (330) eine Höhe (341) zwischen 10 ym und 150 ym auf¬ weist, bevorzugt eine Höhe (341) zwischen 10 ym und
70 ym.
19. Laserbauelement (400) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei die Wärmesenke (420) durch eine an der Oberseite (411) des Trägers (410) ausgebildete Metallisierung (430) gebildet ist.
20. Laserbauelement (500) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, wobei an einer Oberseite (511) des Trägers (510) ein elektrisch leitendes Material (513) angeordnet ist, wobei das elektrisch leitende Material (513) eine Vertie¬ fung (530) aufweist,
wobei die Unterseite (1002) des Laserchips (1000) am Grund (531) der Vertiefung (530) angeordnet ist,
wobei die erste Seitenfläche (1003) thermisch leitend mit einer Seitenwand (532) der Vertiefung (530) verbunden ist .
PCT/EP2014/067436 2013-08-21 2014-08-14 Laserdiode mit kühlung entlang auch der seitenflächen WO2015024860A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/910,813 US9559491B2 (en) 2013-08-21 2014-08-14 Laser diode with cooling along even the side surfaces

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013216526.9 2013-08-21
DE102013216526.9A DE102013216526A1 (de) 2013-08-21 2013-08-21 Laserbauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015024860A1 true WO2015024860A1 (de) 2015-02-26

Family

ID=51352508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/067436 WO2015024860A1 (de) 2013-08-21 2014-08-14 Laserdiode mit kühlung entlang auch der seitenflächen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9559491B2 (de)
DE (1) DE102013216526A1 (de)
WO (1) WO2015024860A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016167492A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 スタンレー電気株式会社 発光装置
JP2018088556A (ja) * 2016-04-18 2018-06-07 京セラ株式会社 発光素子収納用部材、アレイ部材および発光装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI584720B (zh) * 2016-06-15 2017-05-21 瑞昱半導體股份有限公司 電子裝置及其散熱及電磁屏蔽結構
TWM546046U (zh) * 2017-02-24 2017-07-21 Luxnet Corp 半導體及高導熱效率散熱基板的組合
DE102018210139B4 (de) 2018-06-21 2021-02-18 Trumpf Photonics, Inc. Diodenlaseranordnung und DWM-Modul mit einer solchen Diodenlaseranordnung
CN109560456B (zh) * 2018-07-26 2021-04-23 长春理工大学 一种半导体激光器封装结构及其制备方法
DE102018118762A1 (de) 2018-08-02 2020-02-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Laserbauelement mit einem Laserchip
DE102018130540A1 (de) * 2018-11-30 2020-06-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches halbleiterlaserbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterlaserbauelements
CN116235371A (zh) * 2020-10-01 2023-06-06 三菱电机株式会社 半导体激光装置
US20220123521A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-21 Intel Corporation Novel package designs to enable dual-sided cooling on a laser chip
WO2022230339A1 (ja) * 2021-04-27 2022-11-03 日亜化学工業株式会社 光源装置
US11557874B2 (en) * 2021-05-18 2023-01-17 Trumpf Photonics, Inc. Double-sided cooling of laser diodes
US11876343B2 (en) 2021-05-18 2024-01-16 Trumpf Photonics, Inc. Laser diode packaging platforms
JP2024018682A (ja) * 2022-07-29 2024-02-08 日亜化学工業株式会社 光源装置、及び半導体素子
CN115629432A (zh) * 2022-12-23 2023-01-20 珠海正和微芯科技有限公司 一种带集成光学功能的集成透镜、制造方法及激光雷达

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217648A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Hitachi Ltd 発熱体の放熱構造
US5521931A (en) * 1993-11-22 1996-05-28 Xerox Corporation Nonmonolithic arrays of accurately positioned diode lasers
US20110134948A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser chip, semiconductor laser device, and semiconductor laser chip manufacturing method
US8340144B1 (en) * 2011-08-29 2012-12-25 Intellectual Light, Inc. Compression mount for semiconductor devices, and method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59151484A (ja) * 1983-02-18 1984-08-29 Agency Of Ind Science & Technol 半導体レ−ザ装置
US5454002A (en) * 1994-04-28 1995-09-26 The Board Of Regents Of The University Of Oklahoma High temperature semiconductor diode laser
US5872881A (en) * 1997-02-12 1999-02-16 Sdl, Inc. High-thermal-conductivity sealed package for fiber optic coupling to an optoelectronic device
JP2005044831A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザダイオードモジュール
JP2005044829A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Furukawa Electric Co Ltd:The レーザダイオードモジュール
US7526009B2 (en) * 2005-05-07 2009-04-28 Samsung Electronics Co., Ltd. End-pumped vertical external cavity surface emitting laser
DE102009040834B4 (de) * 2009-09-09 2013-10-31 Jenoptik Laser Gmbh Vorrichtung zum Schutz eines kantenemittierenden Laserdiodenelementes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63217648A (ja) * 1987-03-06 1988-09-09 Hitachi Ltd 発熱体の放熱構造
US5521931A (en) * 1993-11-22 1996-05-28 Xerox Corporation Nonmonolithic arrays of accurately positioned diode lasers
US20110134948A1 (en) * 2009-12-04 2011-06-09 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser chip, semiconductor laser device, and semiconductor laser chip manufacturing method
US8340144B1 (en) * 2011-08-29 2012-12-25 Intellectual Light, Inc. Compression mount for semiconductor devices, and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016167492A (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 スタンレー電気株式会社 発光装置
JP2018088556A (ja) * 2016-04-18 2018-06-07 京セラ株式会社 発光素子収納用部材、アレイ部材および発光装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013216526A1 (de) 2015-02-26
US20160204575A1 (en) 2016-07-14
US9559491B2 (en) 2017-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015024860A1 (de) Laserdiode mit kühlung entlang auch der seitenflächen
EP1566846B1 (de) Optoelektronisches Bauelement
EP1547163B1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102004033106B4 (de) System und Verfahren für eine verbesserte thermische LED-Leitfähigkeit
DE102004044149B4 (de) Hochleistungs-Leuchtdiodenvorrichtung
DE112014002391B4 (de) Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102004042186A1 (de) Gehäuse für ein optoelektronisches Bauelement und optoelektronisches Bauelement
DE102008038748B4 (de) Oberflächenmontierbares, optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE112016002072T5 (de) Emissionseinrichtung für ultraviolette strahlen
WO2016055520A1 (de) Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE202016100298U1 (de) Gehäusestruktur für eine Laserdiode
DE102012207310B4 (de) Halbleitervorrichtung
WO2015024864A1 (de) Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements
WO2015032603A1 (de) Optoelektronisches bauelement, optoelektronische vorrichtung und verfahren zum herstellen einer optoelektronischen vorrichtung
DE102018118762A1 (de) Laserbauelement mit einem Laserchip
WO2015071306A1 (de) Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102005019560A1 (de) Halbleiterlaserfeldvorrichtung
DE112014005124B4 (de) Optoelektronisches Bauelement
WO2015039808A1 (de) Optoelektronisches, licht-emittierendes bauteil und leiterrahmenverbund
DE102010046088A1 (de) Gehäuse und Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses
EP2845235B1 (de) Led-anordnung
WO2018104170A2 (de) Bauteil mit einem strahlungsemittierenden optoelektronischen bauelement
WO2015117947A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung
WO2015117946A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung
DE102017223544B4 (de) Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14750750

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14910813

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14750750

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1