本發(fā)明涉及半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域,尤其涉及一種新型巴條類半導(dǎo)體激光器。
背景技術(shù):
目前市場(chǎng)上大量應(yīng)用的半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)如圖1所示。芯片前端、匹配層前端與熱沉前端平齊封裝,整個(gè)結(jié)構(gòu)中需要將熱沉、匹配層和芯片鍵合在一起,因此需要兩層焊料來(lái)實(shí)現(xiàn);這樣,鍵合質(zhì)量就成為影響半導(dǎo)體激光器輸出性能指標(biāo)的關(guān)鍵因素。
目前除了應(yīng)用高精度探傷設(shè)備來(lái)探測(cè)鍵合界面的缺陷以外,還有一個(gè)方法就是在顯微鏡下觀察焊料的形貌及溢出情況:如果焊料無(wú)溢出,且在顯微鏡下觀察到兩個(gè)界面層之間有縫隙,則說(shuō)明鍵合效果不理想;反之,焊料溢出情況較好,且焊料熔化顏色、光澤度較好,則說(shuō)明鍵合效果理想。
目前,現(xiàn)有半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)存在的不足主要包括:
第一,鍵合界面平齊結(jié)構(gòu)很容易引起焊料溢出;
雖然根據(jù)焊料溢出情況可以判斷半導(dǎo)體激光器的鍵合質(zhì)量是否良好,但是焊料的過(guò)分溢出也會(huì)產(chǎn)生很大的負(fù)面作用,這主要與半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品的應(yīng)用有關(guān)。目前,超過(guò)90%的半導(dǎo)體激光器在使用時(shí)都需要在芯片前端粘接一個(gè)光學(xué)透鏡,以此來(lái)獲得更佳的輸出光斑尺寸和形狀;但是溢出焊料的高度會(huì)直接影響光學(xué)透鏡的粘接。
在對(duì)精度要求越來(lái)越高的光學(xué)應(yīng)用中,焊料溢出的控制精度也需要大大加強(qiáng)。通過(guò)控制鍵合溫度及焊料用量是控制焊料溢出程度的一個(gè)方向,但是在微米級(jí)別的近場(chǎng)和光譜等效應(yīng)的要求下,該方法對(duì)焊料溢出的控制效果并不理想。
第二,目前,一般將半導(dǎo)體激光器的熱沉前端面加工為超低表面粗糙度的平面,通常級(jí)別為小于1個(gè)微米。但是其加工的表面為無(wú)紋理結(jié)構(gòu),非常不利于阻止焊料向下流動(dòng),焊料向下流動(dòng)越厲害,焊料溢出越嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本實(shí)用新型提供一種新型巴條類半導(dǎo)體激光器,能夠有效地控制焊料溢出,進(jìn)一步為提高半導(dǎo)體激光器的可靠性提供了保證。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
一種新型巴條類半導(dǎo)體激光器,所述半導(dǎo)體激光器包括:激光器芯片、基礎(chǔ)熱沉;其中,通過(guò)焊料將所述激光器芯片以及基礎(chǔ)熱沉鍵合到一起,所述基礎(chǔ)熱沉前端面設(shè)置有臺(tái)階槽。
上述方案中,所述半導(dǎo)體激光器還包括:匹配層;所述匹配層的熱膨脹系數(shù)與激光器芯片的熱膨脹系數(shù)相匹配。
上述方案中,所述將激光器芯片以及基礎(chǔ)熱沉鍵合到一起,包括:將所述激光器芯片前端、所述匹配層前端、以及所述基礎(chǔ)熱沉前端平齊進(jìn)行鍵合。
上述方案中,所述臺(tái)階槽的尺寸由焊料的種類以及特性確定。
上述方案中,所述基礎(chǔ)熱沉前端面設(shè)置有紋理結(jié)構(gòu)。
上述方案中,所述紋理結(jié)構(gòu)包括:橫向紋理、和/或交錯(cuò)紋理、和/或不規(guī)則紋理。
由于本實(shí)用新型提供的新型巴條類半導(dǎo)體激光器在其基礎(chǔ)熱沉的前端面上設(shè)置了臺(tái)階槽結(jié)構(gòu),因此在進(jìn)行鍵合時(shí)溢出的焊料就可以填充在上述臺(tái)階槽內(nèi);進(jìn)一步的,即使臺(tái)階槽內(nèi)的焊料有溢出,在基礎(chǔ)熱沉前端面上設(shè)置的紋理結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)一步阻止溢出的焊料繼續(xù)向下流動(dòng),這樣有效地控制了焊料溢出,降低了半導(dǎo)體激光器封裝失效風(fēng)險(xiǎn),也為提高半導(dǎo)體激光器的可靠性提供了保證。
附圖說(shuō)明
圖1為傳統(tǒng)半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為新型半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖一;
圖3為新型半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)示意圖二。
附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:1為激光器芯片,2為匹配層,3為基礎(chǔ)熱沉,4為焊料層,5為臺(tái)階槽,6為紋理,7為溢出焊料。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供一種新型巴條類半導(dǎo)體激光器,能夠有效地控制焊料的溢出,降低了半導(dǎo)體激光器封裝失效的風(fēng)險(xiǎn),也為提高半導(dǎo)體激光器的可靠性提供了保證。
圖2為新型半導(dǎo)體激光器的結(jié)構(gòu)示意圖一。如圖2所示,所述新型半導(dǎo)體激光器包括:激光器芯片1、基礎(chǔ)熱沉3;通過(guò)焊料層4將所述激光器芯片1以及基礎(chǔ)熱沉3鍵合到一起。進(jìn)一步的,所述半導(dǎo)體激光器還可以包括:匹配層2,所述匹配層2主要用于在溫度變化時(shí),其自身的熱膨脹系數(shù)與激光器芯片1的熱膨脹系數(shù)相匹配;并且在鍵合時(shí),通過(guò)焊料將所述激光器芯片前端、所述匹配層前端、以及所述基礎(chǔ)熱沉前端平齊進(jìn)行鍵合。
上述方案中,所述基礎(chǔ)熱沉3的前端面設(shè)置有臺(tái)階槽5。所述臺(tái)階槽5的尺寸可以根據(jù)所使用焊料的種類以及特性來(lái)確定,所述特性可以為焊料的熔點(diǎn)、流動(dòng)性等。具體的,如果焊料熔點(diǎn)較低,流動(dòng)性好,則需要大尺寸的臺(tái)階槽;如果焊料熔點(diǎn)較高,流動(dòng)性一般,則需要中小尺寸的臺(tái)階槽;上述臺(tái)階槽5的作用是容納鍵合時(shí)溢出的焊料7,由于溢出焊料7滯留在臺(tái)階槽5內(nèi),因此這使得半導(dǎo)體激光器產(chǎn)品在應(yīng)用時(shí)光學(xué)透鏡的粘接更加方便可靠,并且該臺(tái)階槽的機(jī)械加工工藝也非常簡(jiǎn)單,所以對(duì)成本基本無(wú)影響。
另外,本實(shí)用新型所涉及的基礎(chǔ)熱沉的前端面還設(shè)置紋理結(jié)構(gòu)6,所述紋理結(jié)構(gòu)6的作用主要是在臺(tái)階槽內(nèi)的焊料溢出時(shí),能夠防止溢出的焊料繼續(xù)向下流動(dòng),進(jìn)一步防止焊料溢出;需要說(shuō)明的是,所述紋理結(jié)構(gòu)6可以包括但不限于:橫向紋理、和/或交錯(cuò)紋理、和/或不規(guī)則紋理;這里所說(shuō)的橫向紋理可以是橫向直線或曲線等,所述交錯(cuò)紋理可以是交錯(cuò)的直線或曲線等,所述不規(guī)則紋理可以為三角形、四邊形、多邊形、園、橢圓等,只要在橫向上能阻止溢出焊料往下流動(dòng)的紋理都可以,并且,該紋理在進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)也非常簡(jiǎn)單,只需稍微做一些加工方式的改變就可以滿足要求。
如圖3所示,本實(shí)用新型以所述紋理結(jié)構(gòu)6為直線進(jìn)行舉例說(shuō)明,但這并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。
以上所述,僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。