全文摘要
本实用新型提供一种小型化的半导体激光器模块，包括：激光芯片、衬底、以及热沉；其中，所述热沉具有键合部和固定部；激光芯片经所述衬底键合于所述键合部上，所述键合部与衬底的尺寸和\/或形状相匹配；所述固定部位于键合部的延伸方向，用于固定所述激光器模块。基于本实用新型提供的方案，能够满足对尺寸要求较高的应用场合，并且安装方式可根据应用场景自由选择，成本低，具有广阔的市场前景。
主设计要求
1.一种小型化的半导体激光器模块，其特征在于，所述模块包括：激光芯片、衬底、以及热沉；其中，所述热沉具有键合部和固定部；激光芯片经所述衬底键合于所述键合部上，所述键合部与衬底的尺寸和\/或形状相匹配；所述固定部位于键合部的延伸方向，用于固定所述激光器模块。
设计方案
1.一种小型化的半导体激光器模块，其特征在于，所述模块包括：激光芯片、衬底、以及热沉；其中，
所述热沉具有键合部和固定部；
激光芯片经所述衬底键合于所述键合部上，所述键合部与衬底的尺寸和\/或形状相匹配；
所述固定部位于键合部的延伸方向，用于固定所述激光器模块。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述固定部由键合部在同一平面内向外延伸形成，位于与键合部相对的另一端。
3.根据权利要求2所述的模块，其特征在于，所述固定部开设有至少一个通孔，用于通过机械固定的方式固定所述激光器模块。
4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于，所述固定部的形状包括：方形、或半圆形、或多边形。
5.根据权利要求3所述的模块，其特征在于，
在键合部向外延伸方向上，所述通孔位于靠近键合部的一侧；
在与键合部向外延伸方向垂直的方向上，所述通孔位于居中位置。
6.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述固定部由键合部向下延伸形成，位于热沉下表面处，所述固定部通过焊料键合的方式固定所述激光器模块。
7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述键合部包括正极区和负极区，所述正极区和负极区通过未覆金属层的绝缘线相互隔离。
8.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述激光芯片为具有至少一个发光点的芯片，当激光芯片具有多个发光点时，各发光点之间的电连接关系为并联。
9.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述衬底为上下表面覆有金属层的陶瓷，所述键合部与衬底的尺寸和形状相匹配包括：
所述键合部的长度为衬底长度的1.5-4倍，所述键合部的宽度为衬底宽度的1-2.5倍。
10.根据权利要求7所述的模块，其特征在于，通过金线或铜箔实现激光芯片与正电极区、和\/或负电极区、和\/或热沉之间的电连接。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及半导体激光器领域，尤其涉及一种小型化的半导体激光器模块。
背景技术
现有技术中的单管类半导体激光器封装结构通常存在以下缺点：
第一，热沉尺寸较大，难以满足对尺寸要求较高的特殊应用领域的需求；
第二，模块后端的电极翅膀，一方面使得模块整体的形状不规则，另一方面还需要预留焊接其的空间，使得底座和壳体的整体尺寸较大。
发明内容
有鉴于此，本实用新型实施例的主要目的之一在于提供一种能够实现小型化的半导体激光器模块，尺寸小、安装方便，能够满足对尺寸要求较高的应用场合，并且安装方式可根据应用场景自由选择，成本低，具有广阔的市场前景。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
本实用新型提供一种小型化的半导体激光器模块，所述模块包括：激光芯片、衬底、以及热沉；其中，所述热沉具有键合部和固定部；激光芯片经所述衬底键合于所述键合部上，所述键合部与衬底的尺寸和\/或形状相匹配；所述固定部位于键合部的延伸方向，用于固定所述激光器模块。
上述方案中，所述固定部由键合部在同一平面内向外延伸形成，位于与键合部相对的另一端。
上述方案中，所述固定部开设有至少一个通孔，用于通过机械固定的方式固定所述激光器模块。
上述方案中，所述固定部的形状包括：方形、或半圆形、或多边形。
上述方案中，在键合部向外延伸方向上，所述通孔位于靠近键合部的一侧；在与键合部向外延伸方向垂直的方向上，所述通孔位于居中位置。
上述方案中，所述固定部由键合部向下延伸形成，位于热沉下表面处，所述固定部通过焊料键合的方式固定所述激光器模块。
上述方案中，所述键合部包括正极区和负极区，所述正极区和负极区通过未覆金属层的绝缘线相互隔离。
上述方案中，所述激光芯片为具有至少一个发光点的芯片，当激光芯片具有多个发光点时，各发光点之间的电连接关系为并联。
上述方案中，所述衬底为上下表面覆有金属层的陶瓷，所述键合部与衬底的尺寸和形状相匹配包括：所述键合部的长度为衬底长度的1.5-4倍，所述键合部的宽度为衬底宽度的1-2.5倍。
上述方案中，通过金线或铜箔实现激光芯片与正电极区、和\/或负电极区、和\/或热沉之间的电连接。
本实用新型的有益技术效果如下：
1、热沉上键合部和固定部的设计方式和尺寸\/形状要求，使得激光器模块尺寸更小，能够满足某些对体积尺寸要求很高的特殊应用；
2、固定部固定激光器模块的方式可以为机械固定，也可以为焊料键合固定，方便根据实际应用需求自由选择；
3、热沉可选择性地带电或绝缘：衬底为表面附有金属层的陶瓷，电流的流入和流出只经过陶瓷表面的金属层，可以实现热沉绝缘；也可以通过金线或电极片连接的方式将电流导入热沉，操作简单，成本低，应用范围广泛。
附图说明
图1为本实用新型半导体激光器模块的结构示意图一；
图2为本实用新型半导体激光器模块的结构示意图二；
图3为本实用新型半导体激光器模块的结构示意图三；
图4为本实用新型半导体激光器模块的结构示意图四。
附图标记说明：1为激光芯片，2为衬底，3为热沉，31为键合部，32为固定部，4为金线，5为通孔，6为正极区，7为负极区。
具体实施方式
本实用新型公开一种小型化的半导体激光器模块，通过将热沉设计为键合部和固定部，键合部与衬底的尺寸和\/或形状相匹配，并且基于键合部实现对激光器模块的固定，以此实现小型化的、可适用于对尺寸要求较高的应用场景的激光器模块。
以下结合附图及具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
图1为本实用新型半导体激光器模块的结构示意图一，所述的半导体激光器模块包括：激光芯片1、衬底2、以及热沉3；其中，所述热沉3具有键合部31和固定部32；激光芯片1经所述衬底2键合于所述键合部31上，所述键合部31与衬底2的尺寸和\/或形状相匹配；所述固定部32位于键合部31的延伸方向，用于固定所述激光器模块。
具体的，所述热沉3通常为表面镀金的铜质材料，主要用于以传导冷却的方式为激光芯片散热，在实际应用中，也可以视具体情况考虑采用液体制冷的方式进行散热。
本实用新型实施例中，所述固定部32位于键合部31的延伸方向上，主要包括以下两种方案。
第一种：所述固定部32由键合部31在同一平面内向外延伸形成，需说明的是，这里所述的“同一平面内向外延伸”意指：只要满足同一平面内向外延伸即可，具体可以是直线延伸，也可以是折线或曲线延伸，不具体限制延伸的方向和形式。
在上述方案下，所述键合部31优选位于与键合部31相对的另一端，也就是在与键合部31同一平面内进行直线延伸，具体如图1至图4所示。
如图1至图4所示，所述固定部32开设有至少一个通孔5，用于通过机械固定的方式固定所述激光器模块，具体可以利用螺钉穿过所述通孔5将激光器模块固定在安装底座或安装外壳上，当所述热沉尺寸较大时，可根据固定需求考虑设置一个以上的通孔5。
具体的，所述固定部32的形状可以包括但不限于：方形（图3、图4所示）、或半圆形、或多边形（图1、图2所示）。
例如，可以根据安装需要将固定部32设置为高于键合部31的方形（如图3），或者，固定部32和键合部31为长方形热沉的两个端部（如图4），或者为了方便安装，可以将固定部32设计为多边形（如图1、图2），这样更易于实现小型化，具体可以根据安装空间及安装标准的要求适应性选择规则或不规则的形状。
本实用新型中键合部31的尺寸只需要比衬底稍微略大即可，固定部32的尺寸只要能够满足固定功能即可，由于不再需要复杂的电极结构，因此也不必为电极预留容置空间和安装空间，使得整个激光器模块的尺寸更小。
对于所述通孔5，为了充分发挥其固定性能，使接触更紧密，所述通孔5优选以下位置进行固定：在键合部31向外延伸方向上，所述通孔5位于靠近键合部31的一侧，并且在通孔5与键合部31之间要预留一定空间容纳焊料溢出；在与键合部31向外延伸方向垂直的方向上，所述通孔5位于居中位置。
第二种：相比于上一种采用机械固定的方式，这里采用的是焊料直接键合的方式，具体的：所述固定部32由键合部31向下延伸形成，位于热沉3下表面处，所述固定部32通过焊料键合的方式固定所述激光器模块。
该种方案中，“所述键合部31向下延伸，并位于热沉3的下表面处”可以由热沉3下表面向下延伸凸出一部分形成；或者，也可以不形成凸出部分，直接由热沉3下表面形成，这两种方式形成的固定部32都可以实现本方案，然后通过焊料键合的方式将激光器模块固定在安装底座或安装外壳上，以此实现对所述激光器模块的固定。
本实用新型各实施例中，所述键合部31包括正极区6和负极区7，所述正极区6和负极区7通过未覆金属层的绝缘线相互隔离。
所述激光芯片包括至少一个具有一个发光点的芯片，各激光芯片之间的电连接关系为并联或串联，各激光芯片可以水平排列电连接，也可以垂直叠加电连接，具体取决于实际应用中对功率以及封装的要求等因素。
进一步的，所述衬底为上下表面覆有金属层的陶瓷，陶瓷的材质通常为氧化铝或氮化铝，金属层通常为覆有金层的铜质材料。
所述金属层的表面覆有一层焊料，可用于键合激光芯片1，所述衬底2可以通过焊料键合在热沉3的对应位置。
本实用新型实施例中所涉及的焊料可以包括但不限于：铟焊料、或铟锡焊料、或金锡焊料等。
所述键合部31与衬底3的尺寸和形状相匹配并不一定是指两者完全相同或相等，在能够实现相似或相同功能的前提下，尺寸和\/或形状存在一定差异也是允许的，并且多数情况下两者之间是存在一些差异的。
所述“相匹配”具体可以包括：键合部的长度为衬底长度的1.5-4倍，键合部的宽度为衬底宽度的1-2.5倍。
通过金线或铜箔可以实现激光芯片1与正电极区6、和\/或负电极区7、和\/或热沉3之间的电连接。
当需要热沉3带电时，可以通过金线4连接至热沉3使其带电，正电或负电均可，如图2至图4所示；当不需要热沉3带电时，可以直接通过金线4连接激光芯片1与正极区6或负极区7，如图1所示。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920789206.5
申请日:2019-05-29
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:87(西安)
授权编号:CN209766854U
授权时间:20191210
主分类号:H01S5/022
专利分类号:H01S5/022;H01S5/024
范畴分类:申请人:西安炬光科技股份有限公司
第一申请人:西安炬光科技股份有限公司
申请人地址:710077 陕西省西安市西安市高新区丈八六路56号陕西省高功率半导体激光器产业园
发明人:韩永强;刘亚龙;杨凯;刘兴胜
第一发明人:韩永强
当前权利人:西安炬光科技股份有限公司
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计