一种用于激光器芯片阵列封装的热沉的制作方法

本发明涉及光电子/微电子器件领域，特别地涉及一种用于激光器芯片阵列封装的热沉。

背景技术：

随着光通讯容量的急剧增长，对光发射器件提出了更高的速率要求。但是，由于单个光发射器件的工作速率提升有限，很难达到100Gbps或400Gbps传输的要求。通常的解决方法是采用单片集成的多路并行光发射阵列，即将多个不同工作波长的激光器芯片集成制作在同一衬底上，以满足高速率传输要求。然而，多路发射芯片的单片集成面临很多难题。比如，芯片阵列中各个芯片之间要有良好的电隔离以降低电串扰对器件性能的影响；光串扰也要尽可能的避免。另外，各个芯片的工作波长要符合ITU波长标准。并且，如果有一个芯片工作不正常，那么整个芯片阵列便无法使用。这些问题使得单片集成阵列芯片的成品率很低，制作成本高昂。为此，采用分立的芯片通过贴装工艺精确控制各个芯片位置组成一个阵列被认为是一种行之有效的方案。这种方案可以提前筛选出符合波长要求的芯片，并且其中一个坏掉也可以更换同时其他芯片不受影响。然而，对于分立芯片，贴装位置的精确控制是保证器件正常工作的前提。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为解决上述背景技术中的问题，本发明提出了一种用于激光器芯片阵列封装的热沉，既可以用于单片集成阵列芯片，又可以用于分立芯片阵列集成。大大降低了封装的难度，并且提高了贴装精度。

(二)技术方案

本发明提供了一种用于激光器芯片阵列封装的热沉，所述激光器芯片阵列包括阵列芯片和传输线阵列板，其特征在于：

所述热沉包括热沉基板；

所述热沉基板上形成有传输线阵列板定位槽，其用于安装和固定传输线阵列板；

所述传输线阵列板定位槽周围的热沉基板的部分构成定位墙；

所述定位墙上形成有阵列芯片定位槽，所述阵列芯片定位槽用于贴装和固定芯片。

上述方案中，所述热沉基板为平板形状，所述传输线阵列板定位槽形成于所述热沉基板的上表面。

上述方案中，所述传输线阵列板定位槽的一侧开口于所述热沉基板的一个侧面。

上述方案中，所述热沉基板为矩形平板形状，所述传输线阵列板定位槽为长方体形状。

上述方案中，所述阵列芯片定位槽两侧与所述定位墙的侧面连通。

上述方案中，所述阵列芯片定位槽为长方体形状。

上述方案中，所述热沉基板为钨铜、铜或者可伐合金材料。

上述方案中，阵列芯片定位槽的尺寸与阵列芯片的尺寸相匹配。

上述方案中，传输线阵列板定位槽的尺寸与传输线阵列板的尺寸相匹配。

上述方案中，芯片阵列和传输线阵列板贴装后上表面处于同一水平面。

(三)有益效果

本发明提供的一种用于激光器芯片阵列封装的热沉，其中芯片定位槽的使用，使得分立芯片的位置能够精确控制。芯片定位槽的长度等于全部分立芯片的长度和，这样在芯片贴装时，只需要将各个芯片依次嵌入进去就可以了。这大大降低了封装的难度，并且提高了贴装精度。

附图说明

图1示意性示出了本发明实施例的一种用于激光器芯片阵列封装的热沉示意图。

图2示意性示出了本发明实施例的一种用于激光器芯片阵列封装的热沉应用示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明提供了一种用于激光器芯片阵列封装的热沉，既可以用于单片集成阵列芯片，又可以用于分立芯片阵列集成。

图1示意性示出了本发明实施例的一种用于激光器芯片阵列封装的热沉示意图。

如图1所示，所述热沉包括：阵列芯片定位槽1、传输线阵列板定位槽2、热沉基板3以及定位墙4。所述传输线阵列板定位槽2通过铣削工艺在热沉基板3上形成，其周围形成定位墙4，所述阵列芯片定位槽1通过铣削工艺在定位墙4上形成。

根据本发明的实施例，热沉基板具有良好的导电性和导热性，可以是钨铜、铜或可伐合金等材料。根据本发明实施例，热沉基板为矩形平板形状。

根据本发明实施例，传输线阵列板定位槽2形成于热沉基板3的上表面，通过铣削工艺，从热沉基板的一边开始进行铣削，其他三条边留有部分余量，形成一个三面包围的槽结构，即传输线阵列板定位槽2的一侧开口于所述热沉基板3的一个侧面。所述槽结构为长方体结构。传输线阵列板定位槽的尺寸与传输线阵列板的尺寸相配合，用以安装和固定传输线阵列板。

根据本发明实施例，传输线阵列板定位槽2周围的热沉基板的部分构成定位墙4，所述定位墙4为通过铣削工艺在热沉基板1上形成传输线阵列板定位槽2所留下的三面墙体结构，该结构起定位和束缚传输线阵列板的作用。

根据本发明实施例，阵列芯片定位槽1通过铣削工艺在定位墙4上形成，所选定位墙与传输线阵列板定位槽无定位墙一侧相对，所述阵列芯片定位槽1两侧与所述定位墙4的侧面连通，所述阵列芯片定位槽为长方体结构，阵列芯片定位槽的尺寸与阵列芯片的尺寸相配合，并且定位槽的长度误差为±0.05mm，以达到良好的定位效果。当本发明的热沉用于分立激光器芯片阵列封装时，阵列芯片定位槽的长度等于全部分立芯片的长度和，这样在芯片贴装时，只需要将各个芯片依次嵌入进阵列芯片定位槽即可。阵列芯片定位槽1与传输线阵列板定位槽2的中心线偏差不得超过0.02mm。阵列芯片定位槽1的深度不得大于传输线阵列板定位槽2的深度，以保证传输线阵列板与芯片阵列上表面处于同一平面，以保证连接金丝长度最短。

图2示意性示出了本发明实施例的一种用于激光器芯片阵列封装的热沉应用示意图。

如图2所示，包括：阵列芯片定位槽1、传输线阵列板定位槽2、热沉基板3、定位墙4、分立芯片5、金丝6、传输线阵列板7、匹配电阻8以及芯片电极9。

根据本发明实施例，使用图1所述热沉，封装分立激光器芯片阵列。所述热沉包括上述阵列芯片定位槽1、传输线阵列板定位槽2、热沉基板3、定位墙4。

将分立芯片5依次嵌入贴装在阵列芯片定位槽1中。所述阵列芯片定位槽的长度等于全部分立芯片的长度和，以固定芯片位置。

将传输线阵列板7嵌入传输线阵列板定位槽2中。所述传输线阵列板定位槽尺寸与传输线阵列板尺寸相配合，以固定传输线阵列板位置。所述传输线阵列板定位槽的深度大于所述阵列芯片定位槽的深度，以保证固定好的传输线阵列板与阵列芯片上表面处于同一平面。

利用压焊工艺将金丝6把芯片电极9与传输线阵列板7中信号线连接起来，以保证高频信号能顺利注入到芯片中。信号线间距与分立芯片5的贴装间距相同，且一一对应。因为直调激光器芯片为低内阻器件，因此需要串联一匹配电阻8以保证良好的信号传输性能。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。