专利名称：一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法
技术领域：
本发明涉及的是一种固体激光泵浦源的半导体激光器的封装方法，尤其是一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法。
背景技术：
在现有技术中，作为固体激光泵浦源的半导体激光器通常为每个芯片由多个二极管发光单元组成的线阵结构，称为bar条。为了提高泵浦功率，侧面泵浦的固体激光模块所需的二极管激光阵列通常采用多个bar条通过水平封装解决其泵浦功率问题。一般采用的结构是每个bar条对应一个微通道冷却器,微通道冷却器作为bar条正极,然后采用机械结构把每个单元安装到一个基座上呈线性排布，电连接采用机械串联结构。这种结构散热较好，但电极与冷却水连同，对冷却水的要求非常苛刻，不利于工业应用，环境适应性较差。另一种采用水电隔离的结构，比如，美国CEO公司的水平线阵二极管激光器阵列产品虽然解决了水电隔离的技术问题，但芯片安装面与冷却器散热面成垂直结构，散热效果不理想，单个芯片连续输出功率必须小于20W。因此在实际应用中，高效散热和水电隔离一直是大功率半导体激光器封装需要解决的关键技术。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法的技术方案，该方案能够满足半导体激光器阵在实现水电隔离的情况下达到高效散热的要求，扩展了了半导体激光器的应用领域，提高了运行可靠性和寿命。本方案是通过如下技术措施来实现的:一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法，包括以下步骤:
a.在冷却器上焊接高热导率绝缘陶瓷材料；
b.在绝缘陶瓷上制备电极图层和焊料；
c.给冷却器焊料和半导体激光器芯片升温使焊料融化，然后降温将多组半导体激光器芯片一次性焊接到冷却器上；
d.在冷却器上安装引出电极和专用漫反射组件；
e.通过金丝或金带压焊电极引线，完成半导体激光器阵列的封装。作为本方案的优选:步骤a中的焊接温度为450°C -1200°C。作为本方案的优选:步骤b中电极图层的厚度为5μπι-10μπι。作为本方案的优选:步骤c中升温过程的升温速率为0.1-20K/S,降温过程的降温速率为 0.5-10K/s。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，由于在该方案中采用绝缘陶瓷将冷却水与半导体激光器芯片隔离，半导体激光器芯片直接焊接到冷却器散热面上，大幅度改善了散热效果。采用此方法封装半导体激光器降低了冷却水要求，提高了散热效果，有利于改善激光器的环境适应性，延长激光器的寿命。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
图1为本发明的水电绝缘的半导体激光器线阵的结构示意图。图中，I为漫反射组件，2为金带，3为半导体激光器芯片，4为焊料，5为电极图层，6为绝缘陶瓷,7为冷却器。
具体实施例方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式
，并结合其附图，对本方案进行阐述。通过附图可以看出，本方案的封装步骤为:
1、在绝缘陶瓷片上溅射或蒸镀一层金属化膜层，然后将绝缘陶瓷片焊接于冷却器上；
2、用蒸发镀膜的方法或丝网印刷的方法在冷却器上制备焊料；
3、利用回流焊机将多个半导体激光器芯片一次性焊接到微通道冷却器上，以铟焊料为例，焊接温度为200摄氏度，升温速率为lK/s，保温I分钟，然后降温，降温速率为lK/s。4、安装正负电极，并利用金带键合机进行上电极引线的压焊。5、安装反射腔，形成完整的半导体激光器线阵单元。该方案采用绝缘陶瓷将冷却水与半导体激光器芯片的电连接隔离，半导体激光器芯片直接焊接到冷却器散热面上，大幅度改善了散热效果。采用此方法封装半导体激光器降低了冷却水要求，提高了散热效果，有利于改善激光器的环境适应性，延长激光器的寿命O
权利要求
1.一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法，其特征是包括以下步骤: a.在冷却器(7)上焊接高热导率绝缘陶瓷(6)； b.在绝缘陶瓷(6)上制备电极图层(5)和焊料(4); c.给冷却器上(7)的焊料(4)和半导体激光器芯片(3)升温使焊料(4)融化，然后降温将多组半导体激光器芯(3)片一次性焊接到冷却器(7)上； d.在冷却器(7)上安装弓I出电极和漫反射组件(I); e.通过金丝或金带(2)压焊电极引线，完成半导体激光器阵列的封装。
2.根据权利要求1所述的一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法，其特征是:所述步骤a中的焊接温度为450°C -1200°C。
3.根据权利要求1或2所述的一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法，其特征是:所述步骤b中电极图层(5)的厚度为δμπι-ΙΟμπι。
4.根据权利要求1或2所述的一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法，其特征是:所述步骤c中升温过程的升温速率为0.1-20K/S,降温过程的降温速率为0.5-lOK/s。
全文摘要
本发明提供了一种水电绝缘的半导体激光器线阵的封装方法的技术方案，该方案利用绝缘陶瓷实现半导体激光器阵实现水电隔离，能够满足半导体激光器阵在实现水电隔离的情况下达到高效散热的要求，扩展了了半导体激光器的应用领域，提高了运行可靠性和寿命。
文档编号H01S5/02GK103166103SQ201310084789
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月18日 优先权日2013年3月18日
发明者高松信 申请人:中国工程物理研究院应用电子学研究所