一种激光巴条的电极焊接结构的制作方法

本申请属于激光技术领域，具体地说，涉及到高功率半导体激光器封装电极焊接技术。

背景技术：

近年来高功率半导体激光器在激光泵浦、医疗、显示照明、工业加工等领域的应用越来越广泛，随着应用对半导体激光器高功率的需求，具有高功率输出的巴条结构的激光芯片的封装直接提升了半导体激光器的输出功率水平，特别是对巴条芯片的阵列、叠阵结构的封装其输出功率可达几千上万瓦的输出。采用激光巴条芯片的封装极大的提升了半导体激光器的输出功率的同时也形成了大量的废热、对热沉结构、封装技术提出了严格要求。

为了实现激光巴条芯片产生的热量的高效散热，保证高功率半导体激光器的正常稳定工作，激光巴条芯片的封装热沉常采用具有液体微通道结构的热沉，冷却液体在微通道热沉中流动将工作过程中形成的热量疏散。微通道热沉封装时，通常是将激光巴条芯片通过焊接的方式焊接在微通道热沉上作为巴条的正极，巴条上表面采用金丝键合的方式将巴条的负极连接到电极片上，形成巴条的供电回路。由于巴条高功率输出对高功率供电的需求，常常需要在巴条上表面焊接几十上百根金线，对金丝键合工艺要求极高；另外，巴条在焊接到微通道热沉时需要采用过渡热沉作为应力缓解层焊接，造成了巴条上表面与负极的电极片之间的高度差，金丝键合时金线必须形成一定弧度才能满足焊接需求，造成金丝弯曲处应力的不均匀，影响金丝键合的稳定性，进而影响整个激光巴条工作的稳定性。

技术实现要素：

针对上述问题，本申请所要解决的技术问题是提供一种激光巴条的电极焊接结构，有效提高巴条封装焊接的稳定性。

本申请解决上述技术问题采取的技术方案是：一种激光巴条的电极焊接结构，包含：激光巴条，作为发光芯片呈正极面朝下焊接在过渡热沉上；激光巴条上表面直接焊接在锯齿形状的金属片上作为巴条的负极导电层；过渡热沉作为应力缓解层焊接在微通道热沉上；微通道热沉对激光巴条提供高效的散热同时作为巴条的正极导电层；负极导电层与微通道热沉之间设置绝缘层电极绝缘的同时保证负极导电层的平整性。

在本实用新型实施实例中，负极导电层设置成锯齿状结构焊接在激光巴条的上表面上。

在本实用新型是实施例中，负极导电层的锯齿状端各锯齿与激光巴条各发光单元的上表面呈一一对应关系。

在本实用新型实施实例中，过渡热沉选取热膨胀系数匹配的材料。

在本实用新型实施实例中，微通道热沉作为散热热沉的同时还作为激光巴条的正极导电层。

在本实用新型实施实例中，绝缘层厚度与过渡热沉和激光巴条的厚度之和的相匹配。

在本实用新型试试实例中，绝缘层置于微通道热沉与负极导电层之间，保证负极导电层焊接时的平整性。

与现有技术相比，本申请可以获得以下技术效果：

本实用新型的技术方案通过采用锯齿状的负极导电层结构直接焊接在激光巴条上表面的结构设计，具有平整的电极引线结构，采用回流炉一次焊接成型，无须设计复杂的金属焊接程序，避免金丝焊接时劈刀对巴条表面可能造成的损伤，其工艺操作简单、效率高、稳定性好；平整的导电层结构有效缓解传统金丝键合时电极引线弯曲工作过程中形成的应力，有效提升电极层导电性能的稳定性，保证激光巴条长时间工作的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施方式中激光巴条的电极焊接结构示意图

图2是本实用新型实施方式中激光巴条芯片发光面处局部放大示意图

图3是本实用新型实施方式中负极导电层结构示意图

图4是本实用新型试试方式中绝缘层结构示意图

其中，激光巴条10、负极导电层20、过渡热沉30、微通道热沉40、绝缘层50。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

图1为本实用新型一实施方式的激光巴条的电极焊接结构，如图所示：一种激光巴条的电极焊接结构，包含：激光巴条10作为发光芯片采用通用的倒置放置形式，将正极面朝下焊接在过渡热沉30上。过渡热沉30选取热膨胀吸收相匹配的金属材料焊接到微通道热沉40端面处，相匹配的热膨胀系数可以有效缓解激光工作过程中激光巴条10的热应力。微通道热沉40通过流动液体冷却的方式将激光巴条10工作过程中形成的大量废热高效耗散。激光巴条10的上表面焊接具有锯齿状结构的负极导电层20，形成激光巴条10工作的供电回路。

图2为本实用新型一实施方式中激光巴条10发光面处局部放大示意图；图3为本实用新型一实施方式中负极导电层20结构示意图，在图2和图3中所示，负极导电层20一端设置成锯齿状结构，每个锯齿部分宽度和激光巴条10上相应的发光单元尺寸相匹配，两个相邻锯齿的间距和两个相邻发光区的间距相匹配。负极导电层20锯齿端各锯齿间有一定的间距可以缓解激光巴条10焊接时负极导电层20对各个发光单元的拉应力。负极导电层20焊接时在锯齿端部分先在每个锯齿上设置相应尺寸的预制型焊料层，再采用共晶炉焊接的方式完成负极电极层20的焊接。

图4为本实用新型一实施方式中绝缘层50的结构示意图，如图所示，绝缘层50置于负极电极层20和微通道热沉40之间。绝缘层50的厚度和过渡热沉20及激光巴条10的厚度之和相匹配，相匹配的厚度保证了负极导电层20在焊接时的平整性，避免了负极导电层20焊接时在电极引线部分可能造成的形变，减小了应力的发生。

本实用新型采用锯齿形状的负极导电层结构设计替代常规的金丝焊接的工艺方式，同时采用绝缘层结构填充焊接在负极导电层与微通道热沉之间，保证负极导电层的平整性，避免了金丝焊接过程中电极引线的弯曲，有效提升了导电层的工作稳定性。采用该结构设计同时可有效提升电极层中供电传导能力，避免金丝无法承受时造成的金丝烧断，能有效提升整个激光巴条工作的长期稳定性。

上述说明示出并描述了本申请的优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。