一种半导体激光器封装组件的制作方法

本发明涉及半导体光电器件的，特别是涉及一种半导体激光器封装组件。

背景技术：

1、激光器广泛应用于激光显示、激光电视、激光投影仪、通讯、医疗、武器、制导、测距、光谱分析、切割、精密焊接、高密度光存储等领域。激光器的各类很多，分类方式也多样，主要有固体、气体、液体、半导体和染料等类型激光器；与其他类型激光器相比，全固态半导体紫外激光器具有体积小、效率高、重量轻、稳定性好、寿命长、结构简单紧凑、小型化等优点。激光器与氮化物半导体发光二极管存在较大的区别，1)激光是由载流子发生受激辐射产生，光谱半高宽较小，亮度很高，单颗激光器输出功率可在w级，而氮化物半导体发光二极管则是自发辐射，单颗发光二极管的输出功率在mw级；2)激光器的使用电流密度达ka/cm2，比氮化物发光二极管高2个数量级以上，从而引起更强的电子泄漏、更严重的俄歇复合、极化效应更强、电子空穴不匹配更严重，导致更严重的效率衰减droop效应；3)发光二极管自发跃迁辐射，无外界作用，从高能级跃迁到低能级的非相干光，而激光器为受激跃迁辐射，感应光子能量应等于电子跃迁的能级之差，产生光子与感应光子的全同相干光；4)原理不同：发光二极管为在外界电压作用下，电子空穴跃迁到有源层或p-n结产生辐射复合发光，而激光器需要激射条件满足才可激射，必须满足有源区载流子反转分布，受激辐射光在谐振腔内来回振荡，在增益介质中的传播使光放大，满足阈值条件使增益大于损耗，并最终输出激光。氮化物半导体紫外激光器存在以下问题：热损耗：泵浦光与振荡光之间的光子能量差形成的斯托克斯频移损耗转换为热量，以及泵浦能级到激光上能级的耦合率不为1的能量损失转换为热量，两者共同产生大量废热，使激光器温度分布不均匀，引起热膨胀和热应力分布不均匀，产生温度淬灭、激光器断裂、热透镜效应和应力双折射效应。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，在本发明提供了

2、一种半导体激光器封装组件，其特征在于，包括：所述激光器封装组件包括管脚、管座、管舌、热沉和激光器芯片；管座，设置在所述管座下方的管脚，以及安装在所述管座上的管舌；所述管舌上安装热沉和激光器芯片；所述激光器芯片与所述热沉之间具有第一连接层；所述热沉与管舌之间具有第二连接层。

3、通过以上技术方案，设计所述激光器封装组件的热阻微积分曲线，增强激光器封装组件的管座、管舌、热沉、激光器芯片、第一封装组件、第二封装组件的界面散热效率，提升激光器封装组件的界面温度分布均匀性，降低激光器芯片的光学灾变比例和激光器断裂比例，提升激光器封装组件的可靠性；光学灾变比例从34ppm下降于11ppm，激光器断裂比例比19ppm下降至3ppm。

4、具体的，所述热沉包括sic、cu/sic复合结构、cu/sic/ausn、cu/sic/cu复合结构、cu/aln复合结构、cu/aln/cu复合结构、cu/aln/ausn、ausn、aln、金刚石、ausn、au、ag、al、sn、cu/金刚石复合结构、cu/金刚石/cu复合结构、cu/金刚石/ausn复合结构、aln单面覆铜、aln双面覆铜、aln镀ti覆铜、aln镀zr覆铜、aln镀ta覆铜、aln镀nb覆铜、aln镀v覆铜、aln镀hf覆铜、aln镀ti/zr覆铜、aln镀ti/ta覆铜、aln镀ti/nb覆铜、aln镀ti/v覆铜、aln镀ti/hf覆铜、aln镀ti/zr/ta覆铜、aln镀ti/zr/nb覆铜、aln镀ti/zr/v覆铜、aln镀ti/zr/hf覆铜、aln镀zr/ta/nb覆铜、aln镀zr/ta/v覆铜、aln镀zr/ta/hf覆铜、aln镀ta/nb/v覆铜、aln镀ta/nb/hf覆铜、aln镀nb/v/hf覆铜、sic单面覆铜、sic双面覆铜、sic镀ti覆铜、sic镀zr覆铜、sic镀ta覆铜、sic镀nb覆铜、sic镀v覆铜、sic镀hf覆铜、sic镀ti/zr覆铜、sic镀ti/ta覆铜、sic镀ti/nb覆铜、sic镀ti/v覆铜、sic镀ti/hf覆铜、sic镀ti/zr/ta覆铜、sic镀ti/zr/nb覆铜、sic镀ti/zr/v覆铜、sic镀ti/zr/hf覆铜、sic镀zr/ta/nb覆铜、sic镀zr/ta/v覆铜、sic镀zr/ta/hf覆铜、sic镀ta/nb/v覆铜、sic镀ta/nb/hf覆铜、sic镀nb/v/hf覆铜、金刚石单面覆铜、金刚石双面覆铜、金刚石镀ti覆铜、金刚石镀zr覆铜、金刚石镀ta覆铜、金刚石镀nb覆铜、金刚石镀v覆铜、金刚石镀hf覆铜、金刚石镀ti/zr覆铜、金刚石镀ti/ta覆铜、金刚石镀ti/nb覆铜、金刚石镀ti/v覆铜、金刚石镀ti/hf覆铜、金刚石镀ti/zr/ta覆铜、金刚石镀ti/zr/nb覆铜、金刚石镀ti/zr/v覆铜、金刚石镀ti/zr/hf覆铜、金刚石镀zr/ta/nb覆铜、金刚石镀zr/ta/v覆铜、金刚石镀zr/ta/hf覆铜、金刚石镀ta/nb/v覆铜、金刚石镀ta/nb/hf覆铜、金刚石镀nb/v/hf覆铜、al2o3单面覆铜、al2o3双面覆铜、si镀ti覆铜、si镀zr覆铜、si镀ta覆铜、si镀nb覆铜、si镀v覆铜、si镀hf覆铜、si镀ti/zr覆铜、si镀ti/ta覆铜、si镀ti/nb覆铜、si镀ti/v覆铜、si镀ti/hf覆铜、si镀ti/zr/ta覆铜、si镀ti/zr/nb覆铜、si镀ti/zr/v覆铜、si镀ti/zr/hf覆铜、si镀zr/ta/nb覆铜、si镀zr/ta/v覆铜、si镀zr/ta/hf覆铜、si镀ta/nb/v覆铜、si镀ta/nb/hf覆铜、si镀nb/v/hf覆铜、ti、zr、ta、nb、v、hf、si、cuw、tiw、cu、beo、gan、gaas、inp、mo中的任意一种或多种组合；

5、具体的，所述管舌、管座的材料包括cu、al、ag、au、铬、镍、c、不锈钢、pd、ti、zr、ta、nb、v、hf、ga、fe、si、p、cu镀ni、cu镀pd、cu镀ni/pd、fe镀ni、fe镀pd、fe镀ni/pd、铁包铜镀ni、铁包铜镀pd、铁包铜镀ni/pd、cu镀pd/ni、fe镀pd/ni、铁包铜镀pd/ni、可伐镀pd、可伐镀ni、可伐镀ni/pd、可伐镀pd/ni、cuw、beo、可伐、fe、cu/fe/cu复合材料、cu/fe复合材料、cu/al复合材料、铁包铜中的任意一种或多种组合；

6、具体的，所述热沉的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ax+a-x曲线分布，其中，a为常数且a＞0，a≠1；所述第一连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝bx+b-x曲线分布，其中，b为常数且b＞0，b≠1；所述第二连接层的热阻微积分曲线分布具有函数y＝cx+c-x曲线分布，其中，c为常数且c＞0，c≠1。

7、具体的，所述第一连接层和第二连接层包括auvsnw，其中(0≤v≤1，0≤w≤1)、au、sn、cu、ag、al、ga、fe、si、p、zr、ta、v、hf、银胶、tiptau、ti、pt、ni、cr、nb、pd、rh、niau、mo中的任意一种或多种组合。

8、具体的，所述热沉、第一连接层和第二连接层的热阻微积分曲线分布具有如下关系：0＜b≤a≤c。

9、具体的，所述热沉、第一连接层、激光器芯片的热阻微积分曲线分布具有函数y＝ex-sinx曲线分布。

10、具体的，所述热沉的导热系数曲线分布具有函数y＝dx2+ex+f曲线分布，其中d、e、f均为常数且d＜0。

11、具体的，所述第一连接层的导热系数曲线分布具有函数y＝gx2+hx+i曲线分布；所述第二连接层的导热系数曲线分布具有函数y＝jx2+kx+k曲线分布；其中，g、h、i、j和k均为常数，且g＜0、j＜0。

12、具体的，所述热沉、第一连接层和第二连接层的导热系数曲线分布具有如下关系：j≤d≤g＜0。

13、具体的，所述管座的热阻微积分曲线分布具有函数y＝(mx+1)/(mx-1)，其中m为常数，且0＜m＜1；

14、具体的，所述激光器芯片包括氮化镓基激光器、砷化镓基激光器、铟磷基激光器、氮化铝基激光器、ingan基激光器等半导体激光器，激光器波长涵盖200nm～3000nm；封装形式包括塑封模组、to-can罐式模组、cos模组。

15、综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：设计所述激光器封装组件的热阻微积分曲线，增强激光器封装组件的管座、管舌、热沉、激光器芯片、第一封装组件、第二封装组件的界面散热效率，提升激光器封装组件的界面温度分布均匀性，降低激光器芯片的光学灾变比例和激光器断裂比例，提升激光器封装组件的可靠性；光学灾变比例从34ppm下降于11ppm，激光器断裂比例比19ppm下降至3ppm。