半导体激光器的封装结构及叠阵结构制造技术

本发明专利技术提供一种半导体激光器的封装结构及叠阵结构，涉及半导体器件封装技术领域。该叠阵封装结构包括：包括：半导体激光芯片、导电衬底、补强片。半导体激光芯片的两个键合面各与一个导电衬底平行且键合。补强片固定于导电衬底的侧面，且补强片平行于半导体激光芯片与导电衬底的堆叠方向，其中，补强片的热膨胀系数大于半导体激光芯片和导电衬底组合体的膨胀系数，使得补强片对半导体激光芯片和陶瓷基板在厚度方向施加足够的压应力，与半导体激光芯片和导电衬底自身厚度方向上的拉应力相抵消，降低了GS结构中半导体激光芯片开裂的风险。

Package structure and stacked structure of semiconductor laser

The invention provides a package structure and a stack structure of a semiconductor laser, relating to the technical field of semiconductor device package. The stacked array package structure includes: a semiconductor laser chip, a conductive substrate and a reinforcing plate. The two bonding surfaces of the semiconductor laser chip are parallel and bonded with a conductive substrate. The reinforcing plate is fixed on the side of the conductive substrate, and is parallel to the stacking direction of the semiconductor laser chip and the conductive substrate, wherein, the thermal expansion coefficient of the reinforcing plate is larger than that of the semiconductor laser chip and the conductive substrate combination, so that the reinforcing plate exerts sufficient compressive stress on the semiconductor laser chip and the ceramic substrate in the thickness direction, and is connected with the semiconductor laser chip and the conductive substrate The tensile stress in the thickness direction of the substrate is eliminated, which reduces the risk of the semiconductor laser chip cracking in GS structure.

【技术实现步骤摘要】
半导体激光器的封装结构及叠阵结构
本专利技术涉及半导体器件封装
，具体而言，涉及一种半导体激光器的封装结构及叠阵结构。
技术介绍
半导体激光器具有体积小、寿命长等优点使其在许多领域有着广泛的应用。为了提高半导体激光器的叠阵(stack)结构中单位面积亮度，往往采用芯片垂直于热沉的结构(GS结构)，并且采用铜钨与芯片间隔设置的多层结构来实现垂直结构的封装。这会导致在GS结构在芯片的上出光面会承受拉应力，而导致芯片开裂。现有技术中，通过将GS结构的底部绝缘陶瓷设计为一体陶瓷，增强GS结构的抗弯强度，以缓解芯片的上出光面承受的拉应力。但由于陶瓷材料的抗弯强度与铜钨材料的抗弯强度差距较大，因此其减少的拉应力有限，GS结构中的拉应力仍然难以得到有效的缓解，芯片依然存在开裂的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种半导体激光器的封装结构及叠阵结构，以解决GS结构中的拉应力仍然难以得到有效的缓解，芯片依然存在开裂的风险的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种半导体激光器的封装结构，包括：半导体激光芯片、导电衬底、补强片。半导体激光芯片的两个键合面各与一个导电衬底平行且键合。补强片固定于导电衬底的侧面，且补强片平行于半导体激光芯片与导电衬底的堆叠方向，其中，补强片的热膨胀系数(CoefficientofThermalExpansion，CTE)大于半导体激光芯片和导电衬底组合体的膨胀系数。可选地，导电衬底为陶瓷基板，陶瓷基板上设有多个导电通孔，每个导电通孔的两端分别与陶瓷基板上覆设的金属层电连接。或者，导电衬底为金属基板，金属基板与补强片之间设有绝缘层。可选地，补强片上设有金属焊料，金属焊料用于与陶瓷基板上的金属层焊接。可选地，补强片上的金属焊料为：熔点小于或等于预设熔点的硬焊料，预设熔点为半导体激光芯片的封装焊料的熔点。可选地，补强片为两个。两个补强片对称设置于导电衬底相对的两个侧面。可选地，补强片沿出光方向的尺寸大于或等于半导体激光芯片的腔长，且大于或等于导电衬底沿出光方向的尺寸。可选地，补强片的材料包括金属、陶瓷或金属复合材料中的至少一种。第二方面，本专利技术实施例提供了一种半导体激光器的叠阵结构，包括至少两个第一方面提供的半导体激光器的封装结构。至少两个半导体激光器的封装结构中的半导体激光芯片与导电衬底间隔设置，并沿半导体激光芯片与导电衬底键合面的垂直方向堆叠排列。补强片平行于堆叠排列的方向且设置于导电衬底相对的两个侧面。可选地，补强片沿半导体激光芯片和导电衬底堆叠方向上的长度大于或等于相距最远的两个导电衬底之间的距离。可选地，半导体激光器的叠阵结构还包括：热沉。半导体激光芯片和导电衬底沿半导体激光芯片的出光方向垂直设于热沉上。本专利技术的有益效果是：通过将补强片垂直固定在导电衬底的两端，补强片平行于半导体激光芯片与导电衬底的堆叠方向，且补强片与半导体激光芯片不接触，其中，补强片的热膨胀系数大于半导体激光芯片和导电衬底组合体的膨胀系数，使得在封装降温的过程中，补强片对半导体激光芯片和导电衬底在厚度方向施加足够的压应力，与半导体激光芯片和导电衬底自身厚度方向上的拉应力相抵消，降低了GS结构中半导体激光芯片开裂的风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的封装结构的示意图；图2为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的封装结构的俯视图；图3为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的封装结构中陶瓷基板的剖面图；图4为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的叠阵结构的结构示意图；图5为本专利技术另一实施例提供的半导体激光器的叠阵结构中GS结构的剖面图。图标：101-半导体激光芯片；102-导电衬底；103-补强片；104-热沉；105-金属层；106-导电通孔；107-金属焊料；108-次级焊料。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。图1为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的封装结构的示意图，图2为本专利技术一实施例提供的半导体激光器的封装结构的俯视图。如图1、图2所示，该半导体激光器的封装结构为单巴条结构，包括：半导体激光芯片101、导电衬底102、补强片103、热沉104。半导体激光芯片101的两个键合面各与一个导电衬底102平行且键合，半导体激光芯片101与导电衬底102沿出光方向垂直设置于热沉104上。补强片103固定于导电衬底102的侧面，且补强片103平行于半导体激光芯片101与导电衬底102的堆叠方向，且补强片103与半导体激光芯片101不接触，其中，补强片103的热膨胀系数大于半导体激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体激光器的封装结构，其特征在于，包括：/n半导体激光芯片、导电衬底、补强片；/n所述半导体激光芯片的两个键合面各与一个所述导电衬底平行且键合；/n所述补强片固定于所述导电衬底的侧面，且所述补强片平行于所述半导体激光芯片与所述导电衬底的堆叠方向，其中，所述补强片的热膨胀系数大于所述半导体激光芯片和所述导电衬底组合体的膨胀系数。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体激光器的封装结构，其特征在于，包括：
半导体激光芯片、导电衬底、补强片；
所述半导体激光芯片的两个键合面各与一个所述导电衬底平行且键合；
所述补强片固定于所述导电衬底的侧面，且所述补强片平行于所述半导体激光芯片与所述导电衬底的堆叠方向，其中，所述补强片的热膨胀系数大于所述半导体激光芯片和所述导电衬底组合体的膨胀系数。


2.根据权利要求1所述的半导体激光器的封装结构，其特征在于，所述导电衬底为陶瓷基板，所述陶瓷基板上设有多个导电通孔，每个所述导电通孔的两端分别与所述陶瓷基板上覆设的金属层电连接；
或者，所述导电衬底为金属基板，所述金属基板与所述补强片之间设有绝缘层。


3.根据权利要求2所述的半导体激光器的封装结构，其特征在于，所述补强片上设有金属焊料，所述金属焊料用于与所述陶瓷基板上的所述金属层焊接。


4.根据权利要求3所述的半导体激光器的封装结构，其特征在于，所述补强片上的金属焊料为：熔点小于或等于预设熔点的硬焊料，所述预设熔点为所述半导体激光芯片的封装焊料的熔点。


5.根据权利要求1所述的半导体激光器的封装结构，其特征在于，所述补强片为两个；
两个所述补强片对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鸣，石钟恩，郑艳芳，付团伟，
申请(专利权)人：西安域视光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61