本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，在半導(dǎo)體激光器的封裝過程中，每個(gè)制冷器（cooler）上一般只封裝一個(gè)激光芯片，這在實(shí)際應(yīng)用中存在一些不足：半導(dǎo)體激光器組成疊陣時(shí)，疊陣體積較大，功率密度也有限，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)，通過在一個(gè)制冷器上同時(shí)封裝多個(gè)激光芯片，使得半導(dǎo)體激光器的功率密度大大提高，有效地提高了峰值功率，并且縮小了疊陣的體積，降低了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供一種基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體激光器單元；所述半導(dǎo)體激光器單元包括：制冷器、以及多個(gè)激光芯片；其中，所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)鍵合于所述制冷器的上表面和/或下表面。

上述方案中，所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)鍵合于所述制冷器的上表面和/或下表面，包括：所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式分別分布于所述制冷器的上表面和下表面，所述制冷器上表面、以及下表面處的各激光芯片之間分別通過焊料鍵合為一體。

上述方案中，所述制冷器上表面處各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)，所述制冷器下表面處各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)，所述制冷器上表面處激光芯片和下表面處激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)或并聯(lián)。

上述方案中，所述制冷器上表面處激光芯片P面向下鍵合到所述制冷器的上表面，所述制冷器下表面處的激光芯片P面向上或N面向上鍵合到所述制冷器的下表面。

上述方案中，所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)鍵合于所述制冷器的上表面和/或下表面，包括：所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)分布于所述制冷器的上表面或下表面，所述制冷器的上表面、或下表面處的各激光芯片之間通過焊料鍵合為一體。

上述方案中，所述制冷器的上表面、或下表面處各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)。

上述方案中，所述制冷器上表面處的激光芯片P面向下鍵合到所述制冷器的上表面，或，所述制冷器下表面處的激光芯片P面向上鍵合到所述制冷器的下表面。

上述方案中，所述半導(dǎo)體激光器單元還包括：襯底；所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式通過襯底鍵合于所述制冷器的上表面和/或下表面。

上述方案中，所述襯底為：銅金剛石、或銅鎢。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案，通過在一個(gè)制冷器上以不同的形式封裝多個(gè)激光芯片（2個(gè)及以上），即在一次封裝回流工藝中就可實(shí)現(xiàn)同時(shí)封裝多個(gè)激光芯片，降低了工藝復(fù)雜程度，使得在將半導(dǎo)體激光器單元封裝成疊陣時(shí)，疊陣的體積縮小一半，功率密度提升80%，單個(gè)半導(dǎo)體激光器單元的峰值功率可達(dá)1000W，并且使得整個(gè)半導(dǎo)體激光器的生產(chǎn)成本降低25%-50%。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖2為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖3為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖三。

附圖標(biāo)號(hào)說明：1為激光芯片，2為制冷器，3為襯底。

具體實(shí)施方式

圖1為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖一；如圖1所示，所述基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)包括：半導(dǎo)體激光器單元；所述半導(dǎo)體激光器單元包括：制冷器2、以及多個(gè)激光芯片1；其中，所述多個(gè)激光芯片1以垂直的形式同時(shí)鍵合于所述制冷器2的上表面和/或下表面；這里，圖1中以激光芯片的數(shù)量為2進(jìn)行舉例說明，并非用于對(duì)本方案的限制。

以圖1為例，圖1中包括2個(gè)激光芯片，所述兩個(gè)激光芯片以垂直的形式分別分布于所述制冷器2的上表面和下表面，并且，所述制冷器2上表面處的激光芯片通過焊料P面向下鍵合到所述制冷器2的上表面，所述制冷器下表面處的激光芯片通過焊料P面向上鍵合到所述制冷器2的下表面，也即芯片倒裝（P-side-up）。

這樣，在一次工藝中就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)制冷器上同時(shí)封裝2個(gè)激光芯片的目的，降低了工藝難度，并且制冷器上表面和下表面處的激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)，在一定程度上解決了電路問題。

在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)激光芯片的數(shù)量為3個(gè)及以上時(shí)，多個(gè)激光芯片可以按照一定的數(shù)量比例關(guān)系，以垂直的形式分別分布于所述制冷器的上表面和下表面，所述制冷器上表面、以及下表面處的各激光芯片之間分別通過焊料鍵合為一體，所述制冷器上表面處垂直疊加的各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)，所述制冷器下表面處垂直疊加的各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)，所述制冷器上表面處激光芯片和下表面處激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)或并聯(lián)；與上述圖1類似的，所述制冷器上表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料P面向下鍵合到所述制冷器的上表面，所述制冷器下表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片可通過焊料P面向上鍵合到所述制冷器的下表面，此時(shí)制冷器上表面處激光芯片和下表面處激光芯片之間的電連接關(guān)系為并聯(lián)。

當(dāng)所述制冷器上表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料P面向下鍵合到所述制冷器的上表面，所述制冷器下表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料N面向上鍵合到所述制冷器的下表面時(shí)，則制冷器上表面處激光芯片和下表面處激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)。

圖2為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖二，如圖2所示，所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)鍵合于所述制冷器上，還可以包括另外一種實(shí)現(xiàn)形式：以激光芯片的數(shù)量為2進(jìn)行舉例說明，所述2個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)分布于所述制冷器的上表面，所述制冷器的上表面處的兩個(gè)激光芯片之間通過焊料鍵合為一體，所述兩個(gè)激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)。進(jìn)一步的，所述制冷器上表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料P面向下鍵合到所述制冷器的上表面。

類似的，在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)激光芯片的數(shù)量為3個(gè)及以上時(shí)，所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式同時(shí)分布于所述制冷器的上表面或下表面，所述制冷器的上表面、或下表面處的各激光芯片之間通過焊料鍵合為一體，所述制冷器的上表面或下表面處各激光芯片之間的電連接關(guān)系為串聯(lián)。

所述制冷器上表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料P面向下鍵合到所述制冷器的上表面，或，所述制冷器下表面處的經(jīng)鍵合為一體的激光芯片通過焊料P面向上鍵合到所述制冷器的下表面。

圖3為本實(shí)用新型基于多芯片的半導(dǎo)體激光器封裝結(jié)構(gòu)示意圖三，如圖3所示，所述半導(dǎo)體激光器單元還可以包括：襯底3；所述多個(gè)激光芯片1以垂直的形式通過襯底3鍵合于所述制冷器的上表面和/或下表面；所述襯底可以為銅鎢、銅金剛石等與激光芯片的熱膨脹系數(shù)（CTE）相接近的材料。

具體的，在實(shí)際應(yīng)用中，可以在圖1和圖2所示方案的基礎(chǔ)上，將所述多個(gè)激光芯片以垂直的形式經(jīng)所述襯底3鍵合到所述制冷器2上，以圖1為例（圖2與圖1類似，不再贅述），制冷器上下表面處的兩個(gè)激光芯片分別通過所述襯底3鍵合到所述制冷器的上下表面，這樣，由于襯底的CTE匹配特性，還能夠有效地降低激光芯片發(fā)射激光的SMILE（近場非線性）效應(yīng)。

以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。