一种低热阻BAR条封装结构的制作方法

一种低热阻bar条封装结构
技术领域
1.本实用新型涉及激光芯片封装技术领域，更具体的说是一种低热阻bar条封装结构。


背景技术：

2.高功率半导体激光器的工作性能、长期可靠性及使用寿命等在很大程度上决定于芯片的封装，它的主要任务是给激光芯片提供电流和散热，其中散热尤其重要。
3.现有的激光芯片多通过宏通道热沉进行封装，在此封装结构中，多采用0型圈来对激光芯片和冷却水道进行隔离，但在长期使用过程中，0型圈容易被水分子渗透，导致激光芯片损坏，有鉴于此，需要一种能够防止水分渗透，并适用于长期使用的低热阻bar条封装结构


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种能够防止水分渗透，并适用于长期使用的低热阻bar条封装结构
5.为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种低热阻bar条封装结构，包括激光芯片和冷却层，所述激光芯片至少一面与冷却层抵触，所述冷却层包括电阻层和热沉，所述热沉内部对应激光芯片位置设有液体流通通道，所述热沉靠近激光芯片的一面设有贯通至液体流通通道的冷却槽，所述冷却槽表面覆盖有金属层，所述金属层外覆盖有金属膜，所述电阻层设置于金属膜和激光芯片之间，所述电阻层分别与金属膜和激光芯片层叠固定。
6.作为本实用新型的进一步改进，所述液体流通通道包括并排设置的液体流入通道和液体流出通道。
7.作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽包括多个降温槽，多个所述降温槽设置于液体流入通道和液体流出通道之间，多个所述降温槽沿液体流入通道或液体流出通道长度方向排列设置，多个所述降温槽槽底两端均分别与液体流入通道和液体流出通道连通。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽宽度与筋宽比为1∶1。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽深度为槽宽的2-4倍。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述热沉包括正极热层和负极热层，所述正极热层和负极热层对称设置于激光芯片两侧，所述正极热层和负极热层均通过电阻层与激光芯片层叠固定。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述电阻层包括铟层、碳化硅层和钨铜层，所述铟层、碳化硅层和钨铜层由热沉向激光芯片方向依次层叠固定。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述金属层为铜片。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述金属膜为含铜金属膜。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述金属膜通过粒子沉淀的方式形成。
15.本实用新型的有益效果：通过液体流通通道和冷却槽的设置实现对激光芯片的冷却，同时通过金属层的设置实现冷却槽与激光芯片之间的密封，金属膜的设置方式能够增强金属层密封性能的同时使得密封更加稳定，适用于长时间使用，电阻层的设置能够避免激光芯片运作时对其余部件的影响，同时多个降温槽的并列设置能够获得更大的冷却面积，同时降温槽槽底两端均分别与液体流入通道和液体流出通道连通能够加快液体流速，从而增强冷却效果，正极热沉和负极热沉的设置能够实现双面冷却，从而增强冷却效果。
附图说明
16.图1为本实用新型冷却层和激光芯片安装剖视图；
17.图2为本实用新型冷却槽示意图；
18.图3为本实用新型金属层示意图。
19.附图标记：1、激光芯片；2、冷却层；3、电阻层；4、热沉；5、液体流通通道；6、冷却槽；7、金属层；8、金属膜；9、液体流入通道；10、液体流出通道；11、降温槽；12、负极热沉；13、正极热沉；14、铟层；15、碳化硅层；16、钨铜层。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。
21.如图1-3所示，一种低热阻bar条封装结构，包括激光芯片1和冷却层2，所述激光芯片1至少一面与冷却层2抵触，所述冷却层2包括电阻层3和热沉4，所述热沉4内部对应激光芯片1位置设有液体流通通道5，所述热沉4靠近激光芯片1的一面设有贯通至液体流通通道5的冷却槽6，所述冷却槽6表面覆盖有金属层7，所述金属层7外覆盖有金属膜8，所述电阻层3设置于金属膜8和激光芯片1之间，所述电阻层3分别与金属膜8和激光芯片1层叠固定，通过液体流通通道5和冷却槽6的设置实现对激光芯片1的冷却，同时通过金属层7的设置实现冷却槽6与激光芯片1之间的密封，金属膜8的设置方式能够增强金属层7密封性能的同时使得密封更加稳定，适用于长时间使用，电阻层3的设置能够避免激光芯片1运作时对其余部件的影响。
22.优选的，所述液体流通通道5包括并排设置的液体流入通道9和液体流出通道10，液体流入通道9和液体流出通道10并排设置能够减少相互之间的影响。
23.优选的，所述冷却槽6包括多个降温槽11，多个所述降温槽11设置于液体流入通道9和液体流出通道10之间，多个所述降温槽11沿液体流入通道9或液体流出通道10长度方向排列设置，多个所述降温槽11槽底两端均分别与液体流入通道9和液体流出通道10连通，通过两端连通能够使得液体获得最大的冷却路径，从而增强冷却效果，多个降温槽11的设置能够有效增加冷却面积。
24.优选的，所述冷却槽6宽度与筋宽比为1∶1，通过将冷却槽6宽度和筋宽比的合理设置能够获得更好的降温效果。
25.优选的，所述冷却槽6深度为槽宽的2-4倍，通过将冷却槽6深度为槽宽的合理设置能够获得更好的降温效果。
26.优选的，所述热沉4包括正极热沉13和负极热沉12，所述正极热沉13和负极热沉12对称设置于激光芯片1两侧，所述正极热沉13和负极热沉12均通过电阻层3与激光芯片1层叠固定，通过正极热沉13和负极热沉12的设置能够实现对激光芯片1的双面冷却，从而获得有效增强冷却效果。
27.优选的，所述电阻层3包括铟层14、碳化硅层15和钨铜层16，所述铟层14、碳化硅层15和钨铜层16由热沉4向激光芯片1方向依次层叠固定，通过铟层14、碳化硅层15和钨铜层16的层叠设置在实现对激光芯片1电隔离的同时保证良好的导热性能。
28.优选的，所述金属层7为铜片，铜片的设置能够保证导热性能的同时降低成本。
29.优选的，所述金属膜8为含铜金属膜8，含铜的方式能够保证导热性能的同时降低成本，同时能够在表面形成氧化层，从而避免内壁氧化。
30.优选的，所述金属膜8通过粒子沉淀的方式形成，通过粒子沉淀的方式能够使得金属膜8密度更高，从而提高密封性能。
31.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种低热阻bar条封装结构，包括激光芯片(1)和冷却层(2)，其特征在于：所述激光芯片(1)至少一面与冷却层(2)抵触，所述冷却层(2)包括电阻层(3)和热沉(4)，所述热沉(4)内部对应激光芯片(1)位置设有液体流通通道(5)，所述热沉(4)靠近激光芯片(1)的一面设有贯通至液体流通通道(5)的冷却槽(6)，所述冷却槽(6)表面覆盖有金属层(7)，所述金属层(7)外覆盖有金属膜(8)，所述电阻层(3)设置于金属膜(8)和激光芯片(1)之间，所述电阻层(3)分别与金属膜(8)和激光芯片(1)层叠固定。2.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述液体流通通道(5)包括并排设置的液体流入通道(9)和液体流出通道(10)。3.根据权利要求2所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述冷却槽(6)包括多个降温槽(11)，多个所述降温槽(11)设置于液体流入通道(9)和液体流出通道(10)之间，多个所述降温槽(11)沿液体流入通道(9)或液体流出通道(10)长度方向排列设置，多个所述降温槽(11)槽底两端均分别与液体流入通道(9)和液体流出通道(10)连通。4.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述冷却槽(6)宽度与筋宽比为1∶1。5.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述冷却槽(6)深度为槽宽的2-4倍。6.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述热沉(4)包括正极热沉(13)和负极热沉(12)，所述正极热沉(13)和负极热沉(12)对称设置于激光芯片(1)两侧，所述正极热沉(13)和负极热沉(12)均通过电阻层(3)与激光芯片(1)层叠固定。7.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述电阻层(3)包括铟层(14)、碳化硅层(15)和钨铜层(16)，所述铟层(14)、碳化硅层(15)和钨铜层(16)由热沉(4)向激光芯片(1)方向依次层叠固定。8.根据权利要求1所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述金属层(7)为铜片。9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述金属膜(8)为含铜金属膜(8)。10.根据权利要求9所述的一种低热阻bar条封装结构，其特征在于：所述金属膜(8)通过粒子沉淀的方式形成。

技术总结
本实用新型公开了一种低热阻BAR条封装结构，包括激光芯片和冷却层，所述激光芯片至少一面与冷却层抵触，所述冷却层包括电阻层和热沉，所述热沉内部对应激光芯片位置设有液体流通通道，所述热沉靠近激光芯片的一面设有贯通至液体流通通道的冷却槽，所述冷却槽表面覆盖有金属层，所述金属层外覆盖有金属膜，所述电阻层设置于金属膜和激光芯片之间，所述电阻层分别与金属膜和激光芯片层叠固定，通过液体流通通道和冷却槽的设置实现对激光芯片的冷却，同时通过金属层的设置实现冷却槽与激光芯片之间的密封，金属膜的设置方式能够增强金属层密封性能的同时使得密封更加稳定，适用于长时间使用。间使用。间使用。


技术研发人员：程国军 余勤跃 刘忠永
受保护的技术使用者：温州泛波激光有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/3/8