專利名稱：半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電子器件領(lǐng)域，更具體的說是一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面(斜角)結(jié)構(gòu)的熱沉。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體光放大器(SOA)具有增益譜寬、非線性系數(shù)高、功耗低和易于集成的優(yōu)點，在全光網(wǎng)絡(luò)中不僅可以作為功率放大器、中繼放大器、前置放大器等增益器件，而且還是功能器件如光開關(guān)、波長轉(zhuǎn)換器的關(guān)鍵部分。目前半導(dǎo)體光放大器的封裝技術(shù)與半導(dǎo)體激光器、探測器的封裝技術(shù)相比還不成熟，需要進一步完善。半導(dǎo)體光放大器的工作特性與半導(dǎo)體激光器、探測器相比主要有兩點不同即需要雙端耦合和較大的偏置電流。因此，在半導(dǎo)體光放大器的封裝設(shè)計中應(yīng)重點考慮光耦合效率和散熱的問題。目前，半導(dǎo)體光放大器的封裝采用的熱沉多是用無氧高電導(dǎo)銅(Oxygen-free high conductivity)材料加工的“工”字型的熱沉。如圖1所示，其中1為“工”字型熱沉；2為半導(dǎo)體光放大器芯片。半導(dǎo)體光放大器芯片放在熱沉的垂直臂上，垂直臂的寬度小于或等于芯片的長度。這種結(jié)構(gòu)雖然比較簡單，但從芯片的有源區(qū)和端面產(chǎn)生的熱量，需要經(jīng)過狹長的垂直臂沿熱沉傳輸，很明顯這種結(jié)構(gòu)在散熱方面有很大的制約，需要在能保證耦合效率的前提下，通過優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計，進一步改進它的導(dǎo)熱特性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光放大器熱沉結(jié)構(gòu)在散熱性能的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，使用該結(jié)構(gòu)設(shè)計的熱沉不僅可以仍能保證光纖與芯片的耦合效率，而且還能進一步改善散熱能力，使其在幾百毫安的偏置電流下，仍能正常工作。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明是一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中包括一熱沉，該熱沉為一矩形，該熱沉包括一上臂、一下臂，該上下臂之間有一立柱，該立柱的斷面為梯形，該上下臂與立柱一次切割制作。
其中該熱沉的立柱其梯形斷面的斜邊與熱沉的平面夾角為60度角。
其中熱沉所采用的是無氧高電導(dǎo)銅或金剛石或銀或金或碳化硅或氧化鈹或氮化鋁材料。
其中熱沉的上、下表面經(jīng)過磨平、拋光工藝處理。
其中熱沉的上、下表面經(jīng)過鍍金工藝處理。
其中該熱沉的立柱的梯形斷面的上底寬度等于半導(dǎo)體光放大器芯片的長度。
本發(fā)明的有益效果是熱沉采用與豎直方向成60度角的立柱的結(jié)構(gòu)，而且具有梯形剖面的立柱(垂直臂)的上表面的寬度與半導(dǎo)體芯片的長度相等。這種熱沉結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點1、與傳統(tǒng)的熱沉結(jié)構(gòu)相比，放置的芯片的立柱(垂直臂)的側(cè)向橫截面積明顯增大，因此半導(dǎo)體光放大器工作過程中有源區(qū)和端面產(chǎn)生的熱量，可以通過這種斜面(斜角)結(jié)構(gòu)設(shè)計更充分地向側(cè)向和向下傳播，從而改善了熱沉的散熱能力。而且，本發(fā)明考慮到半導(dǎo)體光放大器的出射端面的光強多，所以產(chǎn)生的熱量比有源區(qū)的其它部位大，所以選擇立柱的梯形斷面的上底寬度等于半導(dǎo)體光放大器芯片的長度。
2、從半導(dǎo)體光放大器芯片出射的光束通常具有一定的發(fā)散角，垂直方向30度左右，這種帶有60度斜角的熱沉設(shè)計與傳統(tǒng)的熱沉結(jié)構(gòu)相比，沒有阻擋光線傳播；另外，在半導(dǎo)體光放大器的封裝中，通常采用兩根鍍膜的錐形光纖從芯片的兩側(cè)進行光耦合，這種帶有斜面(斜角)的熱沉結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的設(shè)計一樣，沒有增加光纖耦合的難度，所以不會降低封裝的光耦合效率。


為進一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，其中圖1是現(xiàn)有半導(dǎo)體放大器熱沉的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)俯視圖；
圖3是圖2的側(cè)視圖；圖4是圖3中A-A的剖視圖。
具體實施例方式
請參閱圖2、圖3和圖4，在圖2、圖3和圖4的實施例中，一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面(斜角)結(jié)構(gòu)的熱沉，其中包括一熱沉10，該熱沉10為一矩形，該熱沉10包括一上臂11、一下臂12，該上下臂之間有一立柱13，該立柱13的斷面為梯形，該上下臂11、12與立柱13為一次切割制作。
其中該熱沉的立柱13其梯形斷面的斜邊與熱沉10的平面夾角為60度角。
其中熱沉10所采用的是無氧高電導(dǎo)銅或金剛石或銀或金或碳化硅或氧化鈹或氮化鋁材料。
其中熱沉10的上、下表面經(jīng)過磨平、拋光工藝處理。
其中熱沉10的上、下表面經(jīng)過鍍金工藝處理。
其中該熱沉10立柱13的梯形斷面的上底寬度等于半導(dǎo)體光放大器芯片的長度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有1、放置的芯片的立柱(垂直臂)13的側(cè)向橫截面積明顯增大，因此半導(dǎo)體光放大器工作過程中有源區(qū)和端面產(chǎn)生的熱量，可以通過這種斜面(斜角)結(jié)構(gòu)設(shè)計更充分地向側(cè)向和向下傳播，從而改善了熱沉的散熱能力。而且，本發(fā)明考慮到半導(dǎo)體光放大器的出射端面的光強多，所以產(chǎn)生的熱量比有源區(qū)的其它部位大，所以選擇立柱13的梯形斷面的上底寬度等于半導(dǎo)體光放大器芯片的長度。
2、從半導(dǎo)體光放大器芯片出射的光束通常具有一定的發(fā)散角，垂直方向30度左右，這種帶有60度斜角的熱沉設(shè)計與傳統(tǒng)的熱沉結(jié)構(gòu)相比，沒有阻擋光線傳播；另外，在半導(dǎo)體光放大器的封裝中，通常采用兩根鍍膜的錐形光纖從芯片的兩側(cè)進行光耦合，這種帶有斜面(斜角)的熱沉結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的設(shè)計一樣，沒有增加光纖耦合的難度，所以不會降低封裝的光耦合效率。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中包括一熱沉，該熱沉為一矩形，該熱沉包括一上臂、一下臂，該上下臂之間有一立柱，該立柱的斷面為梯形，該上下臂與立柱一次切割制作。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中該熱沉的立柱其梯形斷面的斜邊與熱沉的平面夾角為60度角。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中熱沉所采用的是無氧高電導(dǎo)銅或金剛石或銀或金或碳化硅或氧化鈹或氮化鋁材料。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中熱沉的上、下表面經(jīng)過磨平、拋光工藝處理。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中熱沉的上、下表面經(jīng)過鍍金工藝處理。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中該熱沉的立柱的梯形斷面的上底寬度等于半導(dǎo)體光放大器芯片的長度。
全文摘要
一種半導(dǎo)體光放大器封裝用的具有斜面結(jié)構(gòu)的熱沉，其特征在于，其中包括一熱沉，該熱沉為一矩形，該熱沉包括一上臂、一下臂，該上下臂之間有一立柱，該立柱的斷面為梯形，該上下臂與立柱一次切割制作。使用該結(jié)構(gòu)設(shè)計的熱沉不僅可以仍能保證光纖與芯片的耦合效率，而且還能進一步改善散熱能力，使其在幾百毫安的偏置電流下，仍能正常工作。
文檔編號H01S5/024GK1700538SQ20041004326
公開日2005年11月23日 申請日期2004年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月20日
發(fā)明者劉超, 袁海慶, 祝寧華 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所