高功率激光器陶瓷基板的優(yōu)勢(shì)和作用

激光器雷達(dá)在汽車(chē)、通訊、航天航空等領(lǐng)域起著非常重要的作用。VCSEL的固態(tài)激光雷達(dá)具有更高的可靠性、穩(wěn)定性并尺寸小型化，也符合汽車(chē)?yán)走_(dá)激光發(fā)展的要求。

激光器對(duì)散熱的要求：

VCSEL芯片功率轉(zhuǎn)化效率較低，這就意味著散熱肯定有問(wèn)題，面臨熱電分離的難題，而陶瓷基板就是為解決熱電分離誕生的。陶瓷基板散熱性好，介電常數(shù)穩(wěn)定，電氣性能穩(wěn)定。

激光器散熱原理：

VCSEL運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大熱量。其一，一個(gè)是熱量需要通過(guò)基板及時(shí)散發(fā)出去；其次，VCSEL芯片功率密度很高，需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導(dǎo)致的應(yīng)力問(wèn)題。因此，實(shí)現(xiàn)高效散熱、熱電分離及熱膨脹系數(shù)匹配成為VCSEL元件封裝基板選擇的重要考量。

一般情況下，半導(dǎo)體激光器的發(fā)光波長(zhǎng)隨溫度變化為0.2-0.3nm/℃，光譜寬度隨之增加，影響顏色鮮艷度。另外，當(dāng)正向電流流經(jīng)pn結(jié)，發(fā)熱性損耗使結(jié)區(qū)產(chǎn)生溫升，在室溫附近，溫度每升高1℃，半導(dǎo)體激光器的發(fā)光強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)地減少1%左右，激光器時(shí)刻保持色純度與發(fā)光強(qiáng)度非常重要，以往多采用減少其驅(qū)動(dòng)電流的辦法，降低結(jié)溫，多數(shù)半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流限制在20mA左右。但是，半導(dǎo)體激光器的光輸出會(huì)隨電流的增大而增加，很多功率型半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電流可以達(dá)到70mA、100mA甚至1A級(jí)，需要改進(jìn)封裝結(jié)構(gòu)才能保證激光器的壽命，全新的半導(dǎo)體激光器封裝設(shè)計(jì)理念采用低熱阻封裝結(jié)構(gòu)及技術(shù)，改善熱特性。

陶瓷基板表面覆銅后就具備了非常好的性能，適應(yīng)激光器的性能需求。

陶瓷本身的穩(wěn)定性確保傳感器信號(hào)不會(huì)失真；陶瓷基板與芯片的熱膨脹系數(shù)匹配，使得產(chǎn)品更加可靠，即使在高溫，高震動(dòng)，含腐蝕性的環(huán)境下仍然可以保正信號(hào)的高效，靈敏，準(zhǔn)確。

因此直接鍍銅陶瓷基板（DPC陶瓷基板）極大地滿足了VCSEL（激光器）元件的這種封裝要求。由于DPC陶瓷基板具備了高導(dǎo)熱、高絕緣、高線路精準(zhǔn)度、高表面平整度及熱膨脹系數(shù)與芯片匹配等諸多特性，在高功率VCSEL激光器元件封裝中占有重要地位。更多激光陶瓷基板可以咨詢金瑞欣特種電路。