陶瓷基板在VCSEL激光器上的應用
近年來,隨著激光雷達(LiDAR)技術的發(fā)展,VCSEL陣列光源,由于其低制造成本、小溫漂系數(shù)、易于二維集成的優(yōu)勢,越來越受到激光雷達應用市場的關注。首先,使用特殊的結構和工藝設計,VCSEL陣列可以實現(xiàn)更高的功率密度和更低的發(fā)散角,以滿足激光雷達長距離應用的發(fā)展需求,利用多結VCSEL技術是產品實現(xiàn)更高效率、更高功率密度的關鍵。
VCSEL激光器全名為垂直共振腔表面放射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL),簡稱面射型激光器。它以砷化鎵半導體材料為基礎研制,是一種半導體激光器。
陶瓷基板的在VCSEL激光器的核心應用
1.散熱性好
VCSEL的芯片轉化效率低導致其存在嚴重散熱問題,陶瓷基板垂直互連,形成內部獨立的導電通道,陶瓷本身既是絕緣體,又能散熱,實現(xiàn)熱電分離。
2.可靠性高
VCSEL芯片功率密度很高,需要考慮芯片和基板熱膨脹失配導致的應力問題,而陶瓷基板具有與VCSEL高匹配的熱膨脹系數(shù)。此外金屬化陶瓷基板可實現(xiàn)金屬邊框與陶瓷基板的一體成型,緊密結合,避免了后期組裝過程中額外的粘貼工序、配位精度等問題,以及膠水老化帶來的可靠性問題。
3.垂直互連
VCSEL封裝需要把透鏡架設到芯片上方,即基板是需要做成三維腔室,金屬化陶瓷基板具有高可靠垂直互連的優(yōu)勢適用于垂直共晶焊接。
VCSEL激光器能做什么 ?
VCSEL基本原理就是傳遞空間三維信息,三維識別、手勢識別、虹膜識別、無人駕駛激光雷達等許多我們熟悉的應用,都是通過它得以實現(xiàn)的。
雖然目前VCSEL激光器在消費電子領域的市場才剛剛起步,但是它在光通信、光互連、激光引信、激光顯示、光信號處理以及芯片級原子鐘等領域,早已獲得了廣泛的應用。除此之外,它在近紅外波段的軍用領域起著主導作用,例如用于周邊和邊境安全的高功率照明、透過煙霧和爆炸進行成像以及遠程監(jiān)視等。