[go: up one dir, main page]

WO2019243327A1 - Diodenlaseranordung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung - Google Patents

Diodenlaseranordung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2019243327A1
WO2019243327A1 PCT/EP2019/066008 EP2019066008W WO2019243327A1 WO 2019243327 A1 WO2019243327 A1 WO 2019243327A1 EP 2019066008 W EP2019066008 W EP 2019066008W WO 2019243327 A1 WO2019243327 A1 WO 2019243327A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
alloy
cooling device
connection layer
emitter
diode laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/066008
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Strohmaier
Arne-Heike MEISSNER-SCHENK
Gerald Urban
Gerd Hansen
Christian Carstens
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Trumpf Photonics Inc
Original Assignee
Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Trumpf Photonics Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH, Trumpf Photonics Inc filed Critical Trumpf Laser und Systemtechnik GmbH
Priority to US17/254,625 priority Critical patent/US11973313B2/en
Priority to CN201980054859.1A priority patent/CN112585825A/zh
Publication of WO2019243327A1 publication Critical patent/WO2019243327A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips
    • H01S5/02355—Fixing laser chips on mounts
    • H01S5/0237—Fixing laser chips on mounts by soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
    • H01S5/02423—Liquid cooling, e.g. a liquid cools a mount of the laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/024—Arrangements for thermal management
    • H01S5/02476—Heat spreaders, i.e. improving heat flow between laser chip and heat dissipating elements

Definitions

  • Diode laser arrangement and method for producing a diode laser arrangement Diode laser arrangement and method for producing a diode laser arrangement
  • the invention relates to a diode laser arrangement and a method for producing a diode laser arrangement.
  • Diode laser arrangement with such emitters has a cooling device which is thermally coupled to the emitter (s) and is designed to dissipate the heat loss.
  • An arrangement of at least one emitter between two cooling devices of this type is known in order to increase the cooling capacity or to implement a thermomechanically symmetrical structure. To connect such a cooling device to the at least one emitter
  • Joining material for example the brazing alloy, and the joining partner, as well
  • the invention has for its object to provide a diode laser arrangement and a method for producing a diode laser arrangement, advantages over known diode laser arrangements in particular with regard to high Output power with a long service life, beam quality and intended beam parameters can be realized.
  • the object is achieved in particular by a diode laser arrangement with at least one emitter, a first cooling device and a second
  • Cooling device and a first connection layer is created.
  • the at least one emitter is set up to emit a laser beam.
  • the laser beam can also consist of several partial laser beams. This is the case, for example, if the at least one emitter is designed as a diode laser bar.
  • the at least one emitter is arranged between the first cooling device and the second cooling device.
  • the first cooling device and second cooling device are each set up to cool the at least one emitter.
  • the at least one emitter is connected to the first via the first connection layer
  • the first connection layer indicates
  • a tin alloy or a lead alloy can have lead-tin, for example.
  • the diode laser arrangement according to the invention has advantages over the prior art. Characterized in that the first connection layer, via which the at least one emitter is connected to the first cooling device, a
  • Diode laser arrangement particularly at high operating temperatures of the at least one emitter, can be significantly reduced or even avoided.
  • a temperature-related deformation of at least one emitter designed as a diode laser bar can be significantly reduced or even avoided.
  • a lifetime of the diode laser arrangement, in particular of the at least one emitter, can be significantly increased.
  • a high or higher output power can be achieved with a long service life and beam quality.
  • spectral properties or geometric characteristics of the emitted laser beam for example the degree of polarization, the wavelength or the radiation angle, can be kept constant in narrower ranges.
  • the degree of polarization can be increased.
  • the diode laser arrangement can also be operated as intended at higher temperatures.
  • the at least one emitter can be designed as a single emitter. Such an emitter is preferably designed as an edge emitter. Such an emitter is preferably designed as a high-power emitter.
  • the at least one emitter is particularly preferably designed as a diode laser bar with a plurality of emitters, which are preferably arranged in a one-dimensional row (array). Such a diode laser bar is preferably designed as an edge emitter.
  • Such a diode laser bar is particularly preferred as
  • the first cooling device and / or the second cooling device are each designed as a heat sink.
  • the first cooling device and / or the second cooling device are each actively coolable.
  • the first cooling device and / or the second cooling device are particularly preferably designed so that cooling fluid can flow through them, so that heat can be transported away.
  • the cooling fluid is preferably not supplied and discharged to / from the first cooling device and / or the second cooling device via one
  • connection surface of the first cooling device and / or the second cooling device designates in particular a surface of the first cooling device and / or the second cooling device, on or on which the first connecting layer or the second
  • Connection layer is arranged, or a surface facing the at least one emitter.
  • a connection for supplying and / or discharging the cooling fluid is preferably arranged laterally on the first cooling device and / or the second cooling device. As a result, the cooling fluid can flow through the first cooling device and / or the second cooling device independently of one another. Can thus advantageously
  • Temperature differences on an n side and a p side of the at least one emitter can be reduced or even avoided.
  • first cooling device and the second cooling device are each arranged on two opposite sides of the at least one emitter.
  • first cooling device can be adjacent to a first side of the at least one emitter and the second cooling device
  • a p-side of the at least one emitter can be arranged in the region of the first side and an n-side of the at least one emitter in the region of the second side.
  • the first connection layer is set up in order to firmly connect the at least one emitter to the first cooling device.
  • a submount to be arranged between the at least one emitter and the first cooling device, the at least one emitter being fixedly connected to the submount via the first connection layer or the submount being connected to the first cooling device via the first connection layer.
  • the first connection layer is formed in several parts.
  • the at least one emitter is fixedly connected to the submount via the first connection layer and the submount is connected to the first cooling device via a further first connection layer.
  • such a connection is designed as a material and / or positive connection, which is realized via the first connection layer.
  • Such a connection is realized in particular by diffusion, adhesion or micro-gearing.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred, which is characterized in that the diode laser arrangement has a second connection layer.
  • the at least one emitter is preferably above the second
  • Connection layer connected to the second cooling device.
  • Connection can also be realized by means of a submount arranged between the at least one emitter and the second cooling device.
  • Connection layer has in particular a connection material or consists of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, one Aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead, and a lead alloy.
  • a tin alloy or a lead alloy can have lead-tin, for example.
  • connection layer By means of the second connection layer, a stress-free or even stress-free connection of the at least one emitter to the second cooling device is possible, in particular when the diode laser arrangement is in operation.
  • the second connection layer is set up to firmly connect the at least one emitter to the second cooling device. It is possible that between the at least one emitter and the second cooling device
  • Submount is arranged, wherein in particular the at least one emitter via the second connection layer with this submount or this submount via the second connection layer is firmly connected to the second cooling device.
  • a - second - submount is described below as a preferred embodiment of the
  • the second Connection layer is formed in several parts.
  • the at least one emitter can then be connected to this submount via the second connection layer and this submount can be connected to the second via a further second connection layer
  • Cooling device must be firmly connected.
  • a connection is designed as a material and / or positive connection, which is realized via the second connection layer.
  • Such a connection is realized in particular by diffusion, adhesion or micro-gearing.
  • the diode laser arrangement can have a clamping device which is designed to hold the at least one emitter and the first cooling device and / or the at least one emitter and the second cooling device in a predetermined position relative to one another and / or to connect them to one another, for example by pressing against one another ,
  • a clamping device which is designed to hold the at least one emitter and the first cooling device and / or the at least one emitter and the second cooling device in a predetermined position relative to one another and / or to connect them to one another, for example by pressing against one another ,
  • Submounts of the type mentioned - if provided - and the at least one emitter and / or the cooling devices are held in a predetermined position relative to one another and / or connected to one another.
  • Such a clamping device in particular does not require that the at least one emitter and the first cooling device are connected to one another via the first connection layer, and / or the at least one emitter and the second cooling device are connected to one another in such a way that only via the first connection layer
  • the gold connecting material mentioned in connection with the first connecting layer and / or the second connecting layer is, in particular, soft gold.
  • Soft gold is understood to mean particularly pure gold or a gold alloy with soft components.
  • a gold alloy of the type mentioned preferably has gold-tin or consists of gold-tin.
  • a silver sintered material of the type mentioned is as
  • Raw material for example, available as a paste, preform or film.
  • a paste-like silver sintered material can be used by means of a resin dispersion system are applied to the first cooling device and / or the second cooling device and / or the at least one emitter in order to produce the first or second connection layer.
  • Such an order can also be placed on a first and / or second submount of the type described above or below.
  • diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the diode laser arrangement has a diode laser device which has the at least one emitter, the
  • Diode laser device further a first submount or a second
  • Submount or alternatively a first submount and a second submount.
  • the first connection layer and / or the second connection layer can each be formed in several parts, in particular in two parts.
  • the at least one emitter is preferably via the first connection layer to the first
  • Submount and / or connected to the second submount via the second connection position are preferably connected, in particular firmly, to the first cooling device via the first connection layer or via a further first connection layer.
  • first connection layer is preferably connected, in particular firmly, to the first cooling device via the first connection layer or via a further first connection layer.
  • Connection position is provided in particular if the at least one emitter is connected to the first submount via a first connection position of the type mentioned.
  • two analog connection layers are then provided.
  • the second submount is preferably over the second connection layer or over a further second
  • Connection layer with the second cooling device in particular firmly connected.
  • Such a further second connection layer is provided in particular if the at least one emitter has a second connection layer
  • a connection can also be realized by means of soldering or by means of a contact foil.
  • Such an alternative connection type can also be between the first or second submount and the first or second cooling device may be provided.
  • the at least one emitter can also be attached to the first submount and / or the second submount by means of a clamping device of the type already mentioned.
  • a submount of the type mentioned is designed in particular as a heat spreader, waste heat from the at least one emitter being able to be passed on particularly effectively in the direction of the first cooling device or the second cooling device. Furthermore, mechanical stresses due to different coefficients of thermal expansion of the at least one emitter and the first or the second can be generated by means of such a submount
  • Cooling device to be compensated.
  • Connection layer or alternatively the first connection layer and the second
  • Connection layer is / are each formed as a coherent layer.
  • a coherent layer is understood to mean, in particular, a layer which is continuous in one or more directions and which is by means of the respective
  • Connection material is produced, which has the respective connection material, or consists of this.
  • first connection layer and / or the second are
  • Connection layer as a thick gold layer, which has a thickness of preferably at least 1 pm and at most 100 pm.
  • first connection layer and / or the second are
  • Connection layer formed as a thick silver layer, which preferably has a thickness of at least 3 pm and at most 100 pm.
  • first connection layer and / or the second are
  • Connection layer formed as a contact foil, in particular as a contact silver foil.
  • a contact film has, in particular, an electrically conductive material or is designed to be electrically conductive.
  • Connection layer or alternatively the first connection layer and the second
  • the first or the second connection layer are therefore not each formed as a coherent layer, but in each case in particular have subareas spaced apart from one another. It is possible that before assembly of the diode laser arrangement, for example before a connection of the at least one emitter to a cooling device or a submount, or a connection between a submount and a
  • the first connection layer and / or the second connection layer each have a plurality of geometrically delimitable partial areas, wherein after assembly, the first connection layer and / or the second connection layer are each formed at least in regions as a coherent layer.
  • connection position is realized in particular via the respective subareas of the first connection layer or the second connection layer.
  • connection layer can in particular be essentially hump-shaped, drop-shaped or hemispherical. A corresponding one
  • Connection material particularly preferably has gold or consists of gold.
  • Such partial areas made of gold or a gold alloy are also called
  • the sub-areas mentioned, in particular the sub-areas designed as gold bumps preferably have a thickness of at least 5 pm and at most 30 pm. In this way, a mechanically low-tension or even tension-free connection between the assigned components can be realized when the diode laser arrangement is in operation.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the connecting material of the first connecting layer or the connecting material of the second connecting layer, or alternatively the connecting material of the first connecting layer and the connecting material of the second connecting layer, is / are in each case at least partially nanoporous.
  • the respective connecting material has pores whose diameters are in the range from at least 1 nm to at most 100 nm.
  • the connecting material of the first connecting layer and / or the second connecting layer each has nanoporous gold, nanoporous silver or nanoporous platinum or consists of nanoporous gold, nanoporous silver or nanoporous platinum.
  • nanoporous gold can be made from a gold-silver material, whereby a gold sponge is practically realized by removing the less noble silver, for example by means of acid.
  • gold sponge is practically realized by removing the less noble silver, for example by means of acid.
  • a first or second connection layer formed in this way has, for example, a thickness of at least 20 pm and at most 50 pm. Such a formation of the first connection layer
  • connection position ensures a mechanically particularly low-tension or even tension-free connection of the associated components during operation of the diode laser arrangement.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the connecting material of the first connecting layer or the connecting material of the second connecting layer, or alternatively the connecting material of the first connecting layer and the connecting material of the second connecting layer, each have / has less than 5% voids.
  • a blow hole portion relates in particular to a total volume of material of the first connection layer and / or the second connection layer. If the first connection layer and / or the second connection layer each have / have a plurality of geometrically delimitable partial areas, then this blowhole portion relates to a total material volume of the named partial areas.
  • Such a structure of the first connection layer or the second connection layer enables a mechanically particularly low-stress or even stress-free connection of the associated components when operating the diode laser arrangement.
  • An embodiment of the diode laser arrangement is preferred which is characterized in that the first cooling device or the second cooling device, or alternatively the first cooling device and the second cooling device, are each set up to make electrical contact with the at least one emitter.
  • the first connection layer and / or the second are / are preferably
  • Connection layer electrically conductive, so that in particular electrical contacting of the at least one emitter via the first cooling device and the first
  • first submount and / or a second submount of the type mentioned are / are also electrically conductive
  • the diode laser arrangement according to the invention can be used to implement particularly reliable electrical contacting of the at least one emitter.
  • a diode laser arrangement according to one of the previously described embodiments is particularly preferably produced within the scope of the method.
  • at least one emitter is arranged between a first cooling device and a second cooling device. The at least one emitter is used over a first one
  • connection layer connected to the first cooling device.
  • the first connection layer is made by means of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel Alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum alloy , Indium, an indium alloy, lead and a lead alloy.
  • a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel Alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium
  • the second connection layer is preferably made by means of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel -Alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum Alloy, indium, an indium alloy, lead and a lead alloy.
  • a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel, a nickel -Alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium
  • the first connection layer and the second connection layer preferably each have the same connection material. In this way, the diode laser arrangement can be manufactured particularly economically.
  • the first connection layer and the second connection layer can also each have differently designed connection materials. In this way, properties of the connection layers, for example a coefficient of thermal expansion, can be adapted to different requirements. In particular, the expansion differences of the connection layers
  • step-by-step assembly of the diode laser arrangement can be carried out, for example, by realizing connection layers with different melting points. This can prevent an existing connection from being damaged by the introduction of heat from a downstream connection process.
  • connection layers with different melting points This can prevent an existing connection from being damaged by the introduction of heat from a downstream connection process.
  • first connection layer or the second connection layer, or alternatively the first connection layer and the second connection layer are / are produced by means of a bonding method (bonding).
  • Temperatures and pressures at the Carrying out the bonding process is selected in particular depending on the connecting materials used and an embodiment of the bonding process.
  • the bonding process is a process that is selected from a group consisting of a thermocompression process, in particular thermocompression welding, sintering and vacuum soldering.
  • the first connection layer is particularly preferred with regard to that used for the production
  • the method is implemented analogously to the second connection layer.
  • the diode laser arrangement can be manufactured particularly economically.
  • diode laser arrangement on the one hand and of the method for producing a diode laser arrangement on the other hand are to be understood as complementary to one another.
  • Features of the diode laser arrangement that have been explained explicitly or implicitly in connection with the method are preferably individually or combined with one another features of a preferred embodiment of the
  • steps of a preferred embodiment of the method are preferably individually or combined with one another. This is preferably characterized by at least one
  • Method step consisting of at least one feature of a
  • inventive or preferred embodiment of the diode laser arrangement is conditional.
  • the diode laser arrangement is preferably characterized by at least one feature which is caused by at least one step of an inventive or preferred embodiment of the method.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a
  • Figure 2 is a schematic representation of a second embodiment of the
  • Figure 3 is a schematic representation of a third embodiment of the Diode laser arrangement in longitudinal section
  • Figure 4 is a schematic representation of a fourth embodiment of the
  • Figure 5 is a schematic representation of a fifth embodiment of the
  • Diode laser arrangement in longitudinal section is a Diode laser arrangement in longitudinal section.
  • a first embodiment of a diode laser arrangement 1 is shown schematically in longitudinal section.
  • the diode laser arrangement 1 has a diode laser device 3.
  • the diode laser device 3 has at least one emitter 4, for example a high-power diode laser bar, which as
  • Edge emitter is formed on.
  • the at least one emitter 4 is set up to emit a laser beam.
  • a laser beam axis of the laser beam is schematically marked with an arrow P.
  • the longitudinal section according to FIG. 1 and FIGS. 2 to 5 extends along this laser beam axis P.
  • the diode laser device 3 also has a first submount 5.
  • the first submount 5 is arranged on a first side 7 of the at least one emitter 4.
  • the first submount 5 is firmly connected to the at least one emitter 4, for example by soldering.
  • a p-side of the at least one emitter 4 can be arranged in the region of the first side 7.
  • the diode laser device 3 has a second submount 9.
  • the second submount 9 is arranged on a second side 11 of the at least one emitter 4.
  • the second submount 9 is permanently connected to the at least one emitter 4, for example by soldering.
  • an n side of the at least one emitter 4 can be arranged in the region of the second side 11.
  • the at least one emitter 4 is thus arranged here between the first submount 5 and the second submount 9, in a quasi-sandwich-like manner.
  • the first submount 5 and the second submount 9 are each plate-shaped here.
  • the diode laser arrangement 1 also has a first cooling device 13 and a second cooling device 15.
  • the at least one emitter 4 or the diode laser device 3 are arranged between the first cooling device 13 and the second cooling device 15.
  • the first cooling device 13 and the second cooling device 15 are each configured to close the at least one emitter 4 cool.
  • waste heat from the at least one emiter 4 can be passed on to the first cooling device 13 and the second cooling device 15 particularly effectively, in particular by spreading heat. Furthermore, the first submount 5 and the second submount 9 can in particular cause mechanical stresses
  • Different coefficients of thermal expansion of the at least one emitter 4 and the first cooling device 13 or the second cooling device 15 can be compensated.
  • Such an embodiment is particularly suitable if the at least one emiter 4 is designed as a high-performance emitter.
  • the diode laser arrangement 1 has a first connection layer 17.
  • the at least one emiter 4 is connected to the first cooling device 13 via the first connecting layer 17.
  • the at least one emiter 4 is connected to the first cooling device 13 via the first submount 5 and the first connecting layer 17.
  • the first submount 5 is connected to the first cooling device 13 via the first connection layer 17.
  • the first connecting layer 17 has a connecting material or consists of a connecting material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, Nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum , an aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead and a lead alloy.
  • the diode laser arrangement 1 has a second connection layer 19, the at least one emiter 4 being connected to the second cooling device 15 via the second connection layer 19, here via the second submount 9 and the second connection layer 19.
  • the second submount 9 is over the second connection layer 19 is connected to the second cooling device 15.
  • the second connection layer 19 in particular has a connection material or consists of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy , Nickel, a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, Aluminum, one
  • Aluminum alloy indium, an indium alloy, lead and a lead alloy.
  • the first connecting layer 17 and the second connecting layer 19 are shown schematically in FIG. 1 for reasons of clarity, in particular with regard to their thickness, the respective thickness in a real embodiment of the
  • Diode laser arrangement 1 in relation to the diode laser device 3 can be significantly smaller.
  • the diode laser arrangement 1 has a spacer element 21, which the
  • Diode laser device 3 is arranged opposite one another.
  • the spacer element 21 is in particular set up to a defined spacing of the first
  • a cooling fluid can optionally flow through the first cooling device 13 and / or the second cooling device 15, so that waste heat from the at least one emitter 4 can be removed.
  • the cooling fluid is / are not supplied and / or discharged to / from the first cooling device 13 via a first connecting surface 23 of the first
  • the cooling fluid is preferably supplied and / or discharged to / from the second cooling device 15, not via a second one
  • a connection or connections for supplying and / or discharging the cooling fluid are preferably arranged laterally on the first cooling device 13 and / or the second cooling device 15.
  • Such Lateral arrangement means in particular an arrangement on a surface or side of the first cooling device 13, which adjoins the first connecting layer 23, or an arrangement on a surface or side of the second cooling device 15, which adjoins the second connecting surface 25. It is also possible that such a connection to one of the first
  • Connection surface 23 opposite surface of the first cooling device 13 and / or a side of the second cooling device 15 opposite the second connection surface 25 is arranged.
  • the cooling fluid can flow through the first cooling device 13 and / or the second cooling device 15 independently of one another.
  • first connection layer 17 and / or the second connection layer 19 - as shown in FIG. 1 - are each formed as a coherent layer.
  • Connection layer 19 can be formed as a thick gold layer, thick silver layer or contact foil.
  • the first can - which is not shown in FIG. 1
  • Connection layer 17 and / or the second connection layer 19 each have a plurality of geometrically delimitable, in particular spaced apart, partial areas. These partial areas can be designed as gold bumps, for example.
  • the connecting material of the first connecting layer 17 and / or the second connecting layer 19 is nanoporous at least in some areas
  • the connecting material has nanoporous gold, silver or platinum or consists of nanoporous gold, silver or platinum.
  • the connecting material of the first connecting layer 17 and / or the second connecting layer 19 each has less than 5% voids.
  • the first cooling device 13 and / or the second cooling device 15 are each set up to make electrical contact with the at least one emitter 4.
  • first connection layer 17 and / or the second one Connection layer 19 is electrically conductive, so that an electrical
  • Contacting of the at least one emitter 4 can be implemented in this way.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG
  • the exemplary embodiment has no first submount 5 and no second submount 9. Rather, the at least one emitter 4 on the first side 7 is directly above the first connection layer 17 on the first
  • Cooling device 13 arranged in an analogous manner, the at least one emitter 4 on the second side 11 is arranged directly on the second connecting layer 19 on the second cooling device 15. Such a design is particularly economical to implement.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in
  • the diode laser device 3 here has a first submount 5 of the type mentioned, whereas no second submount 9 of the type already mentioned is provided.
  • Such an embodiment is particularly suitable if the laser beam is emitted near the first side 7, which lies, for example, in the region of a p-side of the at least one emitter 4. In this case, more waste heat is generated in the area of the first side 7 than in the area of the second side 11, this waste heat being able to be dissipated in a particularly spread manner via the first submount 5.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in FIG.
  • the diode laser arrangement 1 is basically designed analogously to FIG. 1, but has two first connection layers 17, 17 'and two second connection layers 19, 19.
  • the at least one emitter 4 is via the first connection layer 17 to the first submount 5 and the second Connection layer 19 connected to the second submount 9.
  • the first submount 5 is connected to the first via a further first connection layer 17 '
  • Cooling device 13 connected.
  • the second submount 9 is connected to the second cooling device 15 via a further second connection layer 19 ′.
  • the diode laser arrangement 1 is designed as a combination of the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 4.
  • the diode laser arrangement 1 has a first connection layer 17 between the at least one emitter 4 and the first submount 5 and a further first connection layer 17 'between the first submount 5 and the first cooling device 13. Furthermore, the
  • Diode laser arrangement 1 exactly a second connection layer 19 between the second submount 9 and the second cooling device 15.
  • a connection between the at least one emitter 4 and the second submount 9 is realized in another way, for example by means of soldering or a contact foil.
  • exactly one first connection layer 17 according to FIG. 1 and two second connection layers 19, 19 ′ according to FIG. 4 can also be provided.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment of the diode laser arrangement 1 in
  • the diode laser arrangement 1 is configured here analogously to FIG. 3, but a first connection layer 17 is provided between the at least one emitter 4 and the first submount 5 and a further first connection layer 17 'is provided between the first submount 5 and the first cooling device 13.
  • a method for producing a diode laser arrangement 1, in particular a diode laser arrangement 1 according to one of the exemplary embodiments described above, is described below.
  • Cooling device 15 arranged.
  • the at least one emiter 4 is connected to the first cooling device 13 via a first connecting layer 17, 17 ′.
  • the first connection layer 17, 17 ' by means of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel , a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead, and a lead alloy.
  • the at least one emiter 4 is connected via a second connection layer 19,
  • connection layer 19, 19 ' is in particular by means of a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel , a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy, tin, a tin alloy, aluminum, an aluminum alloy, indium, an indium alloy, lead, and a lead alloy.
  • a connection material which is selected from a group consisting of gold, a gold alloy, silver, a silver alloy, a silver sintered material, copper, a copper alloy, nickel , a nickel alloy, palladium, a palladium alloy, platinum, a platinum alloy, rhodium, a rhodium alloy, iridium, an iridium alloy, germanium, a germanium alloy
  • connection layer 17, 17 'and / or the second one will be any connection layer 17, 17 'and / or the second one.
  • the bonding method is optionally a method which is selected from a group consisting of a thermocompression method, in particular

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung (1), mit mindestens einem Emitter (4), einer ersten Kühleinrichtung (13), einer zweiten Kühleinrichtung (15) und einer ersten Verbindungslage (17,17), wobei der mindestens eine Emitter (4) eingerichtet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, wobei der mindestens eine Emitter (4) zwischen der ersten Kühleinrichtung (13) und der zweiten Kühleinrichtung (15) angeordnet ist, wobei die erste Kühleinrichtung (13) die zweite Kühleinrichtung (15) jeweils eingerichtet sind, um den mindestens einen Emitter (4) zu kühlen, wobei der mindestens eine Emitter (4) über die erste Verbindungslage (17,17*) mit der ersten Kühleinrichtung (13) verbunden ist, und wobei die erste Verbindungslage (17,17*) ein Verbindungsmaterial aufweist oder aus einem Verbindungsmaterial besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer- Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn- Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung.

Description

Diodenlaseranordnunq und Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnunq
Die Erfindung betrifft eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung.
Beim Betrieb von Emittern, insbesondere im Hochleistungsbereich, beispielsweise Hochleistungsdiodenlaserbarren, entsteht Verlustwärme, welche zum Erreichen einer hohen Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer, hoher Strahlqualität, sowie bestimmungsgemäßer und konstanter Strahlparameter, beispielsweise eines hohen und gleichmäßigen Polarisationsgrades, von dem Emitter beziehungsweise den Emittern abgeführt werden muss. Typischerweise weist eine
Diodenlaseranordnung mit solchen Emittern eine Kühleinrichtung auf, welche mit dem/den Emitter(n) thermisch gekoppelt und zur Ableitung der Verlustwärme eingerichtet ist. Bekannt ist eine Anordnung mindestens eines Emitters zwischen zwei derartigen Kühleinrichtungen, um die Kühlleistung zu steigern beziehungsweise einen thermomechanisch symmetrischen Aufbau zu realisieren. Zur Verbindung einer solchen Kühleinrichtung mit dem mindestens einen Emitter werden
typischerweise Materialien, beispielsweise Hartlote, verwendet, welche aufgrund ihres bezüglich der Fügepartner höheren Elastizitätsmoduls mechanische
Spannungen insbesondere in einem laseraktiven Material des mindestens einen Emitters begünstigen oder bewirken. Derartige Spannungen sind insbesondere abhängig von der Differenz eines Wärmeausdehnungskoeffizienten des
Fügematerials, beispielsweise des Hartlots, und der Fügepartner, sowie
Ausdehnungsunterschieden von intermetallischen Phasen im Lotgefüge. Derartige Spannungen wirken sich in hohem Maße negativ auf die Lebensdauer, die
Strahlqualität und die Polarisation aus und grenzen die Anwendbarkeit der
Diodenlaseranordnung stark ein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diodenlaseranordnung und ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung zu schaffen, wobei Vorteile gegenüber bekannten Diodenlaseranordnungen insbesondere bezüglich hoher Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer, Strahlqualität und bestimmungsgemäßen Strahlparametern realisiert werden.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Diodenlaseranordnung mit mindestens einem Emitter, einer ersten Kühleinrichtung, einer zweiten
Kühleinrichtung und einer ersten Verbindungslage geschaffen wird. Der mindestens eine Emitter ist eingerichtet, um einen Laserstrahl zu emittieren. Der Laserstrahl kann dabei auch aus mehreren Teillaserstrahlen bestehen. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn der mindestens eine Emitter als Diodenlaserbarren ausgebildet ist. Der mindestens eine Emitter ist zwischen der ersten Kühleinrichtung und der zweiten Kühleinrichtung angeordnet. Die erste Kühleinrichtung und zweite Kühleinrichtung sind jeweils eingerichtet, um den mindestens einen Emitter zu kühlen. Dabei ist der mindestens eine Emitter über die erste Verbindungslage mit der ersten
Kühleinrichtung verbunden. Die erste Verbindungslage weist ein
Verbindungsmaterial auf oder besteht aus einem Verbindungmaterial, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer- Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn- Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung. Eine Zinn-Legierung beziehungsweise eine Blei- Legierung kann beispielsweise Blei-Zinn aufweisen.
Die erfindungsgemäße Diodenlaseranordnung weist Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf. Dadurch, dass die erste Verbindungslage, über welche der mindestens eine Emitter mit der ersten Kühleinrichtung verbunden ist, ein
Verbindungsmaterial aufweist oder aus einem Verbindungsmaterial besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer- Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn- Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung, können Spannungen beim Betrieb der
Diodenlaseranordnung, insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen des mindestens einen Emitters, signifikant verringert oder gar vermieden werden.
Beispielsweise kann ein tem peratu rbed i ngtes Verformen eines als Diodenlaserbarren ausgebildeten mindestens einen Emitters signifikant verringert oder gar vermieden werden. Es kann eine Lebensdauer der Diodenlaseranordnung, insbesondere des mindestens einen Emitters, signifikant gesteigert werden. Weiterhin kann eine hohe oder höhere Ausgangsleistung bei gleichzeitig hoher Lebensdauer und Strahlqualität realisiert werden. Weiterhin können spektrale Eigenschaften beziehungsweise geometrische Charakteristika des emittierten Laserstrahls, beispielsweise der Polarisationsgrad, die Wellenlänge oder der Abstrahlwinkel, in engeren Bereichen konstant gehalten werden. Desweiteren kann der Polarisationsgrad erhöht werden. Darüber hinaus kann die Diodenlaseranordnung auch bei höheren Temperaturen bestimmungsgemäß betrieben werden.
Der mindestens eine Emitter kann als Einzelemitter ausgebildet sein. Ein solcher Emitter ist bevorzugt als Kantenemitter ausgebildet. Vorzugsweise ist ein solcher Emitter als Hochleistungsemitter ausgebildet. Besonders bevorzugt ist der mindestens eine Emitter als Diodenlaserbarren mit mehreren Emittern, welche vorzugsweise in einer eindimensionalen Reihe (Array) angeordnet sind, ausgebildet. Vorzugsweise ist ein solcher Diodenlaserbarren als Kantenemitter ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist ein solcher Diodenlaserbarren als
Hochleistungsdiodenlaserbarren ausgebildet.
Insbesondere sind die erste Kühleinrichtung und/oder die zweite Kühleinrichtung jeweils als Wärmesenke ausgebildet. Vorzugsweise sind die erste Kühleinrichtung und/oder die zweite Kühleinrichtung jeweils aktiv kühlbar ausgestaltet. Besonders bevorzugt sind die erste Kühleinrichtung und/oder die zweite Kühleinrichtung von einem Kühlfluid durchströmbar ausgebildet, sodass ein Abtransport von Wärme bewirkbar ist. Vorzugsweise erfolgt eine Zufuhr und eine Abfuhr des Kühlfluids zu/von der ersten Kühleinrichtung und/oder der zweiten Kühleinrichtung nicht über eine
Verbindungsfläche der ersten Kühleinrichtung und/oder der zweiten Kühleinrichtung. Eine Verbindungsfläche der angesprochenen Art bezeichnet insbesondere jeweils eine Fläche der ersten Kühleinrichtung und/oder der zweiten Kühleinrichtung, auf oder an welcher die erste Verbindungslage beziehungsweise die zweite
Verbindungslage angeordnet ist, beziehungsweise eine dem mindestens einen Emitter zugewandte Fläche. Vorzugsweise ist ein Anschluss jeweils zur Zufuhr und/oder Abfuhr des Kühlfluids jeweils seitlich an der ersten Kühleinrichtung und/oder der zweiten Kühleinrichtung angeordnet. Dadurch können/kann die erste Kühleinrichtung und/oder die zweite Kühleinrichtung unabhängig voneinander von dem Kühlfluid durchströmt werden. In vorteilhafter weise können somit
Temperaturdifferenzen auf einer n-Seite und einer p-Seite des mindestens einen Emitters verringert oder gar vermieden werden.
Insbesondere sind die erste Kühleinrichtung und die zweite Kühleinrichtung jeweils an zwei einander entgegengesetzt liegenden Seiten des mindestens einen Emitters angeordnet. Beispielsweise kann die erste Kühleinrichtung benachbart zu einer ersten Seite des mindestens einen Emitters und die zweite Kühleinrichtung
benachbart zu einer der ersten Seite entgegengesetzt liegenden zweiten Seite des mindestens einen Emitters angeordnet sein. Beispielsweise können eine p-Seite des mindestens einen Emitters im Bereich der ersten Seite und eine n-Seite des mindestens einen Emitters im Bereich der zweiten Seite angeordnet sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung ist die erste Verbindungslage eingerichtet, um den mindestens einen Emitter mit der ersten Kühleinrichtung fest zu verbinden. Es ist möglich, dass zwischen dem mindestens einen Emitter und der ersten Kühleinrichtung ein Submount angeordnet ist, wobei der mindestens eine Emitter über die erste Verbindungslage mit dem Submount oder der Submount über die erste Verbindungslage mit der ersten Kühleinrichtung fest verbunden ist. Ein solcher - erster - Submount wird weiter unten als bevorzugte Ausführungsform der Diodenlaseranordnung beschrieben. Es ist zudem möglich, dass die erste Verbindungslage mehrteilig ausgebildet ist. Insbesondere können dann der mindestens eine Emitter über die erste Verbindungslage mit dem Submount und der Submount über eine weitere erste Verbindungslage mit der ersten Kühleinrichtung fest verbunden sein. Insbesondere ist eine solche Verbindung als stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung ausgebildet, welche über die erste Verbindungslage realisiert ist. Eine solche Verbindung ist insbesondere durch Diffusion, Adhäsion oder Mikroverzahnung realisiert.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung eine zweite Verbindungslage aufweist. Vorzugsweise ist der mindestens eine Emitter über die zweite
Verbindungslage mit der zweiten Kühleinrichtung verbunden. Eine solche
Verbindung kann auch mittels eines zwischen dem mindestens einen Emitter und der zweiten Kühleinrichtung angeordneten Submounts realisiert sein. Die zweite
Verbindungslage weist insbesondere ein Verbindungsmaterial auf oder besteht aus einem Verbindungsmaterial, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium- Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung. Eine Zinn-Legierung beziehungsweise eine Blei-Legierung kann beispielsweise Blei-Zinn aufweisen.
Mittels der zweiten Verbindungslage ist in vorteilhafter Weise eine - insbesondere beim Betrieb der Diodenlaseranordnung - spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung des mindestens einen Emitters mit der zweiten Kühleinrichtung möglich.
Insbesondere ist die zweite Verbindungslage eingerichtet, um den mindestens einen Emitter mit der zweiten Kühleinrichtung fest zu verbinden. Es ist möglich, dass zwischen dem mindestens einen Emitter und der zweiten Kühleinrichtung ein
Submount angeordnet ist, wobei insbesondere der mindestens eine Emitter über die zweite Verbindungslage mit diesem Submount oder dieser Submount über die zweite Verbindungslage mit der zweiten Kühleinrichtung fest verbunden ist. Ein solcher - zweiter - Submount wird weiter unten als bevorzugte Ausführungsform der
Diodenlaseranordnung beschrieben. Es ist zudem möglich, dass die zweite Verbindungslage mehrteilig ausgebildet ist. Insbesondere können dann der mindestens eine Emitter über die zweite Verbindungslage mit diesem Submount und dieser Submount über eine weitere zweite Verbindungslage mit der zweiten
Kühleinrichtung fest verbunden sein. Insbesondere ist eine solche Verbindung als stoffschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung ausgebildet, welche über die zweite Verbindungslage realisiert ist. Eine solche Verbindung ist insbesondere durch Diffusion, Adhäsion oder Mikroverzahnung realisiert.
Die Diodenlaseranordnung kann eine Klemmvorrichtung aufweisen, welche eingerichtet ist, um den mindestens einen Emitter und die erste Kühleinrichtung, und/oder den mindestens einen Emitter und die zweite Kühleinrichtung relativ zueinander in einer vorbestimmten Lage zu halten und/oder miteinander zu verbinden, beispielsweise durch Gegeneinanderdrücken. Insbesondere sind
Submounts der angesprochenen Art - soweit vorgesehen - und der mindestens eine Emitter und/oder die Kühleinrichtungen in einer vorbestimmten Lage zueinander gehalten und/oder miteinander verbunden. Mittels einer solchen Klemmvorrichtung ist es insbesondere nicht erforderlich, dass der mindestens eine Emitter und die erste Kühleinrichtung über die erste Verbindungslage, und/oder der mindestens eine Emitter und die zweite Kühleinrichtung über die zweite Verbindungslage derart miteinander verbunden sind, dass allein über die erste Verbindungslage
beziehungsweise die zweite Verbindungslage der mindestens eine Emitter und die erste Kühleinrichtung beziehungsweise die zweite Kühleinrichtung in
bestimmungsgemäßer Weise zusammengehalten werden/wird. Es ist insbesondere möglich, dass die genannten Komponenten dann lose aneinander anliegen, wobei eine feste Verbindung mittels der Klemmvorrichtung realisiert ist.
Bei dem angesprochenen Verbindungsmaterial Gold in Zusammenhang mit der ersten Verbindungslage und/oder der zweiten Verbindungslage handelt es sich insbesondere um Weichgold. Unter Weichgold wird insbesondere besonders reines Gold oder eine Gold-Legierung mit weichen Komponenten verstanden. Eine Gold- Legierung der angesprochenen Art weist vorzugsweise Gold-Zinn auf oder besteht aus Gold-Zinn. Ein Silber-Sinter-Werkstoff der angesprochenen Art ist als
Rohmaterial beispielsweise erhältlich als Paste, Preform oder Folie. Beispielsweise kann mittels eines Harzdispersionssystems ein pastenartiger Silber-Sinter-Werkstoff auf der ersten Kühleinrichtung und/oder der zweiten Kühleinrichtung und/oder dem mindestens einen Emitter aufgetragen werden, um die erste beziehungsweise zweite Verbindungslage herzustellen. Ebenso kann ein solcher Auftrag auch auf einen ersten und/oder zweiten Submount der weiter oben beziehungsweise nachfolgend beschriebenen Art erfolgen.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Diodenlaseranordnung eine Diodenlasereinrichtung aufweist, welche den mindestens einen Emitter aufweist, wobei die
Diodenlasereinrichtung weiterhin einen ersten Submount oder einen zweiten
Submount, oder alternativ einen ersten Submount und einen zweiten Submount, aufweist. Die erste Verbindungslage und/oder die zweite Verbindungslage können dabei jeweils mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Der mindestens eine Emitter ist vorzugsweise über die erste Verbindungslage mit dem ersten
Submount und/oder über die zweite Verbindungslage mit dem zweiten Submount verbunden. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise der erste Submount über die erste Verbindungslage oder über eine weitere erste Verbindungslage mit der ersten Kühleinrichtung, insbesondere fest, verbunden. Eine solche weitere erste
Verbindungslage ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der mindestens eine Emitter über eine erste Verbindungslage der angesprochenen Art mit dem ersten Submount verbunden ist. Insbesondere sind dann zwei analog ausgebildete erste Verbindungslagen vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise der zweite Submount über die zweite Verbindungslage oder über eine weitere zweite
Verbindungslage mit der zweiten Kühleinrichtung, insbesondere fest, verbunden.
Eine solche weitere zweite Verbindungslage ist insbesondere dann vorgesehen, wenn der mindestens eine Emitter über eine zweite Verbindungslage der
angesprochenen Art mit dem zweiten Submount verbunden ist. Insbesondere sind dann zwei analog ausgebildete zweite Verbindungslagen vorgesehen.
Alternativ zu einer Verbindung zwischen dem mindestens einen Emitter und dem ersten beziehungsweise zweiten Submount über die erste beziehungsweise zweite Verbindungslage kann eine Verbindung auch mittels Löten oder mittels einer Kontaktfolie realisiert sein. Eine solche alternative Verbindungsart kann auch zwischen dem ersten beziehungsweise zweiten Submount und der ersten beziehungsweise zweiten Kühleinrichtung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Emitter mit dem ersten Submount und/oder dem zweiten Submount auch mittels einer Klemmvorrichtung der bereits angesprochenen Art befestigt sein.
Ein Submount der angesprochenen Art ist insbesondere als Wärmespreizer ausgebildet, wobei Abwärme des mindestens einen Emitters besonders effektiv in Richtung der ersten Kühleinrichtung beziehungsweise der zweiten Kühleinrichtung weitergeleitet werden kann. Weiterhin können mittels eines solchen Submounts mechanische Spannungen aufgrund verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Emitters und der ersten beziehungsweise der zweiten
Kühleinrichtung ausgeglichen werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungslage oder die zweite
Verbindungslage, oder alternativ die erste Verbindungslage und die zweite
Verbindungslage, jeweils als zusammenhängende Schicht ausgebildet ist/sind. Unter einer zusammenhängenden Schicht wird insbesondere eine in einer oder mehreren Richtungen durchgängige Schicht verstanden, welche mittels des jeweiligen
Verbindungsmaterials hergestellt ist, das jeweilige Verbindungsmaterial aufweist, oder aus diesem besteht.
Insbesondere sind/ist die erste Verbindungslage und/oder die zweite
Verbindungslage als dicke Goldschicht, welche eine Dicke von vorzugsweise mindestens 1 pm und höchstens 100 pm aufweist, ausgebildet.
Insbesondere sind/ist die erste Verbindungslage und/oder die zweite
Verbindungslage als dicke Silberschicht, welche eine Dicke von vorzugsweise mindestens 3 pm und höchstens 100 pm aufweist, ausgebildet.
Insbesondere sind/ist die erste Verbindungslage und/oder die zweite
Verbindungslage als Kontaktfolie, insbesondere als Kontakt-Silber-Folie, ausgebildet. Eine solche Kontaktfolie weist insbesondere ein elektrisch leitendes Material auf beziehungsweise ist elektrisch leitend ausgestaltet. Mittels einer solchen zusammenhängenden Schicht kann in vorteilhafter Weise eine bestimmungsgemäße Verbindung und/oder ein guter Stromfluss zwischen dem mindestens einen Emitter und der ersten beziehungsweise der zweiten Kühleinrichtung gewährleistet werden.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungslage oder die zweite
Verbindungslage, oder alternativ die erste Verbindungslage und die zweite
Verbindungslage, jeweils mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche
aufweist/aufweisen. Die erste beziehungsweise die zweite Verbindungslage sind jeweils also nicht als zusammenhängende Schicht ausgebildet, sondern weisen jeweils insbesondere voneinander beabstandete Teilbereiche auf. Es ist möglich, dass vor einer Montage der Diodenlaseranordnung, beispielsweise vor einer Verbindung des mindestens einen Emitters mit einer Kühleinrichtung oder einem Submount, oder einer Verbindung zwischen einem Submount und einer
Kühleinrichtung, die erste Verbindungslage und/oder die zweite Verbindungslage jeweils mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche aufweisen, wobei nach der Montage die erste Verbindungslage und/oder die zweite Verbindungslage jeweils zumindest bereichsweise als zusammenhängende Schicht ausgebildet sind/ist.
Eine Verbindung über die erste Verbindungslage und/oder die zweite
Verbindungslage ist insbesondere über die jeweiligen Teilbereiche der ersten Verbindungslage beziehungsweise der zweiten Verbindungslage realisiert.
Die Teilbereiche der ersten Verbindungslage beziehungsweise der zweiten
Verbindungslage können insbesondere im Wesentlichen jeweils buckelförmig, tropfenförmig oder halbkugelförmig ausgebildet sein. Ein entsprechendes
Verbindungsmaterial weist besonders bevorzugt Gold auf oder besteht aus Gold. Derartige Teilbereiche aus Gold oder einer Gold-Legierung werden auch als
Goldbumps bezeichnet. Die angesprochenen Teilbereiche, insbesondere die als Goldbumps ausgebildeten Teilbereiche, weisen vorzugsweise eine Dicke von mindestens 5 pm und höchstens 30 pm. Auf diese Weise kann eine mechanisch spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung zwischen den zugeordneten Komponenten beim Betrieb der Diodenlaseranordnung realisiert werden. Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage oder das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage, oder alternativ das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage und das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage, jeweils zumindest bereichsweise nanoporös ausgebildet ist/sind. Insbesondere weist hierbei das jeweilige Verbindungsmaterial Poren auf, deren Durchmesser im Bereich von mindestens 1 nm bis höchstens 100 nm liegen.
Insbesondere weist das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage und/oder der zweite Verbindungslage jeweils nanoporöses Gold, nanoporöses Silber oder nanoporöses Platin auf oder besteht aus nanoporösem Gold, nanoporösem Silber oder nanoporösem Platin. Derartige Edelmetalle sind insbesondere aufgrund ihrer Oxidationsfestigkeit und Duktilität vorteilhaft. Beispielsweise kann nanoporöses Gold aus einem Gold-Silber-Werkstoff hergestellt sein, wobei durch Herauslösen des weniger edlen Silbers, beispielsweise mittels Säure, quasi ein Goldschwamm realisiert wird. In analoger Weise kann aus einem Silber-Kupfer-Werkstoff
nanoporöses Silber hergestellt sein. Eine derart ausgebildete erste beziehungsweise zweite Verbindungslage weist beispielsweise eine Dicke von mindestens 20 pm und höchstens 50 pm auf. Eine solche Ausbildung der ersten Verbindungslage
beziehungsweise der zweiten Verbindungslage gewährleistet eine mechanisch besonders spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung der zugeordneten Komponenten beim Betrieb der Diodenlaseranordnung.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage oder das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage, oder alternativ das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage und das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage, jeweils weniger als 5 % Lunker aufweisen/aufweist. Ein solcher Lunkeranteil bezieht sich insbesondere auf ein gesamtes Materialvolumen der ersten Verbindungslage und/oder der zweiten Verbindungslage. Weisen/weist die erste Verbindungslage und/oder die zweite Verbindungslage jeweils mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche auf, so bezieht sich dieser Lunkeranteil auf ein gesamtes Materialvolumen der genannten Teilbereiche. Eine solche Struktur der ersten Verbindungslage beziehungsweise der zweiten Verbindungslage ermöglicht eine mechanisch besonders spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung der zugeordneten Komponenten beim Betrieb der Diodenlaseranordnung.
Es wird eine Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bevorzugt, die sich dadurch auszeichnet, dass die erste Kühleinrichtung oder die zweite Kühleinrichtung, oder alternativ die erste Kühleinrichtung und die zweite Kühleinrichtung, jeweils eingerichtet sind/ist, um den mindestens einen Emitter elektrisch zu kontaktieren. Vorzugsweise sind/ist die erste Verbindungslage und/oder die zweite
Verbindungslage, beziehungsweise das jeweilige Verbindungsmaterial, elektrisch leitfähig ausgebildet, sodass insbesondere eine elektrische Kontaktierung des mindestens einen Emitters über die erste Kühleinrichtung und die erste
Verbindungslage und/oder über die zweite Kühleinrichtung und die zweite
Verbindungslage möglich ist. Insbesondere sind/ist auch ein erster Submount und/oder ein zweiter Submount der angesprochenen Art elektrisch leitfähig
ausgebildet, so dass vorzugsweise ein Stromfluss zwischen einer Kühleinrichtung und dem mindestens einen Emitter möglich ist. Mittels der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung kann eine besonders sichere elektrische Kontaktierung des mindestens einen Emitters realisiert werden.
Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung geschaffen wird. Besonders bevorzugt wird im Rahmen des Verfahrens eine Diodenlaseranordnung nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsformen hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens wird mindestens ein Emitter zwischen einer ersten Kühleinrichtung und einer zweiten Kühleinrichtung angeordnet. Dabei wird der mindestens eine Emitter über eine erste
Verbindungslage mit der ersten Kühleinrichtung verbunden. Dabei wird die erste Verbindungslage mittels eines Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber- Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin- Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei und einer Blei- Legierung, hergestellt. Im Rahmen des Verfahrens ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass der mindestens eine Emitter über eine zweite Verbindungslage mit der zweiten Kühleinrichtung verbunden wird. Vorzugsweise wird dabei die zweite Verbindungslage mittels eines Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber- Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin- Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei und einer Blei- Legierung, hergestellt. Vorzugsweise weisen die erste Verbindungslage und die zweite Verbindungslage jeweils das gleiche Verbindungsmaterial auf. Auf diese Weise kann die Diodenlaseranordnung besonders wirtschaftlich hergestellt werden. Alternativ können die erste Verbindungslage und die zweite Verbindungslage jeweils auch verschieden ausgebildete Verbind ungsmaterialien aufweisen. Auf diese Weise kann eine Anpassung von Eigenschaften der Verbindungslagen, beispielsweise eines Wärmeausdehnungskoeffizienten, an jeweils verschiedene Anforderungen realisiert werden. Insbesondere können die Ausdehnungsunterschiede der
Fügepartner beziehungsweise die Unterschiede der verschiedenen
Wärmeausdehnungskoeffizienten besser ausgeglichen werden. Weiterhin kann beispielsweise eine stufenweise Montage der Diodenlaseranordnung durchgeführt werden, indem Verbindungslagen mit verschiedenen Schmelzpunkten realisiert werden. Hierdurch kann vermieden werden, dass eine bestehende Verbindung nicht durch Wärmeeinbringung eines nachgelagerten Verbindungsprozesses beschädigt wird. Es ergibt sich in vorteilhafter Weise ein größerer Spielraum bei der Auswahl von Verfahrensschritten und Materialien.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die erste Verbindungslage oder die zweite Verbindungslage, oder alternativ die erste Verbindungslage und die zweite Verbindungslage, mittels eines Bondverfahrens (bonden) hergestellt werden/wird. Temperaturen und Drücke bei der Durchführung des Bondverfahrens werden insbesondere in Abhängigkeit der verwendeten Verbindungsmaterialien und einer Ausgestaltung des Bondverfahrens ausgewählt.
Es wird eine Ausführungsform des Verfahrens bevorzugt, die sich dadurch
auszeichnet, dass das Bondverfahren ein Verfahren ist, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Thermokompressionsverfahren, insbesondere Thermokompressionsschweißen, Sintern und Vakuumlöten. Besonders bevorzugt wird die erste Verbindungslage bezüglich des zur Herstellung verwendeten
Verfahrens analog zu der zweiten Verbindungslage realisiert. Auf diese Weise kann die Diodenlaseranordnung besonders wirtschaftlich hergestellt werden.
Die Beschreibung der Diodenlaseranordnung einerseits sowie des Verfahrens zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Merkmale der Diodenlaseranordnung, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform der
Diodenlaseranordnung. Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in
Zusammenhang mit der Diodenlaseranordnung erläutert wurden, sind bevorzugt einzeln oder miteinander kombiniert Schritte einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens. Dieses zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens einen
Verfahrensschritt aus, welcher durch wenigstens ein Merkmal einer
erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform der Diodenlaseranordnung bedingt ist. Die Diodeniaseranordnung zeichnet sich bevorzugt durch wenigstens ein Merkmal aus, welches durch wenigstens einen Schritt einer erfindungsgemäßen oder bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens bedingt ist.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer
Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der
Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Diodenlaseranordnung im Längsschnitt,
Figur 4 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels der
Diodenlaseranordnung im Längsschnitt, und
Figur 5 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der
Diodenlaseranordnung im Längsschnitt.
In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Diodenlaseranordnung 1 im Längsschnitt schematisch dargestellt. Die Diodenlaseranordnung 1 weist eine Diodenlasereinrichtung 3 auf. Die Diodenlasereinrichtung 3 weist mindestens einen Emitter 4, beispielsweise einen Hochleistungsdiodenlaserbarren, der als
Kantenemitter ausgebildet ist, auf. Der mindestens eine Emitter 4 ist eingerichtet, um einen Laserstrahl zu emittieren. Eine Laserstrahlachse des Laserstrahls ist mit einem Pfeil P schematisch gekennzeichnet. Der Längsschnitt gemäß Figur 1 sowie der Figuren 2 bis 5 erstreckt sich entlang dieser Laserstrahlachse P.
Die Diodenlasereinrichtung 3 weist weiterhin einen ersten Submount 5 auf. Der erste Submount 5 ist an einer ersten Seite 7 des mindestens einen Emitters 4 angeordnet. Insbesondere ist der erste Submount 5 fest mit dem mindestens einen Emitter 4, beispielsweise durch Löten, verbunden. Beispielsweise kann im Bereich der ersten Seite 7 eine p-Seite des mindestens einen Emitters 4 angeordnet sein. Weiterhin weist die Diodenlasereinrichtung 3 einen zweiten Submount 9 auf. Der zweite Submount 9 ist an einer zweiten Seite 11 des mindestens einen Emitters 4 angeordnet. Insbesondere ist der zweite Submount 9 fest mit dem mindestens einen Emitter 4 verbunden, beispielsweise durch Löten. Beispielsweise kann im Bereich der zweiten Seite 11 eine n-Seite des mindestens einen Emitters 4 angeordnet sein. Der mindestens eine Emitter 4 ist hier also zwischen dem ersten Submount 5 und dem zweiten Submount 9, quasi sandwichartig, angeordnet. Der erste Submount 5 und der zweite Submount 9 sind hier jeweils plattenförmig ausgebildet.
Die Diodenlaseranordnung 1 weist weiterhin eine erste Kühleinrichtung 13 und eine zweite Kühleinrichtung 15 auf. Der mindestens eine Emitter 4 beziehungsweise die Diodenlasereinrichtung 3 sind zwischen der ersten Kühleinrichtung 13 und der zweiten Kühleinrichtung 15 angeordnet. Die erste Kühleinrichtung 13 und die zweite Kühleinrichtung 15 sind jeweils eingerichtet, um den mindestens einen Emitter 4 zu kühlen.
Mitels des ersten Submounts 5 und des zweiten Submounts 9 kann Abwärme des mindestens einen Emiters 4 insbesondere durch Wärmespreizung besonders effektiv zu der ersten Kühleinrichtung 13 und der zweiten Kühleinrichtung 15 weitergeleitet werden. Weiterhin können mitels des ersten Submounts 5 und des zweiten Submounts 9 insbesondere mechanische Spannungen aufgrund
verschiedener Wärmeausdehnungskoeffizienten des mindestens einen Emiters 4 und der ersten Kühleinrichtung 13 beziehungsweise der zweiten Kühleinrichtung 15 ausgeglichen werden. Eine solche Ausführung ist insbesondere geeignet, wenn der mindestens eine Emiter 4 als Hochleistungsemiter ausgebildet ist.
Weiterhin weist die Diodenlaseranordnung 1 eine erste Verbindungslage 17 auf. Der mindestens eine Emiter 4 ist über die erste Verbindungslage 17 mit der ersten Kühleinrichtung 13 verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der mindestens eine Emiter 4 über den ersten Submount 5 und über die erste Verbindungslage 17 mit der ersten Kühleinrichtung 13 verbunden. Hier ist also der erste Submount 5 über die erste Verbindungslage 17 mit der ersten Kühleinrichtung 13 verbunden.
Die erste Verbindungslage 17 weist ein Verbindungsmaterial auf oder besteht aus einem Verbindungsmaterial, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium- Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium- Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei und einer Blei-Legierung.
Weiterhin weist die Diodenlaseranordnung 1 eine zweite Verbindungslage 19 auf, wobei der mindestens eine Emiter 4 über die zweite Verbindungslage 19 mit der zweiten Kühleinrichtung 15 verbunden ist, hier über den zweiten Submount 9 und die zweite Verbindungslage 19. Hier ist also der zweite Submount 9 über die zweite Verbindungslage 19 mit der zweiten Kühleinrichtung 15 verbunden. Die zweite Verbindungslage 19 weist insbesondere ein Verbindungsmaterial auf oder besteht aus einem Verbindungsmaterial, welches ausgewählt Ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel- Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer
Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei und einer Blei-Legierung.
Die erste Verbindungslage 17 und die zweite Verbindungslage 19 sind in Figur 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit insbesondere hinsichtlich ihrer Dicke schematisch dargestellt, wobei die jeweilige Dicke bei einer realen Ausführung der
Diodenlaseranordnung 1 in Relation zu der Diodenlasereinrichtung 3 deutlich geringer sein kann.
Die Diodenlaseranordnung 1 weist ein Abstandselement 21 auf, welches der
Diodenlasereinrichtung 3 gegenüberliegend angeordnet ist. Das Abstandselement 21 ist insbesondere eingerichtet, um eine definierte Beabstandung der ersten
Kühleinrichtung 13 und der zweiten Kühleinrichtung 15 voneinander einzustellen.
Optional sind/ist die erste Kühleinrichtung 13 und/oder die zweite Kühleinrichtung 15 jeweils von einem Kühlfluid durchströmbar ausgebildet, sodass ein Abtransport von Abwärme des mindestens einen Emitters 4 bewirkbar ist. Vorzugsweise
erfolgen/erfolgt eine Zufuhr und/oder eine Abfuhr des Kühlfluids zu/von der ersten Kühleinrichtung 13 nicht über eine erste Verbindungsfläche 23 der ersten
Kühleinrichtung 13, auf oder an welcher die erste Verbindungslage 17 angeordnet ist, beziehungsweise welche dem mindestens einen Emitter 4 zugewandt ist. In analoger Weise erfolgen/erfolgt vorzugsweise eine Zufuhr und/oder eine Abfuhr des Kühlfluids zu/von der zweiten Kühleinrichtung 15 nicht über eine zweite
Verbindungsfläche 25 der zweiten Kühleinrichtung 15, auf oder an welcher die zweite Verbindungslage 19 angeordnet ist, beziehungsweise welche dem mindestens einen Emitter 4 zugewandt ist. Vorzugsweise ist ein Anschluss beziehungsweise sind Anschlüsse jeweils zur Zufuhr und/oder Abfuhr des Kühlfluids seitlich an der ersten Kühleinrichtung 13 und/oder der zweiten Kühleinrichtung 15 angeordnet. Eine solche seitliche Anordnung bezeichnet insbesondere eine Anordnung an einer Fläche oder Seite der ersten Kühleinrichtung 13, welche an die erste Verbindungsschicht 23 angrenzt, beziehungsweise eine Anordnung an einer Fläche oder Seite der zweiten Kühleinrichtung 15, weiche an die zweite Verbindungsfläche 25 angrenzt. Es ist ebenso möglich, dass ein solcher Anschluss jeweils an einer der ersten
Verbindungfläche 23 entgegengesetzt liegenden Fläche der ersten Kühleinrichtung 13 und/oder einer der zweiten Verbindungsfläche 25 entgegengesetzt liegenden Seite der zweiten Kühleinrichtung 15 angeordnet ist. Dadurch können/kann die erste Kühleinrichtung 13 und/oder die zweite Kühleinrichtung 15 unabhängig voneinander von dem Kühlfluid durchströmt werden.
Optional sind/ist die erste Verbindungslage 17 und/oder die zweite Verbindungslage 19 - wie in Figur 1 dargestellt -jeweils als zusammenhängende Schicht ausgebildet. Insbesondere können/kann die erste Verbindungslage 17 und/oder die zweite
Verbindungslage 19 als dicke Goldschicht, dicke Silberschicht oder Kontaktfolie ausgebildet sein.
Alternativ können/kann - was in Figur 1 nicht dargestellt ist - die erste
Verbindungslage 17 und/oder die zweite Verbindungslage 19 jeweils mehrere geometrisch abgrenzbare, insbesondere voneinander beabstandete, Teilbereiche aufweisen. Diese Teilbereiche können beispielsweise als Goldbumps ausgebildet sein.
Optional ist das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage 17 und/oder der zweiten Verbindungslage 19 jeweils zumindest bereichsweise nanoporös
ausgebildet. Beispielsweise weist das Verbindungsmaterial nanoporöses Gold, Silber oder Platin auf oder besteht aus nanoporösem Gold, Silber oder Platin.
Optional weist das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage 17 und/oder der zweiten Verbindungslage 19 jeweils weniger als 5 % Lunker auf.
Optional sind/ist die erste Kühleinrichtung 13 und/oder die zweite Kühleinrichtung 15 jeweils eingerichtet, den mindestens einen Emitter 4 elektrisch zu kontaktieren.
Insbesondere sind/ist die erste Verbindungslage 17 und/oder die zweite Verbindungslage 19 elektrisch leitfähig ausgebildet, sodass eine elektrische
Kontaktierung des mindestens einen Emitters 4 hierüber realisierbar ist.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Diodenlasereinrichtung 3 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel weist - anders als in Figur 1 - keinen ersten Submount 5 und keinen zweiten Submount 9 auf. Vielmehr ist der mindestens eine Emitter 4 an der ersten Seite 7 unmittelbar über die erste Verbindungslage 17 an der ersten
Kühleinrichtung 13 angeordnet in analoger Weise ist der mindestens eine Emitter 4 an der zweiten Seite 11 unmittelbar über die zweite Verbindungslage 19 an der zweiten Kühleinrichtung 15 angeordnet. Eine solche Ausführung ist besonders wirtschaftlich umsetzbar.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Diodenlasereinrichtung 3 weist hier einen ersten Submount 5 der angesprochenen Art auf, wohingegen kein zweiter Submount 9 der bereits angesprochenen Art vorgesehen ist. Eine solche Ausführung ist besonders geeignet, wenn nahe der ersten Seite 7, welche beispielsweise im Bereich einer p- Seite des mindestens einen Emitters 4 liegt, der Laserstrahl emittiert wird. In diesem Fall fällt im Bereich der ersten Seite 7 mehr Abwärme an als im Bereich der zweiten Seite 11 , wobei diese Abwärme über den ersten Submount 5 insbesondere gespreizt abführbar ist.
In Figur 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Diodenlaseranordnung 1 ist im Grundsatz analog zu Figur 1 ausgestaltet, weist jedoch zwei erste Verbindungslagen 17, 17‘ und zwei zweite Verbindungslagen 19, 19 auf. Der mindestens eine Emitter 4 ist dabei über die erste Verbindungslage 17 mit dem ersten Submount 5 und über die zweite Verbindungslage 19 mit dem zweiten Submount 9 verbunden. Weiterhin ist der erste Submount 5 über eine weitere erste Verbindungslage 17‘ mit der ersten
Kühleinrichtung 13 verbunden. Der zweite Submount 9 ist über eine weitere zweite Verbindungslage 19‘ mit der zweiten Kühleinrichtung 15 verbunden.
Bei einem weiteren - nicht bildlich dargestellten - Ausführungsbeispiel ist die Diodenlaseranordnung 1 als Kombination der Ausführungsbeispiele gemäß der Figuren 1 und 4 ausgebildet. Dabei weist die Diodenlaseranordnung 1 eine erste Verbindungslage 17 zwischen dem mindestens einen Emitter 4 und dem ersten Submount 5 und ein,e weitere erste Verbindungslage 17‘ zwischen dem ersten Submount 5 und der ersten Kühleinrichtung 13 auf. Weiterhin weist die
Diodenlaseranordnung 1 genau eine zweite Verbindungslage 19 zwischen dem zweiten Submount 9 und der zweiten Kühleinrichtung 15 auf. Eine Verbindung zwischen dem mindestens einen Emitter 4 und dem zweiten Submount 9 ist anderweitig, beispielsweise mittels Löten oder einer Kontaktfolie, realisiert. Alternativ können auch genau eine erste Verbindungslage 17 gemäß Figur 1 und zwei zweite Verbindungslagen 19, 19‘ gemäß Figur 4 vorgesehen sein.
In Figur 5 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Diodenlaseranordnung 1 im
Längsschnitt schematisch dargestellt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird. Die Diodenlaseranordnung 1 ist hier analog zu Figur 3 ausgebildet, wobei aber zwischen dem mindestens einen Emitter 4 und dem ersten Submount 5 eine erste Verbindungslage 17 und zwischen dem ersten Submount 5 und der ersten Kühleinrichtung 13 eine weitere erste Verbindungslage 17‘ vorgesehen ist.
Selbstverständlich können weitere Ausführungsbeispiele durch Kombination der beschriebenen Merkmale gebildet werden, die aus Gründen der Übersichtlichkeit jedoch nicht bildlich dargestellt sind.
Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung 1 , insbesondere einer Diodenlaseranordnung 1 nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, beschrieben. Im Rahmen des Verfahrens wird mindestens ein Emiter 4 zwischen einer ersten Kühleinrichtung 13 und einer zweiten
Kühleinrichtung 15 angeordnet. Dabei wird der mindestens eine Emiter 4 über eine erste Verbindungslage 17, 17‘ mit der ersten Kühleinrichtung 13 verbunden. Hierbei wird die erste Verbindungslage 17, 17‘ mitels eines Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer- Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn- Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung, hergestellt.
Optional wird der mindestens eine Emiter 4 über eine zweite Verbindungslage 19,
19' mit der zweiten Kühleinrichtung 15 verbunden. Die zweite Verbindungslage 19, 19' wird insbesondere mitels eines Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber- Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin- Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei- Legierung, hergestellt.
Optional werden/wird die erste Verbindungslage 17, 17' und/oder die zweite
Verbindungslage 19, 19' mitels eines Bondverfahrens hergestellt. Optional ist das Bondverfahren ein Verfahren, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Thermokompressionsverfahren, insbesondere
Thermokompressionsschweißen, Sintern und Vakuumlöten.
Insgesamt zeigt sich, dass mitels der erfindungsgemäßen Diodenlaseranordnung 1 und dem Verfahren zum Herstellen der Diodenlaseranordnung 1 eine mechanisch spannungsarme oder gar spannungsfreie Verbindung des mindestens einen Emiters 4 mit der ersten Kühleinrichtung 13 und der zweiten Kühleinrichtung 15 auf wirtschaftliche Weise realisiert werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Diodenlaseranordnung (1 ), mit
- mindestens einem Emitter (4),
- einer ersten Kühleinrichtung (13),
- einer zweiten Kühleinrichtung (15), und
- einer ersten Verbindungslage (17,17‘), wobei
- der mindestens eine Emitter (4) eingerichtet ist, um einen Laserstrahl zu emittieren, wobei
- der mindestens eine Emitter (4) zwischen der ersten Kühleinrichtung (13) und der zweiten Kühleinrichtung (15) angeordnet ist, wobei
- die erste Kühleinrichtung (13) und die zweite Kühleinrichtung (15) jeweils eingerichtet sind, um den mindestens einen Emitter (4) zu kühlen, wobei
- der mindestens eine Emitter (4) über die erste Verbindungslage (17,17‘) mit der ersten Kühleinrichtung (13) verbunden ist, und wobei
- die erste Verbindungslage (17,17‘) ein Verbindungsmaterial aufweist oder aus einem Verbindungsmaterial besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber- Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung,
Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung.
2. Diodenlaseranordnung (1) nach Anspruch 1 , welche eine zweite Verbindungslage (19,19‘) aufweist, wobei der mindestens eine Emitter (4) über die zweite
Verbindungslage (19,19‘) mit der zweiten Kühleinrichtung (15) verbunden ist, und wobei die zweite Verbindungslage (19,19‘) ein Verbindungsmaterial aufweist oder aus einem Verbindungsmaterial besteht, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter-Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin- Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium-Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei- Legierung.
3. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Diodenlasereinrichtung (3), welche den mindestens einen Emitter (4) aufweist, wobei die Diodenlasereinrichtung (3) einen ersten Submount (5) und/oder einen zweiten Submount (9) aufweist, wobei der mindestens eine Emitter (4) über die erste Verbindungslage (17) mit dem ersten Submount (5) und/oder über die zweite Verbindungslage (19) mit dem zweiten Submount (9) verbunden ist, und/oder wobei der erste Submount (5) über die erste Verbindungslage (17) oder eine weitere erste Verbindungslage (17‘) mit der ersten Kühleinrichtung (13), und/oder der zweite Submount (9) über die zweite Verbindungslage (19) oder eine weitere zweite Verbindungslage (19‘) mit der zweiten Kühleinrichtung (15) verbunden sind/ist.
4. Diodenlaseranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungslage (17,17“) und/oder die zweite Verbindungslage (19,19‘) jeweils als zusammenhängende Schicht ausgebildet sind/ist.
5. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Verbindungslage (17, 17‘) und/oder die zweite Verbindungslage (19,19‘) jeweils mehrere geometrisch abgrenzbare Teilbereiche aufweisen/aufweist.
6. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage (17,17‘) und/oder das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage (19, 19‘) jeweils zumindest bereichsweise nanoporös ausgebildet sind/ist.
7. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungsmaterial der ersten Verbindungslage (17,17‘) und/oder das Verbindungsmaterial der zweiten Verbindungslage (19,19‘) jeweils weniger als 5 % Lunker aufweisen/aufweist.
8. Diodenlaseranordnung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Kühleinrichtung (13) und/oder die zweite Kühleinrichtung (15) jeweils eingerichtet sind/ist, um den mindestens einen Emitter (4) elektrisch zu
kontaktieren.
9. Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung (1 ), insbesondere einer Diodenlaseranord nung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei mindestens ein Emitter (4) zwischen einer ersten Kühleinrichtung (13) und einer zweiten Kühleinrichtung (15) angeordnet wird, wobei der mindestens eine Emitter (4) über eine erste Verbindungslage (17,17‘) mit der ersten Kühleinrichtung (13) verbunden wird, und wobei die erste Verbindungslage (17,17) mittels eines
Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold, einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium- Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung, hergestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der mindestens eine Emitter (4) über eine zweite Verbindungslage (19,19‘) mit der zweiten Kühleinrichtung (15) verbunden wird, und wobei die zweite Verbindungslage (19,19‘) mittels eines
Verbindungsmaterials, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus Gold , einer Gold-Legierung, Silber, einer Silber-Legierung, einem Silber-Sinter- Werkstoff, Kupfer, einer Kupfer-Legierung, Nickel, einer Nickel-Legierung, Palladium, einer Palladium-Legierung, Platin, einer Platin-Legierung, Rhodium, einer Rhodium-Legierung, Iridium, einer Iridium-Legierung, Germanium, einer Germanium-Legierung, Zinn, einer Zinn-Legierung, Aluminium, einer Aluminium- Legierung, Indium, einer Indium-Legierung, Blei, und einer Blei-Legierung, hergestellt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei die erste Verbindungslage (17,17‘) und/oder die zweite Verbindungslage (19,19') mittels eines
Bondverfahrens hergestellt werden/wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , wobei das Bondverfahren ein Verfahren ist, welches ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus einem Thermokompressionsverfahren, Sintern und Vakuumlöten.
PCT/EP2019/066008 2018-06-21 2019-06-18 Diodenlaseranordung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung Ceased WO2019243327A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/254,625 US11973313B2 (en) 2018-06-21 2019-06-18 Diode laser assembly and method for producing a diode laser assembly
CN201980054859.1A CN112585825A (zh) 2018-06-21 2019-06-18 二极管激光器组件和用于制造二极管激光器组件的方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018210142.6 2018-06-21
DE102018210142.6A DE102018210142B4 (de) 2018-06-21 2018-06-21 Diodenlaseranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019243327A1 true WO2019243327A1 (de) 2019-12-26

Family

ID=66998410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/066008 Ceased WO2019243327A1 (de) 2018-06-21 2019-06-18 Diodenlaseranordung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11973313B2 (de)
CN (1) CN112585825A (de)
DE (1) DE102018210142B4 (de)
TW (1) TWI851583B (de)
WO (1) WO2019243327A1 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018210135B4 (de) * 2018-06-21 2023-06-29 Trumpf Photonics, Inc. Diodenlaseranordnung und Verfahren zur Montage einer Diodenlaseranordnung
CN111463654B (zh) * 2020-04-22 2021-07-20 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 一种发光装置及其制造方法与应用
US11557874B2 (en) * 2021-05-18 2023-01-17 Trumpf Photonics, Inc. Double-sided cooling of laser diodes
US11876343B2 (en) 2021-05-18 2024-01-16 Trumpf Photonics, Inc. Laser diode packaging platforms
US20240283214A1 (en) * 2023-02-22 2024-08-22 Trumpf Photonics, Inc. High accuracy qcw pitch stack using sinter joints

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009040835A1 (de) * 2009-09-09 2011-03-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh Verfahren zum thermischen Kontaktieren einander gegenüberliegender elektrischer Anschlüsse einer Halbleiterbauelement-Anordnung
US20140112363A1 (en) * 2012-10-24 2014-04-24 Alfred Feitisch Solderless mounting for semiconductor lasers
DE102015002176A1 (de) * 2015-02-24 2016-08-25 Jenoptik Laser Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers und Diodenlaser

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4393393A (en) * 1979-08-13 1983-07-12 Mcdonnell Douglas Corporation Laser diode with double sided heat sink
DE10226724B4 (de) 2001-06-15 2006-06-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Laserkristall mit einer Kühlstruktur, Verfahren zum Herstellen eines Laserkristalls mit einer Kühlstruktur sowie Verwendung eines solchen Laserkristalls
JP4037815B2 (ja) 2003-09-29 2008-01-23 オムロンレーザーフロント株式会社 レーザダイオードモジュール、レーザ装置、及びレーザ加工装置
US7215690B2 (en) * 2004-08-04 2007-05-08 Monocrom, S.L. Laser module
JP2006100739A (ja) 2004-09-30 2006-04-13 Toshiba Corp 接合体、半導体装置、接合方法及び半導体装置の製造方法
DE102006037198A1 (de) * 2006-08-09 2008-02-14 Waag, Andreas, Dr. Verbindungsschicht mit anisotroper Leitfähigkeit
DE102007001743A1 (de) 2006-09-29 2008-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Halbleiterlaser und Verfahren zur Herstellung eines solchen
DE102007055017B4 (de) 2007-11-14 2010-11-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Verbinden zweier Fügeflächen und Bauteil mit zwei verbundenen Fügeflächen
US7724791B2 (en) 2008-01-18 2010-05-25 Northrop Grumman Systems Corporation Method of manufacturing laser diode packages and arrays
DE102008026801B4 (de) 2008-06-02 2012-05-31 Jenoptik Laser Gmbh Wärmeübertragungsvorrichtung zur doppelseitigen Kühlung eines Halbleiterbauelementes und Verfahren zu seiner Montage
US8879592B2 (en) * 2010-10-15 2014-11-04 Hamamatsu Photonics K.K. Semiconductor laser device
DE102014000510B4 (de) * 2014-01-20 2018-10-25 Jenoptik Laser Gmbh Halbleiterlaser mit anisotroper Wärmeableitung
US10826270B2 (en) * 2016-01-04 2020-11-03 Automotive Coalition For Traffic Safety, Inc. Heater-on-heatspreader
WO2018044706A1 (en) * 2016-08-30 2018-03-08 TeraDiode, Inc. High-power laser packaging utilizing carbon nanotubes
CN111316513A (zh) * 2017-11-03 2020-06-19 业纳光学系统有限公司 二极管激光器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009040835A1 (de) * 2009-09-09 2011-03-10 Jenoptik Laserdiode Gmbh Verfahren zum thermischen Kontaktieren einander gegenüberliegender elektrischer Anschlüsse einer Halbleiterbauelement-Anordnung
US20140112363A1 (en) * 2012-10-24 2014-04-24 Alfred Feitisch Solderless mounting for semiconductor lasers
DE102015002176A1 (de) * 2015-02-24 2016-08-25 Jenoptik Laser Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Diodenlasers und Diodenlaser

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YAN HAIDONG ET AL: "Effect of as-pinted bondline thickness on assembling high power laser diodes by sintering of nanosilver paste", 2016 17TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRONIC PACKAGING TECHNOLOGY (ICEPT), IEEE, 16 August 2016 (2016-08-16), pages 845 - 848, XP032974368, DOI: 10.1109/ICEPT.2016.7583262 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20210119413A1 (en) 2021-04-22
TW202013839A (zh) 2020-04-01
CN112585825A (zh) 2021-03-30
DE102018210142A1 (de) 2019-12-24
DE102018210142B4 (de) 2024-12-24
TWI851583B (zh) 2024-08-11
US11973313B2 (en) 2024-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0766354B1 (de) Laserdiodenbauelement mit Wärmesenke
WO2019243327A1 (de) Diodenlaseranordung und verfahren zum herstellen einer diodenlaseranordnung
DE602004003196T2 (de) Laserdiodenmodul, Laservorrichtung und Laserbearbeitungsvorrichtung
EP2476171B1 (de) Verfahren zum thermischen kontaktieren einander gegenüberliegender elektrischer anschlüsse einer halbleiterbauelement-anordnung
DE102008026801B4 (de) Wärmeübertragungsvorrichtung zur doppelseitigen Kühlung eines Halbleiterbauelementes und Verfahren zu seiner Montage
DE10361899B4 (de) Ausdehnungsangepasstes wärmespreizendes Mehrlagensubstrat
DE112015004794T5 (de) Laserlichtquellenvorrichtung
DE102015013511B3 (de) Laserstrahlungsquelle und Verfahren zur Herstellung einer Laserstrahlungsquelle und Verwendung eines Lötprozesses
DE112011103477T5 (de) Halbleiterlaservorrichtung
DE112017000841T5 (de) Halbleiterlaser-lichtquelleneinrichtung
WO2014095066A1 (de) Verfahren zur montage eines diodenlasermoduls
EP0888642B1 (de) Halbleitervorrichtung
EP1525618B1 (de) Halbleitervorrichtung mit kuehlelement
DE19644941C1 (de) Hochleistungsdiodenlaser und Verfahren zu dessen Montage
DE112021004341T5 (de) Halbleiterlasermodul
DE10040450A1 (de) Kühlelement für Halbleiterbauelemente
DE102018210134A1 (de) Diodenlaseranordnung und Verfahren zum Herstellen einer Diodenlaseranordnung
DE112020003541T5 (de) Leistungshalbleitermodul
WO2009049799A1 (de) Elektrisch in reihe geschaltete laserdiodenbarren auf einem metallischen kühlkörper
WO2022002596A1 (de) Formdraht, leiterplatte, leistungselektronik und verfahren zur herstellung einer leiterplatte
WO2021052937A1 (de) Verfahren zum herstellen einer halbleiteranordnung und diodenlaser
DE102023124035A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Laserdiodenmoduls sowie Mehrlagensubstrat und Laserverbund zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung eines Laserdiodenmoduls
EP2772997A1 (de) Laserdiodenbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1696528B1 (de) Halbleiterdiodenlaser und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102004004783A1 (de) Strahlungemittierendes Halbleiterbauelement und Verfahren zum Befestigen eines Halbleiterchips auf einem Leiterrahmen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19731986

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19731986

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1