[发明专利]包括在导芯上具有导体填充沟槽的基板的光学设备

说明书

一种光学设备可以包括基板，该基板包括导芯、在导芯的第一表面上的第一叠层、穿过第一叠层延伸到导芯使得导体填充沟槽在导芯的第一表面上的导体填充沟槽、以及在导芯的第二表面上的第二叠层。光学设备可以包括在导体填充沟槽上方的垂直腔发射激光器(VCSEL)芯片。VCSEL芯片可以包括VCSEL阵列。导体填充沟槽的尺寸可以匹配VCSEL芯片的尺寸，匹配VCSEL阵列的发射区域的尺寸，或者大于VCSEL阵列的发射区域的尺寸并且小于VCSEL芯片的尺寸。

技术领域

本公开总体涉及光学设备的基板，更具体地，涉及这样的光学设备的基板，该基板包括导芯，该导芯为安装在基板上的垂直腔发射激光器(VCSEL)芯片提供改进的散热。

背景技术

光学设备可以包括基板和VCSEL芯片(例如，用于为特定应用发光，例如针对3D感测应用)，VCSEL芯片安装在基板上。在一些情况下，基板包括铜(Cu)芯，在铜芯的顶面上具有叠层，在铜芯的底面上具有叠层。这里，每个叠层可以包括与铜层交替的玻璃增强环氧层压材料层，例如阻燃剂4(FR4)材料层。在一些其他情况下，用于光学设备的基板包括高温共烧陶瓷(HTCC)，其包括氧化铝芯(即，氧化铝(Al₂O₃))，在氧化铝芯的顶面上具有叠层，在氧化铝芯的底面上具有叠层。这里，每个叠层可以包括与氧化铝层交替的钨(W)层。通常，VCSEL芯片安装在基板的一个叠层的表面上。

发明内容

在一些实施方式中，光学设备包括基板，基板包括：导芯；在导芯的第一表面上的第一叠层，该第一叠层包括第一组介电层和第一组导电层；导体填充沟槽，导体填充沟槽穿过第一叠层延伸到导芯，使得导体填充沟槽位于导芯的第一表面上；以及在导芯的第二表面上的第二叠层，第二叠层包括第二组介电层和第二组导电层；还包括位于导体填充沟槽上方的VCSEL芯片，该VCSEL芯片包括VCSEL阵列，其中导体填充沟槽的尺寸匹配VCSEL芯片的尺寸，匹配VCSEL阵列的发射区域的尺寸，或者大于VCSEL阵列的发射区域的尺寸并且小于VCSEL芯片的尺寸。

在一些实施方式中，光学设备包括基板，基板包括：导芯；在导芯的第一表面上的导体填充沟槽，导体填充沟槽延伸穿过在导芯的第一表面上的第一叠层；以及安装在导体填充沟槽上的发射器芯片，其中导体填充沟槽的尺寸匹配发射器芯片的尺寸，匹配发射器芯片的发射区域的尺寸，或者大于发射区域的尺寸并且小于发射器芯片的尺寸。

在一些实施方式中，基板包括：导芯；在导芯的第一表面上的第一叠层，该第一叠层包括与第一组导电层交替的第一组介电层；在导芯的第一表面上的导体填充沟槽，导体填充沟槽的周边被第一叠层包围，其中导体填充沟槽的尺寸匹配要安装在导体填充沟槽上的光学芯片的尺寸，匹配光学芯片的发射区域的尺寸，或者大于发射区域的尺寸并且小于光学芯片的尺寸；以及在导芯的第二表面上的第二叠层，第二叠层包括与第二组导电层交替的第二组介电层。

附图说明

图1A-1D是与示例性光学设备相关联的图，该示例性光学设备包括本文描述的在导芯上具有导体填充沟槽的基板。

图2A-2D是光学设备的示例实施方式的示意图，该光学设备包括在基板上的引线接合VCSEL芯片，基板具有在导芯上的导体填充沟槽。

图3A-3C是光学设备的示例实施方式的示意图，该光学设备包括在基板上的倒装芯片VCSEL芯片，基板具有在导芯上的导体填充沟槽。

具体实施方式

以下参考附图描述示例实施方式。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

光学设备(例如，用于3D感测应用的光学设备)中的VCSEL芯片的性能受到VCSEL芯片温度的影响。例如，VCSEL芯片的光功率、波长和效率受到VCSEL芯片温度的影响。因此，因为VCSEL芯片在工作期间会产生大量的热量，所以光学设备的热设计是一个重要的设计考虑因素。