VCSEL激光器为什么要用DPC陶瓷基板

VCSEL在3D面部识别、增强现实、汽车舱内传感以及自动驾驶汽车（如激光雷达）和机器视觉等方面有着广阔的应用空间，发展迅速，也是DPC陶瓷基板的热点应用之一。

一、什么是VCSEL激光器？

VCSEL激光器是垂直腔面发射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）的简称，是一种以半导体为基础的激光二极管，从其顶面垂直发射高效光束。1977年，日本东京工业大学伊贺健一（Kenichi Iga）教授为首的研究小组首次提出制造垂直腔面发射激光器(VCSEL)的设想，并在1979 年首次实现了 77 K 温度下可脉冲工作的 VCSEL 激光器。

图 VCSEL的结构

如上图所示，VCSEL 激光器主要由上下的分布布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflector，DBR）、中心的发光区结构组成形成。

图 VCSEL 的应用，来源麦姆斯咨询

与其他类型的激光器相比，VCSEL具有多种优点，包括：

1. 易于制造和集成：VCSEL的制造过程相对简单，可以用标准半导体工艺制造，而且可以与其他电子元件集成在一起，形成高度集成化的系统。

2. 高效率：VCSEL的电-光转换效率高，能够在低功率下实现高光输出，比如用于光通信、光存储等领域。

3. 高速度：VCSEL的速度可以达到数千兆比特每秒（Gbps），适用于高速数据传输。

4. 窄的光束：VCSEL的光束非常窄，能够更好地聚焦和定位，适用于激光雷达、光通信等领域。

5. 长寿命：VCSEL的寿命长，能够在长时间内保持稳定的输出。

6. 低成本：VCSEL的制造成本相对较低，可以大规模生产，适用于大规模应用。

VCSEL在制造成本、功率转换效率、速度、集成度等方面都具有优势，因此在光通信、光存储、激光雷达、生物医学等领域得到了广泛应用。根据Yole研究数据，全球VCSEL市场将从2021年的12亿美元增长到2026年的24亿美元，期间复合年增长率为13.6%。

图全球VCSEL市场，来源Yole

二、VCSEL为何要用DPC基板

DPC陶瓷基板具备了高导热、高绝缘、高线路精准度、高表面平整度及热膨胀系数与芯片匹配、可垂直互连等诸多特性，极大满足了VCSEL的封装要求，在VCSEL的应用方面具有广泛的前景。

来源：芯瓷半导体

1.散热性好

VCSEL的芯片转化效率低导致其存在严重散热问题，DPC基板垂直互连，形成内部独立的导电通道，陶瓷本身既是绝缘体，又能散热，实现热电分离。

2.可靠性高

VCSEL芯片功率密度很高，需要考虑芯片和基板热膨胀失配导致的应力问题，而陶瓷基板具有与VCSEL高匹配的热膨胀系数。此外DPC陶瓷基板可实现金属边框与陶瓷基板的一体成型，紧密结合，避免了后期组装过程中额外的粘贴工序、配位精度等问题，以及胶水老化带来的可靠性问题。

3.垂直互连

VCSEL封装需要把透镜架设到芯片上方，即基板是需要做成三维腔室，DPC基板具有高可靠垂直互连的优势适用于垂直共晶焊接。

三、DPC基板厂商齐聚第五届精密陶瓷展览会

8月29-31日，芯瓷半导体、鼎华芯泰、精瓷半导体、晶弘科技、奔创电子、宇斯特电子、珠海汉瓷、上海蘅滨等DPC陶瓷基板企业齐聚第五届精密陶瓷展览会，地址：深圳国际会展中心8号馆，欢迎各位朋友莅临参观交流。相关展商有：

公司名	展位号	主营
上海蘅滨电子有限公司	8B36	陶瓷薄膜电路、DPC陶瓷基板
深圳市鼎华芯泰科技有限公司	8B41	PCB、陶瓷基板、IC载板专业制造商
江西晶弘新材料科技有限责任公司	8B63	DPC陶瓷封装基板
泰安巨浪电子材料有限公司	8B67	陶瓷基覆铜板，柔性电子覆铜板，陶瓷金属化
深圳市奔创电子有限公司	8B81	铝基线路板制造商
浙江精瓷半导体有限责任公司	8C39	DPC薄膜陶瓷电路板、氧化铝DBC覆铜陶瓷封装材料、氧化铝DBC覆铜陶瓷封装材料、AMB氧化硅覆铜封装材料、陶瓷制冷片
惠州市芯瓷半导体有限公司	8H29	DPC陶瓷基板
深圳市博敏电子有限公司	8C96	DPC/AMB/TFC/PCBA/特种电路板
深圳市宇斯特电子有限公司	8B26	厚膜陶瓷电路
珠海汉瓷精密科技有限公司	8B34	DPC陶瓷
合肥伊丰电子封装有限公司	8A53	封装外壳
滨州奥诺新材料科技有限公司	8A103	96氧化铝陶瓷基板
江西创科新材料科技有限公司	8B07	氮化铝陶瓷基板、99.6%氧化铝陶瓷基板和氮化硅基板
Guangdong Huicheng Vacuum Technology Co., Ltd.	8B08	PVD真空镀膜设备
银川艾森达新材料发展有限公司	8B31	氧化铝粉末、金属陶瓷粉末
浙江正天新材料科技有限公司	8B33	氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)陶瓷基板
安徽博为光电科技有限公司	8B48	先进封装、高低温陶瓷、半导体设备
四川六方钰成电子科技有限公司	8B71	996氧化铝基板，生瓷带，钨浆
珠海思加新材料有限公司	8C33	99瓷氧化铝基板、半导体陶瓷工具、生物陶瓷材料、纳米材料
福建华清电子材料科技有限公司	8C34	氮化铝、氧化铝陶瓷基板
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西安航科创星电子科技有限公司	8H19	电子陶瓷材料、氧化铝陶瓷基板(LTCCHTCC)、氮化铝陶瓷基板(AlN)、氧化铝陶瓷封装管壳(LTCCHTCC)
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