Бидејќи технологијата со висока моќност на ласер продолжува брзо да напредува, ласерските диодни шипки (LDB) станаа широко користени во индустриската обработка, медицинската хирургија, LiDAR и научните истражувања поради нивната висока густина на моќност и висока излезна осветленост. Сепак, со зголемената интеграција и работна струја на ласерските чипови, предизвиците за термичко управување стануваат сè поизразени - директно влијаат на стабилноста на перформансите и животниот век на ласерот.
Меѓу различните стратегии за термичко управување, ладењето со контактна спроводливост се издвојува како една од најважните и најшироко прифатени техники во пакувањето на ласерски диодни шипки, благодарение на неговата едноставна структура и висока топлинска спроводливост. Оваа статија ги истражува принципите, клучните аспекти на дизајнот, изборот на материјали и идните трендови на овој „мирен пат“ кон термичка контрола.
1. Принципи на ладење со контактна спроводливост
Како што сугерира името, ладењето со контактна спроводливост функционира со воспоставување директен контакт помеѓу ласерскиот чип и ладилникот, овозможувајќи ефикасен пренос на топлина преку материјали со висока топлинска спроводливост и брза дисипација во надворешната средина.
①The HјадеPат:
Во типична ласерска диодна лента, топлинската патека е како што следува:
Чип → Слој за лемење → Подмонтажа (на пр., бакар или керамика) → TEC (Термоелектричен ладилник) или ладилник → Амбиентална средина
②Карактеристики:
Овој метод на ладење има следниве карактеристики:
Концентриран проток на топлина и краток термички пат, ефикасно намалување на температурата на спојот; Компактен дизајн, погоден за минијатурно пакување; Пасивна спроводливост, која не бара сложени активни јамки за ладење.
2. Клучни размислувања за дизајнот за термички перформанси
За да се обезбеди ефикасно ладење со контактна спроводливост, следните аспекти мора внимателно да се земат предвид при дизајнирањето на уредот:
① Термичка отпорност на интерфејсот на лемењето
Топлинската спроводливост на слојот од лемење игра клучна улога во целокупниот термички отпор. Треба да се користат метали со висока спроводливост како што се легура од AuSn или чист индиум, а дебелината и униформноста на слојот од лемење треба да се контролираат за да се минимизираат термичките бариери.
② Избор на материјал за подмонтажа
Вообичаените материјали за подмонтажа вклучуваат:
Бакар (Cu): Висока топлинска спроводливост, исплатлива цена;
Волфрам бакар (WCu)/молибден бакар (MoCu): Подобро CTE совпаѓање со струготини, нудејќи и цврстина и спроводливост;
Алуминиум нитрид (AlN): Одлична електрична изолација, погоден за високонапонски апликации.
③ Квалитет на површински контакт
Рапавоста на површината, рамноста и навлажнувањето директно влијаат на ефикасноста на пренос на топлина. Полирањето и позлатувањето често се користат за подобрување на перформансите на термички контакт.
④ Минимизирање на термичкиот пат
Структурниот дизајн треба да има за цел да го скрати термичкиот пат помеѓу чипот и ладилникот. Избегнувајте непотребни меѓуслоеви на материјал за да се подобри целокупната ефикасност на дисипација на топлина.
3. Насоки за иден развој
Со постојаниот тренд кон минијатуризација и поголема густина на моќност, технологијата за ладење со контактна спроводливост се развива во следниве насоки:
① Повеќеслојни композитни TIM-ови
Комбинирање на метална топлинска спроводливост со флексибилно баферирање за намалување на отпорноста на интерфејсот и подобрување на издржливоста на термичкиот циклус.
② Интегрирано пакување на ладилник
Дизајнирање на поддржливи елементи и ладилници како единствена интегрирана структура за намалување на контактните интерфејси и зголемување на ефикасноста на пренос на топлина на ниво на систем.
③ Оптимизација на бионската структура
Примена на микроструктурирани површини кои имитираат природни механизми за дисипација на топлина - како што се „спроводливост слична на дрво“ или „шеми слични на лушпи“ - за подобрување на термичките перформанси.
④ Интелигентна термичка контрола
Вклучувајќи сензори за температура и динамичка контрола на моќноста за адаптивно термичко управување, го продолжува работниот век на уредот.
4. Заклучок
За високомоќните ласерски диодни шипки, термичкото управување не е само технички предизвик - тоа е критична основа за сигурност. Ладењето со контактна спроводливост, со своите ефикасни, зрели и економични карактеристики, останува едно од главните решенија за дисипација на топлина денес.
5. За нас
Во Lumispot, ние имаме богато искуство во пакување со ласерски диоди, евалуација на термичко управување и избор на материјали. Нашата мисија е да обезбедиме високо-перформансни, долгорочни ласерски решенија прилагодени на потребите на вашата апликација. Доколку сакате да дознаете повеќе, топло ве покануваме да стапите во контакт со нашиот тим.
Време на објавување: 23 јуни 2025 година