Материјали за лемење за ласерски диодни шипки: Критичниот мост помеѓу перформансите и сигурноста

При дизајнирањето и производството на високомоќни полупроводнички ласери, ласерските диодни шипки служат како основни единици што емитуваат светлина. Нивните перформанси зависат не само од вродениот квалитет на ласерските чипови, туку и во голема мера од процесот на пакување. Меѓу различните компоненти вклучени во пакувањето, материјалите за лемење играат витална улога како термички и електричен интерфејс помеѓу чипот и ладилникот.

1. Улогата на лемењето во ласерските диодни шипки

Ласерските диодни шипки обично интегрираат повеќе емитери, што резултира со висока густина на моќност и строги барања за термичко управување. За да се постигне ефикасна дисипација на топлина и структурна стабилност, материјалите за лемење мора да ги исполнуваат следниве критериуми:

① Висока топлинска спроводливост:

Обезбедува ефикасен пренос на топлина од ласерскиот чип.

② Добра навлажнливост:

Обезбедува цврсто поврзување помеѓу чипот и подлогата.

③ Соодветна точка на топење:

Спречува повторно протекување или деградација за време на последователната обработка или работа.

④ Компатибилен коефициент на топлинска експанзија (CTE):

Го минимизира термичкиот стрес на чипот.

⑤ Одлична отпорност на замор:

Го продолжува работниот век на уредот.

2. Вообичаени видови на лемови за пакување со ласерски шипки

Следните се трите главни типа на материјали за лемење што најчесто се користат во пакувањето на ласерските диодни шипки:

①Легура од злато и калај (AuSn)

Својства:

Евтектички состав од 80Au/20Sn со точка на топење од 280°C; висока топлинска спроводливост и механичка цврстина.

Предности:

Одлична стабилност на високи температури, долг век на траење на термички замор, без органска контаминација, висока сигурност

Апликации:

Воени, воздухопловни и висококвалитетни индустриски ласерски системи.

②Чист индиум (In)

Својства:

Точка на топење од 157°C; мек и лесно податлив.

Предности:

Супериорни перформанси на термичко циклирање, низок стрес на чипот, идеален за заштита на кршливи структури, погоден за барања за лепење на ниски температури

Ограничувања:

Склони кон оксидација; бара инертна атмосфера за време на обработката, помала механичка цврстина; не се идеални за апликации со големо оптоварување.

③Композитни системи за лемење (на пр., AuSn + In)

Структура:

Типично, AuSn се користи под чипот за робусно прицврстување, додека In се нанесува одозгора за подобрено термичко баферирање.

Предности:

Комбинира висока сигурност со ослободување од стрес, ја подобрува целокупната издржливост на пакувањето, добро се прилагодува на различни работни средини.

3. Влијание на квалитетот на лемењето врз перформансите на уредот

Изборот на материјал за лемење и контролата на процесот значително влијаат на електрооптичките перформанси и долгорочната стабилност на ласерските уреди:

При континуирано работење со голема моќност, дури и мали дефекти при лемењето можат да доведат до термичко натрупување, што резултира со влошување на перформансите или откажување на уредот. Затоа, изборот на висококвалитетно лемење и спроведувањето прецизни процеси на лемење се од фундаментално значење за постигнување на високо-сигурно ласерско пакување.

4. Идни трендови и развој

Со оглед на тоа што ласерските технологии продолжуваат да навлегуваат во индустриската обработка, медицинската хирургија, LiDAR и други области, материјалите за лемење за ласерско пакување се развиваат во следниве насоки:

①Лемење на ниска температура:

За интеграција со термички чувствителни материјали

②Лем без олово:

За да се исполнат RoHS и другите еколошки прописи

③Високо-перформансни термички интерфејсни материјали (TIM):

За дополнително намалување на термичката отпорност

④Технологии за микролемење:

За поддршка на минијатуризација и интеграција со висока густина

5. Заклучок

Иако се мали по волумен, материјалите за лемење се критичните конектори што обезбедуваат перформанси и сигурност на ласерските уреди со голема моќност. Во пакувањето на ласерските диодни шипки, изборот на вистинското лемење и оптимизирањето на процесот на лепење се од суштинско значење за постигнување на долгорочно стабилно работење.

6. За нас

Lumispot е посветен на обезбедување на професионални и сигурни ласерски компоненти и решенија за пакување за клиентите. Со богато искуство во избор на материјал за лемење, дизајн на термичко управување и евалуација на сигурноста, веруваме дека секое детално усовршување го отвора патот кон совршенство. За повеќе информации за технологијата за ласерско пакување со висока моќност, слободно контактирајте не.