Лазерлік диодтық шыбықтарға арналған дәнекерлеу материалдары: өнімділік пен сенімділік арасындағы маңызды көпір

Жоғары қуатты жартылай өткізгіш лазерлерді жобалау және өндіру кезінде лазерлік диодтық жолақтар негізгі жарық шығаратын блоктар ретінде қызмет етеді. Олардың өнімділігі тек лазерлік чиптердің ішкі сапасына ғана емес, сонымен қатар қаптау процесіне де байланысты. Қаптауға қатысатын әртүрлі компоненттердің ішінде дәнекерлеу материалдары чип пен жылу қабылдағыш арасындағы жылу және электрлік интерфейс ретінде маңызды рөл атқарады.

1. Лазерлік диодтық шыбықтардағы дәнекердің рөлі

Лазерлік диодтық жолақтар әдетте бірнеше эмитенттерді біріктіреді, бұл жоғары қуат тығыздығына және қатаң жылу басқару талаптарына әкеледі. Тиімді жылу таратуға және құрылымдық тұрақтылыққа қол жеткізу үшін дәнекерлеу материалдары келесі критерийлерге сәйкес келуі керек:

① Жоғары жылу өткізгіштік:

Лазер чипінен тиімді жылу беруді қамтамасыз етеді.

② Жақсы ылғалдану:

Чип пен негіз арасында тығыз байланыс орнатады.

③ Тиісті балқу температурасы:

Кейінгі өңдеу немесе пайдалану кезінде қайта ағып кетудің немесе ыдыраудың алдын алады.

④ Жылулық кеңеюдің үйлесімді коэффициенті (ТКК):

Чиптегі термиялық кернеуді азайтады.

⑤ Шаршауға төзімділігі өте жақсы:

Құрылғының қызмет ету мерзімін ұзартады.

2. Лазерлік штангаларды қаптауға арналған дәнекерлеудің кең таралған түрлері

Лазерлік диодтық жолақтардың қаптамасында жиі қолданылатын дәнекерлеу материалдарының үш негізгі түрі төменде келтірілген:

①Алтын-қалайы қорытпасы (AuSn)

Қасиеттер:

Балқу температурасы 280°C болатын 80Au/20Sn эвтектикалық құрамы; жоғары жылу өткізгіштік және механикалық беріктік.

Артықшылықтары:

Жоғары температурадағы тамаша тұрақтылық, ұзақ термиялық шаршау мерзімі, органикалық ластанудан таза, жоғары сенімділік

Қолданбалар:

Әскери, аэроғарыштық және жоғары деңгейлі өнеркәсіптік лазерлік жүйелер.

②Таза индий (In)

Қасиеттер:

Балқу температурасы 157°C; жұмсақ және өте икемді.

Артықшылықтары:

Термиялық циклдің жоғары өнімділігі, чипке төмен жүктеме, нәзік құрылымдарды қорғауға өте ыңғайлы, төмен температуралы байланыс талаптарына сай келеді

Шектеулер:

Тотығуға бейім; өңдеу кезінде инертті атмосфераны қажет етеді, механикалық беріктігі төмен; жоғары жүктемелі қолданбалар үшін өте қолайлы емес

③Композиттік дәнекерлеу жүйелері (мысалы, AuSn + In)

Құрылымы:

Әдетте, AuSn берік бекіту үшін чиптің астында қолданылады, ал термиялық буферлеуді жақсарту үшін үстіне In қолданылады.

Артықшылықтары:

Жоғары сенімділікті стрессті жеңілдетумен үйлестіреді, қаптаманың жалпы беріктігін жақсартады, әртүрлі жұмыс орталарына жақсы бейімделеді

3. Дәнекерлеу сапасының құрылғының жұмысына әсері

Дәнекерлеу материалын таңдау және процесті басқару лазерлік құрылғылардың электрооптикалық өнімділігі мен ұзақ мерзімді тұрақтылығына айтарлықтай әсер етеді:

Жоғары қуатты үздіксіз жұмыс кезінде, тіпті дәнекерлеудегі кішігірім ақаулар да термиялық жиналуға әкелуі мүмкін, бұл өнімділіктің төмендеуіне немесе құрылғының істен шығуына әкеледі. Сондықтан, жоғары сапалы дәнекерлеуді таңдау және дәл дәнекерлеу процестерін енгізу жоғары сенімділіктегі лазерлік қаптамаға қол жеткізудің негізі болып табылады.

4. Болашақ үрдістер мен даму

Лазерлік технологиялар өнеркәсіптік өңдеуге, медициналық хирургияға, LiDAR-ға және басқа да салаларға енуді жалғастырған сайын, лазерлік қаптамаға арналған дәнекерлеу материалдары келесі бағыттар бойынша дамып келеді:

①Төмен температуралы дәнекерлеу:

Термиялық сезімтал материалдармен интеграциялау үшін

②Қорғасынсыз дәнекерлеу:

RoHS және басқа да қоршаған ортаны қорғау ережелерін сақтау үшін

③Жоғары өнімді жылу интерфейсі материалдары (TIM):

Термиялық кедергіні одан әрі төмендету үшін

④Микродәнекерлеу технологиялары:

Миниатюризацияны және жоғары тығыздықты интеграцияны қолдау үшін

5. Қорытынды

Көлемі шағын болғанымен, дәнекерлеу материалдары жоғары қуатты лазерлік құрылғылардың өнімділігі мен сенімділігін қамтамасыз ететін маңызды қосқыштар болып табылады. Лазерлік диодтық жолақтардың қаптамасында дұрыс дәнекерлеуді таңдау және байланыстыру процесін оңтайландыру ұзақ мерзімді тұрақты жұмысқа қол жеткізу үшін өте маңызды.

6. Біз туралы

Lumispot тұтынушыларға кәсіби және сенімді лазерлік компоненттер мен қаптама шешімдерін ұсынуға міндеттенеді. Дәнекерлеу материалын таңдау, термиялық басқару дизайны және сенімділікті бағалау саласында мол тәжірибеге ие болғандықтан, біз әрбір егжей-тегжейлі жетілдіру шеберлікке жол ашады деп санаймыз. Жоғары қуатты лазерлік қаптама технологиясы туралы қосымша ақпарат алу үшін бізбен хабарласудан тартынбаңыз.