Лазерлік диод жолақтарына арналған дәнекерлеу материалдары: өнімділік пен сенімділік арасындағы маңызды көпір

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

1. Лазерлік диод жолақтарындағы дәнекерлеудің рөлі

Лазерлік диод жолақтары әдетте бірнеше эмитенттерді біріктіреді, нәтижесінде жоғары қуат тығыздығы және термиялық басқарудың қатаң талаптары болады. Тиімді жылуды таратуға және құрылымдық тұрақтылыққа қол жеткізу үшін дәнекерлеу материалдары келесі критерийлерге сәйкес келуі керек:

① Жоғары жылу өткізгіштік:

Лазерлік чиптен тиімді жылу беруді қамтамасыз етеді.

② Жақсы ылғалдылық:

Чип пен субстрат арасындағы тығыз байланысты қамтамасыз етеді.

③ Сәйкес балқу температурасы:

Кейінгі өңдеу немесе пайдалану кезінде қайта ағуды немесе тозуды болдырмайды.

④ Үйлесімді жылулық кеңею коэффициенті (CTE):

Чиптегі термиялық кернеуді азайтады.

⑤ Шаршауға тамаша төзімділік:

Құрылғының қызмет ету мерзімін ұзартады.

2. Лазерлік жолақты қаптамаға арналған дәнекерлеудің жалпы түрлері

Төменде лазерлік диод жолақтарын қаптауда жиі қолданылатын дәнекерлеу материалдарының үш негізгі түрі берілген:

①Алтын-қалайы қорытпасы (AuSn)

Қасиеттер:

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

Артықшылықтары:

Тамаша жоғары температура тұрақтылығы, ұзақ термиялық шаршау мерзімі, органикалық ластанусыз, жоғары сенімділік

Қолданбалар:

Әскери, аэроғарыштық және жоғары деңгейлі өнеркәсіптік лазерлік жүйелер.

②Таза индий (In)

Қасиеттер:

Балқу температурасы 157°С; жұмсақ және жоғары иілгіш.

Артықшылықтары:

Жоғары термиялық цикл өнімділігі, чиптегі төмен кернеу, нәзік құрылымдарды қорғау үшін өте қолайлы, төмен температурадағы байланыстыру талаптарына сәйкес 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 сенімді бекіту үшін чиптің астында пайдаланылады, ал күшейтілген термиялық буферлеу үшін In үстіңгі жағында қолданылады.

Артықшылықтары:

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

3. Дәнекерлеу сапасының құрылғы өнімділігіне әсері

Дәнекерлеу материалын таңдау және процесті басқару лазерлік құрылғылардың электро-оптикалық өнімділігіне және ұзақ мерзімді тұрақтылығына айтарлықтай әсер етеді:

Жоғары қуатты үздіксіз жұмыс кезінде дәнекерлеудегі азғантай ақаулар да термиялық жиналуға әкелуі мүмкін, бұл өнімділіктің төмендеуіне немесе құрылғының істен шығуына әкеледі. Сондықтан жоғары сапалы дәнекерлеуді таңдау және дәл дәнекерлеу процестерін жүзеге асыру жоғары сенімді лазерлік қаптамаға қол жеткізу үшін негіз болып табылады.

4. Болашақ тенденциялар мен даму

Лазерлік технологиялар өнеркәсіптік өңдеуге, медициналық хирургияға, LiDAR және басқа салаларға енуді жалғастыра отырып, лазерлік қаптамаға арналған дәнекерлеу материалдары келесі бағыттар бойынша дамып келеді:

①Төмен температурада дәнекерлеу:

Термиялық сезімтал материалдармен біріктіру үшін

②Қорғасынсыз дәнекерлеуші:

RoHS және басқа қоршаған ортаны қорғау ережелеріне сай болу

③Жоғары өнімді термиялық интерфейс материалдары (TIM):

Жылу кедергісін одан әрі төмендету үшін

④Микро дәнекерлеу технологиялары:

Миниатюризацияны және жоғары тығыздықты біріктіруді қолдау

5. Қорытынды

Көлемі аз болғанымен, дәнекерлеу материалдары жоғары қуатты лазерлік құрылғылардың өнімділігі мен сенімділігін қамтамасыз ететін маңызды қосқыштар болып табылады. Лазерлік диод жолақтарын қаптамада дұрыс дәнекерлеуді таңдау және байланыстыру процесін оңтайландыру ұзақ мерзімді тұрақты жұмысқа қол жеткізу үшін маңызды.

6. Біз туралы

Lumispot тұтынушыларды кәсіби және сенімді лазерлік компоненттермен және орау шешімдерімен қамтамасыз етуге ұмтылады. Дәнекерлеу материалдарын таңдауда, жылуды басқару дизайнында және сенімділікті бағалауда үлкен тәжірибеге ие бола отырып, біз әрбір егжей-тегжейлі нақтылау тамашалыққа жол ашады деп сенеміз. Жоғары қуатты лазерлік орау технологиясы туралы қосымша ақпарат алу үшін бізге хабарласыңыз.