Ndërsa teknologjia lazer me fuqi të lartë vazhdon të përparojë me shpejtësi, shufrat e diodës lazer (LDB) janë përdorur gjerësisht në përpunimin industrial, kirurgjinë mjekësore, LiDAR dhe kërkimin shkencor për shkak të dendësisë së tyre të lartë të fuqisë dhe prodhimit të shkëlqimit të lartë. Megjithatë, me rritjen e integrimit dhe rrymës operative të çipave lazer, sfidat e menaxhimit termik po bëhen më të dukshme - duke ndikuar drejtpërdrejt në stabilitetin e performancës dhe jetëgjatësinë e lazerit.
Midis strategjive të ndryshme të menaxhimit termik, Ftohja me Përçueshmëri Kontakti dallohet si një nga teknikat më thelbësore dhe të përdorura gjerësisht në paketimin e shufrave me diodë lazeri, falë strukturës së saj të thjeshtë dhe përçueshmërisë së lartë termike. Ky artikull shqyrton parimet, konsideratat kryesore të projektimit, përzgjedhjen e materialit dhe trendet e ardhshme të kësaj "rruge të qetë" drejt kontrollit termik.
1. Parimet e Ftohjes me Përçueshmëri Kontakti
Siç sugjeron edhe vetë emri, ftohja me përçueshmëri kontakti funksionon duke krijuar kontakt të drejtpërdrejtë midis çipit lazer dhe një radiatori, duke mundësuar transferim efikas të nxehtësisë përmes materialeve me përçueshmëri të lartë termike dhe shpërndarje të shpejtë në mjedisin e jashtëm.
①The HhaPath:
Në një shufër diode lazeri tipike, rruga e nxehtësisë është si më poshtë:
Çip → Shtresa e Saldimit → Nënmontim (p.sh., bakër ose qeramikë) → TEC (Ftohës Termoelektrik) ose Radiator → Mjedisi i Ambientit
②Karakteristikat:
Kjo metodë ftohjeje ka karakteristikat e mëposhtme:
Rrjedhje e koncentruar e nxehtësisë dhe rrugë e shkurtër termike, duke ulur në mënyrë efektive temperaturën e kryqëzimit; Dizajn kompakt, i përshtatshëm për paketim të miniaturizuar; Përçueshmëri pasive, që nuk kërkon sythe komplekse ftohëse aktive.
2. Konsideratat kryesore të projektimit për performancën termike
Për të siguruar ftohje efektive me përçueshmëri kontakti, aspektet e mëposhtme duhet të trajtohen me kujdes gjatë projektimit të pajisjes:
① Rezistenca termike në ndërfaqen e saldimit
Përçueshmëria termike e shtresës së bashkuesit luan një rol kritik në rezistencën e përgjithshme termike. Duhet të përdoren metale me përçueshmëri të lartë si aliazhi AuSn ose indiumi i pastër, dhe trashësia dhe uniformiteti i shtresës së bashkuesit duhet të kontrollohen për të minimizuar barrierat termike.
② Përzgjedhja e Materialit të Montimit të Poshtëm
Materialet e zakonshme të montimit të pjesëve të poshtme përfshijnë:
Bakër (Cu): Përçueshmëri e lartë termike, kosto-efektive;
Bakër tungsteni (WCu)/bakër molibden (MoCu): Përputhje më e mirë e CTE me ashklat, duke ofruar si forcë ashtu edhe përçueshmëri;
Nitrid alumini (AlN): Izolim elektrik i shkëlqyer, i përshtatshëm për aplikime me tension të lartë.
③ Cilësia e Kontaktit Sipërfaqësor
Vrazhdësia e sipërfaqes, rrafshësia dhe lagështia ndikojnë drejtpërdrejt në efikasitetin e transferimit të nxehtësisë. Lëmimi dhe veshja me ar përdoren shpesh për të përmirësuar performancën e kontaktit termik.
④ Minimizimi i Rrugës Termike
Projektimi strukturor duhet të synojë shkurtimin e rrugës termike midis çipit dhe radiatorit. Shmangni shtresat e materialeve të ndërmjetme të panevojshme për të përmirësuar efikasitetin e përgjithshëm të shpërndarjes së nxehtësisë.
3. Drejtimet e Zhvillimit të Ardhshëm
Me trendin e vazhdueshëm drejt miniaturizimit dhe dendësisë më të lartë të fuqisë, teknologjia e ftohjes me përçueshmëri kontakti po evoluon në drejtimet e mëposhtme:
① TIM-e të përbëra me shumë shtresa
Kombinimi i përçueshmërisë termike metalike me tamponim fleksibël për të zvogëluar rezistencën e ndërfaqes dhe për të përmirësuar qëndrueshmërinë e ciklit termik.
② Paketimi i Integruar i Radiatorit
Projektimi i nënmontimeve dhe radiatorëve si një strukturë e vetme e integruar për të zvogëluar ndërfaqet e kontaktit dhe për të rritur efikasitetin e transferimit të nxehtësisë në nivel sistemi.
③ Optimizimi i Strukturës Bionike
Zbatimi i sipërfaqeve të mikrostrukturuara që imitojnë mekanizmat natyrorë të shpërndarjes së nxehtësisë - të tilla si "përçueshmëria si pemë" ose "modelet si luspa" - për të përmirësuar performancën termike.
④ Kontroll Inteligjent Termik
Përfshirë sensorë të temperaturës dhe kontroll dinamik të fuqisë për menaxhim adaptiv termik, duke zgjatur jetëgjatësinë operative të pajisjes.
4. Përfundim
Për shufrat diodike lazer me fuqi të lartë, menaxhimi termik nuk është vetëm një sfidë teknike - është një themel kritik për besueshmërinë. Ftohja me përçueshmëri kontakti, me karakteristikat e saj efikase, të pjekura dhe me kosto efektive, mbetet një nga zgjidhjet kryesore për shpërndarjen e nxehtësisë sot.
5. Rreth Nesh
Në Lumispot, ne sjellim ekspertizë të thellë në paketimin e diodave lazer, vlerësimin e menaxhimit termik dhe përzgjedhjen e materialeve. Misioni ynë është të ofrojmë zgjidhje lazeri me performancë të lartë dhe jetëgjatësi të madhe, të përshtatura sipas nevojave të aplikimit tuaj. Nëse dëshironi të mësoni më shumë, ju mirëpresim ngrohtësisht të kontaktoni me ekipin tonë.
Koha e postimit: 23 qershor 2025