Materialet e saldimit për shufrat me diodë lazeri: Ura kritike midis performancës dhe besueshmërisë

Në projektimin dhe prodhimin e lazerëve gjysmëpërçues me fuqi të lartë, shufrat diodike lazer shërbejnë si njësitë kryesore që lëshojnë dritë. Performanca e tyre varet jo vetëm nga cilësia e brendshme e çipave të lazerit, por edhe shumë nga procesi i paketimit. Ndër komponentët e ndryshëm të përfshirë në paketim, materialet e saldimit luajnë një rol jetësor si ndërfaqja termike dhe elektrike midis çipit dhe radiatorit.

1. Roli i saldimit në shufrat me diodë lazeri

Shufrat diodike lazer zakonisht integrojnë emetues të shumtë, duke rezultuar në dendësi të larta të fuqisë dhe kërkesa të rrepta për menaxhimin termik. Për të arritur shpërndarje efikase të nxehtësisë dhe stabilitet strukturor, materialet e saldimit duhet të plotësojnë kriteret e mëposhtme:

① Përçueshmëri e lartë termike:

Siguron transferim efikas të nxehtësisë nga çipi lazer.

② Lagështi e mirë:

Siguron lidhje të ngushtë midis çipit dhe substratit.

③ Pika e përshtatshme e shkrirjes:

Parandalon ripërtëritjen e rrjedhjes ose degradimin gjatë përpunimit ose funksionimit të mëvonshëm.

④ Koeficienti i pajtueshëm i zgjerimit termik (CTE):

Minimizon stresin termik në çip.

⑤ Rezistencë e shkëlqyer ndaj lodhjes:

Zgjat jetëgjatësinë e shërbimit të pajisjes.

2. Llojet e zakonshme të saldimit për paketimin e shufrave me lazer

Më poshtë janë tre llojet kryesore të materialeve të saldimit që përdoren zakonisht në paketimin e shufrave me diodë lazeri:

①Lidhje ari-kallaji (AuSn)

Prona:

Përbërje eutektike prej 80Au/20Sn me një pikë shkrirjeje prej 280°C; përçueshmëri e lartë termike dhe rezistencë mekanike.

Avantazhet:

Stabilitet i shkëlqyer në temperaturë të lartë, jetëgjatësi e gjatë në lodhje termike, pa ndotje organike, besueshmëri e lartë

Aplikimet:

Sisteme lazeri ushtarake, hapësinore dhe industriale të nivelit të lartë.

②Indium i pastër (In)

Prona:

Pika e shkrirjes 157°C; e butë dhe shumë e lakueshme.

Avantazhet:

Performancë superiore e ciklit termik, stres i ulët në çip, ideal për mbrojtjen e strukturave të brishta, i përshtatshëm për kërkesat e ngjitjes në temperaturë të ulët

Kufizime:

I prirur ndaj oksidimit; kërkon atmosferë inerte gjatë përpunimit, rezistencë më të ulët mekanike; jo ideale për aplikime me ngarkesë të lartë

③Sisteme të Saldimit Kompozit (p.sh., AuSn + In)

Struktura:

Zakonisht, AuSn përdoret poshtë çipit për një fiksim të fortë, ndërsa In aplikohet sipër për një tampon termik të përmirësuar.

Avantazhet:

Kombinon besueshmëri të lartë me lehtësimin e stresit, përmirëson qëndrueshmërinë e përgjithshme të paketimit, përshtatet mirë në mjedise të ndryshme operative.

3. Ndikimi i Cilësisë së Saldimit në Performancën e Pajisjes

Përzgjedhja e materialit të saldimit dhe kontrolli i procesit ndikojnë ndjeshëm në performancën elektro-optike dhe stabilitetin afatgjatë të pajisjeve lazer:

Nën funksionimin e vazhdueshëm me fuqi të lartë, edhe defektet e vogla në saldim mund të çojnë në akumulim termik, duke rezultuar në degradim të performancës ose dështim të pajisjes. Prandaj, zgjedhja e saldimit me cilësi të lartë dhe zbatimi i proceseve të sakta të saldimit janë thelbësore për arritjen e paketimit me lazer me besueshmëri të lartë.

4. Trendet dhe Zhvillimi i së Ardhmes

Ndërsa teknologjitë lazer vazhdojnë të depërtojnë në përpunimin industrial, kirurgjinë mjekësore, LiDAR dhe fusha të tjera, materialet e saldimit për paketimin me lazer po evoluojnë në drejtimet e mëposhtme:

①Saldim në temperaturë të ulët:

Për integrimin me materiale të ndjeshme ndaj nxehtësisë

②Saldim pa plumb:

Për të përmbushur RoHS dhe rregulloret e tjera mjedisore

③Materiale ndërfaqeje termike me performancë të lartë (TIM):

Për të ulur më tej rezistencën termike

④Teknologjitë e mikro-saldimit:

Për të mbështetur miniaturizimin dhe integrimin me dendësi të lartë

5. Përfundim

Edhe pse të vogla në vëllim, materialet e saldimit janë lidhësit kritikë që sigurojnë performancën dhe besueshmërinë e pajisjeve lazer me fuqi të lartë. Në paketimin e shufrave të diodës lazer, zgjedhja e saldimit të duhur dhe optimizimi i procesit të lidhjes janë thelbësore për të arritur një funksionim të qëndrueshëm afatgjatë.

6. Rreth Nesh

Lumispot është i përkushtuar t'u ofrojë klientëve zgjidhje profesionale dhe të besueshme për komponentët lazer dhe paketimin. Me përvojë të gjerë në përzgjedhjen e materialeve të saldimit, projektimin e menaxhimit termik dhe vlerësimin e besueshmërisë, ne besojmë se çdo përsosje në detaje hap rrugën drejt përsosmërisë. Për më shumë informacion mbi teknologjinë e paketimit me lazer me fuqi të lartë, mos ngurroni të na kontaktoni.