Lazer Diod Barları üçün Lehim Materialları: Performans və Etibarlılıq Arasında Kritik Körpü

Yüksək güclü yarımkeçirici lazerlərin dizaynında və istehsalında lazer diod çubuqları əsas işıq yayan qurğular kimi xidmət edir. Onların performansı təkcə lazer çiplərinin daxili keyfiyyətindən deyil, həm də qablaşdırma prosesindən çox asılıdır. Qablaşdırmada iştirak edən müxtəlif komponentlər arasında lehim materialları çip və soyuducu arasında istilik və elektrik interfeysi kimi mühüm rol oynayır.

1. Lazer Diod Barlarında Lehimin Rolu

Lazer diod çubuqları adətən çoxlu emitentləri birləşdirir, nəticədə yüksək güc sıxlığı və sərt istilik idarəetmə tələbləri yaranır. Effektiv istilik yayılmasına və struktur sabitliyinə nail olmaq üçün lehim materialları aşağıdakı meyarlara cavab verməlidir:

① Yüksək istilik keçiriciliyi:

Lazer çipindən səmərəli istilik ötürülməsini təmin edir.

② Yaxşı nəmlik:

Çip və substrat arasında sıx bir əlaqə təmin edir.

③ Müvafiq ərimə nöqtəsi:

Sonrakı emal və ya əməliyyat zamanı yenidən axın və ya deqradasiyanın qarşısını alır.

④ Uyğun istilik genişlənmə əmsalı (CTE):

Çip üzərində termal gərginliyi minimuma endirir.

⑤ Əla yorğunluq müqaviməti:

Cihazın xidmət müddətini uzadır.

2. Lazer çubuqlarının qablaşdırılması üçün ümumi lehim növləri

Aşağıdakılar lazer diod çubuqlarının qablaşdırılmasında istifadə olunan üç əsas lehim materialıdır:

①Qızıl-Tin ərintisi (AuSn)

Xüsusiyyətlər:

Ərimə nöqtəsi 280°C olan 80Au/20Sn evtektik tərkibi; yüksək istilik keçiriciliyi və mexaniki güc.

Üstünlüklər:

Əla yüksək temperatur sabitliyi, uzun istilik yorğunluğu, üzvi çirklənmədən azad, yüksək etibarlılıq

Tətbiqlər:

Hərbi, aerokosmik və yüksək səviyyəli sənaye lazer sistemləri.

②Saf indium (In)

Xüsusiyyətlər:

Ərimə nöqtəsi 157 ° C; yumşaq və çox elastikdir.

Üstünlüklər:

Üstün termal velosiped performansı, çipdə aşağı gərginlik, kövrək strukturları qorumaq üçün ideal, aşağı temperaturda birləşdirmə tələblərinə uyğundur

Məhdudiyyətlər:

Oksidləşməyə meylli; emal zamanı inert atmosfer, aşağı mexaniki güc tələb edir; yüksək yük tətbiqləri üçün ideal deyil

③Kompozit Lehim Sistemləri (məsələn, AuSn + In)

Struktur:

Tipik olaraq, AuSn möhkəm əlavə üçün çipin altında, In isə gücləndirilmiş termal tamponlama üçün yuxarıda tətbiq olunur.

Üstünlüklər:

Yüksək etibarlılığı stressin aradan qaldırılması ilə birləşdirir, qablaşdırmanın ümumi dayanıqlığını yaxşılaşdırır, müxtəlif iş mühitlərinə yaxşı uyğunlaşır.

3. Lehim keyfiyyətinin cihazın performansına təsiri

Lehim materialının seçilməsi və prosesə nəzarət lazer cihazlarının elektro-optik performansına və uzunmüddətli sabitliyinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir:

Yüksək güclü davamlı iş şəraitində, lehimləmədə hətta kiçik qüsurlar da istilik yığılmasına səbəb ola bilər, nəticədə performansın azalması və ya cihazın nasazlığı ilə nəticələnə bilər. Buna görə də, yüksək keyfiyyətli lehimin seçilməsi və dəqiq lehimləmə proseslərinin həyata keçirilməsi yüksək etibarlı lazer qablaşdırmasına nail olmaq üçün əsasdır.

4. Gələcək Trendlər və İnkişaf

Lazer texnologiyaları sənaye emalına, tibbi cərrahiyyəyə, LiDAR və digər sahələrə nüfuz etməyə davam etdikcə, lazer qablaşdırma üçün lehim materialları aşağıdakı istiqamətlərdə inkişaf edir:

①Aşağı temperaturda lehimləmə:

İstiliyə həssas materiallarla inteqrasiya üçün

②Qurğuşunsuz lehim:

RoHS və digər ətraf mühit qaydalarına cavab vermək

③Yüksək performanslı termal interfeys materialları (TIM):

İstilik müqavimətini daha da azaltmaq üçün

④Mikro lehimləmə texnologiyaları:

Miniatürləşdirmə və yüksək sıxlıqlı inteqrasiyanı dəstəkləmək

5. Nəticə

Həcmi kiçik olsa da, lehim materialları yüksək güclü lazer cihazlarının performansını və etibarlılığını təmin edən kritik bağlayıcılardır. Lazer diod çubuqlarının qablaşdırılmasında düzgün lehimin seçilməsi və birləşdirmə prosesinin optimallaşdırılması uzunmüddətli sabit işləməyə nail olmaq üçün vacibdir.

6. Haqqımızda

Lumispot müştəriləri peşəkar və etibarlı lazer komponentləri və qablaşdırma həlləri ilə təmin etməyə sadiqdir. Lehim materialının seçilməsi, istilik idarəetmə dizaynı və etibarlılığın qiymətləndirilməsi sahəsində geniş təcrübəmizlə inanırıq ki, hər bir incəlik mükəmməlliyə yol açır. Yüksək güclü lazer qablaşdırma texnologiyası haqqında ətraflı məlumat üçün bizimlə əlaqə saxlamaqdan çekinmeyin.