1. Lāzerstieņa iepakošanas princips
Lāzera stieņu iepakošana ir vairāku lāzera diožu stieņu integrēšanas process vienā iepakojumā. Šo iepakojuma struktūru parasti izmanto lieljaudas pusvadītāju lāzeriem, piemēram, vertikālajiem slāņiem (V-stack) un horizontālajiem masīviem (H-masīvs). Iepakojuma galvenais mērķis ir palielināt lāzera izejas jaudu, vienlaikus saglabājot stara kvalitāti un stabilitāti.
Iepakošanas procesā lāzera diožu stieņi tiek precīzi sakārtoti un fiksēti uz siltuma izlietnes. Siltuma izlietnes funkcija ir izkliedēt lāzera diožu stieņu radīto siltumu, lai uzturētu tā stabilu darba temperatūru. Turklāt iepakojuma struktūra ietver arī tādas sastāvdaļas kā elektrodi, optiskie elementi un savienotāji lāzera izvadīšanai uz ārējām ierīcēm.
2. Izaicinājumi iepakošanas procesā
Iepakošanas procesa galvenie izaicinājumi ir augstas precizitātes pozīcijas kontrole, eitektiskās kvalitātes kontrole un temperatūras līkņu kontrole. Šīs problēmas prasa augstas precizitātes iekārtas un tehnoloģijas, kas jāatrisina, lai nodrošinātu iepakojuma kvalitāti un uzticamību.
Pozīcijas kontroles ziņā ir jānodrošina, lai katra lāzera diodes stieņa pozīcija un leņķis būtu ļoti precīzi, lai nodrošinātu stara kvalitāti un stabilitāti. Attiecībā uz eitektiskās kvalitātes kontroli ir jākontrolē eitektiskā temperatūra un laiks, lai nodrošinātu, ka eitektiskā kvalitāte starp lāzera diodes stieni un siltuma izlietni ir optimāla. Temperatūras līknes kontroles ziņā ir jānodrošina, lai lāzera diodes stieņa temperatūras izmaiņas iesaiņošanas procesā atbilstu konstrukcijas prasībām, lai izvairītos no lāzera veiktspējas ietekmēšanas.
Līmēšanas process ir vissvarīgākais iepakošanas posms lāzerdiožu ražošanā. Šajā procesā zelta-alvas eitektisko savienošanas procesu izmanto, lai savienotu vienas caurules vai stieņa stieņa mikroshēmu ar siltuma izlietnes substrātu. Saikne starp mikroshēmu un siltuma izlietnes substrātu parasti ir zelta-alvas (AuSn) lodēšana, izmantojot eitektisko savienošanas tehnoloģiju. HPLD mikroshēmas var būt vienas caurules lāzera mikroshēmas vai vairāku cauruļu stieņu stieņu lāzera mikroshēmas. Saistīšanas process ir ļoti svarīgs HPLD produktu optiskajai efektivitātei un lauka uzticamībai. Tālāk ir izcelti daži šī kritiskā procesa izaicinājumi:
Augsta precizitāte
Lāzera diodei ir augstas precizitātes pozīcijas prasības starp vienas caurules vai stieņa stieņa mikroshēmas gaismu izstarojošo virsmu un siltuma izlietnes pamatnes malu. Parasti rezultātam pēc līmēšanas nevajadzētu būt padziļinājumam no gaismu izstarojošās virsmas līdz pamatnes malai, un gaismu izstarojošās virsmas izvirzījumam jābūt mazākam par 5-10 μm. Šajā nolūkā līmēšanas mašīnas līmēšanas precizitātei parasti jābūt<±2.5μm. The edges of the laser tube die and the substrate may also have a tolerance of <1μm. Therefore, the accuracy of the machine must be <±1.5μm.
Eitektiskā kvalitāte
Papildus pozīcijas precizitātei lāzera diodes savienošanas procesā ļoti svarīgs ir arī temperatūras profils atkārtotas plūsmas procesā. Eitektiskā procesa laikā īpaša uzmanība jāpievērš, lai starp mikroshēmu un siltuma izkliedes substrātu panāktu smalku, viendabīgu un tukšumu nesaturošu eitektisko saskarni efektīvai un vienmērīgai siltuma izkliedēšanai. Tas prasa, lai līmēšanas iekārtai būtu precīza un vienmērīga eitektiskās plūsmas temperatūras kontrole visā līmēšanas zonā. HPLD savienošanas procesam ir nepieciešama programmējama vienota eitektiskā sildīšanas stadija ar ātru sildīšanu/dzesēšanu, un temperatūrai eitektikas laikā jāpaliek stabilai. Sildīšanas pakāpei jābūt arī ar gāzes aizsargpārsegu, lai novērstu eitektiskās virsmas oksidēšanos, tādējādi nodrošinot labu mitrināmību un veidojot saskari bez tukšumiem dzesēšanas laikā.
Līdzplanaritāte un bez tukšumiem
As the power of laser diode chips increases, single-tube chips become longer, and the aspect ratio of certain chip sizes becomes larger, such as aspect ratio>10. Stieņa tipa lāzerdiodes ir ārkārtīgi sarežģītas to lielā savienojuma virsmas laukuma dēļ, kas pastiprina raksturīgos defektus pēc savienošanas, piemēram, tukšuma koeficientu% un stieņa slīpuma leņķi. Precīza līdzplanaritāte starp lāzerdiodes vienu vai stieņu mikroshēmu un siltuma izlietnes substrātu ir arī būtiska, jo tā ietekmē tukšuma ātrumu un izraisa stresu. Tāpēc precīzas līdzplanaritātes trūkums var ietekmēt lāzerdiožu izstrādājumu veiktspēju un uzticamību. Bez labas līdzplanaritātes kontroles stienis var deformēties atlikušā sprieguma dēļ, kas stieņā veidojas pēc eitektiskās veidošanās, ko bieži dēvē par "smaida" līkni [3]. Garas skaidas var izraisīt nevienmērīgu siltuma izkliedi, kā rezultātā rodas termiskais spriegums vienas mikroshēmas garumā. Eitektiskās pārplūdes laikā dažāda izmēra viena vai lāzera stieņa mikroshēmām ir nepieciešami dažādi savienošanas spēki un precīza spēka kontrole.
Augsts sajaukums un ātra ražošana
Lāzerdiožu nozare šobrīd atrodas straujas attīstības un pārejas stadijā. Standartizācijas trūkuma dēļ ražotājiem jātiek galā ar pieaugošo pieprasījumu un sarežģītām un daudzveidīgām produktu iepakošanas situācijām. Ir daudz dažādu piegādātāju rūpniecisko lāzerdiožu variantu viena mikroshēma-substrāts (CoS) un josla-substrāts (BoS) dizainiem. Lāzerdiožu iepakojuma dizainiem ir vairāk iepakojuma formu, lai tie atbilstu dažādiem lietojumiem. Tāpēc liela maisījuma ražošana ir vēl viens liels izaicinājums lāzerdiožu ražošanā.
Mikroshēmu shēma
Lai risinātu šo mikroshēmu izvietošanas procesu izaicinājumus lāzerdiožu lietojumos, ražotājiem ir nepieciešama īpaši augstas precizitātes, ātrgaitas, ļoti elastīga pilnībā automātiska mikroshēmu izvietošanas iekārta. Mašīnas prasības ietver precizitāti<±1.5μm, programmable force control, friction movement in the eutectic phase (micro-movement along X, Y, Z under the action of controlled force) and other features.
3. Lāzerstieņa iepakojuma nozīme
Lāzera stieņu iepakošana ir viena no galvenajām tehnoloģijām, lai iegūtu jaudīgus, augstas efektivitātes un augstas stabilitātes pusvadītāju lāzerus. Integrējot vairākus lāzera diožu stieņus vienā iepakojumā, lāzera izejas jaudu var ievērojami uzlabot, vienlaikus saglabājot stara kvalitāti un stabilitāti. Šo iepakojuma struktūru plaši izmanto lāzergriešanas, lāzermetināšanas, lāzera marķēšanas un citās jomās, nodrošinot spēcīgu atbalstu rūpnieciskajai ražošanai un zinātniskiem pētījumiem.
Kopumā lāzerstieņu iepakošana ir sarežģīta un kritiska tehnoloģija, kurai ir liela nozīme lieljaudas, augstas efektivitātes un augstas stabilitātes pusvadītāju lāzeru izstrādē. Zinātnei un tehnoloģijai nepārtraukti attīstoties, lāzera stieņu iepakošanas tehnoloģija turpinās attīstīties un pilnveidoties, nodrošinot labākas kvalitātes lāzera izstrādājumus plašākam lietojumu klāstam.
Mūsu adrese
B-1507 Ruiding Mansion, Nr.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Tālruņa numurs
0086 181 5840 0345
E-pasts
info@brandnew-china.com
