1. Принцип паковања ласерске шипке
Паковање ласерских трака је процес интеграције више ласерских диодних шипки у један пакет. Ова структура паковања се обично користи за полупроводничке ласере велике снаге, као што су вертикално слагање (В-стацк) и хоризонтални низ (Х-низ). Главна сврха паковања је повећање излазне снаге ласера уз одржавање квалитета и стабилности зрака.
Током процеса паковања, шипке ласерске диоде су прецизно распоређене и фиксиране на хладњаку. Функција хладњака је да расипа топлоту коју стварају ласерске диоде како би се одржала стабилна радна температура. Поред тога, структура паковања такође укључује компоненте као што су електроде, оптички елементи и конектори за излаз ласера на спољне уређаје.
2. Изазови у процесу паковања
Кључни изазови у процесу паковања укључују прецизну контролу положаја, контролу еутектичког квалитета и контролу температурних кривуља. Ови изазови захтевају високо прецизну опрему и технологију за решавање како би се обезбедио квалитет и поузданост пакета.
Што се тиче контроле положаја, потребно је осигурати да позиција и угао сваке ласерске диоде буду веома прецизни како би се осигурао квалитет и стабилност зрака. У погледу контроле квалитета еутектике, неопходно је контролисати еутектичку температуру и време како би се осигурало да је еутектички квалитет између шипке ласерске диоде и хладњака оптималан. У погледу контроле температурне криве, неопходно је осигурати да промена температуре ласерске диоде током процеса паковања испуњава захтеве дизајна како би се избегло утицај на перформансе ласера.
Процес везивања је најкритичнији корак паковања у производњи ласерских диода. У овом процесу, поступак еутектичког везивања злато-калај се користи за повезивање чипа од једне цеви или шипке на подлогу хладњака. Веза између чипа и супстрата расхладног елемента је обично златно-калај (АуСн) лем помоћу технологије еутектичког везивања. ХПЛД чипови могу бити ласерски чипови са једном цеви или ласерски чипови са више цеви. Процес везивања је критичан за оптичку ефикасност и поузданост ХПЛД производа. Неки изазови овог критичног процеса су истакнути у наставку:
Висока прецизност
Ласерска диода има захтеве високе прецизности између површине која емитује светлост једноцевног или шипкастог чипа и ивице подлоге хладњака. Генерално, резултат након везивања не би требало да има депресију од површине која емитује светлост до ивице подлоге, а избочина површине која емитује светлост треба да буде мања од 5-10 μм. У том циљу, тачност везивања машине за везивање обично треба да буде<±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.
Еутектички квалитет
Поред тачности положаја, профил температуре у процесу рефлов је такође веома критичан за процес везивања ласерске диоде. Током еутектичког процеса, посебна пажња се мора посветити постизању суптилног, уједначеног еутектичког интерфејса без празнина између чипа и супстрата за расипање топлоте за ефикасно и уједначено одвођење топлоте. Ово захтева да машина за везивање има прецизну и уједначену контролу температуре еутектичког повратног тока у целој области везивања. ХПЛД процес везивања захтева програмабилну једноличну еутектичку фазу загревања са брзим загревањем/хлађењем, а температура током еутектике мора остати стабилна. Фаза загревања такође мора да има заштитни гасни поклопац како би се спречила оксидација еутектичке површине, чиме се постиже добра квашење и формира међупростор без шупљина при хлађењу.
Копланарност и без празнине
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. Ласерске диоде типа шипке су изузетно изазовне због своје велике површине лепљења, која појачава карактеристичне недостатке након лепљења, као што су проценат празнине и угао нагиба шипке. Прецизна копланарност између ласерске диоде појединачног или шипкастог чипа и супстрата хладњака је такође критична јер утиче на брзину празнине и изазива стрес. Због тога недостатак прецизне копланарности може утицати на перформансе и поузданост производа ласерских диода. Без добре контроле копланарности, шипка се може искривити због заосталог напрезања формираног у шипки након формирања еутектике, што се често назива крива „осмеха“ [3]. Дуги чипови могу изазвати неравномерно расипање топлоте, што доводи до термичког напрезања дуж дужине појединачног чипа. Током еутектичког рефлов, различите величине појединачних или ласерских чипова захтевају различите силе везивања и прецизну контролу силе.
Висока мешавина и брза производња
Индустрија ласерских диода је тренутно у стању брзог развоја и транзиције. Због недостатка стандардизације, произвођачи морају да се носе са растућом потражњом и сложеним и разноликим ситуацијама паковања производа. Постоје многе варијације у дизајну индустријских ласерских диода са једним чипом-супстратом (ЦоС) и бар-то-супстрат (БоС) од стране различитих добављача. Дизајни пакета ласерских диода имају више облика паковања који одговарају различитим применама. Стога је производња високе мешавине још један велики изазов у производњи ласерских диода.
Цхип Сцхеме
Да би одговорили на изазове ових процеса постављања чипова у апликацијама ласерских диода, произвођачима је потребна ултра-висока прецизна, брза, веома флексибилна, потпуно аутоматска машина за постављање чипова. Захтеви за машину укључују тачност<±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. Значај паковања ласерске шипке
Паковање ласерских шипки је једна од кључних технологија за постизање полупроводничких ласера велике снаге, високе ефикасности и високе стабилности. Интеграцијом више ласерских диодних шипки у један пакет, излазна снага ласера се може знатно побољшати уз одржавање квалитета и стабилности зрака. Ова структура паковања се широко користи у ласерском резању, ласерском заваривању, ласерском обележавању и другим пољима, пружајући снажну подршку индустријској производњи и научним истраживањима.
Генерално, паковање ласерских шипки је сложена и критична технологија, која је од великог значаја за постизање велике снаге, високе ефикасности и високе стабилности полупроводничких ласера. Уз континуирани напредак науке и технологије, технологија паковања ласерских шипки ће наставити да се развија и побољшава, пружајући ласерске производе бољег квалитета за шири спектар примена.
Наша адреса
Б{0}} Руидинг Мансион, бр. 200 Зхенхуа Рд, Ксиху Дистрицт
Број телефона
0086 181 5840 0345
Е-маил
info@brandnew-china.com
