1. A lézerrudak csomagolásának elve
A lézerrudak csomagolása több lézerdióda rudak egy csomagba történő integrálásának folyamata. Ezt a csomagolási szerkezetet általában nagy teljesítményű félvezető lézerekhez használják, például függőleges egymásra (V-stack) és vízszintes tömbhöz (H-tömb). A csomagolás fő célja a lézer kimeneti teljesítményének növelése a sugár minőségének és stabilitásának megőrzése mellett.
A csomagolási folyamat során a lézerdióda rudakat pontosan elrendezik és egy hűtőbordára rögzítik. A hűtőborda feladata a lézerdióda rudak által termelt hő elvezetése, hogy fenntartsa annak stabil működési hőmérsékletét. Ezen túlmenően a csomagolószerkezet olyan alkatrészeket is tartalmaz, mint az elektródák, optikai elemek és csatlakozók, amelyek a lézert külső eszközökhöz továbbítják.
2. Kihívások a csomagolási folyamatban
A csomagolási folyamat legfontosabb kihívásai közé tartozik a nagy pontosságú pozíciószabályozás, az eutektikus minőség ellenőrzése és a hőmérsékleti görbék ellenőrzése. Ezeknek a kihívásoknak a megoldása nagy pontosságú berendezéseket és technológiát igényel a csomag minőségének és megbízhatóságának biztosítása érdekében.
A helyzetszabályozás szempontjából biztosítani kell, hogy az egyes lézerdióda rudak helyzete és szöge nagyon pontos legyen a sugár minőségének és stabilitásának biztosítása érdekében. Az eutektikus minőségellenőrzés szempontjából az eutektikus hőmérséklet és idő szabályozása szükséges, hogy a lézerdióda rúd és a hűtőborda közötti eutektikus minőség optimális legyen. A hőmérsékletgörbe szabályozása szempontjából biztosítani kell, hogy a lézerdióda rúd hőmérséklet-változása a csomagolási folyamat során megfeleljen a tervezési követelményeknek, hogy elkerülje a lézer teljesítményének befolyásolását.
A ragasztási folyamat a lézerdiódagyártás legkritikusabb csomagolási lépése. Ebben a folyamatban az arany-ón eutektikus kötési eljárást használják az egycsöves vagy rúdrúd chipnek a hűtőborda szubsztrátumához való csatlakoztatására. A chip és a hűtőborda szubsztrátuma közötti kötés általában arany-ón (AuSn) forrasztás, eutektikus kötési technológiával. A HPLD chipek lehetnek egycsöves lézerchipek vagy többcsöves rúdrudas lézerchipek. A kötési folyamat kritikus fontosságú a HPLD termékek optikai hatékonysága és terepi megbízhatósága szempontjából. E kritikus folyamat néhány kihívását az alábbiakban emeljük ki:
Nagy pontosságú
A lézerdiódának nagy pontosságú pozíciókövetelményei vannak az egycsöves vagy rúdrúd chip fénykibocsátó felülete és a hűtőborda hordozójának széle között. Általában a ragasztás utáni eredmény nem süllyedhet a fénykibocsátó felülettől a hordozó széléig, és a fénykibocsátó felület kiemelkedése nem lehet 5-10μm-nél kisebb. Ebből a célból a ragasztógép ragasztási pontosságának általában meg kell lennie<±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.
Eutektikus minőség
A pozicionálási pontosságon kívül a visszafolyási folyamat hőmérsékleti profilja is nagyon kritikus a lézerdióda kötési folyamat szempontjából. Az eutektikus folyamat során különös figyelmet kell fordítani arra, hogy finom, egyenletes és hézagmentes eutektikus interfész jöjjön létre a chip és a hőleadó hordozó között a hatékony és egyenletes hőelvezetés érdekében. Ez megköveteli, hogy a ragasztógép pontos és egyenletes eutektikus visszafolyási hőmérséklet-szabályozással rendelkezzen a teljes ragasztási területen. A HPLD kötési folyamathoz programozható egységes eutektikus fűtési fokozat szükséges gyors melegítéssel/hűtéssel, és az eutektika alatti hőmérsékletnek stabilnak kell maradnia. A fűtőfokozatnak védőgázburkolattal is rendelkeznie kell, hogy megakadályozza az eutektikus felület oxidációját, ezáltal jó nedvesíthetőséget biztosítson, és hűtéskor hézagmentes határfelületet képezzen.
Egysíkúság és ürességmentes
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. A rúd típusú lézerdiódák rendkívül nagy kihívást jelentenek nagy kötési felületük miatt, ami felerősíti a kötés utáni jellegzetes hibákat, mint például a hézag százalékos aránya és a rúd dőlésszöge. A lézerdióda szimpla vagy rúdchip és a hűtőborda szubsztrátum közötti pontos egysíkúsága szintén kritikus, mert befolyásolja az üreg arányát és feszültséget indukál. Ezért a pontos koplanaritás hiánya befolyásolhatja a lézerdióda termékek teljesítményét és megbízhatóságát. Jó koplanaritásszabályozás nélkül a rúd meghajolhat az eutektikus képződés után a rúdban kialakuló maradék feszültség miatt, amelyet gyakran "mosolygörbének" neveznek [3]. A hosszú forgácsok egyenetlen hőelvezetést okozhatnak, ami hőfeszültséget eredményezhet az egyetlen forgács hosszában. Az eutektikus reflow során a különböző méretű egy- vagy lézerrudas chipek eltérő kötési erőket és pontos erőszabályozást igényelnek.
Magas keverés és gyors gyártás
A lézerdióda ipar jelenleg a gyors fejlődés és átalakulás állapotában van. A szabványosítás hiánya miatt a gyártóknak meg kell felelniük a növekvő keresletnek, valamint a bonyolult és változatos termékcsomagolási helyzeteknek. Számos változat létezik az ipari lézerdiódák egyetlen chip-aljzatig (CoS) és bar-to-substrate (BoS) kialakításában a különböző beszállítóktól. A lézerdióda csomagok több csomagolási formával rendelkeznek, hogy megfeleljenek a különböző alkalmazásoknak. Ezért a lézerdiódagyártás másik nagy kihívása a nagy keverékű gyártás.
Chip-séma
A lézerdióda-alkalmazásokban a chipelhelyezési folyamatok kihívásainak való megfelelés érdekében a gyártóknak ultranagy pontosságú, nagy sebességű, rendkívül rugalmas, teljesen automatikus chipelhelyező gépre van szükségük. A gép követelményei közé tartozik a pontosság<±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. A lézerrudak csomagolásának jelentősége
A lézerrúd-csomagolás az egyik kulcsfontosságú technológia a nagy teljesítményű, nagy hatékonyságú és nagy stabilitású félvezető lézerek előállításához. Több lézerdióda rúd egy csomagba történő integrálásával a lézer kimeneti teljesítménye nagymértékben javítható, miközben megőrzi a sugár minőségét és stabilitását. Ezt a csomagolási szerkezetet széles körben használják lézeres vágásban, lézerhegesztésben, lézeres jelölésben és más területeken, erős támogatást nyújtva az ipari termeléshez és a tudományos kutatáshoz.
Általánosságban elmondható, hogy a lézerrúd-csomagolás összetett és kritikus technológia, amely nagy jelentőséggel bír a nagy teljesítményű, nagy hatásfokú és nagy stabilitású félvezető lézerek megvalósításában. A tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével a lézerrudak csomagolási technológiája folyamatosan fejlődik és javul, és egyre szélesebb körű alkalmazásokhoz kínál jobb minőségű lézertermékeket.
A címünk
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Telefonszám
0086 181 5840 0345
info@brandnew-china.com
