1. Laserpalkkipakkauksen periaate
Lasertankojen pakkaus on prosessi, jossa useita laserdioditankoja integroidaan yhdeksi pakkaukseksi. Tätä pakkausrakennetta käytetään yleisesti suuritehoisissa puolijohdelasereissa, kuten pystypinoamisessa (V-pino) ja vaakasuorassa taulukossa (H-array). Pakkauksen päätarkoitus on lisätä laserin lähtötehoa säilyttäen samalla säteen laatu ja vakaus.
Pakkausprosessin aikana laserdioditangot järjestetään tarkasti ja kiinnitetään jäähdytyselementtiin. Jäähdytyslevyn tehtävänä on haihduttaa laserdiodipalkkien tuottama lämpö, jotta se pysyy vakaana. Lisäksi pakkausrakenne sisältää myös komponentteja, kuten elektrodeja, optisia elementtejä ja liittimiä laserin lähettämiseksi ulkoisiin laitteisiin.
2. Haasteet pakkausprosessissa
Pakkausprosessin keskeisiä haasteita ovat erittäin tarkka asennonsäätö, eutektisen laadun valvonta ja lämpötilakäyrien hallinta. Nämä haasteet vaativat korkean tarkkuuden laitteita ja teknologiaa ratkaistakseen pakkauksen laadun ja luotettavuuden varmistamiseksi.
Asennonsäädön kannalta on tarpeen varmistaa, että kunkin laserdioditangon sijainti ja kulma ovat erittäin tarkat säteen laadun ja vakauden varmistamiseksi. Eutektisen laadunvalvonnan kannalta on välttämätöntä valvoa eutektista lämpötilaa ja aikaa sen varmistamiseksi, että laserdioditangon ja jäähdytyselementin välinen eutektinen laatu on optimaalinen. Lämpötilakäyrän hallinnassa on varmistettava, että laserdioditangon lämpötilamuutos pakkausprosessin aikana täyttää suunnitteluvaatimukset, jotta vältytään vaikuttamasta laserin suorituskykyyn.
Liimausprosessi on kriittisin pakkausvaihe laserdiodin valmistuksessa. Tässä prosessissa kulta-tina-eutektista sidosprosessia käytetään yhdistämään yksiputki- tai tankosiru jäähdytyselementin alustaan. Sirun ja jäähdytyselementin substraatin välinen sidos on yleensä kulta-tinajuote (AuSn), jossa käytetään eutektista sidostekniikkaa. HPLD-sirut voivat olla yksiputkilaserisiruja tai moniputkeisia tanko-tankolaserisiruja. Liimausprosessi on kriittinen HPLD-tuotteiden optisen tehokkuuden ja kenttäluotettavuuden kannalta. Joitakin tämän kriittisen prosessin haasteita korostetaan alla:
Korkea tarkkuus
Laserdiodilla on korkeat tarkkuudet asentovaatimukset yksiputki- tai tankopalkkisirun valoa emittoivan pinnan ja jäähdytyselementin substraatin reunan välillä. Yleensä liimauksen jälkeisessä tuloksessa ei saa olla painaumaa valoa emittoivasta pinnasta alustan reunaan ja valoa emittoivan pinnan ulkoneman tulee olla alle 5-10μm. Tätä varten liimauskoneen liimaustarkkuuden tulisi yleensä olla<±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.
Eutektinen laatu
Paikkatarkkuuden lisäksi lämpötilaprofiili reflow-prosessissa on myös erittäin kriittinen laserdiodisidontaprosessille. Eutektisen prosessin aikana on kiinnitettävä erityistä huomiota hienovaraisen, yhtenäisen ja tyhjän eutektisen rajapinnan saavuttamiseen sirun ja lämpöä hajottavan substraatin välille tehokkaan ja tasaisen lämmönpoiston aikaansaamiseksi. Tämä edellyttää, että liimauskoneella on tarkka ja tasainen eutektinen takaisinvirtauslämpötilan säätö koko liimausalueella. HPLD-sidosprosessi vaatii ohjelmoitavan yhtenäisen eutektisen kuumennusvaiheen nopealla lämmityksellä/jäähdytyksellä, ja lämpötilan eutektiikan aikana tulee pysyä vakaana. Lämmitysvaiheessa tulee olla myös suojakaasupeite eutektisen pinnan hapettumisen estämiseksi, jolloin saavutetaan hyvä kostuvuus ja muodostuu jäähdytettäessä onteloton rajapinta.
Samansuuntaisuus ja tyhjiötön
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. Tankotyyppiset laserdiodit ovat äärimmäisen haastavia, koska niiden liimauspinta-ala on suuri, mikä vahvistaa liimauksen jälkeisiä tunnusomaisia vikoja, kuten aukkoprosenttia ja tangon kallistuskulmaa. Tarkka samantasoisuus laserdiodi- tai -palkkisirun ja jäähdytyselementin substraatin välillä on myös kriittinen, koska se vaikuttaa tyhjään määrään ja aiheuttaa jännitystä. Siksi tarkan samantasoisuuden puute voi vaikuttaa laserdiodituotteiden suorituskykyyn ja luotettavuuteen. Ilman hyvää samantasoisuuden hallintaa tanko voi vääntyä eutektisen muodostumisen jälkeen tankoon muodostuneen jäännösjännityksen vuoksi, jota usein kutsutaan "hymykäyräksi" [3]. Pitkät lastut voivat aiheuttaa epätasaista lämmön hajoamista, mikä johtaa lämpörasitukseen yksittäisen lastun pituudella. Eutektisen uudelleenvirtauksen aikana erikokoiset yksittäis- tai lasertankolastut vaativat erilaisia sidosvoimia ja tarkan voiman hallinnan.
Korkea sekoitus ja nopea tuotanto
Laserdioditeollisuus on tällä hetkellä nopeassa kehitys- ja muutostilassa. Standardoinnin puutteen vuoksi valmistajien on selviydyttävä kasvavasta kysynnästä ja monimutkaisista ja monimuotoisista tuotepakkaustilanteista. Eri toimittajilla on monia variaatioita teollisissa laserdiodeissa yksi siru alustaan (CoS) ja bar-to-substrate (BoS). Laserdiodipakkausmalleissa on enemmän pakkausmuotoja eri sovelluksiin. Siksi korkean sekoituksen tuotanto on toinen suuri haaste laserdiodien valmistuksessa.
Sirujärjestelmä
Vastatakseen näiden laserdiodisovelluksien sirunsijoitusprosessien haasteisiin valmistajat tarvitsevat erittäin tarkan, nopean ja erittäin joustavan täysin automaattisen sirunsijoituskoneen. Konevaatimuksiin kuuluu tarkkuus<±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. Laserpalkkipakkauksen merkitys
Lasertankopakkaus on yksi avainteknologioista suuritehoisten, tehokkaiden ja erittäin vakaiden puolijohdelasereiden saavuttamiseksi. Integroimalla useita laserdiodipalkkeja yhteen pakkaukseen, laserin lähtötehoa voidaan parantaa huomattavasti säilyttäen samalla säteen laatu ja vakaus. Tätä pakkausrakennetta käytetään laajalti laserleikkauksessa, laserhitsauksessa, lasermerkinnässä ja muilla aloilla, mikä tarjoaa vahvan tuen teolliseen tuotantoon ja tieteelliseen tutkimukseen.
Yleisesti ottaen lasertankojen pakkaus on monimutkainen ja kriittinen tekniikka, jolla on suuri merkitys suuritehoisten, tehokkaiden ja erittäin stabiilien puolijohdelasereiden saavuttamiseksi. Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen myötä lasertankopakkaustekniikka kehittyy ja paranee edelleen tarjoten laadukkaampia lasertuotteita moniin eri sovelluksiin.
Osoitteemme
B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
Puhelinnumero
0086 181 5840 0345
Sähköposti
info@brandnew-china.com
