Yüksek güçlü lazer teknolojisi hızla gelişmeye devam ederken, Lazer Diyot Çubukları (LDB'ler), yüksek güç yoğunlukları ve yüksek parlaklık çıkışları sayesinde endüstriyel işleme, tıbbi cerrahi, LiDAR ve bilimsel araştırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, lazer çiplerinin artan entegrasyonu ve çalışma akımıyla birlikte, termal yönetim zorlukları daha da belirgin hale gelmekte ve lazerin performans kararlılığını ve ömrünü doğrudan etkilemektedir.
Çeşitli termal yönetim stratejileri arasında, Temaslı İletim Soğutması, basit yapısı ve yüksek termal iletkenliği sayesinde lazer diyot çubuk paketlemede en temel ve yaygın olarak benimsenen tekniklerden biri olarak öne çıkmaktadır. Bu makale, termal kontrole giden bu "sakin yolun" prensiplerini, temel tasarım hususlarını, malzeme seçimini ve gelecekteki trendlerini incelemektedir.
1. Temaslı İletim Soğutma Prensipleri
Adından da anlaşılacağı üzere, temaslı soğutma, lazer çipi ile bir ısı emici arasında doğrudan temas kurarak çalışır ve yüksek ısı iletkenliğine sahip malzemeler üzerinden verimli bir ısı transferi ve dış ortama hızlı bir şekilde dağılmasını sağlar.
①The Hyemek yemekPath:
Tipik bir lazer diyot çubuğunda ısı yolu şu şekildedir:
Çip → Lehim Katmanı → Alt Montaj (örneğin, bakır veya seramik) → TEC (Termoelektrik Soğutucu) veya Isı Emici → Ortam Ortamı
②Özellikler:
Bu soğutma yönteminin özellikleri:
Yoğunlaştırılmış ısı akışı ve kısa termal yol, bağlantı noktası sıcaklığını etkili bir şekilde azaltır; Kompakt tasarım, minyatür paketlemeye uygundur; Pasif iletim, karmaşık aktif soğutma döngülerine ihtiyaç duymaz.
2. Termal Performans için Temel Tasarım Hususları
Etkili temaslı soğutmayı sağlamak için cihaz tasarımı sırasında aşağıdaki hususlara dikkatle dikkat edilmelidir:
① Lehim Arayüzündeki Termal Direnç
Lehim tabakasının ısıl iletkenliği, genel ısıl dirençte kritik bir rol oynar. AuSn alaşımı veya saf indiyum gibi yüksek iletkenliğe sahip metaller kullanılmalı ve termal bariyerleri en aza indirmek için lehim tabakası kalınlığı ve homojenliği kontrol edilmelidir.
② Alt Montaj Malzemesi Seçimi
Yaygın alt montaj malzemeleri şunlardır:
Bakır (Cu): Yüksek ısı iletkenliği, uygun maliyetli;
Tungsten Bakır (WCu)/Molibden Bakır (MoCu): Talaşlarla daha iyi CTE uyumu, hem dayanıklılık hem de iletkenlik sunar;
Alüminyum Nitrür (AlN): Mükemmel elektriksel yalıtım, yüksek voltaj uygulamalarına uygundur.
③ Yüzey Temas Kalitesi
Yüzey pürüzlülüğü, düzlüğü ve ıslanabilirliği, ısı transfer verimliliğini doğrudan etkiler. Parlatma ve altın kaplama, termal temas performansını iyileştirmek için sıklıkla kullanılır.
④ Termal Yolun En Aza İndirilmesi
Yapısal tasarım, çip ile ısı emici arasındaki termal yolu kısaltmayı hedeflemelidir. Genel ısı dağılımı verimliliğini artırmak için gereksiz ara malzeme katmanlarından kaçının.
3. Gelecekteki Gelişim Yönleri
Minyatürleştirme ve daha yüksek güç yoğunluğuna doğru devam eden eğilimle birlikte, temaslı soğutma teknolojisi aşağıdaki yönlerde gelişmektedir:
① Çok Katmanlı Kompozit TIM'ler
Arayüz direncini azaltmak ve termal döngü dayanıklılığını artırmak için metalik termal iletimi esnek tamponlama ile birleştirir.
② Entegre Isı Emici Paketleme
Temas arayüzlerini azaltmak ve sistem düzeyinde ısı transfer verimliliğini artırmak için alt montajları ve ısı emicileri tek bir entegre yapı olarak tasarlamak.
③ Biyonik Yapı Optimizasyonu
Isıl performansı artırmak için “ağaç benzeri iletim” veya “pul benzeri desenler” gibi doğal ısı dağılım mekanizmalarını taklit eden mikro yapılandırılmış yüzeylerin uygulanması.
④ Akıllı Termal Kontrol
Adaptif termal yönetim için sıcaklık sensörleri ve dinamik güç kontrolü entegre edilerek cihazın çalışma ömrü uzatılır.
4. Sonuç
Yüksek güçlü lazer diyot çubukları için termal yönetim yalnızca teknik bir zorluk değil, aynı zamanda güvenilirlik için kritik bir temeldir. Verimli, gelişmiş ve uygun maliyetli özellikleriyle temaslı soğutma, günümüzde ısı dağıtımı için en yaygın çözümlerden biri olmaya devam etmektedir.
5. Hakkımızda
Lumispot olarak, lazer diyot paketleme, termal yönetim değerlendirmesi ve malzeme seçimi konusunda derin bir uzmanlığa sahibiz. Misyonumuz, uygulama ihtiyaçlarınıza göre uyarlanmış, yüksek performanslı ve uzun ömürlü lazer çözümleri sunmaktır. Daha fazla bilgi edinmek isterseniz, ekibimizle iletişime geçmenizi memnuniyetle karşılarız.
Gönderi zamanı: 23 Haz 2025