კონტაქტური გამტარობითი გაგრილება: „მშვიდი გზა“ მაღალი სიმძლავრის ლაზერული დიოდური ზოლის გამოყენებისთვის

მაღალი სიმძლავრის ლაზერული ტექნოლოგიების სწრაფი განვითარების კვალდაკვალ, ლაზერული დიოდური ზოლები (LDB) ფართოდ გამოიყენება სამრეწველო დამუშავებაში, სამედიცინო ქირურგიაში, LiDAR-სა და სამეცნიერო კვლევებში მათი მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივისა და მაღალი სიკაშკაშის გამომუშავების გამო. თუმცა, ლაზერული ჩიპების მზარდი ინტეგრაციისა და მუშაობის დენის გამო, თერმული მართვის გამოწვევები სულ უფრო თვალსაჩინო ხდება, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს ლაზერის მუშაობის სტაბილურობასა და სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე.

სხვადასხვა თერმული მართვის სტრატეგიას შორის, კონტაქტური გამტარობითი გაგრილება გამოირჩევა, როგორც ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფართოდ გავრცელებული ტექნიკა ლაზერული დიოდური ზოლების შეფუთვაში, მისი მარტივი სტრუქტურისა და მაღალი თბოგამტარობის წყალობით. ეს სტატია იკვლევს პრინციპებს, დიზაინის ძირითად მოსაზრებებს, მასალის შერჩევას და თერმული კონტროლის ამ „მშვიდი გზის“ სამომავლო ტენდენციებს.

1. კონტაქტური გამტარობის გაგრილების პრინციპები

როგორც სახელიდან ჩანს, კონტაქტური გამტარობის გაგრილება მუშაობს ლაზერულ ჩიპსა და რადიატორს შორის პირდაპირი კონტაქტის დამყარებით, რაც უზრუნველყოფს სითბოს ეფექტურ გადაცემას მაღალი თბოგამტარობის მასალების მეშვეობით და სწრაფ გაფრქვევას გარე გარემოში.

①The HჭამაPათ:

ტიპურ ლაზერულ დიოდურ ზოლში, სითბოს გზა შემდეგია:
ჩიპი → შედუღების ფენა → ქვესამაგრი (მაგ., სპილენძი ან კერამიკა) → TEC (თერმოელექტრული გამაგრილებელი) ან რადიატორი → გარემო

②მახასიათებლები:

გაგრილების ამ მეთოდს აქვს შემდეგი მახასიათებლები:

კონცენტრირებული სითბოს ნაკადი და მოკლე თერმული გზა, რაც ეფექტურად ამცირებს შეერთების ტემპერატურას; კომპაქტური დიზაინი, შესაფერისი მინიატურული შეფუთვისთვის; პასიური გამტარობა, რომელიც არ საჭიროებს რთულ აქტიურ გაგრილების მარყუჟებს.

2. თერმული მუშაობის ძირითადი დიზაინის მოსაზრებები

ეფექტური კონტაქტური გამტარობის გაგრილების უზრუნველსაყოფად, მოწყობილობის დიზაინის დროს ყურადღებით უნდა იქნას გათვალისწინებული შემდეგი ასპექტები:

① თერმული წინააღმდეგობა შედუღების ინტერფეისზე

შედუღების ფენის თბოგამტარობა გადამწყვეტ როლს თამაშობს საერთო თერმული წინააღმდეგობის ფორმირებაში. გამოყენებული უნდა იყოს მაღალი გამტარობის მქონე ლითონები, როგორიცაა AuSn შენადნობი ან სუფთა ინდიუმი, ხოლო შედუღების ფენის სისქე და ერთგვაროვნება უნდა იყოს კონტროლირებადი თერმული ბარიერების მინიმიზაციის მიზნით.

② ქვესამონტაჟო მასალის შერჩევა

საერთო სამონტაჟო მასალები მოიცავს:

სპილენძი (Cu): მაღალი თბოგამტარობა, ეკონომიური;

ვოლფრამის სპილენძი (WCu)/მოლიბდენის სპილენძი (MoCu): უკეთესი CTE თავსებადობა ჩიპებთან, რაც უზრუნველყოფს როგორც სიმტკიცეს, ასევე გამტარობას;

ალუმინის ნიტრიდი (AlN): შესანიშნავი ელექტროიზოლაცია, შესაფერისია მაღალი ძაბვის გამოყენებისთვის.

③ ზედაპირული კონტაქტის ხარისხი

ზედაპირის უხეშობა, სიბრტყე და დასველების უნარი პირდაპირ გავლენას ახდენს სითბოს გადაცემის ეფექტურობაზე. თერმული კონტაქტის მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად ხშირად გამოიყენება გაპრიალება და მოოქროვილი საფარი.

④ თერმული გზის მინიმიზაცია

სტრუქტურული დიზაინი უნდა ითვალისწინებდეს ჩიპსა და რადიატორს შორის თერმული გზის შემცირებას. სითბოს გაფრქვევის საერთო ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, თავიდან უნდა იქნას აცილებული მასალის არასაჭირო შუალედური ფენები.

3. მომავალი განვითარების მიმართულებები

მინიატურიზაციისა და სიმძლავრის სიმკვრივის გაზრდის ტენდენციის გათვალისწინებით, კონტაქტური გამტარობის გაგრილების ტექნოლოგია შემდეგი მიმართულებით ვითარდება:

① მრავალშრიანი კომპოზიტური TIM-ები

მეტალის თბოგამტარობისა და მოქნილი ბუფერიზაციის შერწყმა ინტერფეისის წინააღმდეგობის შესამცირებლად და თერმული ციკლის გამძლეობის გასაუმჯობესებლად.

② ინტეგრირებული გამაგრილებელი მოწყობილობის შეფუთვა

ქვესამონტაჟო მოწყობილობებისა და რადიატორების ერთიან ინტეგრირებულ სტრუქტურად დაპროექტება კონტაქტური ინტერფეისების შესამცირებლად და სისტემის დონეზე სითბოს გადაცემის ეფექტურობის გასაზრდელად.

③ ბიონიკური სტრუქტურის ოპტიმიზაცია

თერმული მახასიათებლების გასაუმჯობესებლად, გამოიყენება მიკროსტრუქტურირებული ზედაპირები, რომლებიც ბაძავენ სითბოს ბუნებრივი გაფრქვევის მექანიზმებს, როგორიცაა „ხის მსგავსი გამტარობა“ ან „მასშტაბის მსგავსი ნიმუშები“.

④ ინტელექტუალური თერმული კონტროლი

ადაპტური თერმული მართვისთვის ინტეგრირებული ტემპერატურის სენსორები და დინამიური სიმძლავრის კონტროლი, რაც ახანგრძლივებს მოწყობილობის ექსპლუატაციის ვადას.

4. დასკვნა

მაღალი სიმძლავრის ლაზერული დიოდური ზოლებისთვის თერმული მართვა არა მხოლოდ ტექნიკური გამოწვევაა - ეს საიმედოობის კრიტიკული საფუძველია. კონტაქტური გამტარობით გაგრილება, თავისი ეფექტური, განვითარებული და ეკონომიური მახასიათებლებით, დღეს სითბოს გაფრქვევის ერთ-ერთ მთავარ გადაწყვეტად რჩება.

5. ჩვენს შესახებ

Lumispot-ში ჩვენ გვაქვს ღრმა ექსპერტიზა ლაზერული დიოდების შეფუთვაში, თერმული მართვის შეფასებასა და მასალის შერჩევაში. ჩვენი მისიაა შემოგთავაზოთ მაღალი ხარისხის, ხანგრძლივი სიცოცხლის ხანგრძლივობის ლაზერული გადაწყვეტილებები, რომლებიც მორგებულია თქვენი აპლიკაციის საჭიროებებზე. თუ გსურთ მეტი გაიგოთ, გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ ჩვენს გუნდთან.