Namate hoë-krag lasertegnologie vinnig vorder, word laserdiodestawe (LDB's) wyd gebruik in industriële verwerking, mediese chirurgie, LiDAR en wetenskaplike navorsing as gevolg van hul hoë kragdigtheid en hoë helderheidsuitset. Met die toenemende integrasie en bedryfsstroom van laserskyfies word termiese bestuursuitdagings egter meer prominent – wat 'n direkte impak op die werkverrigtingstabiliteit en lewensduur van die laser het.
Onder verskeie termiese bestuurstrategieë staan Kontakgeleidingsverkoeling uit as een van die mees noodsaaklike en wydverspreide tegnieke in laserdiodestaafverpakking, danksy die eenvoudige struktuur en hoë termiese geleidingsvermoë. Hierdie artikel ondersoek die beginsels, belangrike ontwerpoorwegings, materiaalkeuse en toekomstige tendense van hierdie "kalm pad" na termiese beheer.
1. Beginsels van Kontakgeleidingsverkoeling
Soos die naam aandui, werk kontakgeleidingsverkoeling deur direkte kontak tussen die laserskyfie en 'n hitteafleier te bewerkstellig, wat doeltreffende hitte-oordrag deur hoë termiese geleidingsvermoë-materiale en vinnige verspreiding na die eksterne omgewing moontlik maak.
①The HeetPath:
In 'n tipiese laserdiodestaaf is die hittepad soos volg:
Skyfie → Soldeerlaag → Ondermontering (bv. koper of keramiek) → TEC (Termo-elektriese verkoeler) of hitteafvoer → Omgewingsomgewing
②Kenmerke:
Hierdie verkoelingsmetode het die volgende kenmerke:
Gekonsentreerde hittevloei en kort termiese pad, wat die aansluitingstemperatuur effektief verminder; Kompakte ontwerp, geskik vir geminiaturiseerde verpakking; Passiewe geleiding, wat geen komplekse aktiewe verkoelingslusse benodig nie.
2. Belangrike ontwerpoorwegings vir termiese werkverrigting
Om effektiewe kontakgeleidingsverkoeling te verseker, moet die volgende aspekte noukeurig tydens toestelontwerp aangespreek word:
① Termiese weerstand by die soldeerkoppelvlak
Die termiese geleidingsvermoë van die soldeerlaag speel 'n kritieke rol in die algehele termiese weerstand. Hoëgeleidingsmetale soos AuSn-legering of suiwer indium moet gebruik word, en die dikte en eenvormigheid van die soldeerlaag moet beheer word om termiese hindernisse te minimaliseer.
② Ondermonteringsmateriaalkeuse
Algemene onderstelmateriale sluit in:
Koper (Cu): Hoë termiese geleidingsvermoë, koste-effektief;
Wolframkoper (WCu)/Molibdeenkoper (MoCu): Beter CTE-ooreenstemming met skyfies, wat beide sterkte en geleidingsvermoë bied;
Aluminiumnitried (AlN): Uitstekende elektriese isolasie, geskik vir hoëspanningstoepassings.
③ Oppervlakkontakkwaliteit
Oppervlakruheid, platheid en benatbaarheid beïnvloed direk die doeltreffendheid van hitte-oordrag. Polering en vergulding word dikwels gebruik om termiese kontakprestasie te verbeter.
④ Minimalisering van die termiese pad
Die strukturele ontwerp moet daarop gemik wees om die termiese pad tussen die skyfie en die hitteafleier te verkort. Vermy onnodige tussenliggende materiaallae om die algehele hitte-afvoerdoeltreffendheid te verbeter.
3. Toekomstige Ontwikkelingsrigtings
Met die voortdurende neiging tot miniaturisering en hoër kragdigtheid, ontwikkel kontakgeleidingsverkoelingstegnologie in die volgende rigtings:
① Meerlaag-saamgestelde TIM's
Die kombinasie van metaaltermiese geleiding met buigsame buffering om koppelvlakweerstand te verminder en termiese siklusduursaamheid te verbeter.
② Geïntegreerde hitteafvoerverpakking
Ontwerp van submounts en hitteafleiers as 'n enkele geïntegreerde struktuur om kontakvlakke te verminder en hitte-oordragdoeltreffendheid op stelselvlak te verhoog.
③ Bioniese Struktuuroptimalisering
Die toepassing van mikrogestruktureerde oppervlaktes wat natuurlike hitte-afvoermeganismes naboots – soos "boomagtige geleiding" of "skaalagtige patrone" – om termiese prestasie te verbeter.
④ Intelligente Termiese Beheer
Deur temperatuursensors en dinamiese kragbeheer in te sluit vir aanpasbare termiese bestuur, word die lewensduur van die toestel verleng.
4. Gevolgtrekking
Vir hoë-krag laserdiodestawe is termiese bestuur nie net 'n tegniese uitdaging nie - dit is 'n kritieke fondament vir betroubaarheid. Kontakgeleidingsverkoeling, met sy doeltreffende, volwasse en koste-effektiewe eienskappe, bly vandag een van die hoofstroomoplossings vir hitteverspreiding.
5. Oor Ons
By Lumispot bied ons diepgaande kundigheid in laserdiodeverpakking, termiese bestuursevaluering en materiaalkeuse. Ons missie is om hoëprestasie-laseroplossings met 'n lang lewensduur te bied wat op u toepassingsbehoeftes afgestem is. As u meer wil weet, nooi ons u hartlik uit om met ons span in verbinding te tree.
Plasingstyd: 23 Junie 2025