उच्च-शक्ति लेजर प्रविधि द्रुत गतिमा अगाडि बढ्दै जाँदा, लेजर डायोड बारहरू (LDBs) तिनीहरूको उच्च शक्ति घनत्व र उच्च चमक उत्पादनको कारणले औद्योगिक प्रशोधन, चिकित्सा शल्यक्रिया, LiDAR, र वैज्ञानिक अनुसन्धानमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुन थालेका छन्। यद्यपि, लेजर चिप्सको बढ्दो एकीकरण र सञ्चालन प्रवाहसँगै, थर्मल व्यवस्थापन चुनौतीहरू बढ्दै गइरहेका छन् - लेजरको प्रदर्शन स्थिरता र जीवनकालमा प्रत्यक्ष असर पार्दै।
विभिन्न थर्मल व्यवस्थापन रणनीतिहरू मध्ये, कन्ट्याक्ट कन्डक्सन कूलिङ लेजर डायोड बार प्याकेजिङमा सबैभन्दा आवश्यक र व्यापक रूपमा अपनाइएका प्रविधिहरू मध्ये एकको रूपमा उभिएको छ, यसको सरल संरचना र उच्च थर्मल चालकताको कारण। यस लेखले थर्मल नियन्त्रणको लागि यो "शान्त मार्ग" को सिद्धान्तहरू, प्रमुख डिजाइन विचारहरू, सामग्री चयन र भविष्यका प्रवृत्तिहरूको अन्वेषण गर्दछ।
१. सम्पर्क चालकता शीतलनका सिद्धान्तहरू
नामले सुझाव दिए जस्तै, सम्पर्क चालकता शीतलनले लेजर चिप र ताप सिङ्क बीच प्रत्यक्ष सम्पर्क स्थापित गरेर काम गर्दछ, जसले उच्च तापीय चालकता सामग्रीहरू मार्फत कुशल ताप स्थानान्तरण र बाह्य वातावरणमा द्रुत अपव्यय सक्षम बनाउँछ।
①The HखानुPअथ:
सामान्य लेजर डायोड बारमा, ताप मार्ग निम्नानुसार हुन्छ:
चिप → सोल्डर लेयर → सबमाउन्ट (जस्तै, तामा वा सिरेमिक) → TEC (थर्मोइलेक्ट्रिक कूलर) वा हीट सिङ्क → परिवेश वातावरण
②विशेषताहरु:
यो चिसो विधिमा निम्न सुविधाहरू छन्:
केन्द्रित ताप प्रवाह र छोटो तापीय मार्ग, प्रभावकारी रूपमा जंक्शन तापक्रम घटाउने; कम्प्याक्ट डिजाइन, लघु प्याकेजिङको लागि उपयुक्त; निष्क्रिय चालन, कुनै जटिल सक्रिय शीतलन लूपहरू आवश्यक पर्दैन।
२. थर्मल कार्यसम्पादनको लागि प्रमुख डिजाइन विचारहरू
प्रभावकारी सम्पर्क चालन शीतलन सुनिश्चित गर्न, उपकरण डिजाइन गर्दा निम्न पक्षहरूलाई ध्यानपूर्वक सम्बोधन गर्नुपर्छ:
① सोल्डर इन्टरफेसमा थर्मल प्रतिरोध
सोल्डर तहको थर्मल चालकताले समग्र थर्मल प्रतिरोधमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। AuSn मिश्र धातु वा शुद्ध इन्डियम जस्ता उच्च-चालकता धातुहरू प्रयोग गर्नुपर्छ, र थर्मल अवरोधहरू कम गर्न सोल्डर तहको मोटाई र एकरूपता नियन्त्रण गर्नुपर्छ।
② सबमाउन्ट सामग्री चयन
सामान्य सबमाउन्ट सामग्रीहरू समावेश छन्:
तामा (घन): उच्च तापीय चालकता, लागत-प्रभावी;
टंगस्टन कपर (WCu)/मोलिब्डेनम कपर (MoCu): चिप्ससँग राम्रो CTE मिल्दोजुल्दो, शक्ति र चालकता दुवै प्रदान गर्दछ;
एल्युमिनियम नाइट्राइड (AlN): उत्कृष्ट विद्युतीय इन्सुलेशन, उच्च-भोल्टेज अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त।
③ सतह सम्पर्क गुणस्तर
सतहको खस्रोपन, समतलता र भिजेकोपनले ताप स्थानान्तरण दक्षतालाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। थर्मल सम्पर्क कार्यसम्पादन सुधार गर्न पालिसिङ र सुनको प्लेटिङ प्रायः प्रयोग गरिन्छ।
④ थर्मल मार्ग न्यूनतम गर्दै
संरचनात्मक डिजाइनले चिप र ताप सिङ्क बीचको थर्मल मार्ग छोटो पार्ने लक्ष्य राख्नुपर्छ। समग्र ताप अपव्यय दक्षता सुधार गर्न अनावश्यक मध्यवर्ती सामग्री तहहरूबाट बच्नुहोस्।
३. भविष्यको विकास दिशा निर्देशनहरू
लघुकरण र उच्च शक्ति घनत्व तर्फको चलिरहेको प्रवृत्तिसँगै, सम्पर्क प्रवाह शीतलन प्रविधि निम्न दिशाहरूमा विकसित हुँदैछ:
① बहु-तह कम्पोजिट TIM हरू
इन्टरफेस प्रतिरोध कम गर्न र थर्मल साइकल चलाउने स्थायित्व सुधार गर्न लचिलो बफरिङसँग धातुको थर्मल चालन संयोजन गर्दै।
② एकीकृत तातो सिङ्क प्याकेजिङ
सम्पर्क इन्टरफेसहरू कम गर्न र प्रणाली-स्तर ताप स्थानान्तरण दक्षता बढाउन एकल एकीकृत संरचनाको रूपमा सबमाउन्टहरू र ताप सिङ्कहरू डिजाइन गर्ने।
③ बायोनिक संरचना अनुकूलन
थर्मल कार्यसम्पादन बढाउनको लागि "रुख-जस्तै चालन" वा "स्केल-जस्तै ढाँचाहरू" जस्ता प्राकृतिक ताप अपव्यय संयन्त्रहरूको नक्कल गर्ने सूक्ष्म संरचित सतहहरू लागू गर्ने।
④ बुद्धिमान थर्मल नियन्त्रण
अनुकूली थर्मल व्यवस्थापनको लागि तापक्रम सेन्सरहरू र गतिशील पावर नियन्त्रण समावेश गर्दै, उपकरणको सञ्चालन जीवन विस्तार गर्दै।
निष्कर्ष
उच्च-शक्ति लेजर डायोड बारहरूको लागि, थर्मल व्यवस्थापन केवल प्राविधिक चुनौती मात्र होइन - यो विश्वसनीयताको लागि एक महत्वपूर्ण आधार हो। सम्पर्क चालक शीतलन, यसको कुशल, परिपक्व, र लागत-प्रभावी विशेषताहरूको साथ, आज ताप अपव्ययको लागि मुख्यधारा समाधानहरू मध्ये एक रहन्छ।
हाम्रो बारेमा
Lumispot मा, हामी लेजर डायोड प्याकेजिङ, थर्मल व्यवस्थापन मूल्याङ्कन, र सामग्री चयनमा गहिरो विशेषज्ञता ल्याउँछौं। हाम्रो लक्ष्य भनेको तपाईंको आवेदन आवश्यकताहरू अनुरूप उच्च-प्रदर्शन, लामो-जीवन लेजर समाधानहरू प्रदान गर्नु हो। यदि तपाईं थप जान्न चाहनुहुन्छ भने, हामी तपाईंलाई हाम्रो टोलीसँग सम्पर्क गर्न हार्दिक स्वागत गर्दछौं।
पोस्ट समय: जुन-२३-२०२५