കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗ്: ഹൈ-പവർ ലേസർ ഡയോഡ് ബാർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള "ശാന്തമായ പാത"

ഉയർന്ന പവർ ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം പുരോഗമിക്കുമ്പോൾ, ഉയർന്ന പവർ സാന്ദ്രതയും ഉയർന്ന തെളിച്ചമുള്ള ഔട്ട്‌പുട്ടും കാരണം ലേസർ ഡയോഡ് ബാറുകൾ (LDB-കൾ) വ്യാവസായിക സംസ്കരണം, മെഡിക്കൽ സർജറി, LiDAR, ശാസ്ത്ര ഗവേഷണം എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ലേസർ ചിപ്പുകളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന സംയോജനവും പ്രവർത്തന പ്രവാഹവും അനുസരിച്ച്, താപ മാനേജ്‌മെന്റ് വെല്ലുവിളികൾ കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു - ലേസറിന്റെ പ്രകടന സ്ഥിരതയെയും ആയുസ്സിനെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.

വിവിധ താപ മാനേജ്മെന്റ് തന്ത്രങ്ങളിൽ, ലേസർ ഡയോഡ് ബാർ പാക്കേജിംഗിൽ ഏറ്റവും അത്യാവശ്യവും വ്യാപകമായി സ്വീകരിക്കപ്പെടുന്നതുമായ സാങ്കേതിക വിദ്യകളിൽ ഒന്നായി കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗ് വേറിട്ടുനിൽക്കുന്നു, അതിന്റെ ലളിതമായ ഘടനയും ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും ഇതിന് നന്ദി. താപ നിയന്ത്രണത്തിലേക്കുള്ള ഈ "ശാന്തമായ പാത"യുടെ തത്വങ്ങൾ, പ്രധാന ഡിസൈൻ പരിഗണനകൾ, മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുപ്പ്, ഭാവി പ്രവണതകൾ എന്നിവ ഈ ലേഖനം പര്യവേക്ഷണം ചെയ്യുന്നു.

1. കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗിന്റെ തത്വങ്ങൾ

പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, ലേസർ ചിപ്പും ഒരു ഹീറ്റ് സിങ്കും തമ്മിൽ നേരിട്ടുള്ള സമ്പർക്കം സ്ഥാപിച്ചുകൊണ്ട് കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു, ഉയർന്ന താപ ചാലകത വസ്തുക്കളിലൂടെ കാര്യക്ഷമമായ താപ കൈമാറ്റം സാധ്യമാക്കുകയും ബാഹ്യ പരിസ്ഥിതിയിലേക്ക് വേഗത്തിൽ വിസർജ്ജനം നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

① (ഓഡിയോ)The Hകഴിക്കുകPഅഥ്:

ഒരു സാധാരണ ലേസർ ഡയോഡ് ബാറിൽ, താപ പാത ഇപ്രകാരമാണ്:
ചിപ്പ് → സോൾഡർ ലെയർ → സബ്മൗണ്ട് (ഉദാ: ചെമ്പ് അല്ലെങ്കിൽ സെറാമിക്) → TEC (തെർമോഇലക്ട്രിക് കൂളർ) അല്ലെങ്കിൽ ഹീറ്റ് സിങ്ക് → ആംബിയന്റ് എൻവയോൺമെന്റ്

② (ഓഡിയോ)ഫീച്ചറുകൾ:

ഈ തണുപ്പിക്കൽ രീതിയുടെ സവിശേഷതകൾ:

സാന്ദ്രീകൃത താപപ്രവാഹവും ഹ്രസ്വ താപ പാതയും, ജംഗ്ഷൻ താപനില ഫലപ്രദമായി കുറയ്ക്കുന്നു; ചെറുതാക്കിയ പാക്കേജിംഗിന് അനുയോജ്യമായ ഒതുക്കമുള്ള ഡിസൈൻ; സങ്കീർണ്ണമായ സജീവ കൂളിംഗ് ലൂപ്പുകൾ ആവശ്യമില്ലാത്ത നിഷ്ക്രിയ ചാലകം.

2. താപ പ്രകടനത്തിനുള്ള പ്രധാന ഡിസൈൻ പരിഗണനകൾ

ഫലപ്രദമായ സമ്പർക്ക ചാലക തണുപ്പിക്കൽ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഉപകരണ രൂപകൽപ്പന സമയത്ത് ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങൾ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പരിഗണിക്കണം:

① സോൾഡർ ഇന്റർഫേസിലെ താപ പ്രതിരോധം

മൊത്തത്തിലുള്ള താപ പ്രതിരോധത്തിൽ സോൾഡർ പാളിയുടെ താപ ചാലകത നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. AuSn അലോയ് അല്ലെങ്കിൽ ശുദ്ധമായ ഇൻഡിയം പോലുള്ള ഉയർന്ന ചാലകതയുള്ള ലോഹങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കണം, കൂടാതെ താപ തടസ്സങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിന് സോൾഡർ പാളി കനവും ഏകീകൃതതയും നിയന്ത്രിക്കണം.

② സബ്മൗണ്ട് മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കൽ

സാധാരണ സബ്മൗണ്ട് മെറ്റീരിയലുകളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ചെമ്പ് (Cu): ഉയർന്ന താപ ചാലകത, ചെലവ് കുറഞ്ഞത്;

ടങ്സ്റ്റൺ കോപ്പർ (WCu)/മോളിബ്ഡിനം കോപ്പർ (MoCu): ചിപ്പുകളുമായി മികച്ച CTE പൊരുത്തം, ശക്തിയും ചാലകതയും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു;

അലൂമിനിയം നൈട്രൈഡ് (AlN): മികച്ച വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ, ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അനുയോജ്യം.

③ ഉപരിതല സമ്പർക്ക നിലവാരം

ഉപരിതലത്തിന്റെ പരുക്കൻത, പരന്നത, നനവ് എന്നിവ താപ കൈമാറ്റ കാര്യക്ഷമതയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. താപ സമ്പർക്ക പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പോളിഷിംഗും സ്വർണ്ണ പൂശലും പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നു.

④ തെർമൽ പാത്ത് കുറയ്ക്കൽ

ചിപ്പിനും ഹീറ്റ് സിങ്കിനും ഇടയിലുള്ള താപ പാത കുറയ്ക്കുക എന്നതാണ് ഘടനാപരമായ രൂപകൽപ്പനയുടെ ലക്ഷ്യം. മൊത്തത്തിലുള്ള താപ വിസർജ്ജന കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് അനാവശ്യമായ ഇന്റർമീഡിയറ്റ് മെറ്റീരിയൽ പാളികൾ ഒഴിവാക്കുക.

3. ഭാവി വികസന നിർദ്ദേശങ്ങൾ

മിനിയേച്ചറൈസേഷനിലേക്കും ഉയർന്ന പവർ ഡെൻസിറ്റിയിലേക്കുമുള്ള പ്രവണത തുടരുന്നതിനനുസരിച്ച്, കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഇനിപ്പറയുന്ന ദിശകളിലേക്ക് വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു:

① മൾട്ടി-ലെയർ കോമ്പോസിറ്റ് ടിഐഎമ്മുകൾ

ഇന്റർഫേസ് പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുന്നതിനും താപ സൈക്ലിംഗ് ഈട് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ലോഹ താപ ചാലകതയെ വഴക്കമുള്ള ബഫറിംഗുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നു.

② ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഹീറ്റ് സിങ്ക് പാക്കേജിംഗ്

കോൺടാക്റ്റ് ഇന്റർഫേസുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനും സിസ്റ്റം-ലെവൽ താപ കൈമാറ്റ കാര്യക്ഷമത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുമായി സബ്മൗണ്ടുകളും ഹീറ്റ് സിങ്കുകളും ഒരൊറ്റ സംയോജിത ഘടനയായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നു.

③ ബയോണിക് ഘടന ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ

താപ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന്, "വൃക്ഷം പോലുള്ള ചാലകം" അല്ലെങ്കിൽ "സ്കെയിൽ പോലുള്ള പാറ്റേണുകൾ" പോലുള്ള സ്വാഭാവിക താപ വിസർജ്ജന സംവിധാനങ്ങളെ അനുകരിക്കുന്ന സൂക്ഷ്മ ഘടനാപരമായ പ്രതലങ്ങൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു.

④ ഇന്റലിജന്റ് തെർമൽ കൺട്രോൾ

അഡാപ്റ്റീവ് തെർമൽ മാനേജ്മെന്റിനായി താപനില സെൻസറുകളും ഡൈനാമിക് പവർ കൺട്രോളും ഉൾപ്പെടുത്തി, ഉപകരണത്തിന്റെ പ്രവർത്തന ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

4. ഉപസംഹാരം

ഉയർന്ന പവർ ലേസർ ഡയോഡ് ബാറുകൾക്ക്, താപ മാനേജ്മെന്റ് വെറുമൊരു സാങ്കേതിക വെല്ലുവിളിയല്ല - വിശ്വാസ്യതയ്ക്കുള്ള ഒരു നിർണായക അടിത്തറയാണിത്. കാര്യക്ഷമവും പക്വവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമായ സ്വഭാവസവിശേഷതകളുള്ള കോൺടാക്റ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കൂളിംഗ്, ഇന്ന് താപ വിസർജ്ജനത്തിനുള്ള മുഖ്യധാരാ പരിഹാരങ്ങളിലൊന്നായി തുടരുന്നു.

5. ഞങ്ങളെക്കുറിച്ച്

ലുമിസ്‌പോട്ടിൽ, ലേസർ ഡയോഡ് പാക്കേജിംഗ്, തെർമൽ മാനേജ്‌മെന്റ് വിലയിരുത്തൽ, മെറ്റീരിയൽ സെലക്ഷൻ എന്നിവയിൽ ഞങ്ങൾ ആഴത്തിലുള്ള വൈദഗ്ദ്ധ്യം കൊണ്ടുവരുന്നു. നിങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസൃതമായി ഉയർന്ന പ്രകടനവും ദീർഘകാല ലേസർ പരിഹാരങ്ങളും നൽകുക എന്നതാണ് ഞങ്ങളുടെ ദൗത്യം. കൂടുതലറിയാൻ നിങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, ഞങ്ങളുടെ ടീമുമായി ബന്ധപ്പെടാൻ ഞങ്ങൾ നിങ്ങളെ സ്നേഹപൂർവ്വം സ്വാഗതം ചെയ്യുന്നു.