Puslaidininkinio lazerinio pakavimo technologija
1. Techninis įvadas
Puslaidininkinio lazerinio pakavimo technologija dažniausiai yra sukurta ir vystoma remiantis atskirų įrenginių pakavimo technologija, tačiau ji pasižymi dideliu ypatumu. Paprastai atskirų prietaisų antgalis yra sandariai uždarytas pakuotėje. Pagrindinė pakuotės funkcija yra apsaugoti štampą ir užbaigti elektros sujungimą. Puslaidininkinė lazerinė pakuotė skirta užbaigti elektros signalų išvedimą, apsaugoti normalų štampo veikimą, išvestis: matomos šviesos funkcija, tiek elektriniai parametrai, tiek optiniai dizaino ir techninių reikalavimų parametrai, neįmanoma tiesiog naudoti atskirų prietaisų pakuotės puslaidininkiniams lazeriams.
2 šviesą skleidžianti dalis
Puslaidininkinio lazerio šerdies šviesą skleidžianti dalis yra PN jungties šerdis, sudaryta iš p tipo ir n tipo puslaidininkių. Kai į PN jungtį įšvirkšti mažumai nešikliai sujungiami su daugumos nešikliais, jie skleis matomą šviesą, ultravioletinę šviesą arba artimą infraraudonąją šviesą. Tačiau iš PN sandūros srities skleidžiami fotonai yra nekryptiniai, tai yra, tikimybė skleisti visomis kryptimis yra tokia pati. Todėl ne visa štampo generuojama šviesa gali būti išleista, o tai daugiausia priklauso nuo puslaidininkinių medžiagų kokybės, štampo struktūros ir geometrijos, vidinės struktūros ir pakavimo medžiagų. Taikymas reikalauja pagerinti vidinį ir išorinį puslaidininkinių lazerių kvantinį efektyvumą. įprastas Φ 5 mm puslaidininkinio lazerio paketas skirtas klijuoti arba sukepinti kvadratinio vamzdžio šerdį, kurios kraštinės ilgis yra 0,25 mm ant švino rėmo. Vamzdžio šerdies teigiamas polius yra sujungtas su auksine viela per sferinį kontaktinį tašką, kad vidinis laidas būtų sujungtas su vienu kaiščiu, o neigiamas polius yra sujungtas su kitu laido rėmo kaiščiu per atspindžio taurę, o tada jo viršus. yra inkapsuliuotas epoksidine derva. Atspindinčiojo puodelio funkcija yra surinkti šviesą, sklindančią iš vamzdžio šerdies šono ir sąsajos, ir skleisti ją norimu krypties kampu. Epoksidinė derva, įdėta į viršų, yra pagaminta į tam tikrą formą, kuri atlieka keletą funkcijų: apsaugo vamzdžio šerdį nuo išorinės erozijos; Priimkite skirtingas formas ir medžiagų savybes (su dispersine medžiaga arba be jos), veiks kaip objektyvas arba difuzinis lęšis ir valdykite šviesos divergencijos kampą; Koreliacija tarp vamzdžio šerdies lūžio rodiklio ir oro lūžio rodiklio yra per didelė, todėl kritinis viso atspindžio kampas vamzdžio šerdies viduje yra labai mažas. Išimama tik maža aktyvaus sluoksnio generuojamos šviesos dalis, o didžioji jos dalis lengvai sugeriama per daugybę atspindžių vamzdžio šerdies viduje, o tai lengvai sukelia pernelyg didelį šviesos praradimą. Epoksidinė derva su atitinkamu lūžio rodikliu pasirinkta kaip perėjimas, siekiant pagerinti vamzdžio šerdies šviesos emisijos efektyvumą. Vamzdžio apvalkalui formuoti naudojama epoksidinė derva turi turėti atsparumą drėgmei, izoliaciją, mechaninį stiprumą, aukštą lūžio rodiklį ir į vamzdžio šerdį skleidžiamos šviesos pralaidumą. Parinkus pakavimo medžiagas su skirtingu lūžio rodikliu, pakuotės geometrijos įtaka fotonų išsiskyrimo efektyvumui skiriasi. Šviesos intensyvumo kampinis pasiskirstymas taip pat yra susijęs su štampo struktūra, šviesos išvesties režimu, medžiaga ir pakuotės lęšio forma. Jei naudojamas smailus dervos lęšis, šviesa gali būti sutelkta į puslaidininkinio lazerio ašies kryptį, o atitinkamas žiūrėjimo kampas yra mažas; Jei dervos lęšis viršuje yra apskritas arba plokščias, atitinkamas jo žiūrėjimo kampas padidės.
3 pavaros srovė
Paprastai puslaidininkinio lazerio spinduliuotės bangos ilgis skiriasi nuo 0.2-0,3 nm / laipsnis priklausomai nuo temperatūros, o spektrinis plotis didėja, o tai turi įtakos spalvos ryškumui. Be to, kai tiesioginė srovė teka per PN sandūrą, dėl šildymo nuostolių sankryžos srityje pakyla temperatūra. Netoli kambario temperatūros puslaidininkinio lazerio šviesos intensyvumas bus sumažintas maždaug 1 procentu kas 1 laipsnio temperatūros padidėjimui, kad būtų supakuota ir išsklaidyta šiluma; Labai svarbu išlaikyti spalvos grynumą ir šviesos intensyvumą. Anksčiau važiavimo srovės mažinimo metodas dažnai buvo naudojamas sankryžos temperatūrai sumažinti. Daugumos puslaidininkinių lazerių varomoji srovė ribojama iki maždaug 20 mA. Tačiau puslaidininkinių lazerių optinė išvestis padidės didėjant srovei. Daugelio galios puslaidininkinių lazerių varomoji srovė gali siekti 70ma, 100mA ar net 1a. Norint pagerinti šilumines charakteristikas, būtina patobulinti pakuotės struktūrą, naują puslaidininkinių lazerinių pakuočių dizaino koncepciją ir mažos šiluminės varžos pakuotės struktūrą bei technologiją. Pavyzdžiui, pritaikoma didelio ploto apverčiama lusto struktūra, parenkami gero šilumos laidumo sidabro klijai, padidinamas metalinės atramos paviršiaus plotas, o litavimo gumbelio silicio laikiklis montuojamas tiesiai ant šilumos kriauklės. Be to, projektuojant PCB šiluminė konstrukcija ir šilumos laidumas taip pat yra labai svarbūs.
Įžengus į XXI amžių, puslaidininkinių lazerių efektyvumas, itin didelis ryškumas ir panchromatika buvo nuolat tobulinami ir atnaujinami. Raudonų ir oranžinių puslaidininkinių lazerių šviesos efektyvumas pasiekė 100im/W, žalių puslaidininkinių lazerių – 50lm/W, o vieno puslaidininkinio lazerio šviesos srautas taip pat pasiekė dešimtis IM. Puslaidininkiniai lazeriniai lustai ir paketai nebeatitinka tradicinės Gong dizaino koncepcijos ir gamybos režimo. Kalbant apie lusto šviesos srauto didinimą, moksliniai tyrimai ir plėtra neapsiriboja priemaišų, gardelės defektų ir medžiagos išnirimų skaičiaus keitimu, siekiant pagerinti vidinį efektyvumą. Tuo pačiu metu, kaip pagerinti štampo ir pakuotės vidinę struktūrą, padidinti fotonų emisijos tikimybę puslaidininkiniame lazeryje, pagerinti šviesos efektyvumą ir išspręsti optimalų šilumos išsklaidymo, šviesos ištraukimo ir šilumos šalinimo konstrukciją, pagerinti optinės charakteristikos ir SMD paviršiaus montavimo proceso spartinimas yra pagrindinė pramonės mokslinių tyrimų ir plėtros kryptis.
