Well d'Héichleistungslasertechnologie sech weider séier entwéckelt, gi Laserdiodenbaren (LDBs) wéinst hirer héijer Leeschtungsdicht an héijer Hellegkeet wäit verbreet an der industrieller Veraarbechtung, der medizinescher Chirurgie, dem LiDAR an der wëssenschaftlecher Fuerschung agesat. Mat der zouhuelender Integratioun an dem Betribsstroum vu Laserchips ginn d'Erausfuerderunge beim Wärmemanagement awer ëmmer méi grouss - a beaflossen direkt d'Leeschtungsstabilitéit an d'Liewensdauer vum Laser.
Ënnert de verschiddene Strategien fir d'Thermomanagement ass d'Kontaktleitkühlung eng vun de wichtegsten an am wäit verbreetsten Techniken an der Verpackung vu Laserdiodenbarren, dank hirer einfacher Struktur an héijer Wärmeleitfäegkeet. Dësen Artikel ënnersicht d'Prinzipien, d'Schlësselkonstruktiounsaspekter, d'Materialauswiel an d'zukünfteg Trends vun dësem "rouege Wee" zur Wärmekontroll.
1. Prinzipie vun der Kontaktleitungskillung
Wéi den Numm et scho seet, funktionéiert d'Kontaktleitungskillung andeems en direkten Kontakt tëscht dem Laserchip an engem Kühlkierper etabléiert, wat en effizienten Hëtztransfer duerch Materialien mat héijer thermescher Leetfäegkeet an eng séier Ofleedung un d'äusserlech Ëmwelt erméiglecht.
①The HiessenPAth:
An enger typescher Laserdiodebar ass den Hëtzwee wéi follegt:
Chip → Lötschicht → Ënnerbau (z.B. Koffer oder Keramik) → TEC (Thermoelektrische Kühler) oder Kühlkierper → Ëmfeld
②Fonctiounen:
Dës Ofkillmethod huet folgend Funktiounen:
Konzentréierte Wärmefloss a kuerzen thermesche Wee, wat d'Verbindungstemperatur effektiv reduzéiert; Kompakt Design, gëeegent fir miniaturiséiert Verpackungen; Passiv Leetfäegkeet, erfuerdert keng komplex aktiv Killschleifen.
2. Schlësselkonzepter fir d'thermesch Leeschtung
Fir eng effektiv Kontaktleitungskillung ze garantéieren, mussen déi folgend Aspekter beim Design vun den Apparater suergfälteg berücksichtegt ginn:
① Wärmewiderstand op der Lötfläche
D'Wärmeleitfäegkeet vun der Lötschicht spillt eng entscheedend Roll am gesamten Wärmewiderstand. Héichleitfäegkeetsmetaller wéi AuSn-Legierung oder rengt Indium sollten benotzt ginn, an d'Dicke an d'Uniformitéit vun der Lötschicht sollten kontrolléiert ginn, fir thermesch Barrièren ze minimiséieren.
② Auswiel vum Ënnerbaumaterial
Déi üblech Ënnerbaumaterialien sinn:
Koffer (Cu): Héich thermesch Leetfäegkeet, käschtegënschteg;
Wolframkoffer (WCu)/Molybdänkoffer (MoCu): Besser CTE-Match mat Chips, bitt souwuel Stäerkt wéi och Konduktivitéit;
Aluminiumnitrid (AlN): Excellent elektresch Isolatioun, gëeegent fir Héichspannungsapplikatiounen.
③ Uewerflächenkontaktqualitéit
Uewerflächenrauheet, Flaachheet a Benetzungsfäegkeet beaflossen direkt d'Effizienz vun der Wärmeübertragung. Poléieren a Vergoldung ginn dacks benotzt fir d'Leeschtung vun der thermescher Kontaktveraarbechtung ze verbesseren.
④ Minimiséierung vum thermesche Wee
Den strukturellen Design soll drop abzielen, de Wärmewee tëscht dem Chip an dem Kühlkierper ze verkierzen. Onnéideg Zwëschenmaterialschichten ze vermeiden, fir d'Gesamtwärmeofleedungseffizienz ze verbesseren.
3. Zukünfteg Entwécklungsrichtungen
Mat dem lafenden Trend zu Miniaturiséierung a méi héijer Leeschtungsdicht entwéckelt sech d'Technologie fir Kontaktleitungskühlung a folgend Richtungen:
① Méischichteg Komposit-TIMs
D'Kombinatioun vu metallescher Wärmeleitfäegkeet mat flexiblem Pufferung fir d'Grenzflächenwiderstand ze reduzéieren an d'Haltbarkeet vum thermesche Zyklus ze verbesseren.
② Integréiert Kühlkierperverpackung
Design vun Ënnerbauelementer a Kühlkierper als eng eenzeg integréiert Struktur fir Kontaktgrenzflächen ze reduzéieren an d'Wärmetransfer-Effizienz op Systemniveau ze erhéijen.
③ Optimiséierung vun der bionescher Struktur
D'Applikatioun vu mikrostrukturéierte Flächen, déi natierlech Hëtzofleedungsmechanismen imitéieren - wéi "baumähnlech Leedung" oder "schuppenähnlech Mustere" - fir d'thermesch Leeschtung ze verbesseren.
④ Intelligent thermesch Kontroll
Integratioun vu Temperatursensoren an dynamescher Energiekontroll fir adaptivt Wärmemanagement, wat d'Liewensdauer vum Apparat verlängert.
4. Schlussfolgerung
Fir Laserdiode-Stäip mat héijer Leeschtung ass d'Wärmemanagement net nëmmen eng technesch Erausfuerderung - et ass eng entscheedend Basis fir Zouverlässegkeet. Kontaktleitungskillung, mat hiren effizienten, ausgereiften a käschtegënschtege Charakteristiken, bleift haut eng vun de Mainstream-Léisunge fir d'Wärmeofleedung.
5. Iwwert eis
Bei Lumispot bidden mir eng déifgräifend Expertise a punkto Laserdiodenverpackung, Wärmemanagement-Evaluatioun a Materialauswiel. Eis Missioun ass et, héich performant a laanglieweg Laserléisungen ze bidden, déi op Är Uwendungsbedürfnisser zougeschnidden sinn. Wann Dir méi wësse wëllt, da kontaktéiert eis Equipe gären.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 23. Juni 2025