Technológia polovodičových laserových obalov
1. Technický úvod
Technológia polovodičových laserových obalov sa väčšinou vyvíja a vyvíja na základe diskrétnej technológie balenia zariadení, ale má veľkú osobitosť. Vo všeobecnosti je v balení zapečatená odumietaná odumietaná odtrica diskrétnych zariadení. Hlavnou funkciou balíka je ochrana matrice a dokončenie elektrického prepojenia. Polovodičové laserové balenie má dokončiť výstup elektrických signálov, chrániť normálnu prevádzku matrice, výstup: funkciu viditeľného svetla, elektrické parametre aj optické parametre konštrukčných a technických požiadaviek, nie je možné jednoducho použiť balenie diskrétnych zariadení pre polovodičové lasery.
2 časť vyžarujúca svetlo
Základnou časťou polovodičového lasera vyžarujúcej svetlo je spojovacie jadro PN zložené z polovodičov typu p a n. typu. Keď sa menšinové nosiče vstreknuté do križovatky PN spoja s väčšinovými nosičmi, vyžaruje viditeľné svetlo, ultrafialové svetlo alebo blízke infračervené svetlo. Fotóny emitované z oblasti križovatky PN sú však nesmerné, to znamená, že je rovnaká pravdepodobnosť vyžarovania vo všetkých smeroch. Preto nie je možné uvoľniť všetko svetlo generované matricou, čo závisí hlavne od kvality polovodičových materiálov, štruktúry a geometrie matrice, vnútornej štruktúry a obalových materiálov. Aplikácia vyžaduje zlepšenie vnútornej a vonkajšej kvantovej účinnosti polovodičových laserov. rutinné polovodičové laserové balenie Φ 5 mm je spojiť alebo spekať jadro štvorcovej trubice s bočnou dĺžkou 0,25 mm na olovený rám. Kladný pól jadra trubice je spojený so zlatým drôtom cez sférický kontaktný bod, aby sa vnútorné olovo spojilo s jedným kolíkom a záporný pól je spojený s druhým kolíkom oloveného rámu cez odrazový pohár a potom je jeho horná časť zapuzdrená epoxidovou živicou. Funkciou odrazového pohára je zbierať svetlo vyžarované z boku a rozhrania jadra trubice a vyžarovať ho do požadovaného smerového uhla. Epoxidová živica zapuzdrená na vrchu je vyrobená do určitého tvaru, ktorý má niekoľko funkcií: chráni jadro potrubia pred vonkajšou eróziou; Osvojte si rôzne tvary a vlastnosti materiálu (s disperzným prostriedkom alebo bez neho), fungujú ako šošovka alebo difúzna šošovka a ovládajte uhol divergencie svetla; Korelácia medzi indexom lomu jadra trubice a indexom lomu vzduchu je príliš veľká, takže kritický uhol celkového odrazu vo vnútri jadra trubice je veľmi malý. Vyberie sa len malá časť svetla generovaného aktívnou vrstvou a väčšina z nich sa ľahko absorbuje prostredníctvom viacerých odrazov vo vnútri jadra trubice, čo ľahko spôsobuje nadmernú stratu svetla. Epoxidová živica so zodpovedajúcim indexom lomu sa vyberie ako prechod na zlepšenie účinnosti svetelných emisií jadra trubice. Epoxidová živica použitá na vytvorenie plášťa potrubia musí mať odolnosť voči vlhkosti, izoláciu, mechanickú pevnosť, vysoký index lomu a priepustnosť svetla emitovaného do jadra potrubia. Pri výbere obalových materiálov s rôznym indexom lomu je vplyv geometrie balenia na účinnosť úniku fotónu odlišný. Uhlové rozloženie svietivosti súvisí aj so štruktúrou matrice, režimom svetelného výstupu, materiálom a tvarom obalovej šošovky. Ak sa použije špicatá živicová šošovka, svetlo sa môže koncentrovať na smer osi polovodičového lasera a zodpovedajúci pozorovací uhol je malý; Ak je živicová šošovka v hornej časti kruhová alebo rovinná, jej zodpovedajúci pozorovací uhol sa zvýši.
3 hnací prúd
Všeobecne platí, že emisná vlnová dĺžka polovodičového lasera sa pohybuje od 0,2-0,3nm / °C s teplotou a spektrálna šírka sa zvyšuje, čo ovplyvňuje jas farieb. Okrem toho, keď predný prúd preteká križovatkou PN, strata vykurovania spôsobuje, že oblasť križovatky spôsobuje zvýšenie teploty. V blízkosti izbovej teploty sa svietivosť polovodičového lasera zníži asi o 1% za každé zvýšenie teploty o 1 °C, aby sa zabalilo a rozptýlilo teplo; Je veľmi dôležité zachovať čistotu farieb a svietivosť. V minulosti sa metóda znižovania jazdného prúdu často používala na zníženie teploty križovatky. Hnací prúd väčšiny polovodičových laserov je obmedzený na približne 20 mA. Optický výkon polovodičových laserov sa však zvýši so zvýšením prúdu. Hnací prúd mnohých výkonových polovodičových laserov môže dosiahnuť 70ma, 100mA alebo dokonca 1a. Je potrebné zlepšiť štruktúru balenia, novú koncepciu návrhu polovodičových laserových obalov a štruktúru obalov s nízkou tepelnou odolnosťou a technológiu na zlepšenie tepelných vlastností. Napríklad sa prijme konštrukcia flip chipu s veľkou plochou, vyberie sa strieborné lepidlo s dobrou tepelnou vodivosťou, zvýši sa povrchová plocha kovovej podpery a kremíkový nosič spájkovacieho hrbolčeka je priamo inštalovaný na chladiči. Okrem toho je pri návrhu aplikácie veľmi dôležitá aj tepelná konštrukcia a tepelná vodivosť PCB.
Po vstupe do 21. storočia sa neustále vyvíjala a inovovala účinnosť, ultra vysoký jas a panchromatický polovodičových laserov. Svetelná účinnosť červených a oranžových polovodičových laserov dosiahla 100im / W, účinnosť zelených polovodičových laserov je 50lm / W a svetelný tok jedného polovodičového lasera dosiahol aj desiatky IM. Polovodičové laserové čipy a balíky sa už neriadia tradičným dizajnom a výrobným režimom Gongu. Pokiaľ ide o zvýšenie svetelného výkonu čipu, R & D sa neobmedzuje len na zmenu počtu nečistôt, defektov mriežky a dislokácií v materiáli na zlepšenie vnútornej účinnosti. Zároveň, ako zlepšiť vnútornú štruktúru matrice a obalu, zvýšiť pravdepodobnosť emisie fotónov v polovodičovom laseri, zlepšiť účinnosť svetla a vyriešiť optimálny dizajn odvodu tepla, extrakcie svetla a chladiča, Zlepšenie optického výkonu a urýchlenie procesu SMD povrchovej montáže je hlavným smerom výskumu a vývoja v priemysle.
