लेजर डायोड बार के लिए सोल्डर सामग्री: प्रदर्शन और विश्वसनीयता के बीच महत्वपूर्ण कड़ी

उच्च-शक्ति वाले सेमीकंडक्टर लेज़रों के डिज़ाइन और निर्माण में, लेज़र डायोड बार मुख्य प्रकाश उत्सर्जक इकाई के रूप में कार्य करते हैं। इनका प्रदर्शन न केवल लेज़र चिप्स की आंतरिक गुणवत्ता पर निर्भर करता है, बल्कि पैकेजिंग प्रक्रिया पर भी बहुत अधिक निर्भर करता है। पैकेजिंग में शामिल विभिन्न घटकों में, सोल्डर सामग्री चिप और हीट सिंक के बीच थर्मल और इलेक्ट्रिकल इंटरफ़ेस के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

1. लेजर डायोड बार में सोल्डर की भूमिका

लेजर डायोड बार में आमतौर पर कई एमिटर एकीकृत होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उच्च शक्ति घनत्व और कठोर तापीय प्रबंधन आवश्यकताएं होती हैं। कुशल ऊष्मा अपव्यय और संरचनात्मक स्थिरता प्राप्त करने के लिए, सोल्डर सामग्री को निम्नलिखित मानदंडों को पूरा करना होगा:

① उच्च तापीय चालकता:

यह लेजर चिप से कुशल ऊष्मा स्थानांतरण सुनिश्चित करता है।

② अच्छी गीलापन क्षमता:

यह चिप और सब्सट्रेट के बीच मजबूत बंधन प्रदान करता है।

③ उपयुक्त गलनांक:

यह बाद की प्रक्रिया या संचालन के दौरान पुनर्प्रवाह या गिरावट को रोकता है।

④ संगत ऊष्मीय प्रसार गुणांक (सीटीई):

चिप पर थर्मल तनाव को कम करता है।

⑤ उत्कृष्ट थकान प्रतिरोध:

यह उपकरण की सेवा अवधि को बढ़ाता है।

2. लेजर बार पैकेजिंग के लिए सोल्डर के सामान्य प्रकार

लेजर डायोड बार की पैकेजिंग में आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले सोल्डर सामग्रियों के तीन मुख्य प्रकार निम्नलिखित हैं:

①सोना-टिन मिश्र धातु (AuSn)

गुण:

80Au/20Sn का यूटेक्टिक संघटन, जिसका गलनांक 280°C है; उच्च तापीय चालकता और यांत्रिक शक्ति।

लाभ:

उत्कृष्ट उच्च-तापमान स्थिरता, लंबी तापीय थकान प्रतिरोधक क्षमता, कार्बनिक संदूषण से मुक्त, उच्च विश्वसनीयता

आवेदन:

सैन्य, एयरोस्पेस और उच्च स्तरीय औद्योगिक लेजर प्रणालियाँ।

②शुद्ध इंडियम (In)

गुण:

इसका गलनांक 157°C है; यह नरम और अत्यधिक लचीला होता है।

लाभ:

उत्कृष्ट थर्मल साइक्लिंग प्रदर्शन, चिप पर कम तनाव, नाजुक संरचनाओं की सुरक्षा के लिए आदर्श, कम तापमान वाले बॉन्डिंग आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त

सीमाएँ:

ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशील; प्रसंस्करण के दौरान निष्क्रिय वातावरण की आवश्यकता होती है, यांत्रिक शक्ति कम होती है; उच्च भार वाले अनुप्रयोगों के लिए आदर्श नहीं है

③मिश्रित सोल्डर प्रणालियाँ (जैसे, AuSn + In)

संरचना:

आम तौर पर, मजबूत जुड़ाव के लिए चिप के नीचे AuSn का उपयोग किया जाता है, जबकि बेहतर थर्मल बफरिंग के लिए ऊपर In लगाया जाता है।

लाभ:

उच्च विश्वसनीयता और तनाव से राहत का संयोजन, समग्र पैकेजिंग स्थायित्व में सुधार, और विभिन्न परिचालन वातावरणों के अनुकूल ढलने की क्षमता।

3. सोल्डर की गुणवत्ता का उपकरण के प्रदर्शन पर प्रभाव

सोल्डर सामग्री का चयन और प्रक्रिया नियंत्रण लेजर उपकरणों के विद्युत-प्रकाशिक प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थिरता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं:

उच्च शक्ति वाले निरंतर संचालन के दौरान, सोल्डरिंग में मामूली खराबी भी तापीय वृद्धि का कारण बन सकती है, जिससे प्रदर्शन में गिरावट या उपकरण की विफलता हो सकती है। इसलिए, उच्च गुणवत्ता वाले सोल्डर का चयन और सटीक सोल्डरिंग प्रक्रियाओं का पालन करना उच्च विश्वसनीयता वाली लेजर पैकेजिंग प्राप्त करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

4. भविष्य के रुझान और विकास

जैसे-जैसे लेजर तकनीक औद्योगिक प्रसंस्करण, चिकित्सा शल्य चिकित्सा, लिडार और अन्य क्षेत्रों में अपनी पैठ बना रही है, लेजर पैकेजिंग के लिए सोल्डर सामग्री निम्नलिखित दिशाओं में विकसित हो रही है:

①कम तापमान पर सोल्डरिंग:

ऊष्मीय रूप से संवेदनशील सामग्रियों के साथ एकीकरण के लिए

②लीड फ्री सोल्जर:

RoHS और अन्य पर्यावरणीय नियमों का पालन करने के लिए

③उच्च प्रदर्शन वाले थर्मल इंटरफेस सामग्री (टीआईएम):

तापीय प्रतिरोध को और कम करने के लिए

④माइक्रो-सोल्डरिंग तकनीकें:

लघुकरण और उच्च-घनत्व एकीकरण का समर्थन करने के लिए

5। उपसंहार

मात्रा में कम होने के बावजूद, सोल्डर सामग्री उच्च-शक्ति वाले लेजर उपकरणों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को सुनिश्चित करने वाले महत्वपूर्ण कनेक्टर हैं। लेजर डायोड बार की पैकेजिंग में, सही सोल्डर का चयन और बॉन्डिंग प्रक्रिया का अनुकूलन दीर्घकालिक स्थिर संचालन प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।

6. हमारे बारे में

लुमिस्पॉट अपने ग्राहकों को पेशेवर और विश्वसनीय लेजर कंपोनेंट और पैकेजिंग समाधान प्रदान करने के लिए प्रतिबद्ध है। सोल्डर सामग्री के चयन, थर्मल मैनेजमेंट डिज़ाइन और विश्वसनीयता मूल्यांकन में व्यापक अनुभव के साथ, हम मानते हैं कि हर छोटी से छोटी बात पर ध्यान देने से उत्कृष्टता प्राप्त होती है। उच्च-शक्ति लेजर पैकेजिंग तकनीक के बारे में अधिक जानकारी के लिए, हमसे संपर्क करें।