Tehnologija poluprovodniče laserskog pakiranja
1. Tehnički uvod
Tehnologija poluprovodniče laserskog pakiranja je uglavnom razvijena i evoluirala na osnovu diskretne tehnologije pakiranja uređaja, ali ima veliku posebnost. Općenito, umiranje diskretnih uređaja je zatvoreno u paketu. Glavna funkcija paketa je zaštita umrijela i do kraja električne interkonekcije. Poluvodičko lasersko pakiranje je da se dovrši izlaz električnih signala, zaštiti normalan rad umrijetog, izlaza: vidljiva svjetlosna funkcija, kako električni parametri tako i optički parametri dizajna i tehničkih zahtjeva, nemoguće je jednostavno koristiti ambalažu diskretnih uređaja za poluvodičke lasere.
2 svjetlosni dio koji emitira
Jezgro svjetlosno-emitirajućeg dijela poluvodiča lasera je PN razvodno jezgro koje se sačinjava od poluvodiča tipa P i n-tipa. Kada se manjinski nosači ubrizgaju u PN raskrsnice kombinuju sa većinski nosači, to će emitovati vidljivo svjetlo, ultraljubičasto svjetlo ili blisko infracrveno svjetlo. Međutim, fotoni koji su emitirani iz PN junction regiona nisu usmjereni, to jest, postoji ista vjerojatnost da se emitira u svim smjerovima. Stoga se ne može osloboditi sva svjetlost koju stvara umiranje, što uglavnom ovisi o kvaliteti poluvodiča materijala, die strukturi i geometriji, unutrašnjoj strukturi i materijalima za pakiranje. Aplikacija zahtijeva poboljšanje unutrašnje i vanjske kvantne efikasnosti poluvodiča lasera. rutinski Φ Φ 5mm poluprovodni laserski paket je vezati ili sinter kvadratne jezgre cijevi sa bocnom dužinom od 0,25mm na olovnom okviru. Pozitivan pol jezgre cijevi vezan je zlatnom žicom kroz sferičku kontaktnu tačku kako bi se unutrašnji olovo spojio jednim pinom, a negativan pol je povezan sa drugim pinom okvira olova kroz reflektorsku čašu, a zatim je njegov vrh enkapsuliran epoksidnom smolom. Funkcija reflektirajuće čaše je prikupiti svjetlo koje se emitira sa strane i sučelja jezgre cijevi i emitirati ga do željenog kuta smjera. Epoksidna smola enkapsulirana na vrhu je napravljena u određeni oblik, koji ima nekoliko funkcija: zaštitu jezgre cijevi od vanjske erozije; Usvojiti različite oblike i svojstva materijala (sa ili bez raspršivača), funkcionirati kao objektiv ili difuzan objektiv, te kontrolirati ugao divergencije svjetlosti; Korelacija između refraktivnog indeksa jezgre cijevi i refraktivnog indeksa zraka je prevelika, tako da je kritični ugao ukupnog odraza unutar jezgre cijevi vrlo mali. Samo mali dio svjetla koji stvara aktivni sloj se vađen, a većinu je lako apsorbirati kroz više odraza unutar jezgre cijevi, što je lako izazvati pretjeran gubitak svjetlosti. Epoksi smola sa odgovarajućim refraktivnim indeksom je odabrana kao prelaz za poboljšanje efikasnosti emisije svjetlosti jezgre cijevi. Epoksidna smola koja se koristi za formiranje cijevne ljuske mora imati otpornost na vlagu, izolaciju, mehaničku snagu, visok refraktivni indeks i prijenos svjetlosti koja se emitira u jezgru cijevi. Kada se izaberu materijali za pakiranje s različitim indeksom refrakcije, utjecaj geometrije ambalaže na efikasnost fotona bijega je drugačiji. Ugaona distribucija svjetlećeg inteziva također je povezana sa die strukturom, svjetlosnim izlaznim načinom, materijalom i oblikom leće ambalaže. Ako se koristi zašiljena leća smole, svjetlost se može koncentrirati na smjer osi poluvodiča lasera, a odgovarajući kut gledanja je mali; Ako je leća smole na vrhu kružna ili planarna, njegov odgovarajući kut gledanja će se povećati.
Struja 3 pogona
Općenito, emisijska valna dužina poluvodiča lasera varira od 0,2-0,3nm / °C s temperaturom, a spektralna širina se povećava, što utječe na svjetlinu boje. Osim toga, kada prednja struja teče kroz PN raskrsnici, gubitak grijanja uzrokuje da junction regija proizvede porast temperature. U blizini temperature sobe, sveobuhvatni intenzivitet poluvodiča lasera će biti smanjen za oko 1% za svakih 1 °C povećanje temperature, kako bi se spakovala i raširila toplota; Veoma je važno održavati čistoću boja i svesnasti intezivnost. U prošlosti, metoda smanjenja vozne struje često se koristi za smanjenje temperature razvoda. Vozna struja većine poluvodiča lasera je ograničena na oko 20mA. Međutim, optički izlaz poluvodičkog lasera će se povećati s povećanjem struje. Vozna struja mnogih poluvodiča lasera može dostići 70ma, 100mA ili čak 1a. Potrebno je poboljšati strukturu ambalaže, novi koncept dizajna poluvodička laserska ambalaža i strukturu i tehnologiju niske toplinske otpornosti kako bi se poboljšale toplinske karakteristike. Na primjer, usvojena je struktura flip čipa s velikom površinom, odabran je srebrni ljepilo s dobrom toplinskom provodljivošću, povećana je površina metalne podrške, a silikonski nosač lemlje izbočnice je direktno instaliran na sudoperu topline. Osim toga, u dizajnu aplikacije vrlo su važni i toplinski dizajn i toplinska provodljivost PCB-a.
Nakon ulaska u 21. vijek kontinuirano se razvijaju i inoviraju efikasnost, ultra visoka svjetlina i panhromatski poluvodički laseri. Svjetlosna efikasnost crvenih i narančastih poluvodiča lasera dostigla je 100im / W, ona zelenih poluvodičih lasera je 50lm / W, a svjetlosni tok jednog poluvodiča lasera je također dostigao desetke IM. Poluprovodni laserski čipovi i paketi više ne prate Gongov tradicionalni dizajn koncept i način proizvodnje. U smislu povećanja svjetlosnog izlaza čipa, R & D nije ograničen na promjenu broja nečistoća, rešetke nedostataka i dislokacija u materijalu kako bi se poboljšala unutrašnja efikasnost. Istovremeno, kako poboljšati unutrašnju strukturu umiranja i paketa, poboljšati vjerojatnost emisije fotona u poluvodičkom laseru, poboljšati svjetlosnu efikasnost, te riješiti optimalni dizajn disipacije topline, vađenja svjetlosti i sudopera topline, Poboljšanje optičke performanse i ubrzavanje SMD procesa površinskog montiranja je glavni smjer istraživanja i razvoja u industriji.
