1. หลักการบรรจุแท่งเลเซอร์
บรรจุภัณฑ์แท่งเลเซอร์เป็นกระบวนการรวมแท่งเลเซอร์ไดโอดหลายแท่งไว้ในบรรจุภัณฑ์เดียว โครงสร้างบรรจุภัณฑ์นี้มักใช้สำหรับเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง เช่น การซ้อนแนวตั้ง (V-stack) และอาร์เรย์แนวนอน (H-array) วัตถุประสงค์หลักของบรรจุภัณฑ์คือเพื่อเพิ่มกำลังเอาต์พุตของเลเซอร์ในขณะที่ยังคงรักษาคุณภาพและความเสถียรของลำแสง
ในระหว่างกระบวนการบรรจุภัณฑ์ แถบไดโอดเลเซอร์จะถูกจัดเรียงและยึดไว้บนแผงระบายความร้อนอย่างแม่นยำ หน้าที่ของแผงระบายความร้อนคือกระจายความร้อนที่เกิดจากแถบไดโอดเลเซอร์เพื่อรักษาอุณหภูมิการทำงานให้คงที่ นอกจากนี้ โครงสร้างบรรจุภัณฑ์ยังรวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น อิเล็กโทรด องค์ประกอบทางแสง และตัวเชื่อมต่อเพื่อส่งออกเลเซอร์ไปยังอุปกรณ์ภายนอก
2. ความท้าทายในกระบวนการบรรจุหีบห่อ
ความท้าทายที่สำคัญในกระบวนการบรรจุภัณฑ์ ได้แก่ การควบคุมตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง การควบคุมคุณภาพยูเทคติก และการควบคุมอุณหภูมิโค้ง ความท้าทายเหล่านี้ต้องใช้อุปกรณ์และเทคโนโลยีที่มีความแม่นยำสูงในการแก้ปัญหาเพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความน่าเชื่อถือของบรรจุภัณฑ์
ในแง่ของการควบคุมตำแหน่ง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าตำแหน่งและมุมของแท่งเลเซอร์ไดโอดแต่ละแท่งมีความแม่นยำมาก เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพและความเสถียรของลำแสง ในแง่ของการควบคุมคุณภาพยูเทคติก จำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิและเวลายูเทคติกเพื่อให้แน่ใจว่าคุณภาพยูเทคติกระหว่างแถบไดโอดเลเซอร์และแผงระบายความร้อนมีความเหมาะสมที่สุด ในแง่ของการควบคุมอุณหภูมิ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของแถบไดโอดเลเซอร์ในระหว่างกระบวนการบรรจุภัณฑ์เป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเลเซอร์
กระบวนการเชื่อมติดเป็นขั้นตอนการบรรจุหีบห่อที่สำคัญที่สุดในการผลิตเลเซอร์ไดโอด ในกระบวนการนี้ กระบวนการพันธะยูเทคติกกับดีบุกทองจะถูกนำมาใช้เพื่อเชื่อมต่อชิปแบบท่อเดี่ยวหรือแท่งแท่งเข้ากับซับสเตรตของแผ่นระบายความร้อน พันธะระหว่างชิปและซับสเตรตของแผ่นระบายความร้อนมักจะเป็นการบัดกรีด้วยดีบุกทอง (AuSn) โดยใช้เทคโนโลยีการเชื่อมแบบยูเทคติก ชิป HPLD อาจเป็นชิปเลเซอร์แบบหลอดเดียวหรือชิปเลเซอร์แท่งแบบหลายหลอด กระบวนการเชื่อมติดมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการมองเห็นและความน่าเชื่อถือในภาคสนามของผลิตภัณฑ์ HPLD ความท้าทายบางประการของกระบวนการที่สำคัญนี้มีการเน้นไว้ด้านล่าง:
มีความแม่นยำสูง
เลเซอร์ไดโอดมีข้อกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงระหว่างพื้นผิวเปล่งแสงของชิปหลอดเดียวหรือแท่งบาร์กับขอบของซับสเตรตแผงระบายความร้อน โดยทั่วไป ผลลัพธ์หลังจากการติดไม่ควรมีการหดตัวจากพื้นผิวที่เปล่งแสงไปจนถึงขอบของวัสดุพิมพ์ และส่วนที่ยื่นออกมาของพื้นผิวที่เปล่งแสงควรน้อยกว่า 5-10μm ด้วยเหตุนี้ ความแม่นยำในการติดของเครื่องเชื่อมจึงควรเป็นเช่นนี้<±2.5μm. The edges of the laser tube die and the substrate may also have a tolerance of <1μm. Therefore, the accuracy of the machine must be <±1.5μm.
คุณภาพยูเทคติก
นอกจากความแม่นยำของตำแหน่งแล้ว โปรไฟล์อุณหภูมิในกระบวนการรีโฟลว์ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อกระบวนการเชื่อมไดโอดเลเซอร์ ในระหว่างกระบวนการยูเทคติก จะต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษเพื่อให้ได้ส่วนต่อประสานยูเทคติกที่ละเอียดอ่อน สม่ำเสมอ และปราศจากช่องว่างระหว่างชิปกับซับสเตรตการกระจายความร้อน เพื่อการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพและสม่ำเสมอ สิ่งนี้ต้องการให้เครื่องเชื่อมมีการควบคุมอุณหภูมิการไหลซ้ำของยูเทคติกที่แม่นยำและสม่ำเสมอทั่วทั้งบริเวณที่พันธะทั้งหมด กระบวนการพันธะ HPLD ต้องใช้ขั้นตอนการให้ความร้อนยูเทคติกสม่ำเสมอที่ตั้งโปรแกรมได้ พร้อมการให้ความร้อน/ความเย็นอย่างรวดเร็ว และอุณหภูมิระหว่างยูเทคติกจะต้องคงที่ ขั้นตอนการทำความร้อนต้องมีฝาครอบแก๊สป้องกันเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวยูเทคติก ดังนั้นจึงมีความสามารถในการเปียกน้ำได้ดี และสร้างส่วนต่อประสานที่ปราศจากช่องว่างเมื่อทำความเย็น
Coplanarity และปราศจากโมฆะ
As the power of laser diode chips increases, single-tube chips become longer, and the aspect ratio of certain chip sizes becomes larger, such as aspect ratio>10. เลเซอร์ไดโอดแบบแท่งมีความท้าทายอย่างยิ่งเนื่องจากมีพื้นที่ผิวพันธะขนาดใหญ่ ซึ่งขยายข้อบกพร่องลักษณะเฉพาะหลังจากการติด เช่น เปอร์เซ็นต์อัตราโมฆะ และมุมเอียงของแท่งแท่ง ระนาบร่วมที่แม่นยำระหว่างเลเซอร์ไดโอดเดี่ยวหรือชิปบาร์และซับสเตรตของแผ่นระบายความร้อนก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากจะส่งผลต่ออัตราโมฆะและทำให้เกิดความเครียด ดังนั้นการขาดระนาบร่วมที่แม่นยำอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์เลเซอร์ไดโอด หากไม่มีการควบคุมระนาบร่วมที่ดี แท่งอาจบิดเบี้ยวเนื่องจากความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นในแท่งหลังจากการก่อตัวยูเทคติก ซึ่งมักเรียกกันว่าเส้นโค้ง "รอยยิ้ม" [3] ชิปขนาดยาวอาจทำให้เกิดการกระจายความร้อนไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดความเครียดจากความร้อนตลอดความยาวของชิปตัวเดียว ในระหว่างการรีโฟลว์ยูเทคติก ชิปแท่งเดี่ยวหรือเลเซอร์ขนาดต่างกันต้องใช้แรงยึดเกาะที่แตกต่างกันและการควบคุมแรงที่แม่นยำ
ส่วนผสมสูงและการผลิตที่รวดเร็ว
ปัจจุบันอุตสาหกรรมเลเซอร์ไดโอดอยู่ในสถานะของการพัฒนาและการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เนื่องจากขาดมาตรฐาน ผู้ผลิตจึงต้องรับมือกับความต้องการที่เพิ่มขึ้นและสถานการณ์บรรจุภัณฑ์ของผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนและหลากหลาย การออกแบบเลเซอร์ไดโอดอุตสาหกรรมแบบชิปต่อซับสเตรตเดี่ยว (CoS) และแบบบาร์ถึงซับสเตรต (BoS) มีหลายรูปแบบโดยซัพพลายเออร์ที่แตกต่างกัน การออกแบบบรรจุภัณฑ์เลเซอร์ไดโอดมีรูปแบบบรรจุภัณฑ์มากขึ้นเพื่อให้เหมาะกับการใช้งานที่แตกต่างกัน ดังนั้นการผลิตที่มีส่วนผสมสูงจึงเป็นความท้าทายที่สำคัญอีกประการหนึ่งในการผลิตเลเซอร์ไดโอด
โครงการชิป
เพื่อตอบสนองความท้าทายของกระบวนการวางชิปเหล่านี้ในการใช้งานเลเซอร์ไดโอด ผู้ผลิตจำเป็นต้องมีเครื่องวางชิปอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่มีความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ ความเร็วสูง และมีความยืดหยุ่นสูง ข้อกำหนดของเครื่องรวมถึงความแม่นยำ<±1.5μm, programmable force control, friction movement in the eutectic phase (micro-movement along X, Y, Z under the action of controlled force) and other features.
3. ความสำคัญของบรรจุภัณฑ์แท่งเลเซอร์
บรรจุภัณฑ์แท่งเลเซอร์เป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสำคัญเพื่อให้ได้เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง ประสิทธิภาพสูง และมีเสถียรภาพสูง ด้วยการรวมแท่งเลเซอร์ไดโอดหลายแท่งไว้ในแพ็คเกจเดียว กำลังเอาท์พุตของเลเซอร์จะดีขึ้นอย่างมาก ขณะเดียวกันก็รักษาคุณภาพและความเสถียรของลำแสงไว้ โครงสร้างบรรจุภัณฑ์นี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดด้วยเลเซอร์ การเชื่อมด้วยเลเซอร์ การมาร์กด้วยเลเซอร์ และสาขาอื่นๆ ซึ่งให้การสนับสนุนอย่างมากสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมและการวิจัยทางวิทยาศาสตร์
โดยทั่วไป บรรจุภัณฑ์แท่งเลเซอร์เป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อนและสำคัญ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูง ประสิทธิภาพสูง และความเสถียรสูง ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการบรรจุหีบห่อด้วยเลเซอร์บาร์จะยังคงพัฒนาและปรับปรุงต่อไป เพื่อมอบผลิตภัณฑ์เลเซอร์ที่มีคุณภาพดีกว่าสำหรับการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น
ที่อยู่ของเรา
B-1507 คฤหาสน์ Ruiding,No.200 Zhenhua Rd,Xihu District
หมายเลขโทรศัพท์
0086 181 5840 0345
อีเมล
info@brandnew-china.com
