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用免焊方法改进二极管棒的装配

2008-10-27 09:56
Minor昔年
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    作者:Kathy Kincade 译者:蒙红云

    Monocrom公司 (Vilanova I la Geltr Spain)研究出了一种新型免焊贴装技术,它可以简化激光二极管棒的装配。这种装配技术是Monocrom公司在高功率激光二极管贴装中发展起来的,它不要求焊料紧贴激光二极管棒,而是用两块铜片夹住激光二极管棒,其中铜片既当电极又做散热片。另外,利用新型水冷电极不需要微通道,就可以实现非常低的热阻(小于0.4Km/W)。


    据Monocrom公司总经理Thomas Etzkorn说,采用新方法得到的结果完全没有“微笑效应”。采用传统焊料基底贴装的方法,激光棒会产生一些弯曲,这主要是由焊接材料与铜热膨胀系数不同引起的。采用新的技术,可以把这种弯曲减小到0.2μm。第二个优点是在准连续波(准-CW)应用中产生的应力非常低。而采用传统的贴装技术,铜与焊接材料膨胀系数的不同会在激光棒上引起机械应力。


    Etzkorn说:“在我们的技术中,残留的弯曲是铜表面的粗糙度(大约±50 nm)产生的,而铜表面的不平坦主要是准连续模式的高峰值功率(在20ms/bar时可达120W)和比较好的聚焦效果引起的。”


    他补充说,这种方法在热处理方面有三个优点。在传统的贴装技术中,贴装热阻受限于焊接材料的热阻。在焊接好的激光二极管中,接触电阻由焊接材料的高热阻确定。利用Monocrom公司的技术,接触电阻仅仅取决于激光棒与铜接触的好坏,因此通过改善铜电极的表面质量,可以减小接触电阻。而且,利用微处理技术,接触电阻还可以得到进一步改善。


    另外一个优点是多余热量可以通过两块散热片散发掉。在传统的技术中,多余热量只能通过一块散热片消耗,而在Monocrom公司的技术中,激光棒可以从两个侧面得到冷却。在新技术中,也不需要微通道。通常,要达到低于0.4K-m/W的热阻,电极需要微通道,它容易被制冷系统中的微粒堵塞。也会出现微通道腐蚀现象,危害极大。综合上面这些因素,大多数情况下,激光二极管的寿命不是由激光棒本身的寿命决定,而是由散热片的寿命决定。在 Monocrom公司技术的水通道中,堵塞的可能性大大降低,激光二极管的寿命也相应得到提高。


    Monocrom公司已经利用这种技术来设计和装配他们的激光二极管。据Etzkorn介绍,他们的激光器产品在以下几方面显出很大的优势:一是泵浦源;二是直接作为二极管应用,特别是那些需要在10ms的时间范围内保持准连续性能(在需要结构紧凑、高功率设计的情况下)的应用中。

    图解文字:
    激光二极管贴装技术不要求焊料紧贴二极管棒,而是用两块铜片夹住。同时,这两块铜片又可以作为电极和散热片。

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