સંપર્ક વાહક ઠંડક: હાઇ-પાવર લેસર ડાયોડ બાર એપ્લિકેશનો માટે "શાંત માર્ગ"

જેમ જેમ હાઇ-પાવર લેસર ટેકનોલોજી ઝડપથી આગળ વધી રહી છે, તેમ તેમ લેસર ડાયોડ બાર્સ (LDBs) તેમની ઉચ્ચ પાવર ઘનતા અને ઉચ્ચ તેજ આઉટપુટને કારણે ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા, તબીબી સર્જરી, LiDAR અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવા લાગ્યા છે. જો કે, લેસર ચિપ્સના વધતા એકીકરણ અને ઓપરેટિંગ પ્રવાહ સાથે, થર્મલ મેનેજમેન્ટ પડકારો વધુ પ્રબળ બની રહ્યા છે - જે લેસરની કામગીરી સ્થિરતા અને જીવનકાળ પર સીધી અસર કરે છે.

વિવિધ થર્મલ મેનેજમેન્ટ વ્યૂહરચનાઓ પૈકી, કોન્ટેક્ટ કન્ડક્શન કૂલિંગ લેસર ડાયોડ બાર પેકેજિંગમાં સૌથી આવશ્યક અને વ્યાપકપણે અપનાવવામાં આવતી તકનીકોમાંની એક તરીકે અલગ પડે છે, જે તેની સરળ રચના અને ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતાને કારણે છે. આ લેખ થર્મલ નિયંત્રણના આ "શાંત માર્ગ" ના સિદ્ધાંતો, મુખ્ય ડિઝાઇન વિચારણાઓ, સામગ્રીની પસંદગી અને ભાવિ વલણોની શોધ કરે છે.

1. સંપર્ક વાહક ઠંડકના સિદ્ધાંતો

નામ સૂચવે છે તેમ, સંપર્ક વાહક ઠંડક લેસર ચિપ અને હીટ સિંક વચ્ચે સીધો સંપર્ક સ્થાપિત કરીને કાર્ય કરે છે, જે ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા સામગ્રી દ્વારા કાર્યક્ષમ ગરમી ટ્રાન્સફર અને બાહ્ય વાતાવરણમાં ઝડપી વિસર્જનને સક્ષમ બનાવે છે.

①The HખાવુંPઅથ:

લાક્ષણિક લેસર ડાયોડ બારમાં, ગરમીનો માર્ગ નીચે મુજબ હોય છે:
ચિપ → સોલ્ડર લેયર → સબમાઉન્ટ (દા.ત., કોપર અથવા સિરામિક) → TEC (થર્મોઇલેક્ટ્રિક કુલર) અથવા હીટ સિંક → એમ્બિયન્ટ એન્વાયર્નમેન્ટ

②વિશેષતા:

આ ઠંડક પદ્ધતિમાં નીચેના લક્ષણો છે:

કેન્દ્રિત ગરમીનો પ્રવાહ અને ટૂંકા થર્મલ માર્ગ, અસરકારક રીતે જંકશન તાપમાન ઘટાડે છે; કોમ્પેક્ટ ડિઝાઇન, લઘુચિત્ર પેકેજિંગ માટે યોગ્ય; નિષ્ક્રિય વહન, જેમાં કોઈ જટિલ સક્રિય ઠંડક લૂપ્સની જરૂર નથી.

2. થર્મલ પર્ફોર્મન્સ માટે મુખ્ય ડિઝાઇન વિચારણાઓ

અસરકારક સંપર્ક વાહક ઠંડક સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ઉપકરણ ડિઝાઇન દરમિયાન નીચેના પાસાઓ કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ:

① સોલ્ડર ઇન્ટરફેસ પર થર્મલ પ્રતિકાર

સોલ્ડર લેયરની થર્મલ વાહકતા એકંદર થર્મલ પ્રતિકારમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. AuSn એલોય અથવા શુદ્ધ ઇન્ડિયમ જેવી ઉચ્ચ-વાહકતા ધાતુઓનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ, અને થર્મલ અવરોધોને ઘટાડવા માટે સોલ્ડર લેયરની જાડાઈ અને એકરૂપતાને નિયંત્રિત કરવી જોઈએ.

② સબમાઉન્ટ સામગ્રીની પસંદગી

સામાન્ય સબમાઉન્ટ સામગ્રીમાં શામેલ છે:

તાંબુ (Cu): ઉચ્ચ થર્મલ વાહકતા, ખર્ચ-અસરકારક;

ટંગસ્ટન કોપર (WCu)/મોલિબ્ડેનમ કોપર (MoCu): ચિપ્સ સાથે વધુ સારી રીતે CTE મેચ, તાકાત અને વાહકતા બંને પ્રદાન કરે છે;

એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ (AlN): ઉત્તમ વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન, ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય.

③ સપાટી સંપર્ક ગુણવત્તા

સપાટીની ખરબચડીતા, સપાટતા અને ભીનાશ સીધી ગરમી ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતાને અસર કરે છે. થર્મલ સંપર્ક કામગીરી સુધારવા માટે પોલિશિંગ અને ગોલ્ડ પ્લેટિંગનો ઉપયોગ ઘણીવાર થાય છે.

④ થર્મલ પાથ ઘટાડવો

માળખાકીય ડિઝાઇનનો હેતુ ચિપ અને હીટ સિંક વચ્ચેના થર્મલ પાથને ટૂંકા કરવાનો હોવો જોઈએ. એકંદર ગરમીના વિસર્જન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે બિનજરૂરી મધ્યવર્તી સામગ્રીના સ્તરો ટાળો.

૩. ભવિષ્યના વિકાસ દિશાઓ

લઘુચિત્રીકરણ અને ઉચ્ચ શક્તિ ઘનતા તરફના ચાલુ વલણ સાથે, સંપર્ક વાહક ઠંડક તકનીક નીચેની દિશામાં વિકસિત થઈ રહી છે:

① મલ્ટી-લેયર કમ્પોઝિટ TIM

ઇન્ટરફેસ પ્રતિકાર ઘટાડવા અને થર્મલ સાયકલિંગ ટકાઉપણું સુધારવા માટે લવચીક બફરિંગ સાથે ધાતુના થર્મલ વાહકતાનું સંયોજન.

② સંકલિત હીટ સિંક પેકેજિંગ

સંપર્ક ઇન્ટરફેસ ઘટાડવા અને સિસ્ટમ-સ્તરની ગરમી ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે સબમાઉન્ટ્સ અને હીટ સિંકને એક જ સંકલિત માળખા તરીકે ડિઝાઇન કરવા.

③ બાયોનિક સ્ટ્રક્ચર ઑપ્ટિમાઇઝેશન

થર્મલ કામગીરી વધારવા માટે, કુદરતી ગરમીના વિસર્જન પદ્ધતિઓની નકલ કરતી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્ડ સપાટીઓનો ઉપયોગ - જેમ કે "વૃક્ષ જેવા વહન" અથવા "સ્કેલ જેવા પેટર્ન".

④ બુદ્ધિશાળી થર્મલ નિયંત્રણ

અનુકૂલનશીલ થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે તાપમાન સેન્સર અને ગતિશીલ પાવર નિયંત્રણનો સમાવેશ કરીને, ઉપકરણના કાર્યકારી જીવનને લંબાવવામાં આવે છે.

4. નિષ્કર્ષ

હાઇ-પાવર લેસર ડાયોડ બાર માટે, થર્મલ મેનેજમેન્ટ ફક્ત એક ટેકનિકલ પડકાર નથી - તે વિશ્વસનીયતા માટે એક મહત્વપૂર્ણ પાયો છે. સંપર્ક વાહક ઠંડક, તેની કાર્યક્ષમ, પરિપક્વ અને ખર્ચ-અસરકારક લાક્ષણિકતાઓ સાથે, આજે ગરમીના વિસર્જન માટે મુખ્ય પ્રવાહના ઉકેલોમાંનો એક છે.

5. અમારા વિશે

લ્યુમિસપોટ ખાતે, અમે લેસર ડાયોડ પેકેજિંગ, થર્મલ મેનેજમેન્ટ મૂલ્યાંકન અને સામગ્રી પસંદગીમાં ઊંડી કુશળતા લાવીએ છીએ. અમારું ધ્યેય તમારી એપ્લિકેશન જરૂરિયાતોને અનુરૂપ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, લાંબા-જીવન લેસર સોલ્યુશન્સ પ્રદાન કરવાનું છે. જો તમે વધુ જાણવા માંગતા હો, તો અમારી ટીમ સાથે સંપર્કમાં રહેવા માટે અમે તમારું હાર્દિક સ્વાગત કરીએ છીએ.