Teknologi pembungkusan laser semikonduktor
1. Pengenalan teknikal
Teknologi pembungkusan laser semikonduktor kebanyakannya dibangunkan dan berkembang berdasarkan teknologi pembungkusan peranti diskret, tetapi ia mempunyai kekhususan yang besar. Secara umum, acuan peranti diskret dimeterai dalam bungkusan. Fungsi utama pakej adalah untuk melindungi acuan dan melengkapkan sambungan elektrik. Pembungkusan laser semikonduktor adalah untuk melengkapkan output isyarat elektrik, melindungi operasi biasa die, output: fungsi cahaya yang boleh dilihat, kedua-dua parameter elektrik dan parameter optik reka bentuk dan keperluan teknikal, adalah mustahil untuk hanya menggunakan pembungkusan peranti diskret untuk laser semikonduktor.
2 bahagian pemancar cahaya
Bahagian pemancar cahaya teras laser semikonduktor ialah teras simpang PN yang terdiri daripada semikonduktor jenis-p dan jenis-n. Apabila pembawa minoriti yang disuntik ke dalam persimpangan PN digabungkan dengan pembawa majoriti, ia akan memancarkan cahaya boleh dilihat, cahaya ultraungu atau cahaya inframerah hampir. Walau bagaimanapun, foton yang dipancarkan dari kawasan persimpangan PN adalah tidak berarah, iaitu, terdapat kebarangkalian yang sama untuk memancarkan ke semua arah. Oleh itu, tidak semua cahaya yang dihasilkan oleh acuan boleh dilepaskan, yang bergantung terutamanya pada kualiti bahan semikonduktor, struktur dan geometri, struktur dalaman dan bahan pembungkusan. Aplikasi ini memerlukan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman dan luaran laser semikonduktor. pakej laser semikonduktor Φ 5mm rutin adalah untuk mengikat atau mensinter teras tiub persegi dengan panjang sisi 0.25mm pada bingkai plumbum. Kutub positif teras tiub diikat dengan wayar emas melalui titik sentuhan sfera untuk menyambungkan plumbum dalam dengan satu pin, dan kutub negatif disambungkan dengan pin lain bingkai plumbum melalui cawan pantulan, dan kemudian bahagian atasnya dikapsulkan dengan resin epoksi. Fungsi cawan pemantul adalah untuk mengumpul cahaya yang dipancarkan dari sisi dan antara muka teras tiub dan memancarkannya ke sudut arah yang dikehendaki. Resin epoksi yang dibungkus di bahagian atas dibuat dalam bentuk tertentu, yang mempunyai beberapa fungsi: melindungi teras paip daripada hakisan luaran; Mengamalkan bentuk dan sifat bahan yang berbeza (dengan atau tanpa dispersant), berfungsi sebagai kanta atau kanta resap, dan mengawal sudut pencapahan cahaya; Korelasi antara indeks biasan teras tiub dan indeks biasan udara adalah terlalu besar, sehingga sudut genting jumlah pantulan di dalam teras tiub adalah sangat kecil. Hanya sebahagian kecil cahaya yang dihasilkan oleh lapisan aktif dikeluarkan, dan kebanyakannya mudah diserap melalui pelbagai pantulan di dalam teras tiub, yang mudah menyebabkan kehilangan cahaya yang berlebihan. Resin epoksi dengan indeks biasan yang sepadan dipilih sebagai peralihan untuk meningkatkan kecekapan pelepasan cahaya teras tiub. Resin epoksi yang digunakan untuk membentuk cangkerang paip mestilah mempunyai rintangan kelembapan, penebat, kekuatan mekanikal, indeks biasan yang tinggi dan pemancaran cahaya yang dipancarkan ke teras paip. Apabila bahan pembungkusan dengan indeks biasan yang berbeza dipilih, pengaruh geometri pembungkusan terhadap kecekapan pelepasan foton adalah berbeza. Taburan sudut keamatan bercahaya juga berkaitan dengan struktur cetakan, mod keluaran cahaya, bahan dan bentuk kanta pembungkusan. Jika kanta resin runcing digunakan, cahaya boleh tertumpu kepada arah paksi laser semikonduktor, dan sudut tontonan yang sepadan adalah kecil; Jika kanta resin di bahagian atas adalah bulat atau satah, sudut tontonan yang sepadan akan meningkat.
3 pemacu arus
Secara amnya, panjang gelombang pancaran laser semikonduktor berbeza daripada 0.2-0.3nm / darjah dengan suhu, dan lebar spektrum meningkat, yang menjejaskan kecerahan warna. Di samping itu, apabila arus hadapan mengalir melalui persimpangan PN, kehilangan pemanasan menyebabkan kawasan persimpangan menghasilkan kenaikan suhu. Berhampiran suhu bilik, keamatan bercahaya laser semikonduktor akan dikurangkan sebanyak kira-kira 1 peratus untuk setiap peningkatan suhu 1 darjah, supaya membungkus dan menghilangkan haba; Adalah sangat penting untuk mengekalkan ketulenan warna dan keamatan bercahaya. Pada masa lalu, kaedah mengurangkan arus pemanduan sering digunakan untuk mengurangkan suhu simpang. Arus pemacu kebanyakan laser semikonduktor dihadkan kepada kira-kira 20mA. Walau bagaimanapun, output optik laser semikonduktor akan meningkat dengan peningkatan arus. Arus pemanduan banyak laser semikonduktor kuasa boleh mencapai 70ma, 100mA atau bahkan 1a. Ia adalah perlu untuk menambah baik struktur pembungkusan, konsep reka bentuk pembungkusan laser semikonduktor baharu dan struktur pembungkusan rintangan haba yang rendah dan teknologi untuk menambah baik ciri terma. Sebagai contoh, struktur cip flip dengan kawasan yang besar diterima pakai, gam perak dengan kekonduksian terma yang baik dipilih, kawasan permukaan sokongan logam meningkat, dan pembawa silikon bonggol pateri dipasang terus pada sink haba. Di samping itu, dalam reka bentuk aplikasi, reka bentuk terma dan kekonduksian terma PCB juga sangat penting.
Selepas memasuki abad ke-21, kecekapan, kecerahan ultra tinggi dan pankromatik laser semikonduktor telah dibangunkan dan diinovasikan secara berterusan. Kecekapan cahaya laser semikonduktor merah dan oren telah mencapai 100im / W, laser semikonduktor hijau ialah 50lm / W, dan fluks bercahaya laser semikonduktor tunggal juga telah mencapai puluhan IM. Cip dan pakej laser semikonduktor tidak lagi mengikut konsep reka bentuk tradisional dan mod pembuatan Gong. Dari segi meningkatkan output cahaya cip, R & D tidak terhad kepada menukar bilangan kekotoran, kecacatan kekisi dan kehelan dalam bahan untuk meningkatkan kecekapan dalaman. Pada masa yang sama, bagaimana untuk memperbaiki struktur dalaman die dan pakej, meningkatkan kebarangkalian pelepasan foton dalam laser semikonduktor, meningkatkan kecekapan cahaya, dan menyelesaikan reka bentuk optimum pelesapan haba, pengekstrakan cahaya dan sink haba, Memperbaiki prestasi optik dan mempercepatkan proses SMD pemasangan permukaan adalah hala tuju arus perdana penyelidikan dan pembangunan dalam industri.
