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激光器芯片封装热沉的选择

时间:2024-03-25浏览次数:109

半导体激光器工作时会产生大量的热,若热量不能及时散出去会影响激光器的各项性能,如发生波长发生红移、阈值电流增大、斜率效率降低、功率减小等,严重时甚至导致激光器失效,散热封装技术是保障激光器稳定工作的关键。

 

基于热沉传导冷却散热方式不仅能够有效提升激光器的散热能力,而且能够有效提高激光器的工作可靠性。热沉冷却散热封装一般分为零级热沉和热沉两部分,芯片工作时有源区产生的热量首先通过零级热沉向外传导,再由热沉作为散热终端将热量全部传导到冷却媒介中。热沉一般指无氧铜或者其他高导材料。零级热沉又称过渡热沉,过渡热沉直接与激光芯片和热沉相连,过渡热沉材料的热膨胀系数、热导率等特性参数对激光器散热能力起至关作用。

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市场上常见的热沉材料有氮化铝(ALN),钨铜(WCu),碳化硅(SiC),氧化铍(BeO),金刚石(diamond),石墨烯(Graphene)等,他们有一些独特特性,根据实际需求分别被应用到不同的领域。


金刚石具有极高的导热率,是理想的散热材料。单晶金刚石热导率高达2000W/m.k以上,多晶金刚石热导率达1000-2000W/m.k。与此同时, 金刚石的热膨胀系数极低。

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几种不同热沉材料特性对比

 化合积电致力于热沉材料研究,掌握专业领先的热管理产品和解决方案,可以提供COS封装、TO封装等。化合积电具备成熟的产品体系,包括金刚石热沉片金刚石窗口片、金刚石晶圆、金刚石异质集成复合衬底等,产品已经应用于大功率激光器、航空航天、雷达、新能源汽车等诸多领域。


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