高功率半导体激光器具有电光效率高、易调制、体积小、重量轻等优点,同时也是目前工业界热流密度最高的器件之一,热点集中、对于温度极度敏感,所以如何进行高效散热是目前仍需解决的重要问题。针对目前高功率激光器散热存在的热流密度太高、热均匀性不够好等问题,金刚石金属复合材料(如金刚石-铜材料)具备超高导热性、均热性极强、热膨胀可匹配、支持精密加工等优势,是实现高功率半导体激光器高效散热的绝佳选择。

散热具体应用场景
半导体激光芯片封装散热:金刚石金属复合材料如金刚石-铜或金刚石-铝复合散热材料,既保留了金刚石的高导热性能,又克服了其脆性大、难加工的缺点,适用于需要复杂机械加工的散热系统。在单管高功率激光器、光纤激光器、固体激光器泵浦等场景下,通常直接将金刚石复合材料直接做芯片的热沉基板、微通道热沉,接收芯片内部的热量并快速向外传导,把芯片结温压下去,进而防止器件的光功率衰减、波长漂移、寿命骤降,实际解决散热问题。
Bar条(激光棒/Bar):激光棒是固体激光器中的核心增益介质,而其高功率运行时会产生巨大的热负荷。金刚石-铜复合材料此时可以用作激光棒端面的散热板,凭借其高导热性可迅速将热量从棒端散发出去,进而抑制热透镜效应,提升光束质量。另外,对于小尺寸的激光棒(如激光二极管阵列),还可直接将金刚石铜复合材料加工成微型Bar条结构,进一步增强散热性能。
芯片盖板:具体指的是封装在激光芯片周围的外壳或支撑板。由于金刚石-铜复合材料的强度和硬度较高,可用于制造激光器的外壳结构件,既能支撑芯片,又能承担散热功能。在激光模块中,金刚石-铜复合材料的盖板可以直接与散热片连接,形成“一体化散热结构”,从而大幅提升散热效率。
化合积电(厦门)半导体科技有限公司作为一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的国家高新技术企业,致力于为国内外客户提供优质金刚石金属复合材料以及应用方案,为器件高效散热提供有力支持。