1. 레이저 바 포장의 원리
레이저 바 포장은 여러 개의 레이저 다이오드 바를 하나의 패키지로 통합하는 프로세스입니다. 이러한 패키징 구조는 수직 적층(V-Stack), 수평 어레이(H-array) 등 고출력 반도체 레이저에 흔히 사용된다. 패키징의 주요 목적은 빔의 품질과 안정성을 유지하면서 레이저의 출력을 높이는 것입니다.
패키징 과정에서 레이저 다이오드 바는 방열판에 정밀하게 배열되고 고정됩니다. 방열판의 기능은 레이저 다이오드 바에서 발생하는 열을 방출하여 안정적인 작동 온도를 유지하는 것입니다. 또한 패키징 구조에는 레이저를 외부 장치로 출력하기 위한 전극, 광학소자, 커넥터 등의 부품도 포함된다.
2. 포장 공정의 과제
패키징 공정의 주요 과제에는 고정밀 위치 제어, 공융 품질 제어, 온도 곡선 제어가 포함됩니다. 이러한 문제를 해결하려면 패키지의 품질과 신뢰성을 보장하기 위해 고정밀 장비와 기술이 필요합니다.
위치 제어 측면에서, 빔의 품질과 안정성을 보장하려면 각 레이저 다이오드 바의 위치와 각도가 매우 정확해야 합니다. 공융 품질 관리 측면에서 레이저 다이오드 바와 방열판 사이의 공융 품질이 최적이 되도록 공융 온도와 시간을 제어하는 것이 필요합니다. 온도 곡선 제어 측면에서 레이저 성능에 영향을 미치지 않도록 포장 공정 중 레이저 다이오드 바의 온도 변화가 설계 요구 사항을 충족하는지 확인해야 합니다.
접합 공정은 레이저 다이오드 제조에서 가장 중요한 패키징 단계입니다. 이 공정에서는 금-주석 공융 접합 공정을 사용하여 단일 튜브 또는 바-바 칩을 방열판 기판에 연결합니다. 칩과 방열판 기판 사이의 결합은 일반적으로 공융 결합 기술을 사용하는 금-주석(AuSn) 납땜입니다. HPLD 칩은 단일 튜브 레이저 칩 또는 다중 튜브 바-바 레이저 칩일 수 있습니다. 접합 공정은 HPLD 제품의 광학적 효율성과 현장 신뢰성에 매우 중요합니다. 이 중요한 프로세스의 몇 가지 과제는 아래에 강조되어 있습니다.
높은 정밀도
레이저 다이오드에는 단일 튜브 또는 바-바 칩의 발광 표면과 방열판 기판 가장자리 사이에 고정밀 위치 요구 사항이 있습니다. 일반적으로 접합 후 결과물은 발광면에서 기판 가장자리까지 함몰이 없어야 하며, 발광면의 돌출은 5-10μm 미만이어야 합니다. 이를 위해 일반적으로 본딩기의 본딩 정확도는 다음과 같아야 합니다.<±2.5μm. The edges of the laser tube die and the substrate may also have a tolerance of <1μm. Therefore, the accuracy of the machine must be <±1.5μm.
공융 품질
위치 정확도 외에도 리플로우 공정의 온도 프로파일도 레이저 다이오드 본딩 공정에 매우 중요합니다. 공융 공정 중에는 효과적이고 균일한 열 방출을 위해 칩과 방열 기판 사이에 미묘하고 균일하며 공극 없는 공융 인터페이스를 달성하기 위해 특별한 주의를 기울여야 합니다. 이를 위해서는 본딩 기계가 전체 본딩 영역에 걸쳐 정밀하고 균일한 공융 리플로우 온도 제어를 필요로 합니다. HPLD 접합 공정에는 빠른 가열/냉각을 갖춘 프로그래밍 가능한 균일한 공융 가열 단계가 필요하며 공융 중 온도는 안정적으로 유지되어야 합니다. 가열 단계에는 공융 표면의 산화를 방지하기 위한 보호 가스 커버도 있어야 합니다. 이를 통해 우수한 습윤성을 얻고 냉각 시 공극 없는 인터페이스를 형성할 수 있습니다.
동일 평면성 및 공극 없음
As the power of laser diode chips increases, single-tube chips become longer, and the aspect ratio of certain chip sizes becomes larger, such as aspect ratio>10. 바형 레이저 다이오드는 접합 표면적이 커서 접합 후 보이드율(%) 및 바 경사각과 같은 특징적인 결함을 증폭시키기 때문에 매우 까다롭습니다. 레이저 다이오드 단일 또는 바 칩과 방열판 기판 사이의 정확한 동일 평면성은 공극률에 영향을 미치고 응력을 유발하므로 중요합니다. 따라서 정확한 동일 평면성이 부족하면 레이저 다이오드 제품의 성능과 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다. 동일 평면성을 제대로 제어하지 않으면 공융 형성 후 바에 형성된 잔류 응력으로 인해 바가 휘어질 수 있으며, 이를 종종 "스마일" 곡선이라고 합니다[3]. 칩이 길면 열 방출이 고르지 않아 단일 칩 길이에 따라 열 응력이 발생할 수 있습니다. 공융 리플로우 동안 다양한 크기의 단일 또는 레이저 바 칩에는 다양한 결합력과 정밀한 힘 제어가 필요합니다.
높은 혼합 및 빠른 생산
레이저 다이오드 산업은 현재 급속한 발전과 전환의 상태에 있습니다. 표준화가 부족하여 제조업체는 증가하는 수요와 복잡하고 다양한 제품 포장 상황에 대처해야 합니다. 다양한 공급업체에서 산업용 레이저 다이오드 단일 칩-기판(CoS) 및 바-기판(BoS) 설계에 다양한 변형이 있습니다. 레이저 다이오드 패키지 설계에는 다양한 응용 분야에 적합한 더 많은 패키징 형태가 있습니다. 따라서 다품종 생산은 레이저 다이오드 제조의 또 다른 주요 과제입니다.
칩 방식
레이저 다이오드 응용 분야에서 이러한 칩 배치 공정의 과제를 해결하기 위해 제조업체에는 초고정밀, 고속, 유연성이 뛰어난 전자동 칩 배치 기계가 필요합니다. 기계 요구 사항에는 정확성이 포함됩니다.<±1.5μm, programmable force control, friction movement in the eutectic phase (micro-movement along X, Y, Z under the action of controlled force) and other features.
3. 레이저바 포장의 중요성
레이저 바 패키징은 고출력, 고효율, 안정성이 뛰어난 반도체 레이저를 구현하는 핵심 기술 중 하나입니다. 여러 개의 레이저 다이오드 바를 하나의 패키지에 통합하면 빔의 품질과 안정성을 유지하면서 레이저의 출력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 포장 구조는 레이저 절단, 레이저 용접, 레이저 마킹 및 기타 분야에서 널리 사용되어 산업 생산 및 과학 연구에 대한 강력한 지원을 제공합니다.
일반적으로 레이저 바 패키징은 복잡하고 중요한 기술로, 고출력, 고효율, 고안정성 반도체 레이저를 구현하는 데 큰 의미가 있습니다. 과학과 기술의 지속적인 발전으로 레이저 바 패키징 기술은 지속적으로 개발 및 개선되어 더 넓은 범위의 응용 분야에 더 나은 품질의 레이저 제품을 제공할 것입니다.
우리의 주소
B-1507 Ruiding Mansion,No.200 Zhenhua Rd, Xihu District
전화 번호
0086 181 5840 0345
이메일
info@brandnew-china.com
