Étude de la suppression des contraintes thermiques dans les barres LD haute puissance avec emballage à température ambiante à base de Ga-Diamond métallique liquide

MENG Qingkai ,  

ZHANG Jiachen ,  

WU Shunhua ,  

ZHANG Junyue ,  

LIU Jiachen ,  

HUANG Weizhou ,  

LING Lei ,  

CHEN Lang ,  

WANG Zhenfu ,  

LI Te ,  

摘要

Dans l'emballage des barres laser semi-conductrices à haute puissance, les contraintes thermiques résiduelles causées par le désaccord des coefficients de dilatation thermique entre la puce et le dissipateur de chaleur constituent un problème clé limitant les performances et la fiabilité du dispositif. Ces contraintes peuvent entraîner une déformation de la puce et provoquer l'effet SMILE, dégradant ainsi la cohérence optique du laser. Pour répondre à ce problème, cet article propose une solution d'emballage à température ambiante basée sur une couche de connexion composite en métal liquide Ga-Diamond, permettant une suppression efficace des contraintes thermiques au niveau mécanisme en évitant les gradients de température et les contraintes rigides de l'interface lors du processus de refusion. Les résultats de simulation montrent que la contrainte maximale sur la puce peut être réduite à environ 0,9 MPa, avec une déformation proche de zéro. Les résultats expérimentaux confirment en outre que la valeur SMILE est significativement réduite de 1,40 μm à 0,17 μm. Sous un courant de pilotage de 50 A, la puissance optique du dispositif passe de 58,5 W à 63,5 W, et l'efficacité de conversion électro-optique augmente de 58,5 % à 64,8 %. L'étude montre que l'interface flexible fournie par la couche de connexion métallique liquide Ga-Diamond et le procédé d'emballage à température ambiante permettent une libération efficace des déformations dues au désaccord thermique, offrant une voie technologique prometteuse pour la réalisation de barres laser semi-conductrices à faible contrainte et haute luminosité.

关键词

laser semi-conducteur;barres laser;emballage;contraintes thermiques;effet SMILE

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