高功率激光二极管阵列的热力学性能使用液体金属-钻石颗粒混合复合材料粘合层

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光电子工程 光电子工程
• 机械工程 机械工程

背景情况:

• 高功率激光二极管阵列 (HPLDAs) 的性能受到包装材料的热力学应力限制,而热膨胀不匹配.
• 这种压力会降低光束质量和设备可靠性.

研究的目的:

• 为了研究一种新的类似糊状液体金属-钻石颗粒 (LM-DP) 混合复合材料,作为HPLDAs的低应力粘合层.
• 从理论上评估LM-DP在减轻热力学应力和提高包装性能方面的有效性.

主要方法:

• 利用有限元分析 (FEA) 来模拟用LM-DP和传统接剂包装的HPLDA中的应力分布和界面切割应力.
• 在各种条件下评估了LM-DP对微笑效应和芯片连接温度的影响.

主要成果:

• 与合剂相比,LM-DP包装显示出几乎均的应力分布 (<2.62 MPa波动),并消除了99.9%的界面剪切应力.
• LM-DP方法减少了约40%的微笑效应,并将芯片连接温度和机械应力最小化,在50%的钻石颗粒含量下.
• 结合层厚度的增加显示了微笑效应和热阻之间的权衡.

结论:

• 类似糊状的LM-DP复合材料是HPLDA低压包装的理论上可行和有效的解决方案.
• 这种方法为提高HPLDA的光束质量和亮度提供了巨大的潜力.
• 进一步的研究可以探索LM-DP的实际实施和优化,用于先进的光电子包装.