Пайка лазерных диодов и их линеек
Лазерные диоды – важнейшие электронные компоненты. Они используются в оптоволоконных линиях связи, в измерительном оборудовании, в компьютерной технике и во многих других применениях. В настоящее время существует множество различных типов лазерных диодов, но наиболее распространенными и мощными являются приборы с торцевым выводом излучения.
Схематический рисунок лазерного диода с торцевым излучателем
Линейка лазерных диодов — это не просто сборка из нескольких диодов, это интегрированные в одно устройство электронная, термическая и оптическая системы. Обычно линейки лазерных диодов включают в себя от 20 до 50−ти излучателей, каждый приблизительно 100 мкм шириной.
Для установки лазерных диодов и линеек на теплоотводящий элемент
используются различные технологии. Выбор технологии зависит от типа изделия.
Наиболее часто используемой является технология эвтектической пайки припоем
Трудности пайки лазерных диодов и линеек:
- Хрупкость компонентов. Типовое значение толщины кристалла лазерного диода составляет 100−120 мкм. При этом длина кристалла может достигать 3−4 см. Длина линеек лазерных диодов еще больше при такой же толщине.
- Необходимость установки сборки близко к вертикальной стенке корпуса диода (например, при сборке в корпус ТО-9).
- Трудность фиксации теплоотводящего элемента на рабочем столе (например, при сборке лазерных диодов C-mount)
- Высокие требования к позиционированию кристалла для обеспечения заданного выступа края кристалла. Слишком сильное смещение может привести к перегреву, малое смещение – к загрязнению излучающей грани припоем. Типовое значение выступа лазерного кристалла – 5 мкм.
- Трудность выравнивания плоскости длинных компонентов параллельно поверхности теплоотвода
Все эти трудности и технологические особенности процесса пайки лазерных диодов и их линеек необходимо учитывать при выборе технологического оборудования для проведения процессов пайки.
Установка пайки лазерных диодов и линеек должна обеспечивать:
- Аккуратный захват лазерного кристалла
- Возможность фиксации теплоотводящего элемента на нагреваемом столике
- Равномерный нагрев всего кристалла/всей лазерной линейки в процессе пайки
- Равномерный прижим кристалла в процессе пайки
- Параллельность поверхности кристалла поверхности теплоотвода при монтаже
- Возможность прецизионного выравнивания кристалла относительно теплоотвода
- Возможность работы с длинными компонентами при большом увеличении
- Высокую постмонтажную точность
- Возможность проведения процесса пайки в среде рабочего газа (подключение форминг-газа)
Для пайки лазерных диодов и их линеек компания Евроинтех рекомендует использовать оборудование немецкой компании Finetech: субмикронные монтажные станции Fineplacer Lambda (полуавтоматическая) и Fineplacer Femto (автоматическая).
Преимущества оборудования Fineplacer:
- Высокая точность позиционирования кристалла
- Мягкое и плавное опускание инструмента с кристаллом
- Нагреваемый рабочий столик и нагреваемый инструмент с возможностью задания и поддержания температурного профиля пайки
- Специализированный рабочий инструмент для захвата хрупких длинных кристаллов
- Специализированные фиксаторы для теплоотводов
- Рабочая камера для пайки в среде форминг-газа
- Контроль усилия прижима в процессе пайки
Видео, демонстрирующее процесс микромонтажа лазерного диода на теплоотводящий элемент на оборудовании Fineplacer Lambda.