【应用】高性能TEC制冷片+高可靠性热界面材料为VCSEL激光器提供快速散热方案
在光通信、3D传感、面部识别、车载激光雷达 （LiDAR）等应用中，VCSEL（Vertical-cavity surface-emitting laser，即垂直腔面发射激光器）是一个核心器件，影响其稳定性和可靠性的一个重要参数就是温度。众所周知，高温不但会导致激光器产品性能不稳定，其使用寿命也会大打折扣。所以我们结构工程师在设计时一定要参考相关热管理工程师的意见，结合热仿真选择合适的散热解决方案，保证器件正常稳定的运行。
那如何针对VCSEL激光器选择合适的散热方案呢？
图1 某摄像头模组
对于VCSEL来说，内部热量积累是非常关键的问题，VCSEL比边发射激光器有着更高的热阻，VCSEL的GaAs芯片中温度分布在芯片表面，每一个芯片都是通过银环氧树与陶瓷基板结合，热量传输就是在陶瓷基板端，故我们需要将芯片热量从陶瓷基板端迅速的转移出来。
我们常规的结构散热方案：热界面材料+铝制散热器，外接风冷。但对于VCSEL激光器，尽管发光效率可达25%，但剩余会以热量形式损失，其应用空间有限，陶瓷支架尺寸小，PCBA导热差等。故我们需要合适的散热解决方案，这里可推荐marlow 单级TEC半导体制冷片+Parker Chomerics热界面材料+散热器方案。
图2 SP2626系列TEC
II-VI MARLOW（贰陆-马洛）是高品质热电半导体制冷/发电技术的全球领军企业，其单级热电模块最大温差ΔTmax为76℃，多级热电模块可以达到+86至+130℃的ΔTmax。这里VCSEL激光器可推荐SP2626系列，具有固态可靠性，局部冷却和精确温度控制，高抗震动性，在27℃温度下，最大温差ΔTmax 60℃，符合VCSEL激光器散热对尺寸，功耗和噪声限制的要求。如图2
Parker Chomerics（派克-固美丽）其材料科学与工艺技术广泛应用于EMI屏蔽，热管理，金属基装配等方面，热管理解决方案在信息技术，医疗设备等行业是首选。可推荐固美丽导热垫片MCS30，质地非常柔软，热阻低，高达200℃的连续应用温度，压缩比例大等特性，与传统的高模量热垫相比具有优异的性能和长期热稳定性。
图3 激光器散热方案框架图
通过TEC制冷片+高导热系数导热垫片+散热器，再进行合理的结构优化，在诸多应用场景下VCSEL激光器散热便不再是难点。
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目录- 单级热电致冷器 多级热电致冷器 电源发生器 热循环器 温度控制器 组件& 子系统 配件
型号- SP5025-01AC,RC12-6-01,SP1975-02AC,RC12-2.5-01,XLT2423-31AC,NL2021T-01AC,SP1848-03AC,XLT2419-03AC,NL1012T-01AC,SP5255-01AC,NL2011T-01AC,XLT2421-03AC,XLT2420-01 L,NL1020T-01AC,RC6-2.5-01,TG12-8,SP5162-01AC,NL3040-01BC,TG12-6,TG12-4,ST3684-01,SP5384-01AC,TG12-2.5,NL2012T-01AC,XLT2418-03AC,NL1023T-01AC,ST3384-01,TG 12-2.5,NL3021T-01AC,RC6-6-01,RC3-6-01,NL1011T-01AC,RC12-8-01,NL2063T-01AB,NL1021T-01AC,RC12-4-01,RC6-8-01,NL4012T-03BC,XLT2422-01L,SP2402-01AB,SE6020,SP5083-03AC,856-3977-001,SP2394-01AB,XLT2420-01L,RC3-2.5-01,SP2503-03AC,XLT2416-03AC,860-3079-001,860-3079-002,NL4040-01BC,MI6030-01BC,NL1025T-01AC,SP5446-01AC,NL1010T-01AC,NL1013T-01AC,NL2022T-01AC,NL2064T-AB,SP2085-01AC,NL3026T-01AC,RC6-4-01,RC3-8-01,RC3-4-01
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型号- MKS4J022202D00MSSD,10-FZ12NMA080NS03-M260F,0505025.MX52LEP,TFLEX HD300,BGM111,C2M1000170D,EFR32MG13P732F512GM48-C,RBN75H125S1GP4-A0,10-FY12NMA160SH01-M820F18,KT05,PS9402,SGM6022,MLX91208,28R1101-000,28R0610-000,30-FT12NMA160SH-M669F28,PS9031,LSIC2SD120E30CC,30-FT12NMA200SH-M660F08,LXXXX 15.00/05/90 4.5SN GR,28R1476-100,92ML,LX 15.00/05/90 4.5SN GR BX,MKS4J033305D00KSSD,TPCM780,RC12-6-01LS,SMBJ18CA,28R1953-000,PS9531L3,SI86XX,28B0141-000,WDU50N,SGM6032,WGM110,R5F56514FDLJ,C4D30120D,WDU70N,RBN40H125S1GPQ-A0,C2M0080120D,V23990-P629-L43,SGM2019,LSIC1MO120E0080,SID11X2K,SI8261BCD-C-IS
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型号- 2SK2225-80-E,TFLEX HD300,CMS-R010-1.0,U9507C,TPCM 780,10-FZ074PA0XXSM-LXXXF08,SPFJ160,PS9402,BVE-A-R002-1.0,MLX91208,10-FZ07ANAXXSM-LE2XL08,PS9031,LSIC2SD120E30CC,SI8235BD-D-IS,SI8233BD-D-IS,10-FZ071SA050SM02-L524L18,KSU60D60N,92ML,10-FZ07ANA75SM-LE28L08,10-FZ07ANA150SM-LE20L08,0505030.MX52LEP,RC12-6-01LS,10-FY074PA100SM-L583F08,10-FZ071SA100SM02-L526L18,SMBJ18CA,ADP32F12A,PS9531L3,10-FZ071SA075SM02-L525L18,RBN75H65T1GPQ-A0,C4D30120D,KSF60F60B,SID1152K,SI8621BD-B-IS,10-FZ07ANA100SM-LE29L08,10-FZ074PA050SM-L624F08,10-FZ074PA075SM-L625F08,SGM2019
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II-VI MARLOW单级制冷片/模块选型表
涵盖0.16-62.5mm全尺寸，温升高至146℃，最高功率206W的TEC。
|
产品型号
|
品类
|
ΔT°C-Vacuum {N2 (50°C)}
|
ΔT N2 (27°C)
|
Qmax 27°C (watts)
|
Imax 27°C (amps)
|
Vmax 27°C (volts)
|
Base Ceramic Width (MM)
|
Base Ceramic Length (MM)
|
Top Ceramic Width (MM)
|
Top Ceramic Length (MM)
|
Module Height (MM)
|
|
NL1020T-01AC
|
TEC 单级制冷片
|
72
|
64
|
0.9
|
1.8
|
0.8
|
0.16
|
0.16
|
0.16
|
0.16
|
0.085
|
选型表 - II-VI MARLOW 立即选型
电子商城
现货市场
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