Kundenspezifische Header mit thermoelektrischen Kühlern

X-Meritan stellt spezielle kundenspezifische Header mit thermoelektrischen Kühlern her, um thermische Engpässe in der Präzisionselektronik zu beheben. Durch die Integration von Mikro-Peltier-Modulen, kundenspezifischen Headern und Thermistoren in einer einzigen Unterbaugruppe ermöglicht diese Lösung eine direkte Punktkühlung ohne organische Klebstoffe oder Flüssigkeitskreisläufe. Es schützt Laserdioden, APDs und Sensoren vor Wellenlängendrift und Rauschen.

Thermische Herausforderungen gelöst

Die herkömmliche diskrete TEC-Montage in optischen und mikroelektronischen Gehäusen führt zu einem hohen thermischen Kontaktwiderstand, dem Risiko des Ausgasens von Klebstoff in hermetischen Gehäusen und einer komplexen manuellen Montage. Die kundenspezifischen Header mit thermoelektrischen Kühlern von X-Meritan beheben diese Verpackungsengpässe direkt, indem sie Mikro-Peltier-Module, kundenspezifische Header-Sockel und Wärmesensoren in einer einzigen Unterbaugruppe kombinieren:

1. Keine Ausgasung in hermetischen Gehäusen: Alle Micro-TECs werden mithilfe von eutektischem Gold-Zinn-Löten (AuSn) anstelle von leitfähigen Epoxidharzen auf Stiftleisten montiert. Dadurch wird verhindert, dass flüchtige organische Verbindungen optische Fenster beschlagen oder Laserfacetten verunreinigen.

2. Geringer thermischer Widerstand der Schnittstelle: Das direkte Anlöten des TEC-Elements an das Gehäuse-Header-Substrat sorgt für einen metallischen thermischen Pfad, der den thermischen Widerstand zwischen Verbindung und Gehäuse (Rth) drastisch senkt.

3. Kontrollierte inerte Montage: Die Platzierung des Chips, das Drahtbonden und die vorläufige Versiegelung erfolgen in automatisierten Inertgasumgebungen, um Oxidation und interne Feuchtigkeitseinschlüsse zu verhindern.

4. Hohe mechanische Dichte: Durch die Verwendung proprietärer extrudierter Materialien können Mikroelemente mit einer Dicke von nur 0,2 mm in begrenzten Gehäuseräumen wie TO-46- oder Miniatur-Butterfly-Gehäusen untergebracht werden.

5. Flexible Lieferformate: Lieferung als halbfertige Stiftleisten (vormontierte TECs, bereit für die Chipbefestigung und Drahtbondung durch den Kunden) oder als vollständig versiegelte Unterbaugruppen gemäß den Anforderungen Ihrer nachgeschalteten Verpackungslinie.

Technische Anpassung und Parameter

Jede auf Bestellung gefertigte Baugruppe mit kundenspezifischen Stiftleisten und thermoelektrischen Kühlern ist präzise auf Ihr optisches oder IC-Layout abgestimmt:

• Header-Paketstile: TO-39, TO-8, TO-3, TO-46, 14-Pin-Butterfly (BTF), BOX-Gehäuse oder kundenspezifische Kupfer-/Keramik-Header.

• Substrate und Beschichtung: Kovar, Kupfer-Wolfram (CuW), AlN/Keramik mit galvanisierten Au-über-Ni-Schichten für Golddrahtbonden.

• TEC Staging & Geometry: Einstufige Mikromodule für mittlere oder mehrstufige Pyramidenstrukturen für tiefe Kühlanforderungen (ΔT>70∘C).

• Integrierte Rückkopplungssensoren: Oberflächenmontierte NTC-Thermistoren oder PT100/PT1000-RTDs, die neben dem kalten Substrat platziert werden, um eine strenge Regelung im geschlossenen Regelkreis zu ermöglichen.

• Elektrische Schnittstellen: Benutzerdefinierte Pin-Anzahl, Pin-Array-Abstand, Leitungslängen und Draht-Bond-Pad-Anordnungen.

Primäre Zielanwendungen

Optische Kommunikation

Wellenlängenstabilisierung für TOSA/ROSA-Transceiver, EMLs, Pumplaser und DWDM-Komponenten.

LiDAR und autonome Sensorik

Wärmekontrolle für Avalanche-Photodioden (APD) und gepulste Laserdioden unter schwankenden Umgebungsbedingungen.

Medizinische Diagnostik

Temperaturregulierung im Submillimeterbereich in mikrofluidischer PCR, Spektroskopie und Biochip-Sensoren.

Industrie- und Luft- und Raumfahrtsensorik

Punktkühlung für Hochleistungs-ICs, Nachtsicht-Focal-Plane-Arrays (FPA) und Gasanalysedetektoren.

Warum mit X-Meritan zusammenarbeiten?

Schlüsselfertige Verpackungsintegration: 

Gehäuse-Header, Micro-TECs und Temperatursensoren werden als eine einzige Unterbaugruppe entwickelt und integriert.

Proprietärer Materialvorteil: 

Eigens extrudierte thermoelektrische Materialien bieten außergewöhnliche mechanische Festigkeit für ultradünne und mehrstufige TEC-Designs.

Hermetische Qualitätskontrolle: 

Eutektisches Bonden und Drahtbonden in inerter Atmosphäre sorgen für langfristige Zuverlässigkeit und verhindern Ausgasungen.

Vom Prototyp zur Serienfertigung: 

Umfassende technische Unterstützung von der thermischen Simulation und kundenspezifischen Werkzeugen bis hin zum Muster-Prototyping und der Serienproduktion.

Häufig gestellte Fragen

F: Warum sollte man sich für einen vorintegrierten TEC im Header entscheiden, statt eigenständige TECs zu kaufen?

A: Ein vorintegrierter Header macht manuelles TEC-to-Header-Löten in Ihrer Einrichtung überflüssig, stellt die werkseitig getestete Integrität der eutektischen Verbindung sicher und garantiert, dass in Ihrem hermetischen Gehäuse keine Ausgasung auftritt.

F: Können wir unsere eigene Laser-Die-Attach an Ihren halbfertigen Sockeln durchführen?

A: Ja. Die meisten Kunden bestellen halbfertige Stiftleisten mit vorgeklebten TECs und Drahtbondpads. Sie können mit Ihren standardmäßigen Die-Attach-, Golddraht-Bonding- und Deckelabdichtungsvorgängen direkt an unserer Unterbaugruppe fortfahren.

F: Was ist der Vorteil von kundenspezifischen Headern mit thermoelektrischen Kühlern gegenüber zonengeschmolzenen Materialien für Mikro-TECs?

A: Extrudierte Bi2Te3-Materialien zeichnen sich durch eine deutlich höhere mechanische Festigkeit und feinkörnige Strukturen aus und ermöglichen das Schneiden ultradünner TEC-Elemente (bis zu 0,2 mm) ohne Rissbildung bei Verpackungsprozessen mit hoher Belastung.

F: Wie initiieren wir eine individuelle Designbewertung?

A: Geben Sie Ihre Zielwärmelast (Qc), die erforderliche Temperaturdifferenz (ΔT), den Gehäusestil oder das CAD-Modell, den Umgebungstemperaturbereich und die elektrischen Betriebsgrenzen an. Unser Ingenieurteam berechnet die thermische Passform und erstellt Vorschläge für Kopfzeichnungen.