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半导体激光器与陶瓷基板简述

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2019-12-2     浏览次数:    
  什么是半导体激光器?

  半导体激光器又称半导体激光二极管(LD),是指以半导体材料作为工作物质的一类激光器。激光产生的过程比较特殊,常用材料有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。陶瓷基板。按激励方式分类则分为三种:电注入、电子束激励和光泵浦。按照结构分类,半导体激光器件又可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。半导体激光器工作的三大要素为:增益大于等于损耗、谐振腔和受激光辐射。

  半导体激光器具有体积小、寿命长、便于集成、光电转换功率高等优点,在激光通讯、激光显现、激光打孔、激光切割、激光焊接、激光指示、激光打印、激光打标、激光指示、激光医疗等方面具有十分广泛的使用。

  半导体激光器的结构

  最简单的半导体激光器由薄的有源层、P型、N型约束层构成。有源层处在P型和N型之间,产生的PN异质结经过欧姆接触正向偏置,电流在覆盖整个激光器芯片的较大面积注入。

  以GaAs激光器为例,散热及点接触部分对材料的选择有一定的要求,陶瓷电路板陶瓷基金属化基板拥有良好的热学和电学性能,是功率型LED封装、激光、紫外的极佳材料,特别适用于多芯片封装(MCM)和基板直接键合芯片(COB)等的封装结构;一起也可以作为其他大功率电力半导体模块的散热电路基板,大电流开关、继电器、通讯行业的天线、滤波器、太阳能逆变器等。目前,GaAs激光器根本选用的是陶瓷电路板,而陶瓷电路板中又以氧化铝、氮化铝陶瓷电路板最为常用。



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  半导体激光器封装工艺流程

  半导体激光器封装工艺流程大致分为如下几个过程:清洗、蒸镀,共晶贴片,烧结,金丝,球焊,焊引线,目检,老化前测验,老化,老化后测验,封帽,包装入库。

  1.清洗的作用主要包含对热沉、管座、陶瓷片及芯片盒的清洗,包含一些仪器的日常清洗,如:全玻璃钢通风柜、超纯水机、烘箱、超声波清洗机等。

  2.蒸镀主要用于热沉蒸镀焊料,陶瓷片蒸镀金属电极。软焊料要求焊接应力小,主要指热膨胀系数与芯片不同较大的热沉材料;硬焊料要求有较大的焊接应力,良好的抗疲劳性和导热性,主要指适用于热膨胀系数与芯片不同较小的热沉材料。热沉要求热导率高、不易污染、易加工、易烧焊、热膨胀系数与芯片匹配等。

  3.共晶贴片或烧结主要作用为经过预成型焊片,实现芯片与管座或热沉共晶贴片,触及到的有芯片,TO管座,焊片等。

  4.金丝球焊主要作用为把LD芯片、PD芯片与陶瓷金属或管座之间导电衔接。

  5.焊引线主要用于把C-mount管座引线衔接,触及的工艺材料有电烙铁、铜引线、焊锡线、助焊剂、C-mount等。

  6.目检主要作用为经过体式显微镜和金相显微镜,对贴片、键合、封帽等进行精密观察与测量,以完结不良品外观异常分析。

  7.经过直流稳压电源、冷水机、老化台对激光器封装后不同温度下可靠性测验与分析,以达到老化测验要求。

  8.陶瓷基板。封装及测验后达到要求的就可以使用封帽机对不同型号的TO管封帽进行封帽。



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