光电子封装技术的研究
集成光电子元件的封装与测试技术

集成光电子元件的封装与测试技术随着科技的不断发展,现代社会对于电子元件的需求越来越高。
光电子元件,是指利用光信号传递和处理信息的电子元件,也是目前电子行业发展的一个重要方向。
封装和测试技术是保证光电子元件可靠性和性能的关键环节,本文将探讨集成光电子元件的封装与测试技术。
一、光电子元件的封装技术光电子元件的封装技术决定了其性能与可靠性,其主要表现在封装方式和材料上。
一、封装方式目前光电子元件的封装方式主要有两种,一是单片芯片定位封装方式,另一种是多元件组装封装方式。
单片芯片定位封装方式是指将芯片放置位置和焊点位置置于同一平面的封装方式。
在具体实践中,目前使用的主要是双抛射封装和倒装晶圆封装。
双抛射封装的优点是结构紧凑,可以有效控制芯片的电性能和热性能;倒装晶圆封装则可以减少芯片尺寸,提高芯片的热度和加工精度。
多元件组装封装方式是指将多个元件一起封装在同一外壳中,可以提高元件的密度和总成品的性能。
其中,常见的多元件组装封装方式包括SMT、COB、LGA 等。
二、封装材料封装材料是影响光电子元件性能和可靠性的重要因素。
常用的封装材料主要包括有机材料和无机材料。
有机材料指的是采用有机聚合物或聚合物基复合材料作为封装材料。
其优点是便于处理、较低的体积密度和成本,适用于少量生产和小批量生产;缺点是耐温性和耐潮性较差。
无机材料指的是采用瓷、玻璃等无机颗粒为基础材料的封装材料。
其优点是具有良好的耐高温性能、耐潮性能,适用于大规模生产;缺点是成本较高,需要大量的压铸工艺。
二、光电子元件的测试技术光电子元件的测试技术主要包括封装质量高温试验、紫外光老化测试、光功率和光质量测试、交趾测试、电性能测试等。
一、封装质量高温试验封装质量高温试验是用于检验封装材料耐高温性能的试验,主要测试材料可持续工作在高温环境下的时间。
二、紫外光老化测试紫外光老化测试是用于检验元件材料长时间作用下的老化情况的测试,主要测试元件老化的时间和变化程度。
新型半导体光电子器件的集成与封装技术研究

新型半导体光电子器件的集成与封装技术研究随着现代科技的发展,半导体光电子器件在光通信、计算机、医疗、能源等领域扮演着重要角色。
为了提高半导体光电子器件的性能和集成度,研究人员们不断探索新型的集成与封装技术。
本文将重点探讨这些技术的最新研究进展。
一、背景随着信息技术与光学技术的快速发展,传统的电子器件已经无法满足市场对于高速传输和大容量存储的需求。
半导体光电子器件由于其光电转换效率高、带宽大以及体积小的特点,成为了未来的发展方向。
然而,单独的半导体光电子器件无法充分发挥其潜力,因此研究人员们开始探索新型的集成与封装技术。
二、集成技术的研究进展1. 混合集成技术混合集成技术将不同材料的光电子器件集成在一起,以实现更高的性能。
常见的混合集成技术包括通过微纳加工将器件聚合到一块衬底上,或者使用分离的光电子器件通过光波导进行数据传输。
此外,研究人员还通过材料和工艺的优化,提高不同材料的互补性,进一步提高了集成技术的效果。
2. 基于硅光子技术的集成硅光子技术是近年来较为热门的研究方向之一。
通过在硅基底上进行材料堆叠、控制光的传输和调控,研究人员成功实现了在硅上集成多个光电子器件的目标。
硅光子技术的发展为半导体光电子器件的集成与封装提供了新的思路和方法。
三、封装技术的研究进展1. 波导封装技术波导封装技术是一种将光学器件与光纤连接的封装方法。
通过在器件上制作波导结构,将光信号从光学器件导出并与光纤连接。
在波导封装技术的研究中,研究人员不断优化波导的制作工艺、材料选择以及耦合效率的提高,以提高封装的稳定性和性能。
2. 端面封装技术端面封装技术是一种将光学器件与外界相连的封装方法。
通过将光学器件的端面与光纤进行直接连接,实现光信号的输入和输出。
在端面封装技术的研究中,研究人员致力于提高连接的精度和稳定性,降低插入损耗,从而提高器件的性能和可靠性。
四、封装材料的研究进展1. 光学封装材料光学封装材料在集成与封装技术中起着重要的作用。
光器件封装详解有源光器件的结构和封装

有源光器件的结构和封装目录1有源光器件的分类 ........................................................................................错误!未指定书签。
2有源光器件的封装结构 .................................................................................错误!未指定书签。
2.1光发送器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.1.1同轴型光发送器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.1.2蝶形光发送器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.2光接收器件的封装结构 ...........................................................................错误!未指定书签。
2.2.1同轴型光接收器件的封装结构 ..........................................................错误!未指定书签。
2.2.2蝶形光接收器件的封装结构..............................................................错误!未指定书签。
2.3光收发一体模块的封装结构....................................................................错误!未指定书签。
大数据时代光电共封装技术的机遇与挑战-概述说明以及解释

大数据时代光电共封装技术的机遇与挑战-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在大数据时代,光电共封装技术成为了一个备受关注的领域。
光电共封装技术是将光电器件和电子器件进行封装,实现光电一体化的技术。
在这个领域中,大数据技术的应用将带来更多的机遇和挑战。
本文将深入探讨大数据时代对光电共封装技术的影响,分析其中的机遇与挑战,并展望未来的发展方向。
通过本文的研究,希望能够为推动光电共封装技术的发展提供一定的启示和参考。
1.2 文章结构在本文中,将围绕大数据时代的光电共封装技术展开讨论。
首先,我们将从引言部分出发,对该主题进行概述,介绍文章的结构和写作目的。
接着,正文部分将详细探讨大数据时代的光电共封装技术的定义、特点以及应用领域。
在机遇部分,我们将分析大数据时代为光电共封装技术带来的机遇和优势,探讨其在行业发展中的重要意义。
而在挑战部分,我们将探讨光电共封装技术在面临大数据时代的一些困难和挑战,并提出应对策略和建议。
最后,结论部分将对本文内容进行总结,展望未来光电共封装技术的发展方向,对读者提供一些思考和启示。
通过以上结构,希望能够全面深入地探讨大数据时代下光电共封装技术的机遇与挑战,为相关领域的研究和实践提供有益参考。
1.3 目的目的部分的内容:本文的主要目的是探讨大数据时代下光电共封装技术所面临的机遇和挑战。
通过深入分析光电共封装技术在大数据应用中的重要性和影响,希望能够帮助读者更好地理解这一领域的发展趋势和未来潜力。
同时,通过对机遇和挑战的探讨,提出相应的解决方案和发展建议,为推动光电共封装技术在大数据时代的发展做出贡献。
最终目的是促进光电共封装技术的创新与发展,推动我国在这一领域的竞争力和影响力的提升。
2.正文2.1 大数据时代的光电共封装技术在大数据时代,光电共封装技术扮演着重要的角色。
光电共封装技术是将光电器件和封装元器件集成在同一封装体系中的技术,通过光电器件的光学功能和封装元器件的电学功能的有效结合,实现更高效的光电信号传输。
微型架构半导体发光器件光热耦合调控与封装关键技术2023

微型架构半导体发光器件光热耦合调控与封装关键技术20231. 引言1.1 概述随着科技的不断发展和人们对信息处理速度和效率的要求越来越高,微型架构半导体发光器件作为一种新型的光电子器件,在通信、显示、照明等领域得到了广泛应用。
微型架构半导体发光器件具有快速响应、低功耗和小尺寸等优点,被认为是未来光电子领域的发展方向之一。
然而,微型架构半导体发光器件在实际应用中存在着光热耦合问题,即器件在工作过程中产生的热量会影响其性能和寿命。
为了解决这一问题,需要开展针对光热耦合调控的相关研究,并通过封装关键技术有效地降低器件温度,提高其稳定性和可靠性。
本文将重点论述微型架构半导体发光器件的光热耦合调控与封装关键技术,并通过实验方法与结果分析来验证其有效性。
通过本文的研究成果,我们将进一步推动微型架构半导体发光器件在各个领域的应用,为实现更高效、节能和可靠的光电子器件做出贡献。
1.2 文章结构本文共分为五个部分。
除了引言外,还包括微型架构半导体发光器件光热耦合调控技术、微型架构半导体发光器件封装关键技术、实验方法与结果分析以及结论与展望。
在第二部分中,我们将介绍微型架构半导体发光器件的研究背景,并详细阐述其光热耦合机制以及调控方法与策略。
第三部分将讨论微型架构半导体发光器件封装技术的发展历程,并重点关注高效散热设计与优化、封装材料与工艺选用等关键技术。
第四部分将介绍我们所采用的实验方法,并展示实验结果并进行深入分析。
通过对结果的讨论和解读,我们将得出结论,并指出存在问题和改进方向。
最后,在第五部分中,我们将总结整篇文章的研究成果,并对未来的研究方向进行展望,希望能够为微型架构半导体发光器件的发展提供新的思路和方向。
1.3 目的本文的目的在于探讨微型架构半导体发光器件光热耦合调控与封装关键技术,并通过实验方法与结果分析验证其有效性。
通过本文的研究成果,我们希望能够为微型架构半导体发光器件在通信、显示、照明等领域的应用提供理论支持和实践指导,进一步推动光电子技术的发展,为构建智能化社会做出贡献。
光器件封装工艺

光器件封装工艺1. 引言光器件封装工艺是指将光学元件(如激光二极管、光纤等)与电子元件(如芯片、电路板等)相结合,形成完整的光电子系统的过程。
在光通信、激光加工、医疗设备等领域中,光器件封装工艺起到至关重要的作用。
本文将详细介绍光器件封装工艺的流程、材料选择、常见问题及解决方案。
2. 光器件封装工艺流程2.1 设计和制造基板在进行光器件封装之前,首先需要设计和制造基板。
基板的设计应考虑到电路布局、信号传输和散热等因素。
常用的基板材料有陶瓷基板和有机基板,选择合适的材料可以提高整个系统的性能。
2.2 焊接焊接是将光学元件与电子元件相连接的关键步骤。
常见的焊接方法包括手工焊接和自动化焊接。
手工焊接适用于小批量生产,而自动化焊接适用于大规模生产。
在焊接过程中,需要注意温度控制、焊接时间和焊接质量的检测。
2.3 封装封装是将光学元件和电子元件放置在封装盒中,并固定在基板上的过程。
封装盒的选择应考虑到光学元件的保护、信号传输和散热等因素。
常见的封装盒材料有金属、陶瓷和塑料等。
不同的封装方式适用于不同的应用场景,如TO-Can、SMD等。
2.4 测试与质量控制完成光器件封装后,需要进行测试与质量控制。
测试包括光学性能测试、电气性能测试和可靠性测试等。
通过测试可以评估光器件封装的质量,并对不合格产品进行筛选和修复。
3. 光器件封装工艺材料选择3.1 基板材料选择基板材料在光器件封装中起到承载电子元件和传输信号的作用。
常见的基板材料有陶瓷基板(如铝氮化铝)和有机基板(如FR-4)。
陶瓷基板具有优异的导热性能和耐高温性能,适用于高功率应用;而有机基板成本较低,适用于一般应用。
3.2 封装盒材料选择封装盒的材料选择与光学元件的保护、信号传输和散热等因素密切相关。
金属封装盒具有良好的散热性能和电磁屏蔽性能,适用于高功率应用;陶瓷封装盒具有优异的耐高温性能和机械强度,适用于特殊环境下的应用;塑料封装盒成本较低,适用于一般应用。
微波光子学中的封装和制作技术

微波光子学中的封装和制作技术微波光子学是目前光电子学和微波电子学交叉的一个新兴的领域,是一种实现高频、宽带、低噪声和高灵敏度的器件的技术。
而微波光子学中的封装和制作技术则是实现这些器件的必要条件。
一、微波光子学中的封装技术封装是微波光子学中非常重要的一个环节,其主要目的是为了保证器件的性能和稳定性。
微波光子学中的封装技术主要分为两种类型,分别是面向封装和体向封装。
1. 面向封装面向封装是将微波器件直接封装在芯片的表面上,可以实现非常小的器件尺寸。
该封装方式主要应用于小型化的光电外延片、微型结构等器件中。
2. 体向封装体向封装是将微波器件封装在具有成形能力的模具中,将模具内的微波器件进行成型并进行真空封装。
该封装方式主要应用于高频器件、高温、高压和低温等极端工作环境下的器件。
二、微波光子学中的制作技术微波光子学器件的制作技术在保证器件性能和稳定性的同时,还要满足成本因素和生产效率。
微波光子学的制作技术主要包括单片集成制作技术、深刻蚀刻技术和光束刻蚀技术。
1. 单片集成制作技术单片集成制作技术是在微观范围中将不同器件采用同样的加工工艺进行制作,从而实现不同的任务和功能。
该技术主要是通过利用现代的超大规模集成电路提供的制始能力以及MEMS技术,将光芯片与微波芯片结合到一块单片中。
在单片上通过光电器件和微波器件的集成,实现更加高效的传输和控制功能,大大提升整个系统的传输速度和控制性能。
2. 深刻蚀刻技术深刻蚀刻技术是一种较为常用的微波光子学制作技术。
该技术主要通过使用高能量离子束作为蚀刻源,将离子束和芯片表面相互作用来剥离薄膜制造出微细的芯片或线路。
这样可以制作出规则和非规则的微波元器件,同时有效的降低器件的损耗。
3. 光束刻蚀技术光束刻蚀技术是一种利用高亮度的激光束进行直接刻蚀的微波光子学制作技术。
该技术利用激光束在芯片表面进行直接刻蚀,制作出的微细芯片或线路形状的精度和表面的质量都较高。
该技术特别适用于制造高频金属线路板和微波天线等高精度的微波器件。
LED背光源的CHIP与Package技术发展

LED背光源的CHIP与Package技术发展随着光电子技术的不断进步,LED(Light Emitting Diode)背光源在显示技术中的应用越发广泛。
作为一种绿色、高亮度、低能耗的照明方式,LED背光源在液晶显示器、广告牌、室内照明等领域发挥着重要作用。
其中,CHIP与Package技术的发展是推动LED背光源应用广泛的重要因素。
首先,我们将重点关注LED背光源的CHIP技术方面的发展。
CHIP是LED芯片的核心部分,决定了LED的发光效果与性能。
随着技术的进步,CHIP的发展呈现以下几个主要趋势。
第一,芯片尺寸的不断缩小。
随着半导体工艺的进步,LED芯片的尺寸越来越小。
这不仅使得LED背光源更加薄型化,还能在一定程度上提高LED的亮度和发光效率。
第二,芯片的转形发展。
目前,常见的LED芯片形式有方形、圆形和椭圆形等。
而随着技术的进步,人们正在研究新的形状,如星形、六边形等,以满足不同应用场景对光照均匀度和亮度的要求。
第三,颜色显示范围的扩展。
传统的LED芯片主要发出红、黄、绿、蓝等基本颜色。
而随着技术的进步,人们已经研发出了能够显示更多颜色的RGB(红、绿、蓝)LED芯片,甚至可以实现全彩显示。
这大大扩展了LED背光源的应用范围,满足了人们对颜色显示的各种需求。
接下来,我们将关注LED背光源的Package技术方面的发展。
Package技术是将LED芯片封装起来,以保护芯片并提高外部光的输出效果。
随着技术的发展,Package技术也在不断创新,展现出以下几个主要特点。
首先,封装材料的进步。
以前,LED的封装材料主要是有机玻璃和环氧树脂等,但它们的导光性能相对较差。
而如今,人们已经开发了新的材料,如磷光材料和高导热材料,以提高LED的发光效果和散热性能。
其次,封装技术的多样化。
之前,LED的封装形式主要有DIP(双列直插式)、SMD(表面贴装)、COB(芯片封装)等。
而随着技术的进步,人们已经开发了新的封装技术,如MCPCB(金属基板封装技术)、FCPCB(柔性电路板封装技术)等。
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本设计主要阐述了国内外的新型封转技术,包括电子封转技术以及光电子封装技术在现阶段的发展和未来的发展方向和趋势。
光电子封装在光通信系统下的不同类级别的封装,从而更快的传输速率,更高的性能指标、更小的外形尺寸和增加光电集成的水平和低成本的封装工艺技术。
使得光电子封装系统拥有高效、稳定、自动化程度高的特点,从而适合市场的变换跟需求。
关键词光电子封装光通信系统高性能低成本高效自动化摘要 (2)绪言 (4)一.新型封装技术 (5)1.1电子封装技术 (5)1.2光电子封装技术 (6)二.光电子封装技术的现状 (6)三.光电子器件封装技术 (7)四.光电子封装在未来的生产中的发展前景 (9)五.国内外光电子封装设备厂家 (10)参考文献11绪言光电子封装是把光电器件芯片与相关的功能器件和电路经过组装和电互连集成在一个特制的管壳内,通过管壳内部的光学系统与外部实现光连接。
光电子封装是继微电子封装之后的一项迅猛发展起来的综合高科技产业,光电子封装不但要求将机械的、热的及环境稳定性等因素在更高层次结合在一起,以发挥电和光的功能;同时需要成本低、投放市场快。
随着电子技术的飞速发展,封装的小型化和组装的高密度化以及各种新型封装技术的不断涌现,对电子组装质量的要求也越来越高。
所以电子封装的新型产业也出现了,叫电子封装测试行业。
可对不可见焊点进行检测。
还可对检测结果进行定性分析,及早发现故障。
现今在电子封装测试行业中一般常用的有人工目检,在线测试,功能测试,自动光学检测等,其人工目检相对来说有局限性,因为是用肉眼检查的方法,但是也是最简单的。
电子封装的主要制造技术,内容包括电子制造技术概述、集成电路基础、集成电路制造技术、元器件封装工艺流程、元器件封装形式及材料、光电器件制造与封装、太阳能光伏技术、印制电路板技术以及电子组装技术。
使用光电子封装,对于产品的有效性使用,及保养性,都是具有十分重要的意义的。
一.新型封装技术1.1电子封装技术电子封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。
它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序,是器件到系统的桥梁。
封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。
按目前国际上流行的看法认为,在微电子器件的总体成本中,设计占了三分之一,芯片生产占了三分之一,而封装和测试也占了三分之一,真可谓三分天下有其一。
封装研究在全球范围的发展是如此迅猛,而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的;封装所涉及的问题之多之广,也是其它许多领域中少见的,它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力,是一门综合性非常强的新型高科技学科。
什么是电子封装(electronic packaging)? 封装最初的定义是:保护电路芯片免受周围环境的影响(包括物理、化学的影响)。
所以,在最初的微电子封装中,是用金属罐(metal can) 作为外壳,用与外界完全隔离的、气密的方法,来保护脆弱的电子元件。
但是,随着集成电路技术的发展,尤其是芯片钝化层技术的不断改进,封装的功能也在慢慢异化。
通常认为,封装主要有四大功能,即功率分配、信号分配、散热及包装保护,它的作用是从集成电路器件到系统之间的连接,包括电学连接和物理连接。
目前,集成电路芯片的I/O线越来越多,它们的电源供应和信号传送都是要通过封装来实现与系统的连接;芯片的速度越来越快,功率也越来越大,使得芯片的散热问题日趋严重;由于芯片钝化层质量的提高,封装用以保护电路功能的作用其重要性正在下降。
1.2光电子封装技术光电子封装是光电子器件、电子元器件及功能应用材料的系统集成。
光电子器件和模块的封装形式,根据其应用的广度可以分为商业标准封装和客户要求的专有封装。
其中商业标准封装又可分为同轴TO 封装、同轴器件封装、光电子组件组装和光电子模块封装等几种。
对于同轴器件封装来说有同轴尾纤式器件(包括:同轴尾纤式激光器、同轴尾纤式探测器、尾纤型单纤双向器件)和同轴插拔式器件(包括:同轴插拔式激光器、同轴插拔式探测器、同轴插拔式单纤双向器件)。
其封装接口的结构有SC 型、FC 型、LC 型、ST 型、MU-J等形式。
二.光电子封装技术的现状光电子组件封装的封装结构形式有双列直插式封装(DIP)、蝶形封装(Butterfly Packaging)、小型化双列直插式封装(Mini-DIL)等几种。
光电子模块封装的结构形式有:1 9 SC 双端插拔型收发合一模块、1 9 双端尾纤型收发合一模块,以及SFF、SFP、GBIC、XFP、ZEN-Pak、X2 等多厂家协议标准化的封装类型。
此外,还有各种根据客户需要设计的专有封装。
光电子器件、组件和模块在封装过程中涉及到的工艺按照封装工艺的阶段流程和程序,可以具体细分为:驱动及放大芯片(IC)封装:这类封装属于普通微电子封装工艺。
这类封装的主要形式有小外形塑料封装(SOP 或SOIC);塑料有引线封装(PLCC)、陶瓷无引线封装(LCCC);方形扁平封装(QFP)球栅阵列封装(BGA)以及芯片尺寸封装(CSP 或uBGA)。
裸芯片(Die)封装:这类封装包括各种IC 及半导体发光和接收器件,主要形式有:板载芯片(COB);载带自动键合(TAB);倒装芯片(Flip Chip)等。
目前,在光电子器件及组件中发光和接收的裸片与集成芯片(IC)或I/O 外引线的连接,就是基于陶瓷板载芯片的共晶焊接或胶结以及金丝球键合(Bonding)。
器件或组件(Device &. Component)封装:这类封装是指将上述板载芯片如何与光纤或连接器进行耦合封装,从而达到光互连的目的。
模块封装:这类封装就是传统的 SMD 封装,即将光器件或组件与PCB 板电互连,然后通过各种MSA 协议或客户指定的外壳进行封装的工艺形式。
图1 光电子器件/组件/模块封装流程及图例三.光电子器件封装技术半导体光器件管芯封装包括光发射器件管芯(LD-Chip)封装和光接收器件管芯(PD-Chip)封装。
我们通常所指的TO 封装、双列直插封装(DIP)、蝶形封装(Butterfly)以及小型化双列直插(Mini-DIL)封装都属于这一类封装。
但是,基于光发射器件与光接收器件的不同工作原理和工作环境,两者在封装技术和工艺方面具有其各自的特点。
主要的封装过程有芯管封装、器件(管芯)耦合封装及模块封装。
其中芯管封装、耦合封装是光电子封装的重要工艺过程。
图2 典型的光电子器件/组件封装外形SC 插拔型同轴激光器的装配图如图3 所示。
其中TO 激光器的封装为芯管封装,TO 激光器与陶瓷插针体、管体、SC 型适配器的封装过程为耦合封装过程。
图 3 SC 插拔型同轴激光器的装配图半导体激光器 TO 封装是一种典型的同轴器件封装形式,它具有体积小、结构紧凑、成本较低的优点。
其具体结构见图4 所示,它包括激光器芯管、背光探测器、过度块、透镜、TO底座及TO 帽,通过金丝引线键合互连和气密性封装组成一个光器件单元。
我们称之为半导体激光器TO 管芯。
图4 TO 激光器封装结构示意图对半导体激光器芯管封装,根据前述需要考虑的相关因素以及器件作为产品的本身的可靠性要求(参照GR-468-CORE 及MIL-STD-883),在封装过程中我们必须关注过度块、热沉、TO 激光器芯管焊料、背光探测器芯管粘接剂等材料的热传导特性、热膨胀系数、材料的扩散以及相应的工艺性(如:可焊性等)。
热沉多选用铜、钨铜、硅、碳化硅、银或各种先进的合成材料,如:碳纤维铜含银的Invar 合金等。
通常情况下,裸芯片并不是直接安装在热沉上,而是安装在过度块上。
通常过度块起到横向散热的作用,避免发光器件局部温度升高;此外,过度块的热膨胀系数(CTE)介于半导体材料和热沉之间,可以达到有效匹配热变形的能力,从而有效减小安装工艺过程中产生的应力。
值得一提的是氮化铝(AlN,CTE=4.3 10-6/ K)具有良好的线膨胀匹配能力且导热能力(热导率=170-200 m K)良好,因此在实际生产中被广泛的采用。
目前,芯管焊接可以有多种焊料选择,如:锡(Sn),锡-铅(Sn-Pb),铟(In)以及金-锡(Au-Sn)或金-锗(Au-Ge)共晶合金。
为了减少芯管焊接过程中产生的应力,目前多采用铟代替锡。
在GaAs 芯管的晶片共晶焊接过程中,为了进一步的减小应力多采用硅(Si)和碳化硅(SiC)代替金刚石作为过度块。
另外,考虑到芯管焊接结合区由于金(Au)扩散进入铟(In)合金层会使焊接结合层的热阻、电阻出现衰退现象,并且形成脆性相的金属间化合物,主要是:Au9In4。
在锡(Sn)和锡-铅(Sn-Pb)焊接结合处,当焊层中熔入一定量的金(Au)时,同样形成脆性相的金属间化合物AuSn4。
这些金属间化合物的形成,将使焊接层性能不稳定。
通常采取在热沉的表面蒸发一层含金的共晶合金如:Au88Ge12 或Au80Sn20 来提高焊接结合区的稳定性。
多层Au-Sn 焊料可以在低于其共晶点(80Au20Sn,,280 C)的条件下得到无孔隙和空洞的焊接结合层,因此在实际生产中Au-Sn 合金焊料被广泛的采用。
采用共晶焊接技术来实现激光器芯管和过渡块之间的联接。
需要避免形成大量的金属间化合物(IMC),通常采取适当的工艺在结合材料间形成扩散势垒,以阻止不良金属间化合物的形成。
如:钨(W)扩散势垒可以有效减少金(Au)从芯管镀层或热沉向铟(In)焊接区的扩散;镍(Ni)扩散势垒,通常1-5 m 厚,可以有效阻止铜(Cu)元素向铟(In)焊接区的快速扩散。
通过在薄的扩散势垒层表面溅射0.3 m 薄的金(Au)层可以有效改进势垒层的润湿性能并阻止Au-Sn 合金中Sn 的损耗。
焊料层、半导体材料以及热沉的氧化必须通过表面镀金层来减少,液体助焊剂也是一种传统的减少氧化层来提高润湿性能,降低焊层表面张力,但是由于液体活性助焊剂的腐蚀性和残留物会降低光电子封装的稳定性限制了它的使用,通常在低的焊接温度下(200-230 C),采用醋酸或蚁酸蒸汽作为助焊剂。
在高于300 C 时,最常用的方法是采用含氢的气体(如:H2-N2 或H2-Ar2 混合气体)作为保护,来防止氧化物的形层,提高焊接的质量稳定性和可靠性。
半导体接收光器件的封装主要是实现半导体光电探测器的光和电的互联。
它同样需要考虑封装过程中电、热、光和密封环境的影响,只是与激光器管芯封装相比这些因素中除电信号或噪声的影响因素相对较大外,其它因素的影响相对要弱一些。
四.光电子封装在未来的生产中的发展前景我国正在成为世界电子制造的大国,要成为电子制造的强国,需要更多创新型、国际化的专业技术。
据欧洲光伏工业协会EPIA 预测,太阳能光伏发电在21世纪会占据世界能源消费的重要席位,不但要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体。