高功率二極管激光器Au80Sn20焊料制備及焊接工藝研究.pdf

1、焊料是高功率二極管激光器焊接時(shí)用來填充連接處間隙使芯片與熱沉牢固結(jié)合的填充材料。焊料的可焊性、熔點(diǎn)、強(qiáng)度及楊氏模量、熱膨脹系數(shù)、熱疲勞、蠕變性能等均可影響焊料連接的質(zhì)量，所以選擇合適的焊料是獲得可靠封裝和連接的關(guān)鍵之一，Au80Sn20合金焊料是一種廣泛應(yīng)用于光電子封裝和高可靠性軍用電子器件焊接的貴金屬焊料，Au80Sn20合金焊料本身強(qiáng)度高，抗氧化性能好，抗熱疲勞和蠕變性能優(yōu)良，熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，這些優(yōu)點(diǎn)使得其成為高功率二極管激光器封

2、裝的最佳焊料之一。
　　本文從高功率DL的封裝技術(shù)和熱特性兩方面展開，針對高功率DL的材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)解決了Au80Sn20合金焊料的制備與焊接工藝。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)介紹了高功率DL封裝的關(guān)鍵技術(shù)，分析了單元二極管激光器的封裝結(jié)構(gòu)，確定了用Cu10W90作為DL芯片與銅熱沉間熱膨脹匹配的過渡次熱沉，Au80Sn20合金作為焊料的封裝結(jié)構(gòu)，研究了高功率DL的熱特性。
　　(2)從基本理論出發(fā)結(jié)合現(xiàn)

3、有的實(shí)驗(yàn)條件，采用磁控濺射單靶和雙靶分層濺射的方法制備了Au80Sn20合金焊料，重點(diǎn)分析了兩種工藝的技術(shù)路線以及對工藝參數(shù)的確定，研究了Au80Sn20合金氧化動(dòng)力學(xué)，改進(jìn)了焊料制備工藝。最后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)及分析，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出，無論是Au80Sn20合金靶還是Au靶和Sn靶進(jìn)行雙靶分層濺射鍍膜都可以制備Au80Sn20合金焊料，其制備的Au80Sn20合金焊料表面均勻無明顯缺陷，結(jié)構(gòu)致密;成分與理論成分接近;熔點(diǎn)與理論熔點(diǎn)接近。<

4、br>　　(3)完善Au80Sn20合金焊料磁控濺射工藝，通過磁控濺射制備的Au80Sn20合金焊料焊接標(biāo)準(zhǔn)的高功率二極管激光器巴條，研究了不同因素對焊接質(zhì)量的影響，優(yōu)化焊接工藝，確定焊接曲線，并對焊接的DL芯片的焊接質(zhì)量進(jìn)行了測試。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出，無論是Au80Sn20合金靶還是Au靶和Sn靶進(jìn)行雙靶分層濺射鍍膜都可以焊接二極管激光器，其焊接強(qiáng)度大，空洞小。
　　(4)采用進(jìn)口沉積和我們制備的Au80Sn20合金焊料焊接連續(xù)1