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1、LD TO产品及工艺基础 2010 6 LD TO产品简介 一 LD TO定义 LD LaserDiode 激光二极管 TO TransistorOutline 晶体管外形 LD TO 晶体管外形封装的激光器 我们公司一般简称为激光器或激光器TO LD TO产品简介 二 LD TO工作原理 LD发光原理 向半导体PN结注入电流 实现粒子数反转分布 产生受激辐射 再利用谐振腔的正反馈 实现光放大而产生的激光振荡 LD TO产品简介 二 LD TO工作原理 LD TO结构PD芯片指背光监测芯片 即监视光电二极管 作用是监测LD输出光功率的变化 LD TO产品简介 三 LD TO产品分类 按LD芯片
2、类型 F P型 Fabry Perot 法布里 珀罗 用F P谐振腔两端的反射镜 对激活物质发出的辐射光进行反馈DFB型 DistributedFeedBack 分布反馈 用靠近有源层沿长度方向制作的周期性结构 波纹状 衍射光栅实现光波长选择性反馈 LD TO产品简介 三 LD TO产品分类 按波长不同分 1310nm 1470nm 1490nm 1510nm 1530nm 1550nm 1570nm 1590nm 1610nm LD TO产品简介 三 LD TO产品分类 按焦距不同分 5 8mm 6 4mm 6 5mm 7 5mm 8 6mm 10 1mm焦距是由TO帽和LD芯片贴装位置决定
3、的 LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 阈值电流 Ith 阈值电流是LD开始振荡 发光 的正向电流 光输出功率 Po 在阈值电流以上所加正向电流达到规定的调制电流时 从LD输出的光功率定义为Po LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 P I曲线 P I LD的总发射光功率与注入电流的关系曲线称为P I曲线 LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 拐点 Kink P I曲线上光功率出现非线性变化的点称为拐点 Kink Kink一般采用一次微分法 dP dI曲线法 测试 LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 光谱特性发射光谱取决于LD光腔的特定结构 光谱参数有 中心波长 c
4、 峰值波长 p 谱宽 边模抑制比 SMSR LD TO产品简介 中心波长 c 在发射器件光谱中 连接50 最大幅度值线段的中心点所对应的波长 峰值波长 c 在规定输出光功率时 光谱内若干发射模式中最大强度的光谱波长 LD TO产品简介 谱宽 一般指在规定输出功率下主模波长的最大峰值功率跌落 20dB时的最大全宽 LD TO产品简介 边模抑制比 SMSR 在规定的输出光功率和规定的调制时最高光谱峰强度与次高光谱峰强度之比 LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 背光电流 Im 背光电流也称为监视光电流 是指在规定的LD光输出功率时 其背面出光经PD芯片产生的光电流 LD TO产品简介 四 L
5、D TO产品特性 LD反向电压 VR 可以施加到LD上且不产生LD损伤失效的最大电压 PD反向电压 VD 可以施加到PD上且不产生PD损伤失效的最大电压 LD TO产品简介 四 LD TO产品特性 LD串联电阻 RO 通过在工作电流处计算LD的V I特性曲线的微分而确定 LD TO产品简介 五 LD TO产品应用LD TO是光通讯模块中的关键器件之一 即光源 是将电信号转换成光信号 并发射出去的器件 LD TO工艺简介 一 LD TO贴片工艺 PD贴片采用的是手工胶粘工艺 使用H20E导电胶将PD芯片贴装在TO底座上 LD TO工艺简介 一 LD TO贴片工艺 LD贴片采用的是全自动共晶贴片工
6、艺 LD TO工艺简介 一 LD TO贴片工艺 什么是共晶LD自动贴片机采用的是共晶焊接 共晶合金是金锡 Au Sn 70 30 共晶焊接也叫金属合金焊接 是指在相对较低的温度下共晶焊料发生共晶物熔合的现象 共晶合金直接从固态变到液态 而不经过塑性 在某种给定载荷下 材料产生永久形变的特征 阶段 其熔化温度称共晶温度 LD TO工艺简介 二 LD TO键合工艺 PD键合采用的是半自动超声金丝球焊工艺 采用18 m金丝 LD TO工艺简介 二 LD TO键合工艺 LD键合采用的是半自动超声金丝球焊工艺 采用25 m金丝 LD TO工艺简介 三 LD TO封帽工艺 预封帽 低能量封帽 采用CCD成
7、像系统调节TO帽透镜中心与LD芯片发光点对准 然后低能量封焊 LD TO工艺简介 三 LD TO封帽工艺 封帽 终封 采用电容储能式封帽机在密封的氮气操作箱内完成封焊 LD TO工艺简介 三 LD TO封帽工艺 压氦检漏LD TO在0 5Mpa的氦气容器内经过2小时压氦过程后 采用氦质谱检漏仪测试其漏率 称为细检漏 另外还需要采用氟油进行粗检漏 LD TO工艺简介 四 LD TO测试工艺 PD测试 PD反向电压 采用半导体图示仪测试 一般要求VD大于30V LD TO工艺简介 四 LD TO测试工艺 老化前 后测试 PIV测试 目前采用64工位连续测试系统和20工位条形测试系统 LD TO工艺
8、简介 四 LD TO测试工艺 老化目前采用加电老化系统 条件一般是150mA电流 85 高温 LD TO工艺简介 四 LD TO测试工艺 光谱测试采用耦合台 光谱仪组合测试系统 光谱测试参数一般有峰值波长 p 谱宽 边模抑制比 SMSR LD TO工艺简介 四 LD TO测试工艺 Vbr测试 LD反向电压 采用半导体图示仪测试 一般要求VR大于5V LD TO工艺简介 四 LD TO测试工艺 焦距测试采用耦合台将LD TO耦合到功率最大 利用塞尺测量其高度 计算出焦距 LD TO工艺简介 五 LD TO包装工艺采用防静电屏蔽袋真空包装 LD TO工艺简介 常用LD TO生产工艺流程图 谢谢大家
