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1、LD-TO产品及工艺基础,LD-TO产品简介,一.LD-TO定义 LD（Laser Diode）：激光二极管 TO（Transistor Outline）：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
2、片类型： 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（Distributed Feed Back，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
3、由TO帽和LD芯片贴装位置决定的,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
4、LD光腔的特定结构，光谱参数有：中心波长 （c）、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
5、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.LD-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
6、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18m金丝,LD-TO工艺简介,二.LD-TO键合工艺 LD键合 采用的
7、是半自动超声金丝球焊工艺，采用25m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-
8、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！,
