用于大功率半导体激光器封装的Au-Sn合金焊料的制备和特性研究

介绍了具有极好热特性、电特性和机械特性以及相对低的熔化温度的Au(80wt.%-Sn(20wt.%)共熔合金焊料的制备方法和过程,研究了用于焊接大功率半导体激光器的Au-Sn合金的特性,并探讨了获得可靠焊接应注意的问题。

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第3卷第3 O期 20年9 0 7月

长春理工大学学报 (自然科学版 ) Junl f hn cu nvri f cec n ehoo y Na rl cec dt n) o rao C agh nU iesyo S i eadTcn lg ( t aS i eE io t n u n i

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用于大功率半导体激光器封装的 A .n uS合金焊料的制备和特性研究 黄波，陈金强，杨凯，孙亮，宋国才，高欣，薄报学 (长春理工大学摘高功率半导体激光国家重点实验室，长春 10 2 3 0 2)

要：介绍了具有极好热特性、电特性和机械特性以及相对低的熔化温度的 Au( 0 t S (0 t共熔合金焊 8 w . n2 w .%-%)

料的制备方法和过程，研究了用于焊接大功率半导体激光器的Aus合金的特性，并探讨了获得可靠焊接应注意的 .n 问题。

关键词：Aus .n合金焊料；大功率半导体激光器；共熔合金；焊接 中图分类号：T N2文献标识码：A文章编号：1 7—9 7 (0 7 3—0 0—0 6 2 8 0 2 0 )0 01 4

Fa rc to n s a c f b i a n a d Re e r h o n Al y o c p u a n f i Au l sf rEn a s l t g o S o i Hi h Po r S m io d c o s r g we e c n u t rLa e HUANG Bo,CHEN i in Jnq a g,YANG i,S Ka UN a g, Li n SONG o a,GAO n,BO o ue Gu c i Xi Ba x

( ai a Ke L bo Hih o e Smi n utr aes, h n cu nvri N t n l y a n g P w r e c d co L sr C a gh nU iesyo o o tf S i c n eh oo y C a g h n1 0 2 ) ce ea dT c n lg, h n c u 3 0 2 n

A s a tA nv l rd co to dpo es fA ( 0 t )-n2 w . bt c: o epo ut nme da rcs o u 8 w . r i h n % S (0 t%)et t l y odr aigecl n ue i ao s le vn xe et cc l s h l h r l t ema, ee t c l n c a ia r p r e dr lt eyl

w l n dr fo tmp r t r s r s n e, t ec a _ l cr a d me h c l o et s i a n p i a ai l n e v o me t g a l w i n e e e au ewa e e t d h h r p a trs co g l .i l y s l e d t ek y p it e l eh g l eib eb n i gwe ec a a t r e . ce it f o d t al d ra e o n s o r ai i h yr l l o dn r h r ce i d i n o o n h t z a z

Ke r s u S l ys l r y wo d:A - na o d;Hi o r e c n u tr ae;￣ tc c l y o d g l o e g p we smi d co s r E e t l;B n i h o l u iao n

作为封装过程的一部分，A -n焊料常用于将 uS

器的输出功率和工作寿命。随着器件输出功率的增大，热效应对器件的影响随之增大，如何将器件工作时产生的热量及时有效地排出已成为封装工艺的首要问题，其中芯片与热沉、冷却器及电极各界面之间连接的热阻和接触电阻对器件的有效散热起着重要作用，为获得最小的界面热阻和接触电阻，各界面需采用倒装焊接技术连结，其中芯片与热沉间的连结最为关键。由于芯片所能承受的温度所限，焊接须采用低温焊料，故选用 A—n金作为 uS合 焊接材料。

光电子器件和微电子器件焊接到陶瓷载体上。当 前，大多数 A—n uS共熔合金要么是作为预处理而沉积，要么是用溅射或蒸发等真空沉积技术而沉积。 使用焊料的预处理是相对便宜且易于实现的，但是 就要牺牲焊层的调整和厚度控制，而且焊层很容易被氧化，从而破坏焊层的完整性。真空沉积技术可以提供更好的过程控制并能减少氧化，但是应用起来也更昂贵且周期更长…。一个结合了真空沉积技术的过程控制和预处理的相对少的成本的可选方法

就是电镀沉积结合蒸镀。 大功率半导体激光器的封装，关键在于通过低热阻技术、低欧姆接触技术以及高效冷却技术，有 、

1焊料分析和制备方法选择 用于封装焊接的焊料分为硬焊料和软焊料两

效的减少激光器芯片工作时热量的积累，提高激光

类。软焊料有很小的生长应力，在正常应力作用时

收稿日期：2 0 0 7

— 0 6— 1 2基金项目：国家自然科学基金资助项目 ( 0 70 6 0 7 0 0 64 4 2,6 7 1 ) 4作者简介：黄波 (92一 ),男，硕士研究生，主要从事半导体激光器件研究，Em i w b2 6. m。 18 a:d h 5@13 o l t

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