何聪华

摘  要：半导体激光器的封装通常通过外部热源对半导体激光器及其载板进行加热，载板上的焊料熔融情况与加热封装工艺息息相关，其直接影响了半导体激光器工作的稳定性以及寿命。本文通过Minitab软件设计4因素3水平的正交试验，研究了外部热源镭射能量、镭射高度、镭射的Defocus散焦和Au80wt%/Sn20wt%的AuSn焊料厚度对半导体激光器封装工艺的影响并对其进行初步优化，且通过小批量样品验证了该工艺参数的可行性，为半导体激光器的封装工艺提供技术参考。

关键词：半导体激光器  封装工艺  Minitab  正交试验

图书分类号：TP206                          文献标识码：A                   文章编号：1674-098X（2021）01（a）-0063-06

Abstract： Semiconductor laser diode packaging is usually heated by external heat source to the semiconductor laser and its carrier plate. The melting of solder on the carrier plate is closely related to the heating and packaging technology， which directly affects the stability and life of the semiconductor laser. Orthogonal test 4 factors and 3 levels is design by software Minitab for the parameters optimization of external laser power， shot height， defocus and Au80wt%/Sn20wt% AuSn thickness. The feasibility of the process parameters is verified by small batch samples， which provides technical reference for the packaging process of semiconductor laser.

Key Words： Semiconductor laser diode; Packaging technology;  Minitab; Orthogonal test

半導体激光器具有体积小、重量轻、波长覆盖范围广、易于商业生产等独特优势，已成为了当代光电子领域的核心器件，被广泛应用于通讯与光储存、材料加工、激光医疗和激光打标等国防与民用的诸多领域 [1]。半导体器件工作时通常会源源不断地产生热量，热量的积累会引起器件内部温度的上升，内部结温过高会导致器件失效甚至损坏[2]。半导体激光器在工作过程中若热量的产生速度大于散热的速度，就会引起阈值电流变大、电光转换效率减小、输出功率变低及寿命缩短。散热良好与否已经成为半导体激光器性能稳定的一项非常重要的因素[3]，散热性能良好与否又与封装工艺息息相关。

而当前主流的封装焊料通常采用具有良好的抗热疲劳性质、较高的热导率和极佳稳定性的金锡共晶焊接材料[4]。……