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更新時(shí)間：2025.06.01
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基于超聲波的功率半導(dǎo)體高溫封裝技術(shù)介紹 作者：張曹 天津愛沐陽光科技 一、行業(yè)背景 以碳化硅（ SiC）和氮化鎵（ GaN）為代表的第三代功率半導(dǎo)體材料，是近些 年發(fā)展起來的新型半導(dǎo)體材料， 具有更寬的禁帶寬度、 更好的熱導(dǎo)率， 更適合當(dāng) 前高功率器件的需要。 但高功率、高壓的功率器件或模塊會(huì)帶來一個(gè)芯片散熱的問題。 現(xiàn)有的封裝 技術(shù)是基于鉛基合金， 如典型的 92.5Pb/5Sn/2.5Ag合金，在真空共晶爐中實(shí)現(xiàn)芯 片與陶瓷電路板的貼片封裝，很難滿足散熱與耐熱沖擊要求，主要原因如下： （1）鉛基合金的熱導(dǎo)率僅為 30-40W/m.k 左右，耐溫僅到 250℃ （3）鉛基合金還存在含鉛、高污染問題。 因此耐高溫、無鉛化的貼片封裝技術(shù)一直是業(yè)內(nèi)的研發(fā)重點(diǎn)。 一個(gè)技術(shù)路線是納米銀漿，使用納米級的銀粉末可以低溫融化的特點(diǎn)，在 200-300℃左右燒結(jié)，在芯片與陶瓷電路板之間形成一個(gè)導(dǎo)熱的銀層，
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根據(jù)大功率半導(dǎo)體激光二極管列陣與光纖列陣耦合方式,分別從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面討論、分析了大功率半導(dǎo)體激光二極管列陣與微球透鏡光纖列陣耦合。將19根芯徑均為200μm的光纖的端面分別熔融拉錐成具有相同直徑的微球透鏡,利用V形槽精密排列,排列周期等于激光二極管列陣各發(fā)光單元的周期。將微球透鏡光纖列陣直接對準(zhǔn)半導(dǎo)體激光二極管列陣的19個(gè)發(fā)光單元,精密調(diào)節(jié)兩者之間的距離,使耦合輸出功率達(dá)到最大。半導(dǎo)體激光二極管列陣與微球透鏡光纖列陣直接耦合后,不僅從各個(gè)方向同時(shí)壓縮了激光束的發(fā)散角,有效地實(shí)現(xiàn)了對激光束的整形、壓縮,而且實(shí)現(xiàn)30 W的高輸出功率,最大耦合效率大于80%,光纖的數(shù)值孔徑為0.16。
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