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基于超聲波的功率半導體高溫封裝技術介紹 作者：張曹 天津愛沐陽光科技 一、行業背景 以碳化硅（ SiC）和氮化鎵（ GaN）為代表的第三代功率半導體材料，是近些 年發展起來的新型半導體材料， 具有更寬的禁帶寬度、 更好的熱導率， 更適合當 前高功率器件的需要。 但高功率、高壓的功率器件或模塊會帶來一個芯片散熱的問題。 現有的封裝 技術是基于鉛基合金， 如典型的 92.5Pb/5Sn/2.5Ag合金，在真空共晶爐中實現芯 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一直是業內的研發重點。 一個技術路線是納米銀漿，使用納米級的銀粉末可以低溫融化的特點，在 200-300℃左右燒結，在芯片與陶瓷電路板之間形成一個導熱的銀層，
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根據大功率半導體激光二極管列陣與光纖列陣耦合方式,分別從理論和實驗兩方面討論、分析了大功率半導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光單元的周期。將微球透鏡光纖列陣直接對準半導體激光二極管列陣的19個發光單元,精密調節兩者之間的距離,使耦合輸出功率達到最大。半導體激光二極管列陣與微球透鏡光纖列陣直接耦合后,不僅從各個方向同時壓縮了激光束的發散角,有效地實現了對激光束的整形、壓縮,而且實現30 W的高輸出功率,最大耦合效率大于80%,光纖的數值孔徑為0.16。
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