高功率激光二極管(HPLD)隨著光纖激光器逐漸成為材料加工應(yīng)用的[敏感詞]工具，對(duì)光纖激光泵光源的需求不斷增加，它是當(dāng)今增長最快的激光器類型之一。HPLD也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，如光動(dòng)力療法、激光美容和外科手術(shù)，以及直接半導(dǎo)體激光材料加工，包括涂裝、3D打印、切割和焊接。HPLD的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是國防工業(yè)，其增長由定向能量武器驅(qū)動(dòng)。

HPLD提供的波長范圍為400nm至2000nm，光輸出功率范圍為1W至300+W，是任何其它激光器都無法比擬的，[1]在最小的體積內(nèi)有[敏感詞]的電光。(EO)轉(zhuǎn)換效率(高達(dá)65%)。HPLD因其獨(dú)特的性能，能夠適應(yīng)其快速增長的各種應(yīng)用。據(jù)NilushiWijeyasinghe博士介紹，2019-2029年激光二極管和直接二極管激光：技術(shù)、市場&預(yù)測''，到2029年，激光二極管和直接二極管激光的全球市場規(guī)模將達(dá)到139.85億美元，其中激光二極管占119.52億美元，直接二極管占20.33億美元。IGBT超聲焊接機(jī)

關(guān)鍵技術(shù)的挑戰(zhàn)

貼片技術(shù)是HPLD制造中最關(guān)鍵的包裝步驟。在這個(gè)過程中，單管或Bar芯片通過金-錫共晶芯片技術(shù)連接到散熱基板。芯片與散熱基板的連接通常是金錫，采用共晶芯片技術(shù)。(AuSn)焊接材料。HPLD芯片可以是單管激光芯片，也可以是多管bar條激光芯片。貼片技術(shù)對(duì)HPLD產(chǎn)品的光學(xué)效率和現(xiàn)場可靠性至關(guān)重要。以下是一些關(guān)鍵過程的挑戰(zhàn):

高精度

單管或bar芯片的發(fā)光面與散熱器基板邊緣之間的HPLD具有高精度的位置要求。一般來說，貼片后的結(jié)果從發(fā)光面到基板邊緣應(yīng)無凹陷，發(fā)光面的突出部分應(yīng)小于5-10。μm。因此，貼片機(jī)的貼片精度一般應(yīng)該是<±2.5μm。而且激光管芯和襯底的邊緣也可能有1μm的公差。所以，機(jī)器的精度必須是<±1.5μm。

共晶質(zhì)量

回流過程中的溫度曲線除了位置精度外，對(duì)于HPLD貼片過程也非常重要。在共晶過程中，需要特別注意在芯片和散熱基板之間實(shí)現(xiàn)細(xì)微、均勻、無空洞的共晶界面，從而有效、均勻地散熱。這就要求貼片機(jī)對(duì)整個(gè)貼片區(qū)域有準(zhǔn)確、均勻的共晶回流溫度控制。HPLD貼片過程需要一個(gè)可編程的均勻共晶加熱臺(tái)，可以快速升溫/降溫，共晶過程中的溫度必須保持穩(wěn)定。在加熱階段，必須覆蓋氣體，以防止共晶表面氧化，從而獲得良好的空氣和潤濕度。

共性&無空洞

隨著HPLD芯片功率的增加，單管芯片變得更長，一些芯片的長寬比也越來越大，比如長寬比>10。Bar條HPLD具有很大的挑戰(zhàn)性，因?yàn)樗慕M合面積很大，放大了鍵合后的特性缺陷，比如空隙率%和Bar條的傾斜角度。。HPLD單管或bar芯片與散熱基板之間的準(zhǔn)確共面性也很重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響空隙率和應(yīng)力。因此，缺乏準(zhǔn)確的共面性會(huì)影響HPLD產(chǎn)品的性能和可靠性。如果沒有良好的共面控制，就會(huì)被稱為殘片。

高度混合&快速生產(chǎn)

目前，行業(yè)正處于快速發(fā)展和過渡狀態(tài)。由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，制造商必須應(yīng)對(duì)需求增長和產(chǎn)品封裝復(fù)雜多樣的情況。工業(yè)單管芯片由不同的供應(yīng)商設(shè)計(jì)到基板(CoS)，和Bar條一起到基板(BoS)變化很大。為了適應(yīng)不同的應(yīng)用，HPLD封裝設(shè)計(jì)有更多的封裝形式。所以，高混合生產(chǎn)是HPLD生產(chǎn)的又一重大挑戰(zhàn)。