大功率半導(dǎo)體激光器的壽命及可靠性設(shè)計(jì)研究(完整版)
【正文】 王樂(lè) 11023121 李冉 11023111 馬云霄 11023117 吳天宇 11023110目錄一、大功率激光器的應(yīng)用背景 3二、半導(dǎo)體激光器的可靠性及壽命 4三、大功率半導(dǎo)體激光器壽命的測(cè)量方法 5 高功率二極管激光器的壽命測(cè)量方法 5 6 結(jié)論 7 焊接應(yīng)面力對(duì)壽命的影響 8四、提高大功率半導(dǎo)體器件壽命的使用方法 8五、總結(jié) 9六、組員分工 9一、大功率激光器的應(yīng)用背景隨著半導(dǎo)體激光技術(shù)的日趨成熟和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，大功率半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用范圍已經(jīng)覆蓋了光電子學(xué)的諸多領(lǐng)域，成為當(dāng)今光電子實(shí)用器件的核心技術(shù)。北京工業(yè)大學(xué)研制了光束整形l 000 W 大功率半導(dǎo)體激光器，用于U74鋼軌表面淬火試驗(yàn)。(4)激光測(cè)距。二、半導(dǎo)體激光器的可靠性及壽命 為了研究激光器的可靠性,我們采用了恒流老化的方法實(shí)驗(yàn)前先將封裝好的器件固定在散熱片上,放在老化臺(tái)上進(jìn)行恒流電老化。高功率半導(dǎo)體激光器的壽命評(píng)價(jià)面臨的難點(diǎn)產(chǎn)品的壽命評(píng)價(jià)來(lái)自于大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),然而由于高功率半導(dǎo)體激光器的制作成本相當(dāng)高,同一批次的器件也相當(dāng)有限,這就限制了壽命數(shù)據(jù)的來(lái)源。三、大功率半導(dǎo)體激光器壽命的測(cè)量方法 高功率二極管激光器的壽命測(cè)量方法 理論方法對(duì)于高功率二極管激光器還沒有標(biāo)準(zhǔn)的方法對(duì)其壽命進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)器件的退化率外推和加速老化壽命測(cè)試是電子器件進(jìn)行可靠性鑒定的兩種不同的模式。激光二極管的壽命測(cè)試分為兩個(gè)方面進(jìn)行，一方面冷卻水溫設(shè)為20℃測(cè)試，另一種是實(shí)際應(yīng)用的溫度條件下進(jìn)行壽命測(cè)試。圖2顯示了實(shí)際工作條件下，激光器的PI—V曲線，器件的閾值電流為18．5A，略高于圖l中的閾值電流值，這主要是由于界面熱阻和工作溫度的提高，使得激光二極管的結(jié)溫高達(dá)55℃左右，超出了激光二極管的正常運(yùn)行溫度，造成了激光器閾值增加，功率降低。經(jīng)過(guò)440h(10。材料發(fā)生形變時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力．把分布內(nèi)力在一點(diǎn)的集度稱為應(yīng)力（Stress），應(yīng)力與微面積的乘積即微內(nèi)力．或物體由于外因(受力、濕度變化等)而變形時(shí)，在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力，以抵抗這種外因的作用，并力圖使物體從變形后的位置回復(fù)到變形前的位置。因此，高功率激光器封裝的焊接技術(shù)、焊料沉積工藝等是提高器件可靠性和壽命的關(guān)鍵因素之一【5】。σ=ln?(tmtT)，式中t1是累積失效率為16％(％)時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)間?？偨Y(jié)出了提高大功率器件壽命的方法【6】。在這次的學(xué)習(xí)中，我們發(fā)現(xiàn)我國(guó)的半導(dǎo)體技術(shù)還有很高的提升空間，現(xiàn)在面臨著很多問(wèn)題，比如設(shè)備的引進(jìn)，精度的不足還有這方面人才的匱乏。得到了中值壽命tm和對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σ后就可以計(jì)算出激光器的平均壽命(MTTF)在對(duì)數(shù)正態(tài)分布
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