Was bestimmt die Lebensdauer eines Laserdiodenmoduls?

Halbleiterlaser haben die Vorteile des Wellenlängenbereichs der breiten Ausgabe, einer einfachen Struktur und einer einfachen Integration und werden in medizinischen, sensiblen, optischen Kommunikation, Militär- und Luft- und Raumfahrtfeldern häufig eingesetzt. Was kann also das Laserdiodenmodul beschädigen? Es kann die folgenden Gründe geben:

Der Ausfall- oder Schadensmodus des Laserdiodenmoduls zeigt sich hauptsächlich in Abwesenheit von Ausgangslichtintensität während des Betriebs oder dem Ausfall des optischen Leistungsabbaus bei konstantem Antriebsstrom. Wenn sich die Ausgangsleistung auf einen bestimmten Schwellenwert verschlechtert, schlägt der Laser fehl.

Das Zentrum für Zuverlässigkeitsforschungs- und Analyse ist die früheste maßgebliche Organisation in China, die sich auf elektronische Komponenten und verschiedene technologische Forschungen und technische Dienstleistungen für elektronische Produkte spezialisiert hat. Bei der Versagensanalyse von Halbleiterlasern wird der Schluss gezogen, dass die Hauptversagensmechanismen von Halbleiterlasern hohe Betriebstemperatur, Elektrodenabbau, ohmzischen Kontakt, Hohlraumoberflächenabbau, Umweltverschmutzung und andere Faktoren umfassen. Die Einführung des Versagensmechanismus und die verwandten Fälle sind nachstehend aufgeführt.

Die typische Lebensdauer von Laserdiodenmodulen beträgt 10.000 bis 25.000 Stunden. Wenn die Temperatur der Laserdioden über die maximale Betriebstemperatur hinaus steigt, kann sich die langfristige Leistung erheblich verschlechtern, bis hin zu vollständigen Ausfällen. Wenn die Betriebstemperatur der Laserdiode um etwa 10 Grad reduziert wird, verdoppelt sich die Lebensdauer statistisch.

Die Lebensdauer des Lasermoduls kann durch Aufrechterhaltung der Falltemperatur am unteren Ende des Betriebstemperaturbereichs erheblich verlängert werden. Kühlkörper werden empfohlen und müssen verwendet werden, wenn der Laser ständig arbeitet. Durch den Betrieb der Lasermodule am unteren Ende des empfohlenen Spannungsbereichs wird auch die Lebensdauer des Lasers verlängert.

2) Elektrodenabbau

Der Elektrodenabbau erfolgt normalerweise an der Grenzfläche zwischen Metall und Halbleitermaterial. Aufgrund der Diffusion des Lötmaterials in den Halbleiter zur Bildung einer Defektstruktur unter der Wirkung eines großen Stroms verbrennt die Wärmeakkumulation an der Defektposition schließlich die nahe gelegene Metallisationsschicht.

3) Ohmischer Kontakt

Wenn zwischen dem Chip und dem Lot eine große thermische Fehlanpassung vorhanden ist, verursacht der Laser während des Schweißens oder der Arbeiten an der Materialgrenzfläche die Spannungskonzentration, wodurch Lötesrisse oder Chip -Risse verursacht werden. Darüber hinaus besteht beim Schweißen des Lasers eine Schweißlücke zwischen dem Chip und dem Lot, der den Laser ausfällt, und der Überlauf des Lötmittels während des Schweißens führt auch leicht zu einem Kurzschluss an der PN -Kreuzung.

4) Abbau von Hohlraumoberflächen

Der Abbau von Hohlraumoberflächen ist ein Fehlermodus, der Laser von anderen mikroelektronischen Geräten unterscheidet. Since the material of the active region of the laser contains Al or In elements, and when the uniformity or consistency of the chip design and manufacturing process is poor, the Al and In elements will melt or recrystallize under high-power operation, resulting in impurities or Defects, so that the temperature of this region continues to rise, and the current density of the end face continues to increase, resulting in a further rise in the temperature of this region, which eventually leads to katastrophaler optischer Schaden.

5) Umweltverschmutzung

Umweltverschmutzung ist ein externer Faktor, der zum Versagen von Halbleiterlasern führt. Der Hauptgrund ist, dass Partikel wie Staub, Wasserdampf und Ionenschadstoffe in den Inneren des Halbleiterlasers eintreten und an der Oberfläche des Chips an die Kurzschluss- oder offene Schaltung führen, was schließlich zum Ausfall des Geräts führt.

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