Простите , если не совсем по теме, но более подходящего раздела я не нашел. Мне предстоит сделать приспособление для тестирования и разбраковки
несмонтированных кристаллов из арсенида галлия. Кристаллы имеют золотую металлизацию толщиной 4-5 микрон на верхней и нижней плоскости.
При тестировании кристалл будет сжиматься плоскопараллельными золочеными медными водоохлаждаемыми брусками. Неплоскостность и шероховатостоть контактных поверхностей будет около 0.5 микрона . Вопрос у меня такой - какую максимальную безопасную удельную нагрузку можно прикладывать к кристаллу из арсенида галлия ? Размеры кристалла 1x10x0.135 миллиметра.

Сообщение отредактировал dpss - Jun 5 2009, 15:46

Я после выпуска к старшим товарищам тоже приставал с подобными вопросами
На всю Россию-матушку найдётся челок 15, которые сталкивались с подобной задачей, и то скорее всего забыли за давностью лет
Начинаете с десятков микроампер и пальчиками щупаете радиатор, ну и действуйте по принципу:
относись к GaAs много лучше того, как ты хотел бы что бы он относился к тебе

Необходимо наверное уточнить - речь идет о силовых лазерных кристаллах накачки (Unmounted Laser Diode Bars) типа таких http://www.optoscience.com/pdf/qpc/ES-umt.pdf Ток у некоторых моделей может быть больше 80 ампер на кристалл. Щупать пальчиком температуру при 80 ваттах лазерного излучения (даже не сфокусированного) не есть гут - из пальчика может пойти дым :-) Да и вопрос собственно не в температуре. Меня интересует с каким усилием можно эту пластинку сжимать. В литературе говорят о том , что арсенид галлия заметно более хрупкий чем кремний но никаких конкретных цифр я не нашел.

А у производителя запросить ? Чтобы не было конфликтов по поводу сломанных кристаллов. И еще у меня возникает сильное сомнение в возможности выдержать одинаковость давления при таких размерах. Индиевую фольгу не было мысли применить ?

А какие режимы тестирования предполагаются? Если полный ток- мощность- то забудьте как страшный сон. Если только порог генерации поймать - то сильно давить и ненужно. Но имейте ввиду- одноосное напряжение кристалла может приводить к разнообразным "эффектам" гораздо раньше чем он растрескается или начнут менять свойства зеркала.

Насколько я понимаю, ему потом их все равно придется к лазеру приделывать, т.е. решать те же проблемы. Про давление - тут не тот порядок величин.

К теплоотводу лазера они обычно индием припаиватся в защитной атмосфере, чтобы флюсом зеркала не повредило. А нидий мягкий как масло при небольшом подогреве. Так что механических напряжений там при плавном остывании нет. Надо только чуть придавить кристалл при пайке чтобы индий в каплю не собрался и не приподнял кристалл из-за сил поверхностного натяжения. И толщину фольги индия перед пайкой правильную выбирать надо, чтобы наружу тоже не вылазил при придавливании.
А на прижим, когда надо золото деформировать для достижения плоскости контакта, да и слои оксидов остаются в контакте- уж извините "не верю". Тем более по теплу- ну несможет охлаждаться кристалл без пайки к рассеивателю тепла. Если бы это были СВЧ транзисторы- то там ситуация немного другая- площадь контактов большая, а сам транзистор в стороне от них находиться. Но и там на пластине только импульсно тестируют, т.к теплоотвода нет такого как у корпусированного транзистора.

Индиевая фольга - материал очень мягкий , немного тверже пластилина, а значит одноразовый. Золотое покрытие кристаллов и медных брусков будет измазано индием и оно будет непригодно для пайки на золотую эвтектику и разварку золотой проволокой. Получить фольгу из индия с разнотолщинностью в несколько микрон, закрепить на электродах без деформации и бугров- тоже не простая задача. Халтурщики китайцы просто паяют пластины на индий и даже без подложки для компенсации ТКР (окись бериллия, нитрид алюминия или на худой конец молибден) Пара индий - золото со временем ведет себя еще хуже чем пара золото - алюминий ("пурпурная чума"). У индия как и у олова растут кристаллические "усы".
Здесь хорошо видно какие бывают последствия : http://misspiggy.gsfc.nasa.gov/tva/meldoc/...olaserdiode.pdf

Сообщение отредактировал dpss - Jun 8 2009, 17:16

Ну при таком раскладе тестирование ничего не даст, только повысит риск повреждения кристалла. Соответственно надо договариваться с призводителем линеек, как делить ответственность, и тестировать только уже собранные модули.

Эта задача похоже имеет решение , и даже оборудование выпускается http://www.ficontec.com/Testline.8.0.html

А Вам объем производства позволяет купить такую игрушку ? И почему нельзя довериться данным производителя, это же не китаецы и не наш ФГУП, в конце концов. У них наверняка выходной контроль на такие устройства имеется.

Тестировать бары перед сборкой конечно надо. Но главная ошибка состоит в том, что тестируются они совсем не при рабочем режиме, а в гораздо более щадящем. Или короткими имульсами тока (стони наносекунд-единицы микросекунд), когда теплоемкости кристалла достаточно для сохранения нужной температуры. Тогда и супер-прижим ненужен, достаточно подпружиненой золотой лапки (выдранной из обычного PCI разема). Меряется пороговый ток генерации. Если нужна температурная характеристика- то подогрев внешний, а не рабочим током. На основании этих данных и идет разбраковка.

Наконец то мне удалось найти фирму , которая производит силовые лазерные сборки на прижиме кристаллов, да еще и для военных целей. http://monocrom.com/PDF/MONOCROM%20CLAMPING%20TECHNOLOGY.pdf
http://monocrom.com/PDF/Monocrom%20paper%20to%20cleo2005.pdf
Так что вопрос о усилии прижима кристалла остается злободневным.

Есть такая книжка - Материалы квантовой электроники (1972). В ней приведены физические свойства арсенида галлия. Если нужно, могу отсканировать эту
информацию.

Спасибо, но уже все нашел : http://www.dpss.ru/production/optical_crys...d_galliya_gaas/
http://www.optotl.ru/mat/GaAs
http://www.elektrosteklo.ru/GaAs_rus.htm
А еще нашел описание технологии пайки лазерных баров с помощью подручных средств на кухне http://zolotenin.googlepages.com/home
Плакал от счастья ;-) Китайцы отдыхают...