一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106238849A(43)申请公布日2016.12.21(21)申请号201610703058.1(22)申请日2016.08.22(71)申请人中国电子科技集团公司第十一研究所地址100015北京市朝阳区酒仙桥路4号(72)发明人刘磊陈露梁兴波唐晓军王超刘洋王文涛吕坤鹏(74)专利代理机构工业和信息化部电子专利中心11010代理人张然(51)Int.Cl.B23K1/008(2006.01)B23K1/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法(57)摘要本发明公开了一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法，该方法包括形成焊接体的步骤和焊接步骤，其中，形成焊接体的步骤包括：将薄片分别贴放在上热沉下表面和下热沉上表面镀铟层边缘的表面上，在焊接架上自下而上依次放置下热沉、铟柱、激光板条、铟柱、和上热沉组成焊接体；其中，所述薄片的厚度小于镀铟层的厚度；焊接步骤包括：将焊接体放入真空焊接炉中，对真空焊接炉抽真空，升温至预设焊接温度后保持一定时间，冷却至室温。借助于本发明的技术方案，解决了现有技术中激光板条与热沉之间的铟层厚度不均匀及焊接铟层中出现大孔洞的问题。CN106238849ACN106238849A权利要求书1/1页1.一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法，其特征在于，包括形成焊接体的步骤和焊接步骤：形成焊接体的步骤包括：将薄片分别贴放在上热沉下表面和下热沉上表面镀铟层边缘的表面上，在焊接架上自下而上依次放置下热沉、铟柱、激光板条、铟柱、和上热沉组成焊接体或者；其中，所述薄片的厚度小于镀铟层的厚度；焊接步骤包括：将焊接体放入真空焊接炉中，对真空焊接炉抽真空，升温至预设焊接温度后保持一定时间，冷却至室温。2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，形成焊接体的步骤包括：将薄片分别贴放在上热沉下表面和下热沉上表面镀铟层边缘的表面上，自下而上依次放置下热沉、铟柱、激光板条、铟柱、和上热沉组成板体组合，将所述板体组合放入焊接架上组成焊接体，其中，所述薄片的厚度小于镀铟层的厚度。3.如权利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，在形成焊接体的步骤之前还包括以下步骤：在激光板条表面镀上光学膜和金属膜；在上热沉的下表面和下热沉的上表面镀金后，表面通过蒸镀得到镀铟层，所述镀铟层的表面积小于所述激光板条的表面积。4.如权利要求1～3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述激光板条选取Nd:YAG晶体板条、Yb:YAG晶体板条、Nd:YVO4晶体板条、Nd:GdVO4晶体板条、Nd:YLF晶体板条、Yb:YLF晶体板条或YAG激光陶瓷板条中的一种。5.如权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述光学膜为二氧化硅膜；所述金属膜为钛铂金膜。6.如权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述镀铟层厚度为20～150μm。7.如权利要求1～3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述薄片的厚度为15～100μm，选取镍薄片、铜薄片、铝合金薄片中的一种。8.如权利要求1～3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述铟柱的高度为25～200μm，在下热沉的上表面与激光板条之间、上热沉的下表面与激光板条之间至少使用3个铟柱。9.如权利要求1～3任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述预设焊接温度为180℃～280℃，所述一定时间为5～10分钟。2CN106238849A说明书1/4页一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法技术领域[0001]本发明涉及增益介质模块封装工艺，特别涉及一种激光板条和热沉双面接合的焊接方法。背景技术[0002]高功率固体激光器在军事、医疗、科研、工业加工等领域具有广泛的应用，为了获得高功率、高质量的激光输出，在固体激光器工作过程中必须对激光介质进行散热。传统的固体激光器采用棒状激光介质，由于冷却过程中工作介质在径向存在较大的温度梯度，由此带来了严重的热透镜效应，导致激光器输出功率和光束质量下降，严重地还会造成激光介质的破坏。板条结构激光介质可以让光束在激光晶体内呈“之”形传输，泵浦和冷却结构设计可以保证激光介质板条只有一维热流，热效被之字形光路补偿，大大提高固体激光器的平均输出功率，改善光束质量。[0003]固体激光器的激光板条封装一般采用铟、金锡合金等软焊料实现。传统的铟焊接工艺，在热焊过程中，一方面，当焊料熔化时，由于重力作用，上热沉快速下压到激光板条上表面，将熔融的铟焊料无规律地从激光板条和热沉之间流出，使焊接层的铟厚度不均匀，致使固体激光板条模块散热不均匀，还使得铟层达不到期望厚度，削弱了激光模块动态工作时的应力缓冲能力；另一方面，热沉上的铟层与板条之间部分接触，铟层与板条之间包围的空气无法排出去，铟层熔