[发明专利]一种用于半导体激光器的锡焊接方法

权利要求书

1.一种用于半导体激光器的锡焊接方法，配合自动化工作台焊接，其特征在于：

包括以下步骤：

1)半导体激光光束整形

所述半导体激光光束整形包括：

在半导体激光的自由光路中设置对半导体激光器输出的发散角度差异甚大的两个发散方向的光束进行矫正整形的柱透镜，所述柱透镜的曲率经过光学计算实现精确的数值化；

采用长焦距非球面透镜进行方形光斑的光纤耦合，消除激光束的像差，降低像放孔径角；

还在半导体激光的自由光路中设置对光束进一步整形的激光聚焦单元，所述激光聚焦单元的光学参数由锡焊接环境决定；

2)半导体激光输出任意波形控制

所述半导体激光输出任意波形控制包括以下四个控制阶段即四个子步骤：

2·1)升温：在升温时间内将激光功率提升至峰值功率，使焊锡的温度从室温达到其熔点以上，所述升温时间和峰值功率由焊锡的相应不同熔点决定；

2·2)初次降温：在初次降温时间内将激光功率降低至小于峰值功率的功率，使焊锡的温度从熔点降低至熔点附近；

2·3)保温：在保温时间内将激光功率维持为小于峰值功率的的功率不变，使焊锡充分熔化或接近全部熔化；

2·4)降温至零度：在降温至零度时间内将激光功率降低至更小于峰值功率的功率，使焊锡的温度从熔点温度缓慢下降到0℃，所述降温至零度时间由锡焊接环境决定。

2.如权利要求1所述的用于半导体激光器的锡焊接方法，其特征在于：

所述自动化工作台是具有调速功能的自动化工作台；

还包括以下步骤：

3)采用具有调速功能的自动化工作台配合半导体激光调速输出焊接，包括以下三个控制阶段即三个子步骤：

3·1)加速运动：在匀速运动时间内将激光运动速度由零提升至峰值速度，所述加速运动时间和预热温度由锡焊接环境和要求决定；

3·2)匀速运动：在匀速运动时间内将激光运动速度保持在峰值速度，使焊锡充分熔化；

3·3)减速运动：在减速运动时间内将激光运动速度由峰值速度减低至零，使焊锡从一工件逐渐吸附在另一工件上，避免产生虚焊。

3.如权利要求1或2所述的用于半导体激光器的锡焊接方法，其特征在于：

所述锡焊接环境包括焊锡材料、散热介质材料、环境温度、环境湿度、自动化工作台行走精度、激光器功率稳定性，以及焊接工件工装夹具的装配稳定性。

4.如权利要求3所述的用于半导体激光器的锡焊接方法，其特征在于：

所述升温时间、初次降温时间、保温时间与降温至零度时间之和在0.6秒钟以内。

5.如权利要求4所述的用于半导体激光器的锡焊接方法，其特征在于：

所述加速运动时间、匀速运动时间与减速运动时间之和为1～2秒钟。