[发明专利]一种激光焊接装置

说明书

本发明提供一种激光焊接装置，第1激光焊接头和第2激光焊接头，所述第1激光焊接头连接有第1激光器，所述第2激光焊接头连接有第2激光器，所述第1激光器发出第1激光束，所述第2激光器发出第2激光束，所述第1激光器和所述第2激光器具有不同的脉宽频率；以及第一材料层和第二材料层，所述的第1激光束聚焦于所述第一材料层的下表面内，所述的第2激光束聚焦于所述第二材料层的上表面内。本发明利用两束不同脉宽频率能量的激光，利用多光子吸收理论聚焦在两层材料的中间位置实现焊接，焊接密封性好，连接强度高。

技术领域

本发明属于激光焊接技术领域，涉及一种激光焊接装置，尤其是涉及一种不同材料之间的激光焊接装置。适用于应用激光波长透明的材料，玻璃、石英、蓝宝石和半导体材料等。

背景技术

随着IC芯片技术的发展，芯片封装技术也不断达到新的水平，目前已可在单芯片上实现系统的集成。在众多的新型封装技术中，晶圆级封装技术最具创新性、最受世人瞩目，是封装技术取得革命性突破的标志。

各种芯片、生物芯片和MEMS传感器等采用激光焊接的工艺实现封装，这种新的激光焊接的工艺需求越来越广泛。超短脉冲激光器具有高精度和无热影响的优点，它对周边区域产生的损害非常轻微，这让其非常适合用于上述生产过程，并且具有完美的性能。正因如此，激光为许多行业创造了新的机会，包括快速增长的生物医学领域和要求较高的航空航天业。

然而在对不同材料或者同种材料之间的焊接时，由于材料的高硬、高脆特性，常规焊接的熔接处会出现微裂纹，会使熔接强度降低，并且不能实现密封性。即使使用超脉冲激光器进行焊接也会出现此问题。

基于以上现象，一种适用于高脆、高硬材料之间的焊接的激光焊接装置成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明涉及一种针对高硬高脆材料特性的激光焊接装置，两束不同脉宽频率能量的激光，利用多光子吸收理论聚焦在两层材料的中间位置实现焊接。

本发明提供一种激光焊接装置，第1激光焊接头和第2激光焊接头，所述第1激光焊接头连接有第1激光器，所述第2激光焊接头连接有第2激光器，所述第1激光器发出第1激光束，所述第2激光器发出第2激光束，所述第1激光器和所述第2激光器具有不同的脉宽频率；以及第一材料层和第二材料层，所述的第1激光束聚焦于所述第一材料层的下表面内，所述的第2激光束聚焦于所述第二材料层的上表面内。

作为本发明的一实施方式，所述的第1激光焊接头和所述第2激光焊接头内部设有聚焦透镜和衍射光学镜片。

作为本发明的一实施方式，所述的第1激光束和所述第2激光束分别作用于所述第一材料层的下表面和所述第二材料层的上表面，以便在所述第一材料和第二材料的接触面形成熔池。

作为本发明的一实施方式，通过调整所述第一材料层和所述第二材料层的水平方向运动速度，以便在同一面上相邻光斑具有一定重叠率，由此在所述第一材料层和所述第二材料层接触面形成焊接道。

作为本发明的一实施方式，还具有CCD相机，所述CCD相机分别与所述第1激光焊接头、所述第2激光焊接头同轴连接，对焊接位置进行自动识别定位。

作为本发明的一实施方式，所述的第一材料层和所述第二材料层不同。

作为本发明的一实施方式，所述第1激光器和所述第2激光器具有不同波长和脉宽。

作为本发明的一实施方式，所述的第一材料层和所述第二材料层相同。

作为本发明的一实施方式，所述第1激光束和所述第2激光束的聚焦点在同一位置，同时作用在所述第一材料和所述第二材料上。

作为本发明的一实施方式，所述第1激光束用于对第一材料层和所述第二材料层进行改性，所述第2激光束用于熔融焊接。