[发明专利]一种光模块的激光器共晶方法

说明书

本发明提供了一种光模块的激光器共晶方法，包括如下过程：首先吸嘴抓取激光器芯片至基板上，吸嘴维持接触激光器芯片至共晶焊料升温达到温度T后1～2秒，其中T不小于共晶焊料熔点温度；之后撤销吸嘴对激光器芯片的压力，并持续在温度T下加热共晶焊料使共晶焊料完全熔化成液态并维持2～10秒。该发明在共晶焊料达到熔化温度后，吸嘴短暂接触激光器芯片后离开，低温吸嘴对激光器芯片产生的降温作用消除，保证了激光器芯片底部焊料顺利熔化，从而顺利完成共晶焊接；同时由于吸嘴离开了激光器芯片，作用在激光器芯片上表面的压力已去掉，当共晶焊料熔化时，溢出的共晶焊料会重新回流到激光器芯片底部，从而确保了激光器底部有足够的焊料完成焊接。

技术领域

本发明属于光模块加工技术领域，具体涉及一种光模块的激光器共晶方法。

背景技术

光模块主要功能是将输入的电信号转换成光信号输出，同时将接收到的光信号转换成电信号完成信号传输。光模块的发射端有一个很重要的光芯片激光器，通常将激光器通过金锡焊料共晶焊接到氮化铝基板上再粘接到光模块的壳体中，然后通过金丝键合跟光模块的PCB板连接。我们通常将激光器共晶焊接到氮化铝基板上的成品叫做COC（Chip OnCarrier），如图1所示。由于光通讯用激光器本身的体积很小，通常尺寸小于300um*300um，而激光器本身的功耗又比较大，通常达到0.1W以上，而激光器本身在高温的时候性能会劣化比较严重，因此激光器共晶焊接到氮化铝基板上的质量直接影响到激光器的性能。激光器焊接到氮化铝基板上如果焊接不好，会直接影响到激光器的散热，同时也会影响激光器跟氮化铝基板的连接可靠性，焊接不好会导致激光器在使用过程中脱落，从而出现可靠性的问题。

现有激光器共晶过程如下：首先将共晶加热台升温到初始温度，通过吸嘴抓取氮化铝基板到加热台上，然后通过吸嘴抓取激光器到加热台上，并保持吸嘴接触激光器上表面固定激光器的位置不动，吸嘴的接触压力为10g，再将加热台升温到320度并维持10s（金锡焊料的熔点为280度），此时吸嘴仍旧跟激光器保持接触；最后将加热台降温到初始温度，通过吸嘴抓取共晶完的COC成品回物料盒完成一个COC共晶。采用此共晶方法的COC共晶温度曲线如图2所示，整个共晶过程中，吸嘴跟激光器维持接触，接触压力约10g。

上述现有的激光器共晶焊接方法存在如下问题：

(1)由于吸嘴通常都是金属材质，而且激光器芯片尺寸非常小，吸嘴又没有加热功能，共晶的时候，氮化铝基板虽然加热到了320度的温度，超过了金锡焊料的熔点，但由于吸嘴本身没有被加热，吸嘴对激光器芯片的冷却效果非常明显，即使进一步升高共晶的温度，通常也会使激光器芯片底部焊料的温度达不到焊料的熔点，从而导致共晶的焊接质量不好，甚至导致共晶失败。

(2)由于吸嘴始终保持接触激光器芯片，并且有一个10g的压力作用在激光器芯片上，由于激光器芯片的面积非常小，激光器芯片底部的局部压强是非常大的，当焊料熔化的时候，激光器芯片底部的焊料容易溢出，从而导致激光器芯片底部无焊料或者少焊料的问题，这也会导致焊接不良甚至焊接失败。

发明内容

本发明的目的是提供一种光模块的激光器共晶方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光模块的激光器共晶方法，包括如下过程：

吸嘴抓取激光器芯片至预置有共晶焊料的基板上，吸嘴维持接触激光器芯片至共晶焊料升温达到温度T后1～2秒，其中T不小于共晶焊料熔点温度；

关闭吸嘴的真空并撤销吸嘴对激光器芯片的压力，并持续在温度T下加热共晶焊料直至共晶焊料完全熔化成液态并维持2～10秒。

进一步的，上述光模块的激光器共晶方法具体包括如下步骤：

1)预热加热台；

2)采用自动贴片共晶机的吸嘴抓取预置了共晶焊料的基板到预热的加热台上；

3)采用自动贴片共晶机的吸嘴抓取激光器芯片至基板上相应位置，并保持吸嘴接触激光器芯片上表面固定激光器芯片的位置不动；