[发明专利]一种微型固体激光器多段温度焊接的封装装置及封装方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学装配封装领域，尤其涉及一种微型固体激光器的多段温度焊接的封装装置及封装方法。

背景技术

激光技术已经渗透到各个领域当中，如工业加工，医疗设备，军事武器，生物探测，科学研究等。随着科学技术的发展，激光技术也逐渐走进了我们的生活。激光显示，追求亮丽的超大画面、纯真的色彩、高分辨率的显示效果，历来是人们对视觉感受的一种潜在要求。大到指挥监控中心、网管中心的建立，小到视频会议、学术报告、技术讲座和多功能会议的进行，对大画面、多色彩、高亮度、高分辨率显示效果的渴望越来越强烈，而传统的电视墙、投影硬拼接屏和箱体拼接墙等很难满足人们在这方面的要求。激光显示技术是利用半导体泵浦固态激光工作物质，产生红绿蓝三种波长的连续激光作为彩色激光显示的光源，通过孔三基色就干光源在DMD芯片上反射成像。作为激光显示的光源，激光器的稳定性和可靠尤其重要，决定了显示的效果和寿命。

激光显示仪，作为移动式投影仪，要求体积要尽可能小，便于移动和携带。在小体积情况下，还要有较高的输出功率。通常，功率要求输出越高，产生的热量就越大，体积小的话会不利于散热，从而导致功率不稳定或者下降的现象。对于传统光学元件装配工艺，一般采用AB导热银胶将各光学元件粘到基板上，但是作为银胶，其导热系数不如金属本身大，当泵浦功率过高时，热量出现积累，输出功率不稳定或者下降。同时，采用胶粘工艺，胶干时间要达4个小时以上，转配周期很长，效率低。本发明针对传统装配方法的不足，提出一种装配周期短，带热效果好的光学元件封装装置以及封装方法，所有光学元件均以焊接的方式固定在基板上，达到导热效果好，牢固紧凑的结构。本发明提出的封装装置以及封装方法对微型激光器的稳定性和可靠性以及能够实现更高功率的输出有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种微型固体激光器的多段温度焊接的封装装置及其封装方法，解决了现有的装配效率不高、稳定性不好、功率低的问题。

本发明是这样实现的：一种微型固体激光器的多段温度焊接的封装装置，包括基板、陶瓷加热片、固定件；所述固定件包括光学元件及支架，所述光学元件固定于支架上；所述陶瓷加热片紧贴基板下表面；所述基板固定于具有冷却功能且耐高温的操作平台上，基板上设有至少一个凹槽，每一凹槽内填充有熔点不同焊锡材料，所述固定有光学元件的支架通过焊锡材料固定于凹槽内；所述基板的侧壁安装有热敏电阻。

其中，所述光学元件采用熔点大于250°的高温胶固定于支架上。

其中，所述基板的侧壁设有圆孔，所述圆孔内安装热敏电阻。

其中，所述凹槽的深度为0.5-1mm。

其中，所述凹槽的数量为3个。

其中，所述基板的材料为铝，其表面镀有金层。

本发明还公开一种微型固体 激光器的多段温度焊接封装方法，应用所述的封装装置，包括如下步骤：

S001：在基板的每一凹槽内填充焊锡材料，第N凹槽内焊锡材料熔点大于第N+1凹槽焊锡材料熔点，；

S002：将一固定件悬置于第N凹槽上方；

S003：陶瓷加热片开始加热，利用热敏电阻探测基板温度，当基板温度达到第N凹槽内焊锡材料熔点时，陶瓷加热片保持恒温至所有凹槽内焊锡材料熔化；

S004：微调固定件使之固定于第N凹槽内，冷却陶瓷加热片完成固定件的固定，并保持第N+1凹槽内焊锡材料处于融化状态；循环步骤S004;

S005：结束。

其中，最早焊锡使用的焊锡材料熔点为250°，第二顺序焊锡材料的熔点为180°，第三顺序焊锡材料的熔点为80°。

本发明的优点在于：

将光学元件固定在支架上形成固定件，将基板紧贴陶瓷加热片并将基板固定于具有冷却功能且耐高温的操作平台上，向凹槽内填充焊锡材料，将固定件悬置在目标凹槽的上方，给陶瓷加热片供电加热，使焊锡材料熔化，微调固定件位置使之固定于目标凹槽内，冷却陶瓷加热片，完成固定件的固定，固定下一个固定件时只需等待陶瓷加热片温度冷却至下一个凹槽的熔点，并继续冷却陶瓷加热片固定下一个固定件。每个凹槽内采用的焊锡材料温度不同，在焊接每一个固定件时都不会影响前一个焊好的固定件，这样就可以使所有固定件均牢固的固定在基板上，使固定件与基板永久性一体化，结构稳定牢固。

同时，整个操作过程简单易行，周期短，效率高，传统工艺采用AB导热银胶，导热性能不佳，当激光器泵浦功率过大时废热不易被转移，在较低功率下才能稳定工作。

附图说明