[发明专利]电子封装、机动电子设备、电池以及其它组件的可见激光焊接

说明书

用于焊接材料到一起的可见光激光系统和操作。用于焊接导电元件、特别是薄导电元件到一起，以用于在诸如电池组之类的能量储存装置中使用的蓝色激光系统和操作。

本申请要求2016年4月29日递交的、申请号为62/329,830的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部公开内容在此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及材料的激光处理，特别是使用波长从约350nm到约500nm或更长的激光束的材料的激光连接。

背景技术

在下一代电池和储能系统上焊接汇流条、互连、电极、电池单元、电池组以及凸片和外壳需要一种强大的手段，以便在铜、铝、不锈钢(“SS”)和镀镍材料之间产生低电阻和高周疲劳的接点。红外波长的传统激光，例如大于700nm、特别是大于1000nm波长的，不能焊接这些材料或为之提供稳定高质量焊接，因为这些材料在如此波长中的吸收率低。因此，要么需要非常高功率的激光来开始这个过程，要么需要超高亮度的激光来进行这个过程，有时这两种激光都需要。因此，高亮度或者高功率这两种在先选择造成加工窗口较窄，是不可取的，会导致包括可重复性不足的困难，控制操作上的困难，还有在包括电子封装的汇流排、电池、储能、航空航天、车用、太阳能、光伏和电力领域中，以及组件相关领域中，在越来越多地需要的将提供焊接和产品的操作扩展到高公差和高一致性中的困难。

术语“激光处理”、“材料的激光处理”以及类似的这样的术语，除非另有明确指出，应认为是尽可能最广泛的含义，并应包括焊接、软钎焊、冶炼、连接、退火、软化、增粘、表面重修、喷丸、热处理、熔合、密封和堆叠。

如这里使用的，除非另有明确指明，“UV”、“紫外光”、“UV光谱”、“光谱的UV部分”以及类似术语，应认为是最广泛的含义，并应包括波长从约10nm到约400nm的光，和从10nm到400nm。

如这里使用的，除非另有明确指明，术语“可见”、“可见光谱”、“光谱的可见部分”以及类似术语，应认为是最广泛的含义，并应包括波长从约380nm到约750nm的光，和从400nm到700nm。

如这里使用的，除非另有明确指明，术语“蓝色激光束”、“蓝色激光器”以及“蓝色”应认为是最广泛的含义，并通常指的是提供激光束的系统，激光束，提供(例如传送)激光束的激光源，例如激光器和二极管激光器，或波长从约400nm到约500nm的光。

如这里使用的，除非另有明确指明，术语“绿色激光束”、“绿色激光器”以及“绿色”应认为是最广泛的含义，并通常指的是提供激光束的系统，激光束，提供(例如传送)激光束的激光源，例如激光器和二极管激光器，或波长从约500nm到约575nm的光。

通常，如这里使用的术语“约”，除非另有指明，意味着涵盖±10％的方差或范围，涵盖与得到所述值相关的实验或仪器误差，并且优选地涵盖其中较大者。

本发明的背景部分只是介绍与本发明的实施例可能有关的本领域的各种方面。因此，该部分的前述介绍提供了更好地理解本发明的框架，但不应视为对现有技术的承认。

发明内容

在高反射率组件部分、电子连接件、电子器件、电子组件的制造中，特别是制造汇流条、互连和凸片(tab)时，对于较高可重复性、可靠性，高公差和更佳稳固性，存在长期的未实现的需求。本发明，除了其它方面，通过提供这里启示和公开的制品、装置和过程解决了这些需求。

这样，提供了焊接金属件到一起的方法，该方法包括：关联第一金属件与第二金属件；引导激光束朝向第一金属件和第二金属件；其中激光束的波长在约400nm到约500nm的范围；其中金属件吸收约40％到约75％的激光束；以及从而这些件焊接到一起。

还提供了具有一个或多个以下特征的这些方法、系统以及设备：其中第一件为厚度从约5μm到约100μm的薄片，其中第二件为厚度从约5μm到约100μm的薄片，其中第一件材料包括选自由铜、铜合金、金、金合金以及不锈钢组成的群组的金属。