[发明专利]一种无氧铜壳体和无氧铜盖板的激光封焊方法

说明书

本发明公开了一种无氧铜壳体和盖板的激光封焊方法，采用波长为515nm的绿光激光，在充满高纯氮气的手套箱内，选用脉冲或连续激光出光的输出模式，对采用锁底自对中接头的无氧铜壳体和盖板实施激光封焊。脉冲模式激光封焊的工艺参数为：激光脉冲峰值功率1200W～1400W，脉冲波形为矩形波，脉冲宽度5ms～7ms，脉冲重复频率5Hz～10Hz，焊接速度18mm/min～36mm/min，离焦量0mm～‑2mm。连续模式激光封焊的工艺参数为：激光功率700W～900W，焊接速度6000mm/min～8000mm/min。本发明的无氧铜外壳脉冲或连续激光封焊方法，均能获得稳定的焊接过程、有效的消除无氧铜外壳激光焊接焊缝处的飞溅和孔洞，所封装的微波组件无氧铜外壳具有焊缝外观美观、气密性高、可靠性高等众多优势。

技术领域

本发明涉及激光焊接方法，尤其涉及一种无氧铜壳体和无氧铜盖板的激光封焊方法。

背景技术

随着现代先进集成电路和微波技术的迅猛发展，电子器件和组件的封装质量对整机系统性能的影响程度不断增大。据统计，在目前限制微波器件性能的因素中，约30％的器件失效与封装有关。封装不仅对芯片具有机械支撑和环境保护的作用，使其避免大气中的水气、杂质和各种化学气氛的污染和侵蚀，从而使器件内部芯片能稳定地发挥正常的电气功能，而且对器件和电路的热性能乃至可靠性也起到重要作用。目前一个电路的封装成本已几乎与芯片的成本相当。

目前，用于电子器件和组件气密性封装的金属材料有可伐合金、碳钢、不锈钢、铝合金、铝硅合金、铜合金等。铜合金具有良好的导热、导电性以及比铝更低的热膨胀系数，且在厚度较薄时也不易变形，镀金等表面加工工艺也比较成熟，因此在没有重量要求的情况下，铜是作为封装外壳材料的最佳选择。而无氧铜是一种不含氧也不含任何脱氧剂残留的纯铜，其杂质总含量不大于0.05％，铜的纯度大于99.95％，较一般铜材有着更低的内阻，不易氧化，且加工性能、低温性能和耐腐蚀性均非常好，常被应用于散热要求较高、无严苛重量要求的组件封装外壳。

激光封焊由于具有焊接热影响区小、可靠性和密封性好、无接触、焊缝强度接近母材、对封口形状无要求等优点，已成为一种越来越重要的微波组件外壳密封形式。由于具有高热导率、室温下对红外波段的激光(如1064nm、1030nm)反射率极高(约98％)、熔点及沸点较高等特性，无氧铜壳体和盖板的红外激光封焊存在难以形成稳定熔池、熔深浅、易产生大颗粒飞溅和孔洞、热裂纹倾向性高、易受工件表面状态影响、焊接过程极不稳定、反射激光可能损伤激光器等问题，限制了无氧铜在微波组件外壳封装领域的应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够获得稳定的焊接过程、有效的消除焊缝处的飞溅和孔洞的无氧铜壳体和无氧铜盖板的激光封焊方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种无氧铜壳体和无氧铜盖板的激光封焊方法，采用绿光激光对无氧铜壳体和无氧铜盖板实施激光封焊。

作为上述技术方案的进一步改进：绿光激光的波长为515nm。

作为上述技术方案的进一步改进：采用脉冲激光输出模式对无氧铜壳体和无氧铜盖板实施激光封焊，其中激光脉冲峰值功率为1200W～1400W，脉冲波形为矩形波，脉冲宽度5ms～7ms，脉冲频率5Hz～10Hz，焊接速度18mm/min～36mm/min，离焦量0mm～-2mm；

或者，采用连续激光输出模式对无氧铜壳体和无氧铜盖板实施激光封焊，其中激光功率700W～900W，焊接速度6000mm/min～8000mm/min，离焦量0mm～-2mm。

作为上述技术方案的进一步改进：激光封焊方法包括步骤：

S1、焊前准备：对无氧铜壳体和无氧铜盖板进行清洗、干燥及除杂处理；

S2、视觉对位：采用视觉定位系统对无氧铜壳体和无氧铜盖板的接缝进行识别；