The invention discloses a method and equipment for multi laser beam bonding of glass materials. The present invention will have the transmission wavelength of the laser beam emitted by glass ultrafast pulsed lasers, as well as by continuous laser or a long pulse laser with wavelength transmittance of glass laser beam, beam to the same axis, and then through the scanning galvanometer scanning and focusing mirror focusing on two pieces of glass for welding the contact point of ultrafast pulsed laser beam in two pieces of glass produced in the nonlinear absorption effect of the glass melting area in the vicinity of the focal point, the molten glass material due to absorption rate change significantly enhanced to the continuous or long pulse laser absorption rate, and produce more molten glass materials through further energy input, to fill the welding gap without etching effect, complete welding focus area; scanning welding until the completion of welding work of glass material. The invention improves the efficiency of laser welding and can be applied to engineering.
【技术实现步骤摘要】
一种多激光束合束焊接玻璃材料的方法及装备
本专利技术属于激光加工应用
,具体涉及一种多激光束合束焊接玻璃材料的方法及装备。
技术介绍
玻璃材料是用于生产植入微电子、太阳能电池、有机发光二极管(OLED)、微机电系统(MEMS)、微型传感器和转换器及光电子器件等芯片封装的优良材料,玻璃封装的电子芯片应用于感测旋转、加速和压力等这些关键安全因素的各种应用,在汽车、火车和其他运输行业以及航空航天等领域具有极广泛和潜在的应用价值和市场前景。例如在太空中,焊接的物体,包括封装芯片器件的图像传感器,即便在最严酷的条件下也必须保持高度的可靠性和气密性。快速增长的电子半导体、生物医学、太阳能电池领域开发的很多应用也是同样的情况,这是由于玻璃材料具有许多优点:例如玻璃材料对生物体而言可看作一种“中性”物质,将其植入人体内部时与人体体液组织的生物相容性较好,不会发生免疫排斥反应。其次,玻璃材料不像许多胶粘剂或其他焊接过程中使用的额外的基材那样会被体液腐蚀或自发降解,玻璃的使用寿命长,使用寿命实质上来说是无限的。而且,玻璃材料不会干扰电磁波,这有利于带信号的电磁波穿透玻璃封装的元件。同时,玻璃对太阳光具有透射性,是钙钛矿型和染料敏化太阳能电池的优选封装材料。目前工程化的玻璃材料芯片封装基本上是采用胶粘剂将两个玻璃材料表面粘连起来,达到封装目的。虽然胶粘剂可以连接不同材料,但是胶粘剂封装具有如下问题:首先,胶粘剂释放气体会导致周围器件受到污染,导致芯片性能损坏;其次,胶粘剂容易光致漂白导致过早老化,使得密封性能下降,导致芯片稳定性下降;最后,在经受巨大的温度变化的情况下,胶 ...
【技术保护点】
一种多激光束合束焊接玻璃材料的方法,其特征在于:由超快脉冲激光器发出的对玻璃具有透射性波长的激光束,以及由连续激光器或长脉冲激光器发出的对玻璃具有透射性波长的激光束,合束至同一个光轴上,再经过扫描振镜和场扫描聚焦镜聚焦在待焊接的两块玻璃接触处,超快脉冲激光束在两块玻璃内产生非线性吸收效应使在焦点附近区域的玻璃材料熔融,熔融的玻璃材料由于吸收率的改变对连续或长脉冲激光的吸收率显著增强,并通过吸收能量进一步熔融更多玻璃材料,以填充焊接间隙而不产生刻蚀效应,实现焦点区域的焊接;对玻璃材料进行扫描焊接直到完成焊接工作。
【技术特征摘要】
1.一种多激光束合束焊接玻璃材料的方法,其特征在于:由超快脉冲激光器发出的对玻璃具有透射性波长的激光束,以及由连续激光器或长脉冲激光器发出的对玻璃具有透射性波长的激光束,合束至同一个光轴上,再经过扫描振镜和场扫描聚焦镜聚焦在待焊接的两块玻璃接触处,超快脉冲激光束在两块玻璃内产生非线性吸收效应使在焦点附近区域的玻璃材料熔融,熔融的玻璃材料由于吸收率的改变对连续或长脉冲激光的吸收率显著增强,并通过吸收能量进一步熔融更多玻璃材料,以填充焊接间隙而不产生刻蚀效应,实现焦点区域的焊接;对玻璃材料进行扫描焊接直到完成焊接工作。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述由超快脉冲激光器发出的激光束和由连续激光器或长脉冲激光器发出的激光束波长相等,且偏振方向不同。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述由超快脉冲激光器发出的激光束和由连续激光器或长脉冲激光器发出的激光束波长不等,偏振方向不同或相同,所述合束使用双波长合束镜,所述扫描振镜和场扫描聚焦镜均为双波长。4.一种多激光束合束焊接玻璃材料的装备,其特征在于,该装备包括第一激光器、第二激光器、第一扩束准直镜、第二扩束准直镜、导光镜、合束镜、扫描振镜、场扫描聚焦镜、工控机和工作台;第一激光器为超快脉冲激光器,第二激光器为连续...
【专利技术属性】
技术研发人员:段军,陈航,张菲,曾晓雁,
申请(专利权)人:华中科技大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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