[發明專利]用于半導體激光器列陣的熱膨脹系數可調節焊料有效

申請號：	201210007630.2	申請日：	2012-01-12
公開（公告）號：	CN103205710A	公開（公告）日：	2013-07-17
發明（設計）人：	程東明	申請（專利權）人：	鄭州大學
主分類號：	C23C14/14	分類號：	C23C14/14;C23C14/35;C23C14/58;C22C1/00
代理公司：	鄭州中原專利事務所有限公司 41109	代理人：	霍彥偉
地址：	450001 ***	國省代碼：	河南;41
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摘要：
搜索關鍵詞：	用于半導體激光器列陣熱膨脹系數調節焊料
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種半導體激光器列陣中用到的合金焊料，具體涉及一種金錫合金焊料。

背景技術

???在半導體激光器列陣的封裝中，常用Au:Sn=80:20合金焊料，金錫合金焊料為硬焊料，由于管芯的熱膨脹系數很難與焊料一致，在管芯燒結的過程中，焊接層就會產生非彈性形變，熱膨脹很大，可能使管芯斷裂。由于半導體激光器列陣工作時產生的熱量很多，管芯與焊料得溫度很高，它們的熱膨脹系數不一致，產生巨大的應力也會使管芯損壞。焊料與管芯熱膨脹系數不匹配是目前管芯封裝過程中亟需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是半導體激光器列陣中焊料和管芯的熱膨脹系數不同，提供一種用于半導體激光器列陣的熱膨脹系數可調節焊料，能夠使焊料與管芯的熱膨脹系數保持一致，防止因膨脹系數的不同造成器件損壞。

本發明的技術方案是以下述方式實現的：一種用于半導體激光器列陣的熱膨脹系數可調節焊料，是按照下述步驟進行的：

A、在熱沉上制作錫層、在錫層上鍍金層、在金層上鍍上負膨脹層，其中金、錫、負膨脹層材料的質量比依次為4:1:0.5~1；

B、將步驟A中得到的材料在50~100℃退火1~15分鐘。

在步驟A中得到的負膨脹材料上依次鍍上錫層、金層和負膨脹層，重復這個過程直至得到相應厚度的焊料，再進行步驟B。

所述金、錫、負膨脹材料的質量比依次為4:1:1。

所述錫層、金層采用熱蒸發或磁控濺射方法制備，所述負膨脹層采用磁控濺射方法制備。

所述負膨脹層采用的負膨脹材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。

本發明中在金錫合金中摻入了負熱膨脹系數材料，這些材料在溫度升高時體積反而縮小，溫度降時體積變大，與普通材料的熱脹冷縮正好相反。本發明利用負熱膨脹系數與金錫結合，經過合理的成分配比，得到熱膨脹系數與管芯一致的焊料。通過調節的成分比，可以改變最終得到焊料的熱膨脹系數。另外，本發明可以摻入到焊膏中，根據想要得到的熱膨脹系數，來配比負膨脹系數材料。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的結構示意圖。

圖2是本發明實施例2的結構示意圖。

具體實施方式

實施例1：如圖1所示，一種用于半導體激光器列陣的熱膨脹系數可調節焊料，其特征在于是按照下述步驟進行的：

A、在熱沉1上制作錫層2、在錫層2上鍍金層3、在金層3上鍍上負膨脹層4，其中金、錫、負膨脹材料的質量比依次為4:1:0.5；

B、將步驟A中得到的材料在50~100℃退火1~15分鐘。低溫退火可以防止錫氧化，并且退火后，金、和負熱膨脹系數材料之間會充分擴散，形成均勻的焊料。

其中所述錫層2、金層3采用熱蒸發或磁控濺射方法制備，所述負膨脹層4采用磁控濺射方法制備。所述負膨脹層采用的負膨脹材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。

由于金錫和負熱膨脹系數才來都很薄，這樣它們可以充分擴散，成為一個整體，以得到期望的焊料。

實施例2：如圖2所示，一種用于半導體激光器列陣的熱膨脹系數可調節焊料，其特征在于是按照下述步驟進行的：

A、在熱沉1上制作錫層2、在錫層2上鍍金層3、在金層3上鍍上負膨脹層4，其中金、錫、負膨脹層材料的質量比依次為4:1:0.5；在得到的負膨脹層上依次鍍上錫層、金層和負膨脹層；或者根據實際厚度需要，可在重復的在負膨脹層上再鍍錫層、金層和負膨脹層。

B、將步驟A中得到的材料在50~100℃退火1~15分鐘。