铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺的制作方法

1.本发明涉及铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺。


背景技术：

2.固体激光器是用激光器晶体作为工作物质，如：钇铝石榴石（yag）等，激光器晶体是核心器件之一，在工作过程通常会产生热应力，尤其在泵浦激光器，产生较严重点漂移，可引起激光器晶体失效；在长期发光过程由于“晶体中的原子中产生激发态”而引起固体激光器晶体产生幅度非常小振动（一般在微米量级），引起微动疲劳和微动磨损；微动疲劳和微动磨损进一步扩展将引起激光晶体失效，引起激光器失效，带来较大损失。目前，国内有的采用专用胶将激光器晶体与其它零件联接，存在胶老化和热应力问题；有的采用薄铟层将激光器晶体与其它零件联接，薄铟层价格贵且与其它零件局部接触不良，轴向靠性差等缺点。为提升其可靠性，仍在不断改进中。
3.文献检索和专利检索结果，目前国内还没有含铟超过60%( wt%)且含铟和铁共超过70%( wt%)的铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺的相关文献报导。


技术实现要素：

4.本发明的任务是提供铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺，本发明的任务是通过如下技术方案来实现的:铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺:用不大于1n的力将铟复合微晶凸点织构层平整均匀且无皱折包在激光晶体周围，其中铟复合微晶凸点织构层为含铟超过60%( wt%)且含铁超过8%( wt%)且含铟和铁共超过70%( wt%)的复合材料层，在复合材料层表面设有许多个凸点微晶，每个凸点微晶高度大于100nm且小于500μm、直径大于100nm且小于500μm的顶部为球状或近似球状、含铟超过60%( wt%)且含铁超过8%( wt%)且含铟和铁共超过70%( wt%)，凸点微晶与复合材料层成为一体；铟复合微晶凸点织构层的开始边位于激光晶体一侧面，铟复合微晶凸点织构层的终止边位于开始边的同一侧面；将包好的铟复合微晶凸点织构层平整放入激光器结构件的凹槽内，用不大于1n的力将金属压块压紧在铟复合微晶凸点织构层上方，用激光焊接方式将金属压块与激光器结构件固定一起, 激光焊接过程、金属压块仍保持压紧在铟复合微晶凸点织构层上方。
5.所述的(固体)激光器结构件的凹槽内表面粗糙度不大于ra6.3，所述的激光器结构件的凹槽宽度与包好晶体的铟复合微晶凸点织构层的之间间隙不大于0.1mm。
6.本发明者经过多年来的深入研究，注意到，固体激光器是用激光器晶体作为工作物质，如：钇铝石榴石（yag）等，激光器晶体是核心器件之一，在工作过程通常会产生热应力，尤其泵浦激光器会产生较严重点漂移，可引起激光器晶体失效；在长期发光过程由于“晶体中的原子中产生激发态”而引起固体激光器晶体产生幅度非常小振动（一般在微米量级），引起微动疲劳和微动磨损；微动疲劳和微动磨损进一步扩展将引起激光晶体失效，引起激光器失效，带来较大损失。目前，国内有的采用专用胶将激光器晶体与其它零件联接，存在胶老化和热应力问题；有的采用薄铟层将激光器晶体与其它零件联接，薄铟层价格贵
且与其它零件局部接触不良，轴向靠性差等缺点。本发明安装在激光器晶体与其它零件之间，具有散热性能极好、能有效降低激光器晶体的热应力、且提升激光器晶体的连接可靠性，能有效降低激光器晶体的微动疲劳和微动磨损，因此，研究铟复合微晶凸点织构具有重要的应用价值和实用意义。
7.与现有技术比较，本发明的铟复合微晶凸点织构的的相关技术有重大改进：
①ꢀ“
cn102918182a（公开日为20130206）专利”，“铟铁复合球微晶复合层(zl201410481181.4)”、
“ꢀ
铟铁复合球微晶复合层表面织构(zl201410481180.2)”，“铟铁网状球复合微晶复合层(zl201410481176.3)”、
“ꢀ
铟铁网状球复合微晶复合层表面织构(zl201410481178.2)”，组成成份明显不同，相应的晶体性能排列技术也明显不同。
②
授权专利“芯片封装结构及其装配方法（cn112820703a）”，“芯片封装结构和芯片封装结构的制备方法（cn202110407132.6）”，“焦平面阵列探测器及其制备方法（cn201711240437.2）”，“红外探测器读出电路铟凸点重置方法（cn201911142900.9）”，与本发明的铟复合微晶凸点织构的成份明显不同，微晶的成份明显不同，微晶的组成及结构和性能明显不同。
③
授权专利“一种铟凸点器件结构及其制备方法（cn201610316689.8）”，“一种基于铟凸点的无助焊剂回流工艺方法（cn201010515444.0）”，“红外探测器读出电路铟凸点制备方法（cn201910929868.2）”，上述3项技术的微晶体，不含铁，与本发明的铟复合微晶凸点织构的成份明显不同，微晶的成份明显不同，微晶的组成及结构和性能明显不同。
④ꢀ
论文“刘豫东,张钢,崔建国，等. 织构对铟凸点剪切强度的影响［j］. 红外与毫米波学报，2004,23(3)：225
‑
228”，“liuyu
‑
dong, zhang gang,zhuji
‑
man, et al.microstructure study of magnetron
‑
sputtered indium using ebsp method[j]. rare metal(刘豫东,张钢,朱继满,等.ebsp对磁控溅射甸的组织研究.稀有金属), 2002, 18(4): 226— 229.”，“刘豫东，崔建国，马莒生. 衬底对铟凸点织构的影响研究[j].稀有金属材料与工程，2003,32(8)：596
‑
599.”，报导的铟凸点织构，不含铁，与本发明的铟复合微晶凸点织构的成份明显不同，微晶的成份明显不同，微晶的组成及结构和性能明显不同。因此，本发明的相关技术具有明显重大改进。
[0008]
本发明的有益效果是，具有散热性能极好、能有效降低激光器晶体的热应力、且提升激光器晶体的连接可靠性，能有效降低激光器晶体的微动疲劳和微动磨损，使用方便，结构简单，适用性强，且应用成本适宜，适合批量生产的特点。
[0009]
本发明的一种铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺，为提升固体激光器的激光器晶体的工作可靠性而研发的，具有散热性能极好、有效降低激光器晶体的热应力、且提升激光器晶体的连接可靠性，并可推广应用于纳米发电等领域。
附图说明
[0010]
图1为本发明实施例1的铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺的结构示意图。
[0011]
图2为本发明实施例1的铟复合微晶凸点织构样品的扫描电镜图像。
[0012]
图3为本发明实施例1的铟复合微晶凸点织构包激光晶体周围的结构示意图。
[0013]
附图中，1
‑
压块，2
‑
铟复合微晶凸点织构层，3
‑
激光晶体，4
‑
激光器结构件。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015]
实施例1图1为本发明实施例1的一种铟复合微晶凸点织构包激光晶体工艺的结构示意图，图2为本发明实施例1的铟复合微晶凸点织构样品的扫描电镜图像，图3为本发明实施例1的铟复合微晶凸点织构包激光晶体周围的结构示意图，附图中，1为压块，2为铟复合微晶凸点织构层，3为激光晶体，4为激光器结构件。
[0016]
用不大于1n的力将铟复合微晶凸点织构层平整均匀且无皱折包在激光晶体周围，其中铟复合微晶凸点织构层为含铟超过60%( wt%)且含铁超过8%( wt%)且含铟和铁共超过70%( wt%)的复合材料层，在复合材料层表面设有许多个凸点微晶，每个凸点微晶高度大于100nm且小于500μm、直径大于100nm且小于500μm的顶部为球状或近似球状、含铟超过60%( wt%)且含铁超过8%( wt%)且含铟和铁共超过70%( wt%)，凸点微晶与复合材料层成为一体；铟复合微晶凸点织构层的开始边位于激光晶体一侧面，铟复合微晶凸点织构层的终止边位于开始边的同一侧面；将包好的铟复合微晶凸点织构层平整放入激光器结构件的凹槽内，用不大于1n的力将金属压块压紧在铟复合微晶凸点织构层上方，用激光焊接方式将金属压块与激光器结构件固定一起, 激光焊接过程、金属压块仍保持压紧在铟复合微晶凸点织构层上方。
[0017]
激光器结构件的凹槽内表面粗糙度不大于ra6.3，凹槽宽度与包好晶体的铟复合微晶凸点织构层的之间间隙不大于0.1mm。
[0018]
本发明实现将铟复合微晶凸点织构层安装在激光器晶体与激光器结构件的凹槽内表面之间，铟复合微晶凸点织构层具有散热性能极好、能有效降低激光器晶体的热应力、且提升激光器晶体的连接可靠性，能有效降低激光器晶体的微动疲劳和微动磨损。