CN109848500B - 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 - Google Patents
半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109848500B CN109848500B CN201910212063.6A CN201910212063A CN109848500B CN 109848500 B CN109848500 B CN 109848500B CN 201910212063 A CN201910212063 A CN 201910212063A CN 109848500 B CN109848500 B CN 109848500B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- furnace
- temperature
- sintering
- semiconductor laser
- tube seat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Tunnel Furnaces (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
本发明属于TO管座制备方法的技术领域,涉及一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其包括开启烧结炉、设定炉温、炉温计量、开启氮气、启动履带、开启冷却水、炉前初检、空炉烧结、烧结、出炉等步骤;本发明具有在开始烧结管座之前使烧结炉内各区域的温度分布均匀,并将烧结炉内原有的空气完全排出,从而保证管座的烧结质量,降低次品率的效果。
Description
技术领域
本发明涉及TO管座制备方法的技术领域,尤其是涉及一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺。
背景技术
半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、易于调制及价格低廉等优点,在工业、医学和军事领域得到了广泛的应用,如材料加工、光纤通讯、激光测距、目标指示、激光制导、激光雷达、空间光通信等。现有的半导体激光器大多采用TO管座封装,TO管座的稳定性直接影响到半导体激光器的正常运转。
目前,公告号为CN101888057B的中国专利公开了一种激光二极管封装外壳的制备方法,它包括烧结前的清洁处理;管座的烧结熔封加工;产品定形;电镀;管帽的烧结前处理;管帽烧结熔封加工;罩形圆金属壳镀层加工;管帽和管座组装成激光二极管封装外壳等步骤。
其中,管座的烧结熔封加工步骤具体为:将管座底板、引线、玻璃绝缘子安装放置到耐高温石墨定位模具内,放入烧结炉内,利用温度曲线控制使玻璃与金属具有良好的熔封性,在高温980度及氮气、氢气的保护下使玻璃绝缘子达到所需要良好的密封绝缘特性,氮气与氢气比例为5∶3。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷:烧结炉采用炉丝加热,而炉丝只能安装在烧结炉的内壁上,无法在烧结炉内部空间均匀分布,其向烧结炉内导热介质传输热量时难以做到均匀加热。此外,烧结过程中需要持续通入氮气、氢气或者氮气与氢气的混合物,将炉内原有的氧气排空以对管座进行保护,避免其被氧化。氮气由炉膛内壁进入,由进炉口和出炉口排出,受氮气流速、流向的限制,烧结炉内存在排空死角,原有的空气难以在烧结初期完全排出,导致组成管座的底板、引线氧化。基于上述原因,先进入烧结炉内的石墨模具内的管座往往容易出现次品,质量较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其具有在开始烧结管座之前使烧结炉内各区域的温度分布均匀,并将烧结炉内原有的空气完全排出,从而保证管座的烧结质量,降低次品率的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,具体步骤如下:
S1:开启烧结炉电源开关,并设定炉温,所述烧结炉为链式烧结炉;
S2:炉温计量,采用标准K型热电偶分度表对烧结炉内各区域的温度进行测量,由烧结炉上的温度仪表显示,并与预设值对比;
S3:开启氮气,氮气由炉膛中部排入,由进炉口和出炉口排出,且烧结过程中炉膛处的氮气流速为55~70m3/h;
S4:启动履带,并开启冷却水对履带进行冷却,履带的行进速度为7~9cm/分;
S5:在履带上排装未盛装管座的空石墨模具,空炉启动烧结;
S6:送入装有管座的石墨模具,压上压板,进行烧结;
所述烧结炉内设有至少一个预热区和至少一个恒温区,所述预热区位于进炉口一侧,预热区的炉温低于烧结温度,所述恒温区位于出炉口一侧;
所述恒温区设有六个,沿石墨模具的行进方向上,六个恒温区的预设温度分别为900℃、960℃、975℃、950℃、955℃和955℃,误差为±30℃。
通过采用上述技术方案,空石墨模具先于装有管座的石墨模具进入烧结炉,搅动烧结炉内气体,一方面使烧结炉各区域内部进行物质交换,进而使炉温分布均匀,提高钎焊质量,另一方面将残留在烧结炉内死角处的原有空气卷起,使氮气流得以将其裹挟后排出,尽可能地减少炉内氧气含量,避免底板、引线等氧化;在开始烧结管座之前使烧结炉内各区域的温度分布均匀,并将烧结炉内原有的空气完全排出,从而保证管座的烧结质量,降低次品率;
盛装有管座的石墨模具由进炉口进入烧结炉内,随履带运动至预热区进行预热,然后再运动至恒温区进行钎焊,在此过程中,绝缘子在预热区软化,在恒温区充分吸收热量后熔化,并与引线和底板紧密接触;
绝缘子随石墨模具穿过前三个恒温区的过程中,温度进一步提升,并在第三个恒温区内到达烧结温度,充分转化为熔融态,此后温度降低,绝缘子开始凝固,与引线和底板粘结为一体,在此过程中,烧结炉持续为绝缘子供热,避免其温度骤降后各区域固化速度出现差异,导致绝缘子开裂。
本发明进一步设置为:所述空石墨模具为废旧石墨模具,履带上排装空石墨模具的距离不少于3米。
通过采用上述技术方案,先进入烧结炉内的石墨模具易与残留的氧气接触,导致表层石墨被氧化,模具受损,故采用废旧石墨模具作为空石墨模具,可以避免不必要的损耗,降低成本;履带上排装空石墨模具的距离不少于3米,使氮气流有充足的时间将残留空气裹挟排出,避免装有管座的石墨模具过早进入烧结炉内后与空气接触。
本发明进一步设置为:所述预热区设有三个,沿石墨模具的行进方向上,三个预热区的预设温度分别为600℃、700℃和800℃,误差为±30℃。
通过采用上述技术方案,设置温度梯度,使绝缘子的温度逐步增加,逐渐软化,避免绝缘子的温度提升过快后在固态下膨胀,体积变大导致底板被撑裂。
本发明进一步设置为:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时开启氮气,且炉膛处的氮气流速为30m3/h。
通过采用上述技术方案,第三个恒温区处的炉温升至800℃时,盛装有管座的石墨模具未进入烧结炉内,此时开启氮气用于将炉丝、履带、炉管与炉内原有的空气隔断,避免其被氧化;因对氧气排空程度的要求较低,故可适当降低氮气流速,节省氮气。
本发明进一步设置为:当各区域的炉温均升至预设温度后,将炉膛处的氮气流速调整为60m3/h,持续20分钟,然后开始空炉烧结。
通过采用上述技术方案,将炉膛处的氮气流速调整为60m3/h,并持续20分钟,以便尽可能地将炉内原有的空气排出,降低氧气含量。
本发明进一步设置为:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时启动履带,且履带的行进速度始终为8.5cm/分。
通过采用上述技术方案,第三个恒温区处的炉温升至800℃时,盛装有管座的石墨模具未进入烧结炉内,此时启动履带,防止长时间高温将履带氧化,同时避免炉内履带持续受热后产生蠕变甚至断裂;履带行进过程中搅动烧结炉内的气体,也可促进烧结炉内各区域内部的物质交换,使炉内各区域内的温度分布均匀;履带的行进速度维持在8.5cm/分,使盛装在石墨模具内的管座能够充分受热,同时保持较高的烧结效率。
本发明进一步设置为:所述冷却水的温度低于80℃。
通过采用上述技术方案,冷却水温控制在80℃以下,能够有效地对履带进行冷却降温,避免履带高温疲劳。
本发明进一步设置为:烧结结束时,在盛装有管座的石墨模具后跟进空石墨模具,且排装空石墨模具的距离不少于2米。
通过采用上述技术方案,若不在盛装有管座的石墨模具后跟进空石墨模具,则盛装有管座的石墨模具进入烧结炉后,其后方的履带上方会形成空缺,周围气流涌入,导致烧结炉内的氮气流平衡被破坏,炉外空气容易从进炉口进入烧结炉,将管座氧化,故跟进空石墨模具能够有效地阻隔空气进入,同时保证炉中温度稳定,仍在烧结的管座受热均匀。
综上所述,本发明的有益技术效果为:
1、在开始烧结管座之前使烧结炉内各区域的温度分布均匀,并将烧结炉内原有的空气完全排出,从而保证管座的烧结质量,降低次品率;
2、炉丝、履带、炉管均受到较好地保护,在使用过程中不易氧化、疲劳,使用寿命较长;
3、绝缘子既不会受热过快,也不会骤然冷却,其软化和凝固过程较为平缓,从而顺利将引线与底板粘结,保证钎焊质量;
4、烧结结束时,在盛装有管座的石墨模具后跟进空石墨模具,维持烧结炉内温度和气流的平衡,避免最后一批管座的烧结受到影响。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1,为本发明公开的一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,具体步骤如下:
S1:开启链式烧结炉的电源开关,炉内分为九块区域,由进炉口至出炉口依次排列。其中,前三个为预热区,后六个为恒温区,其温度依次预设为600℃、700℃、800℃、900℃、960℃、975℃、950℃、955℃、955℃,可允许的误差在±30℃范围内。
S2:炉温计量,采用标准K型热电偶分度表对烧结炉内九个区域的温度进行测量,由烧结炉上与之对应的九个温度仪表显示,并与预设值对比。
烧结炉正常使用时,每周计量一次炉温,并做好记录。维修温区、更换仪表、启用新炉以及发现异常时,应立即进行计量,合格后才能继续使用烧结炉。
S3:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时开启氮气,氮气由炉膛中部排入,由进炉口和出炉口排出,使炉内保持无氧环境。
控制炉膛处的氮气流速为30m3/h,此时进炉口和出炉口处的氮气流速均为15m3/h,氮气从烧结炉两端均匀排出。氮气不断流经烧结炉内部,将炉内原有的空气裹挟排出,最终形成无氧环境,对履带、炉丝和炉管进行较好地保护,防止其被氧化或者出现高温疲劳。
S4:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时启动履带,并开启冷却水对履带进行冷却,防止履带氧化和高温疲劳。履带的行进速度始终保持在8.5cm/分,冷却水的温度则低于80℃,且夏季高温时应开启冷却塔对循环水进行冷却。
当烧结炉内各区域的炉温均升至预设温度后,调整炉膛处的氮气流速,改为60m3/h,此时进炉口和出炉口处的氮气流速均为30m3/h,持续20分钟。
把盛装有管座的石墨模具拉至烧结炉前,逐个检查石墨模具上的各管座,确认底板、引线、绝缘子、焊片无缺失后盖上盖板。
观察烧结炉上的仪表,检查炉内各温区的温度误差是否在±30℃范围内。检查冷却水的温度是否低于80℃。
S5:空炉启动烧结,在履带上排装未盛装管座的空石墨模具,空石墨模具沿履带的宽度方向放置,沿履带的长度方向排列,且履带上排装空石墨模具的距离不少于3米。此外,空石墨模具采用废旧石墨模具。
S6:在空石墨模具后送入装有管座的石墨模具,进行烧结。装有管座的石墨模具按照空石墨模具的排布方式放置。烧结结束时,在盛装有管座的石墨模具后跟进空石墨模具,且排装空石墨模具的距离不少于2米。
出炉,操作人员戴两层手套,在出炉口处搬取石墨模具,然后拆下盖板。
检查产品烧结质量,如玻璃状态、轴面光亮等。有色玻璃应色泽均匀,透光性一致,氧化状态应一致。底板和引线应无氧化,焊料均匀,无产品外溢或夹生。管座和石墨模具之间应定位正确。
将烧结炉内各温区的温度设定为400℃保温,封住进炉口和出炉口。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例,并非依此限制本发明的保护范围,故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:具体步骤如下:
S1:开启烧结炉电源开关,并设定炉温,所述烧结炉为链式烧结炉;
S2:炉温计量,采用标准K型热电偶分度表对烧结炉内各区域的温度进行测量,由烧结炉上的温度仪表显示,并与预设值对比;
S3:开启氮气,氮气由炉膛中部排入,由进炉口和出炉口排出,且烧结过程中炉膛处的氮气流速为55~70m3/h;
S4:启动履带,并开启冷却水对履带进行冷却,履带的行进速度为7~9cm/分;
S5:在履带上排装未盛装管座的空石墨模具,空炉启动烧结;
S6:送入装有管座的石墨模具,压上压板,进行烧结;
所述烧结炉内设有至少一个预热区和至少一个恒温区,所述预热区位于进炉口一侧,预热区的炉温低于烧结温度,所述恒温区位于出炉口一侧;
所述恒温区设有六个,沿石墨模具的行进方向上,六个恒温区的预设温度分别为900℃、960℃、975℃、950℃、955℃和955℃,误差为±30℃。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:所述空石墨模具为废旧石墨模具,履带上排装空石墨模具的距离不少于3米。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:所述预热区设有三个,沿石墨模具的行进方向上,三个预热区的预设温度分别为600℃、700℃和800℃,误差为±30℃。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时开启氮气,且炉膛处的氮气流速为30m3/h。
5.根据权利要求4所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:当各区域的炉温均升至预设温度后,将炉膛处的氮气流速调整为60m3/h,持续20分钟,然后开始空炉烧结。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:沿石墨模具的行进方向上,当第三个恒温区处的炉温升至800℃时启动履带,且履带的行进速度始终为8.5cm/分。
7.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:所述冷却水的温度低于80℃。
8.根据权利要求1所述的半导体激光器TO管座底板半孔钎焊工艺,其特征在于:烧结结束时,在盛装有管座的石墨模具后跟进空石墨模具,且排装空石墨模具的距离不少于2米。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910212063.6A CN109848500B (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910212063.6A CN109848500B (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109848500A CN109848500A (zh) | 2019-06-07 |
CN109848500B true CN109848500B (zh) | 2020-12-11 |
Family
ID=66901231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910212063.6A Active CN109848500B (zh) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109848500B (zh) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002016352A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リフロー基板加熱方法とその装置 |
JP4697408B2 (ja) * | 2005-06-02 | 2011-06-08 | 関東冶金工業株式会社 | ろう付け炉 |
EP1927421A3 (de) * | 2006-12-01 | 2010-05-26 | Behr GmbH & Co. KG | Anlage und Verfahren zum Herstellen von gelöteten Bauteilen |
CN201059867Y (zh) * | 2007-04-23 | 2008-05-14 | 陈松岳 | 链式接触加热烧结炉 |
CN102306621A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-04 | 上海煦康电子科技有限公司 | 半导体元件烧结的工艺方法 |
CN204430271U (zh) * | 2015-02-10 | 2015-07-01 | 马鞍山市华东粉末冶金厂 | 一种网带式烧结炉 |
CN107425412A (zh) * | 2017-08-08 | 2017-12-01 | 广东格斯泰气密元件有限公司 | 一种mini型to封装的vcsel制造工艺 |
-
2019
- 2019-03-20 CN CN201910212063.6A patent/CN109848500B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109848500A (zh) | 2019-06-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4927027B2 (ja) | 高融点ガラス材料あるいは高融点ガラスセラミック材料の製造装置及び方法 | |
US7383698B2 (en) | Method of manufacturing glass melt and method of manufacturing molded glass material | |
JP4707989B2 (ja) | 高温融解性ガラス材料または高温融解性ガラスセラミック材料の製造装置及び製造方法 | |
EP0432193A1 (en) | A method and an apparatus for producing mineral wool | |
JP2005119959A5 (zh) | ||
CN107056016A (zh) | 硫系玻璃及其制备方法和装置 | |
CN1251827C (zh) | 熔融金属供给容器 | |
CN109848500B (zh) | 半导体激光器to管座底板半孔钎焊工艺 | |
CN209399737U (zh) | 一种具有防尘保护的压力烧结炉 | |
JP2018193284A (ja) | ガラス板の製造装置および製造方法 | |
CN107827340A (zh) | 一种氟磷酸盐光学玻璃的成型装置及成型方法 | |
IL154682A (en) | A method for producing chalcogenic glass | |
CN205974238U (zh) | 一种硫系红外玻璃的连续熔制设备 | |
JP3823402B2 (ja) | 弗燐酸系光学ガラスの射出成形方法 | |
KR100510196B1 (ko) | 연속식 프릿 용융시스템 | |
WO2022134527A1 (zh) | 一种半导体磷化物注入合成系统及控制方法 | |
JP2786113B2 (ja) | 光学ガラスの成形方法及び成形装置 | |
US1022910A (en) | Manufacture of quartz apparatus. | |
CN215251126U (zh) | 一种镀膜材料的蒸发源结构 | |
CN106466710A (zh) | 流槽预热罩和流槽预热方法 | |
CN106380060B (zh) | 一种硫系红外玻璃的连续熔制设备 | |
CN1272475C (zh) | 氧化物单晶的制造装置及制造方法 | |
KR100305497B1 (ko) | 무산소동연속주조용보온로 | |
US8061161B2 (en) | Molten glass dropping nozzle, molded glass product manufacturing method and molded glass product manufacturing apparatus | |
US2924046A (en) | cummins |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |