CN116511752B - 一种铜表面结构、制备方法及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种铜表面结构、铜表面结构的制备方法及铜表面结构与半导体激光器的焊接方法。该铜表面结构与待焊接物的焊接方法，采用该方法实现铜表面结构与待焊接物之间的焊接可以大大增加焊接强度。在第一加工槽中先填充10％‑30％的第一金属，并采用超声波振动铜表面结构，可以最大限度的减少焊接空洞。进一步提供焊料实现焊料与铜表面结构、第一金属和待焊接物之间均具有接触面，增大了焊料与铜表面结构的接触力，使得铜表面结构与待焊接物的接触更牢固。
Description
技术领域
本申请属于焊接技术领域，具体涉及一种铜表面结构、制备方法及其焊接方法。
背景技术
铜具有良好的热导率、低的热膨胀系数、良好的耐腐蚀性、良好的成型性能、以及较低的成本等优势，目前众多电子元器件中大部分焊接件都采取铜制造。
现有技术中，需要在铜的表面镀镍或者镀金才能实现铜与导热材料连接。然而，在铜的表面镀镍或者镀金，不但会增加制作成本，而且不能有效的提高铜与导热材料焊接时的粘接强度，不能减少焊接空洞。
因此，亟需提供一种能够提高焊接强度的焊接方法，以实现铜表面与导热材料或者电子元器件的高强度焊接。
发明内容
本申请的目的是为了克服现有技术存在的需要在铜的表面镀镍或者镀金，不但会增加制作成本，而且不能有效的提高铜与导热材料焊接时的粘接强度，不能减少焊接空洞的缺陷，提供一种铜表面结构、制备方法及其焊接方法。该铜表面结构，无需镀镍或者镀金即可实现铜表面结构与导热材料或者电子元器件的高强度焊接。
为了实现上述目的，本申请提供了一种铜表面结构的焊接方法，包括：
提供铜表面结构，其中所述铜表面结构包括：多个第一加工槽，间隔设置于铜基体的第一表面；
提供第一金属，将所述第一金属熔化并填充至多个所述第一加工槽，熔化后的所述第一金属填充所述第一加工槽的容积的10％-30％；
提供焊料和待焊接物，按照所述铜表面结构、所述焊料和所述待焊接物的结构层叠放置于高温回流炉中，将所述焊料熔化至所述第一表面；所述焊料与所述铜表面结构、所述第一金属和所述待焊接物均具有接触面。
本申请还提供一种铜表面结构，所述铜表面结构用于按照上述方法实现与待焊接物之间的高强度焊接，所述铜表面结构中的所述第一加工槽采用机加工或者激光打标的方法制备；所述第一加工槽的宽度与深度的比例为1:20-1:100，所述第一加工槽的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm，从而达到无需镀镍或者镀金即可实现铜表面结构与导热材料或者电子元器件的高强度焊接。
在一个实施例中，所述第一加工槽的宽度L1满足：0.001mm≤L1≤0.005mm，所述第一加工槽的深度为H1，H1＝0.1mm。
在一个实施例中，所述铜表面结构，还包括：
至少一个第二加工槽，设置于所述铜基体的所述第一表面，且与所述第一加工槽间隔设置，所述第二加工槽的宽度与深度的比例为1:2-1:20，所述第二加工槽的宽度为L3，0.001mm≤L3≤0.01mm。
在一个实施例中，所述第二加工槽的宽度L3满足：0.001mm≤L3≤0.005mm，所述第二加工槽的深度为H2，H2＝0.02mm。
在一个实施例中，相邻的两个所述第一加工槽之间的最短距离为L2，0mm＜L2≤0.01mm；
所述第二加工槽与第一加工槽之间的最短距离为L4，0mm＜L4≤0.01mm。
在一个实施例中，所述铜表面结构，还包括：
第一台面，凸出设置于所述铜基体的第一表面，多个所述第一加工槽间隔设置于所述第一台面；所述第一台面的面积小于所述第一表面的面积；
所述铜基体的深度为H，所述第一台面的深度为H3，0mm＜H3≤2mm。
在一个实施例中，所述铜表面结构，还包括：
导流槽，设置于所述铜基体的第一表面，并且以多个所述第一加工槽长度延伸的终点为起点，以所述铜基体的外边缘为终点而延伸设置；所述导流槽的宽度与深度的比例为1:1-1:10。
本申请还提供一种铜表面结构的制备方法，包括：
S1，提供铜基体，并在所述铜基体的第一表面形成凸出的第一台面，所述第一台面的面积小于所述第一表面的面积；
S2，通过机加工或者激光打标的方式，在所述第一台面上形成多个第一加工槽，所述第一加工槽的宽度与深度的比例为1:20-1:100，所述第一加工槽的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm。
本申请还提供一种铜表面结构的制备方法，包括：
S10，提供铜基体，并对所述铜基体的第一表面进行机加工或者激光打标形成多个第一加工槽，所述第一加工槽的宽度与深度的比例为1:20-1:100，所述第一加工槽的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm；
S20，通过机加工或者激光打标的方式，在多个所述第一加工槽的长度延伸的终点形成导流槽，所述导流槽延伸至所述铜基体的外边缘，所述导流槽的宽度与深度的比例为1:1-1:10。
本申请提供一种铜表面结构与待焊接物的焊接方法，采用该方法实现铜表面结构与待焊接物之间的焊接可以大大增加焊接强度。在第一加工槽中先填充10％-30％的第一金属，并采用超声波振动铜表面结构，可以最大限度的减少焊接空洞。进一步提供焊料实现焊料与铜表面结构、第一金属和待焊接物之间均具有接触面，增大了焊料与铜表面结构的接触力，使得铜表面结构与待焊接物的接触更牢固。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一个实施例提供的铜表面结构剖面图；
图2为本申请一个实施例提供的铜表面结构部分示意图；
图3为本申请另一个实施例提供的铜表面结构剖面图；
图4为本申请再一个实施例提供的铜表面结构示意图；
图5为本申请又一个实施例提供的铜表面结构示意图；
图6为本申请一个实施例中提供的铜表面结构的制备方法。
附图标记说明
铜表面结构100：铜基体10，第一加工槽11，第二加工槽12，第一台面13，导流槽14，待焊接区15。
焊料200；第一金属210；待焊接物300。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例(包括不同的实施例中所包括的特征之间相互组合形成新的实施例)，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本申请提供一种铜表面结构、铜表面结构的制备方法及铜表面结构与半导体激光器的焊接方法。该铜表面结构，无需镀镍或者镀金即可实现铜表面结构与导热材料或者电子元器件的高强度焊接。
请参阅图1和图2，本申请提供一种铜表面结构100，包括多个第一加工槽11。
多个第一加工槽11间隔设置于铜基体10的第一表面。第一表面为后续进行焊接的表面。第一加工槽11的宽度与深度的比例为1:20-1:100。具体的，第一加工槽11的宽度与深度的比例为1:25、1:30、1:43、1:56、1:64、1:72、1:87、1:98、1:100等。第一加工槽11的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm。L1可以为0.001mm、0.002mm、0.003mm、0.004mm、0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.01mm或者其他数值。
本实施例中，第一加工槽11的宽度与深度的比例为1:20-1:100，设置较大的比例范围可以提供充分的焊料流淌空间，利用焊料在高温融化状态下具有流动性以及毛细力作用，使得焊料在第一加工槽11中充分填充流淌，从而让铜表面结构100与待焊接物的粘接面积成倍数增长，粘接强度更大，焊接质量更好。
在不同的实施例中，待焊接物可以是不同的结构。比如可以设置：半导体激光器焊接在热沉上，热沉焊接在铜表面结构100上，此时待焊接物为热沉。再比如还可以设置：半导体激光器直接焊接在铜表面结构100上，此时待焊接物为半导体激光器。当然，在其他的实施例中，待焊接物还可以是其他金属(铝、铜、钛、钢或者二者及以上的合金)或者非金属(氧化铝、氮化铝)材料。
在一个实施例中，可参阅图1，第一加工槽11的深度为H1，可以设置H1的数值范围为：0＜H1≤2mm；优选地，0.02mm≤H1≤1mm，具体的H1可以为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.4mm、0.8mm、1mm或者其他数值。在一个具体实施例中，第一加工槽11的宽度L1满足：0.001mm≤L1≤0.005mm，第一加工槽11的深度H1＝0.1mm。
本实施例中，是发明人经过理论推理和实验尝试得出的更优方案的具体尺寸。当第一加工槽11的宽度大于0.01mm时会出现焊料在加工槽底部填充不均，从而出现空焊的现象，且伴随着铜基体10与半导体激光器之间的粘接强度降低。当第一加工槽11的深度大于1mm后容易出现焊锡融化后却无法充分填充，加工槽的底部气泡无法排出，出现空焊现象，且铜基体10与半导体激光器之间的粘接强度也会出现骤降。
因此，第一加工槽11的宽度L1满足：0.001mm≤L1≤0.005mm，第一加工槽11的深度H1＝0.1mm时，制备得到的铜表面结构100的与待焊接物之间的粘接强度更大。
请参阅图3，在一个实施例中，铜表面结构100还包括：至少一个第二加工槽12，设置于铜基体10的第一表面，且与第一加工槽11间隔设置。第二加工槽12的宽度与深度的比例为1:2-1:20。具体的，第二加工槽12的宽度与深度的比例为1:2.5、1:4.8、1:6.3、1:8.7、1:10.6、1:12.5、1:16、1:18、1:19.4、1:20等。第二加工槽12的宽度为L3，0.001mm≤L3≤0.01mm。L3可以为0.001mm、0.002mm、0.003mm、0.004mm、0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.01mm或者其他数值。
本实施例中，设置第二加工槽12，并且设置第二加工槽12的宽度与深度比小于第一加工槽11的宽度与深度比，一方面在制备时可以缓解铜基体10的受力，防止铜基体10断裂；另一方面在焊接时可以提供比第一加工槽11更浅的承载空间，在焊料厚度不均匀时，高温熔融的焊料先将第二加工槽12填充满，之后将多余的焊料溢出至具有较深承载空间的第一加工槽11，增加焊接面积，增大焊接强度。第二加工槽12的设置可以使得高温熔融的焊料更均匀的分布在第一加工槽11和第二加工槽12之中，可以进一步增加铜表面结构100与待焊接物之间的粘接强度。
在一个实施例中，第二加工槽12的深度为H2，可以设置H2的数值范围为：0.02mm≤H2≤0.2mm，具体的H2可以为0.02mm、0.03mm、0.05mm、0.07mm、0.08mm、0.1mm、0.14mm、0.18mm、0.2mm或者其他数值。
在一个实施例中，第二加工槽12的宽度L3满足：0.001mm≤L3≤0.005mm，H2＝0.02mm。
本实施例中，是发明人经过理论推理和实验尝试得出的更优方案的具体尺寸。其更合理的设置了第一加工槽11和第二加工槽12的尺寸，既避免了焊料在加工槽底部填充不均，从而出现空焊的现象；又避免了加工槽的底部气泡无法排出，出现空焊现象；同时充分考虑了焊料厚度不均匀时，熔融焊料在第一加工槽11和第二加工槽12之间的流动问题。按照本实施例中提供的尺寸设置铜表面结构100，可以进一步增加铜表面结构100的与待焊接物之间的粘接强度。
在一个实施例中，相邻的两个第一加工槽11之间的最短距离为L2，L2可以满足：0mm＜L2≤0.01mm。第二加工槽12与第一加工槽11之间的最短距离为L4，L4可以满足：0mm＜L4≤0.01mm。本实施例中L2和L4的设置可以考虑机加工或者激光打标设备的最小精度，合理的进行调整，避免L2和L4过大或者过小导致不能形成第一加工槽11和第二加工槽12的情况发生。
请参阅图4，在一个实施例中，铜表面结构100，还包括：第一台面13。
第一台面13设置于铜基体10的第一表面，多个第一加工槽11间隔设置于第一台面13。第一台面13平行于第一表面的面积小于第一表面的面积。具体的，铜基体10的深度为H，第一台面13的深度为H3。第一台面13的深度可以理解为第一台面露出铜基体10的第一表面的高度。H3的数值范围可以设置为：0＜H3≤0.25mm；优选地，0.02mm≤H3≤0.2mm。
本实施例中，设置第一台面13可以在铜基体10的第一表面产生高度差，用于存放焊接过程中从第一加工槽11和/或第二加工槽12中溢出的焊料，保证焊料不会溢出至其他位置，避免影响其他器件(包括待焊接物)的性能。
请参阅图5，在一个实施例中，铜表面结构100，还包括：导流槽14。
导流槽14设置于铜基体10的第一表面，并且以多个第一加工槽11长度延伸的终点为起点，以铜基体10的外边缘为终点而延伸设置。导流槽14的宽度与深度的比例为1:1-1:10。导流槽14的起点与第一加工槽11长度延伸的终点连接，用以承接第一加工槽11中溢出的焊料。导流槽14的终点与铜基体10的外边缘连接，用以将多余焊料导出至铜基体10的第一表面之外。另外，如图5所示的实施例中，在待焊接区15中间隔设置多个第一加工槽11，并且部分第一加工槽11的长度方向的延伸终点与导流槽14连接。
具体的导流槽14与第一加工槽11之间具有连接区域。导流槽14用于将焊接时，从第一加工槽11中流出的焊液导出。一个导流槽14可以连接一个或多个第一加工槽11。导流槽14可以是相同的深度，导流槽14也可以是渐变的深度。比如，从导流槽14与第一加工槽11接触处向导流槽14与铜基体10的外边缘接触处的延伸方向，导流槽14的深度逐渐变深。本实施例中，设置导流槽14，可以实现将焊接过程中多余的焊液按照预先设计的导流槽14流淌，不会溢出至其他关键区域(包括待焊接物的关键位置)。
在其他实施例中还可以在设置了多个第一加工槽11之外的区域的四周加阻挡墙，以将焊接区域挡住，保证焊锡不会溢出至其他位置；亦可以在焊接区域外镀一层不易焊接的金属或者涂抹胶水等物质，以保证焊锡不会溢出至其他位置。
本申请还提供一种铜表面结构100的制备方法，包括：
S1，提供铜基体10，并在铜基体10的第一表面形成凸出的第一台面13，第一台面13的面积小于第一表面的面积。第一台面13的面积可以等于第一表面的面积的1/3-2/3。一个实施例中，可以采用激光刻蚀的方法在铜基体10的第一表面形成凸出的第一台面13。
S2，通过机加工或者激光打标的方式，在第一台面13上形成多个第一加工槽11，第一加工槽11的宽度与深度的比例为1:20-1:100，第一加工槽11的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm。第一加工槽11的更具体的结构及尺寸设置可以参考上述任一实施例。本步骤中，第一加工槽11的长度延伸至第一台面13的任意相对的两个边缘。
本申请提供的铜表面结构100可以应用在半导体激光器焊接领域，也可以用在其他焊接领域。或者是其他想要提高铜表面结构100与其他结构接触面积/接触力的技术领域。本实施例中制备的铜表面结构100，可以利用焊料在高温融化状态下具有流动性以及毛细力作用，使得焊料在第一加工槽11中充分填充流淌，让铜表面结构100与待焊接物的粘接面积成倍数增长，粘接强度更大，焊接质量更好。第一台面13的设置可以防止多余的焊料在半导体激光器附近堆积，影响半导体激光器出光。
在上述任一项的实施例中，第一加工槽11和/或第二加工槽12的截面轮廓可以按照图1、图3所示的形状设置，也可以设置为正梯形、倒梯形、V字形等的形状。在第一加工槽11和/或第二加工槽12的截面轮廓形状发生变化时，加工槽的深度、宽度与深度的比例关系仍参考上述任一项的实施例。
本申请还提供一种铜表面结构100的制备方法，包括：
S10，提供铜基体10，并对铜基体10的第一表面进行机加工或者激光打标形成多个第一加工槽11，第一加工槽11的宽度与深度的比例为1:20-1:100，第一加工槽11的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm。第一加工槽11的更具体的结构及尺寸设置可以参考上述任一实施例。
S20，通过机加工或者激光打标的方式，在多个第一加工槽11的长度延伸的终点形成导流槽14，导流槽14延伸至铜基体10的外边缘，导流槽14的宽度与深度的比例为1:1-1:10。导流槽14的设置形式还可以理解为：导流槽14的起点为多个第一加工槽11的长度延伸终点，导流槽14的终点为铜基体10的外边缘。
导流槽14与第一加工槽11之间具有连接区域。在一个实施例中可以设置导流槽14的深度相等；在其他实施例中，也可设置导流槽14的深度渐变，靠近铜基体10的边缘的深度更深。
本实施例中制备的铜表面结构100，可以利用焊料在高温融化状态下具有流动性以及毛细力作用，使得焊料在第一加工槽11中充分填充流淌，让铜表面结构100与待焊接物的粘接面积成倍数增长，粘接强度更大，焊接质量更好。并且，导流槽14的设置可以防止多余的焊料在半导体激光器附近堆积，影响半导体激光器出光。
在一个实施例中，在上述包括S1和S2的第一制备方法和包括S10和S20的第二制备方法中，还可以包括通过机加工或者激光打标的方式，制备第二加工槽12，第二加工槽12的尺寸及具体作用均可参照前述实施例。
请参阅图6，本申请还提供一种铜表面结构100的焊接方法，包括：
S100，提供铜表面结构100，其中铜表面结构100包括：多个第一加工槽，间隔设置于铜基体的第一表面。
S200，提供第一金属210，将第一金属210熔化至第一表面，采用超声波振动铜表面结构100，以使第一金属210填充至第一加工槽。采用超声波振动铜表面结构100时超声波频率范围可设置在20-35千赫兹。震动时长可设置为3-8分钟。熔化后的第一金属210填充第一加工槽的容积的10％-30％，如图6(a)所示。
S300，提供焊料200和待焊接物300，按照铜表面结构100、焊料200和待焊接物300的结构层叠放置于高温回流炉中，将焊料200熔化至第一表面，如图6(b)所示。焊料200与铜表面结构100、第一金属210和待焊接物300均具有接触面。
上述步骤中顺序可调整，比如可按照先提供铜表面结构100、第一金属210、焊料200和待焊接物300；再向第一加工槽中填充第一金属210；再通过焊料200将铜表面结构100和待焊接物300层叠放置于高温回流炉进行高温焊接，直至铜表面结构100与待焊接物300焊接牢固。
上述实施例中，待焊接物300可以为半导体激光器。第一金属210的熔点低于焊料200的熔点。第一金属210可以为镓铷铯等低熔点金属，或者镓铷铯与其他金属的合金，合金的熔点低于焊料200的熔点。比如第一金属210可以是镓铝合金、镓铋合金、镓锡合金、镓铟合金等。焊料200可以为锡焊或钎焊，锡焊的熔点为231.89℃。软钎焊的熔点低于450℃；硬钎焊的熔点高于450℃。
本申请实施例中，可以通过测试半导体激光器在冷波长与热波长的漂移量，从而计算出半导体激光器的结温，反推出半导体激光器的散热情况。另外也可以使用热像仪检测半导体激光器的温度，反馈出半导体激光器的散热情况。再根据半导体激光器的散热情况调整铜表面结构100的设计尺寸。一般的可以设置铜表面结构100中，第一加工槽11的延伸长度为半导体激光器待焊接面的长度的110％左右。第一加工槽11的延伸长度过长会导致焊料流出过多，导致底部空焊增加；第一加工槽11的延伸长度过短会导致焊料扩散不足，出现部分起球的现象，也不利于增加铜基体10与半导体激光器之间的粘接强度。
在上述S300中提供厚度为d的焊料，焊料的厚度d根据第一表面上设置的多个第一加工槽11的数量、宽度与深度的比例关系、第一加工槽11的宽度范围，以及结合第一金属填充第一加工槽11的体积计算得出。
本步骤中，在确认铜表面结构100所用的第一加工槽11的尺寸后，需要根据第一加工槽11的宽度、第一加工槽11的深度、第一加工槽11的延伸长度、第一金属填充第一加工槽11的体积、半导体激光器待焊接面的面积等数据，计算多个第一加工槽11中焊料的用量，增加至原有的焊料厚度中，以便焊料在第一加工槽11中可以充分的填充。
本实施例中，提供一种铜表面结构100与半导体激光器的焊接方法，采用该方法实现铜表面结构100与半导体激光器之间的焊接可以大大增加焊接接触面。同时由于激光打出的加工槽较细，在焊料融化时由毛细管力，可以将焊料通过加工槽扩散开且均匀的填充于缝隙之中。本实施例中，在第一加工槽11中先填充10％-30％的第一金属，并采用超声波振动铜表面结构，可以最大限度的减少焊接空洞，增大了焊料与铜表面结构100的接触力，使得铜表面结构100与半导体激光器的接触更牢固。
在一个具体的实施例中：在铜基体10的第一表面采用机加工或者激光打标的方法，制备多个第一加工槽11，第一加工槽11之间的宽度L2为0.001mm。因激光打出的槽类似于椭圆，故采用近似椭圆的计算方式。第一加工槽11的深度H1约为0.1mm，则铜表面结构100的焊接面积由原先的半导体激光器尺寸S0变为S1。S0为未进行表面处理时的焊接面积，S1为采用本申请的方法进行表面处理后的焊接面积(S1远大于S0)。其中，S0＝4.5mm*5.75mm＝25.875mm2，4.5和5.75分别为待焊接底部热沉的长和宽。S1＝4.5*椭圆周长L，椭圆周长L＝2πb+4(a-b)，a表示椭圆长半轴的长，即深度H1＝0.1mm；b表示椭圆短半轴的长，即宽度L1＝0.001mm，π是圆周率。计算结果S1＝10379.4975mm2。S1/S0＝401.14，即，采用本申请制备的铜表面结构100与半导体激光器焊接时，焊接面积为原先的401.14倍。因此，采用本申请制备的铜表面结构100大大增加了焊接接触面。同时由于激光打出的加工槽较细，在焊料融化时由毛细管力，可以将焊料通过加工槽扩散开且均匀的填充于缝隙之中。
铜表面结构100的焊接面积增大，第一金属的填充体积也会增大。第一金属的厚度/体积可以根据第一加工槽的深度H1和宽度L1计算得出。比如第一金属的体积＝H1*L1*(第一加工槽在第一表面的延伸长度)*20％。
在另外的一个具体的实施例中：在铜基体10的第一表面采用机加工或者激光打标的方法，制备多个第一加工槽11，第一加工槽11之间的宽度L2为0.05mm。第一加工槽11的深度H1约为0.1mm时，参照上述实施例的计算方法，计算得出焊接面积提升了59倍。
为了不影响焊接质量，同时保证将焊料填充完整，需要将原先的焊料片的量增加，以满足融化后槽中焊锡的量，焊料片增加的量为V＝S2*4.5(4.5表示待焊接底部热沉的宽度)，S2＝π*a*b(a表示深度0.1mm，b表示宽度0.001mm)，计算结果为0.812475mm2，因此需要将原先的焊料片厚度增加0.31mm。焊料片厚度增加量＝椭圆的体积÷底部待焊接的面积。
发明人还针对不同的焊料，对铜表面结构100与半导体激光器之间的焊接强度进行了验证。验证过程：第一金属采用镓锡合金，焊料分别采用铟焊In97Ag3、钎焊料Sn63Pb37、无铅焊料SAC305将铜表面结构100与半导体激光器焊接后，测试其推拉力强度。验证结果表明：三种焊料焊接的铜表面结构100与半导体激光器的推拉力强度均大于100Kg。在一般的铜与半导体激光器的焊接实验中，推拉力强度仅达到60Kg，而采用本申请设计的铜表面结构100实现焊接时，推拉力能达到100Kg，焊接强度提高了67％。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种铜表面结构的焊接方法，其特征在于，包括：
提供铜表面结构，其中所述铜表面结构包括：多个第一加工槽，间隔设置于铜基体的第一表面；
提供第一金属，将所述第一金属熔化至所述第一表面，采用超声波振动所述铜表面结构，以将所述第一金属填充至多个所述第一加工槽，熔化后的所述第一金属填充所述第一加工槽的容积的10％-30％；
提供焊料和待焊接物，按照所述铜表面结构、所述焊料和所述待焊接物的结构层叠放置于高温回流炉中，将所述焊料熔化至所述第一表面；所述焊料与所述铜表面结构、所述第一金属和所述待焊接物均具有接触面。
2.根据权利要求1所述的铜表面结构的焊接方法，其特征在于，所述铜表面结构中的所述第一加工槽采用机加工或者激光打标的方法制备；
所述第一加工槽的宽度与深度的比例为1:20-1:100，所述第一加工槽的宽度为L1，0.001mm≤L1≤0.01mm。
3.根据权利要求2所述的铜表面结构的焊接方法，其特征在于，所述第一加工槽的宽度L1满足：0.001mm≤L1≤0.005mm，所述第一加工槽的深度为H1，H1＝0.1mm。
4.根据权利要求3所述的铜表面结构的焊接方法，其特征在于，所述第一金属的熔点低于所述焊料的熔点。
5.根据权利要求4所述的铜表面结构的焊接方法，其特征在于，所述第一金属设置为镓、铷、铯、镓铝合金、镓铋合金、镓锡合金或镓铟合金。
6.根据权利要求5所述的铜表面结构的焊接方法，其特征在于，所述第一金属的体积＝H1*L1*(所述第一加工槽在所述第一表面的延伸长度)*20％。
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