Tosa的激光焊接内应力释放方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光通信行业，尤其涉及T0SA的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 随着光通信行业的迅猛发展，现在对TOSA(TransmitterOpticalSubassembly， 光发射次模块)的要求越来越趋向与更高速率、更长传输距离和更高寿命。因此现在大多高 速中长距离T0SA在光路整合和固定工艺上选择激光焊接。激光焊接属于热传导型焊接，即 激光辐射加热工件表面，再通过热传导向材料内部扩散，通过控制激光脉冲的波形、宽度、 峰值功率和重复频率等参数，使工件之间形成良好的连接。只要激光技术运用的的合理，其 光路精准度会远远高于胶粘工艺，并且其长期的可靠性更好。小型化盒型封装T0SA目前运 用激光焊接所遇到的难点在于焊接后工件之间内应力释放不完全，这样就导致T0SA在使 用的过程中会慢慢的发生位移，对器件寿命和性能有很大的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的解决T0SA激光焊接后产生的内应力及微小位移导致的光路偏移现 象，提供一种利用高低温和高温结合存储释放激光焊接内应力的方法，为T0SA的高寿命奠 定良好的基础。
[0004] 为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：T0SA的激光焊接内应力释放方 法，包括以下步骤： (1) 激光焊接：调整耦合光路使T0SA的输出光功率达到最大值后，对T0SA进行三光束 激光焊接，焊接过程中三束激光的功率值相同； (2) 记录初始功率值：测量焊接好的T0SA输出的最大功率值，并记录为初始功率值 P0 ； (3) 高低温循环和高温烘烤：焊接好的T0SA放入高低温循环箱内进行10次高低温循 环处理，最高温度设定为85°C，最低温度设定为-40°C，每次循环设定为：在最高温度下存 储30min，然后温度从最高温度逐渐下降至最低温度，在最低温度下存储30min;高低温循 环处理完成后，将T0SA从高低温循环箱取出，放入高温存储箱烘烤24-25小时，高温存储箱 的温度为83-87°C; (4) 效果判定：再次测量TOSA输出的功率值，并记录为稳定功率值P1 ;若（P1-P0)/P0 < 5%，则判定为内应力释放合格；若（P1-P0)/P0多5%，则判定为T0SA焊接不合格，重新进 行（1)~（4)步。
[0005] 所述步骤（3)中，温度从最高温度逐渐下降至最低温度的温度变化速率彡4°C/ min〇
[0006] 所述步骤（3 )中，高温存储箱的温度为85 °C。
[0007] 所述步骤（3)中，T0SA在高温存储箱烘烤24小时。
[0008] 本发明利用采用高低温循环冲击使激光焊接处的物质发生形变，再通过高温存 储使焊接处的物质进行分子融合，从而起到内应力释放的作用，有效克服了TOSA在进行激 光焊接后在焊接处产生的内应力所导致的光路偏移现象，保证了T0SA器件的光路稳定性， 提高了产品的可靠性及使用寿命，为T0SA器件的高寿命很好的奠定了良好的基础。本发明 工艺简单、应用成本低且便于操作，并且以此方法为基础稍加改进和试验，对其它产品的 激光焊接内应力释放也有很大的借鉴作用，在光通讯领域中具有显著的实用价值。
【附图说明】
[0009] 图1为本发明的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实际产品具体阐述利用高低温和高温存储来释放激光焊接内应力的方 法。采用产品为10支10G 40km的EML-T0SA(电吸收调制激光-光发射次模块)器件。具 体步骤及实验数据如下： 1. 激光焊接：调整赛菲尔光纤耦合激光焊接机的参数，使其三枪的能量均衡，每枪的 能量为1. 85±0. 05J，利用半自动光路耦合台粗调和微调使T0SA的输出光功率达到最大值 后，将适配器与T0SA进行焊接，焊接过程中要尽量保证光功率值无变化； 2. 记录初始功率值：焊接完成后，用功率计测量T0SA的输出功率，并记录为T0SA的初 始功率值P0 (单位为：dBm)，如表一所示： 表一EML-T0SA的初始功率值
【主权项】
1. TOSA的激光焊接内应力释放方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 激光焊接：调整耦合光路使TOSA的输出光功率达到最大值后，对TOSA进行三光束 激光焊接，焊接过程中三束激光的功率值相同； (2) 记录初始功率值：测量焊接好的TOSA输出的最大功率值，并记录为初始功率值 PO； (3) 高低温循环和高温烘烤：焊接好的TOSA放入高低温循环箱内进行10次高低温循 环处理，最高温度设定为85°C，最低温度设定为-40°C，每次循环设定为：在最高温度下存 储30 min，然后温度从最高温度逐渐下降至最低温度，在最低温度下存储30 min;高低温循 环处理完成后，将TOSA从高低温循环箱取出，放入高温存储箱烘烤24-25小时，高温存储箱 的温度为83-87°C ; (4) 效果判定：再次测量TOSA输出的功率值，并记录为稳定功率值Pl ;若（Pl-PO)/ PO < 5%，则判定为内应力释放合格；若（Pl-PO)/ PO多5%，则判定为TOSA焊接不合格，重新进 行（1)~（4)步。
2. 根据权利要求1所述的TOSA的激光焊接内应力释放方法，其特征在于：所述步骤 (3)中，温度从最高温度逐渐下降至最低温度的温度变化速率彡4°C /min。
3. 根据权利要求1所述的TOSA的激光焊接内应力释放方法，其特征在于：所述步骤 (3)中，高温存储箱的温度为85°C。
4. 根据权利要求1所述的TOSA的激光焊接内应力释放方法，其特征在于：所述步骤 (3)中，TOSA在高温存储箱烘烤24小时。
【专利摘要】本发明涉及光通信行业，尤其涉及TOSA的生产工艺。TOSA的激光焊接内应力释放方法，包括以下步骤：（1）激光焊接：调整耦合光路使TOSA的输出光功率达到最大值后，对TOSA进行三光束激光焊接；（2）记录初始功率值：测量焊接好的TOSA输出的最大功率值，记录为初始功率值P0；（3）高低温循环和高温烘烤：焊接好的TOSA放入高低温循环箱内进行10次高低温循环处理,然后将TOSA从高低温循环箱取出，放入高温存储箱烘烤24小时；（4）效果判定：测量产品输出的功率值P1，通过比较P0及P1来判定内应力释放是否成功。本发明可有效克服采用激光焊接的TOSA在焊接处产生的内应力所导致的光路偏移现象。
【IPC分类】B23K26-21, C21D1-00, C21D9-50
【公开号】CN104846184
【申请号】CN201510262923
【发明人】张亮, 张彩
【申请人】大连藏龙光电子科技有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月22日