专利名称：用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体激光器列阵中用到的合金焊料，具体涉及一种金锡合金焊料。
背景技术：
在半导体激光器列阵的封装中，常用Au:Sn=80:20合金焊料，金锡合金焊料为硬焊料，由于管芯的热膨胀系数很难与焊料一致，在管芯烧结的过程中，焊接层就会产生非弹性形变，热膨胀很大，可能使管芯断裂。由于半导体激光器列阵工作时产生的热量很多，管芯与焊料得温度很高，它们的热膨胀系数不一致，产生巨大的应力也会使管芯损坏。焊料与管芯热膨胀系数不匹配是目前管芯封装过程中亟需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是半导体激光器列阵中焊料和管芯的热膨胀系数不同，提供一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，能够使焊料与管芯的热膨胀系数保持一致，防止因膨胀系数的不同造成器件损坏。本发明的技术方案是以下述方式实现的:一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，是按照下述步骤进行的:
A、在热沉上制作锡层、在锡层上镀金层、在金层上镀上负膨胀层，其中金、锡、负膨胀层材料的质量比依次为4:1:0.5 1 ;
B、将步骤A中得到的 材料在5(Tl00°C退火f15分钟。在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。所述金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:1。所述锡层、金层采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。本发明中在金锡合金中掺入了负热膨胀系数材料，这些材料在温度升高时体积反而缩小，温度降时体积变大，与普通材料的热胀冷缩正好相反。本发明利用负热膨胀系数与金锡结合，经过合理的成分配比，得到热膨胀系数与管芯一致的焊料。通过调节的成分比，可以改变最终得到焊料的热膨胀系数。另外，本发明可以掺入到焊膏中，根据想要得到的热膨胀系数，来配比负膨胀系数材料。
图1是本发明实施例1的结构示意图。图2是本发明实施例2的结构示意图。
具体实施例方式实施例1:如图1所示，一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:0.5 ;
B、将步骤A中得到的材料在5(Γ100 退火广15分钟。低温退火可以防止锡氧化，并且退火后，金、和负热膨胀系数材料之间会充分扩散，形成均匀的焊料。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。由于金锡和负热膨胀系数才来都很薄，这样它们可以充分扩散，成为一个整体，以得到期望的焊料。实施例2:如图2所示，一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀层材料的质量比依次为4:1:0.5 ;在得到的负膨胀层上依次镀上锡层、金层和负膨胀层；或者根据实际厚度需要，可在重复的在负膨胀层上再镀锡层、金层和负膨胀层。B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f 15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。其他结构同实施例1。实施例3:—种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:0.6 ；
B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。其他结构同实施例1，根据实际需要，可在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。其他结构同实施例1。实施例4:一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:0.7 ;
B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。其他结构同实施例1，根据实际需要，可在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。
其他结构同实施例1。实施例5:—种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:0.8 ；
B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。其他结构同实施例1，根据实际需要，可在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。其他结构同实施例1。实施例6:—种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:0.9
B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。
其他结构同实施例1，根据实际需要，可在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。其他结构同实施例1。实施例7:—种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的:
A、在热沉I上制作锡层2、在锡层2上镀金层3、在金层3上镀上负膨胀层4，其中金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:1
B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。其中所述锡层2、金层3采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层4采用磁控溅射方法制备。所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。其他结构同实施例1，根据实际需要，可在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。其他结构同实施例1。
权利要求
1.一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述步骤进行的: A、在热沉上制作锡层、在锡层上镀金层、在金层上镀上负膨胀层，其中金、锡、负膨胀层材料的质量比依次为4:1:0.5 1 ; B、将步骤A中得到的材料在5(Tl00°C退火f15分钟。
2.根据权利要求1所述的用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于是按照下述方法制备的:在步骤A中得到的负膨胀材料上依次镀上锡层、金层和负膨胀层，重复这个过程直至得到相应厚度的焊料，再进行步骤B。
3.根据权利要求Γ2之一所述的用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于:所述金、锡、负膨胀材料的质量比依次为4:1:1。
4.根据权利要求Γ2之一所述的用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于:所述锡层、金层采用热蒸发或磁控溅射方法制备，所述负膨胀层采用磁控溅射方法制备。
5.根据权利要求Γ2之一所述的用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，其特征在于: 所述负膨胀层采用的负膨胀材料是NiTi基合金或者FeNiCo合金。
全文摘要
本发明公开一种用于半导体激光器列阵的热膨胀系数可调节焊料，是按照下述步骤进行的A、在热沉上制作锡层、在锡层上镀金层、在金层上镀上负膨胀层，其中金、锡、负膨胀层材料的质量比依次为4:1:0.5~1；B、将步骤A中得到的材料在50~100℃退火1~15分钟。本发明中在金锡合金中掺入了负热膨胀系数材料，这些材料在温度升高时体积反而缩小，温度降时体积变大，与普通材料的热胀冷缩正好相反。本发明利用负热膨胀系数与金锡结合，经过合理的成分配比，得到热膨胀系数与管芯一致的焊料。通过调节的成分比，可以改变最终得到焊料的热膨胀系数。另外，本发明可以掺入到焊膏中，根据想要得到的热膨胀系数，来配比负膨胀系数材料。
文档编号C22C1/00GK103205710SQ201210007630
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者程东明 申请人:郑州大学