本申請(qǐng)涉及焊接，特別是涉及一種石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法。

背景技術(shù)：

1、藍(lán)寶石具有優(yōu)異的力學(xué)和光學(xué)性能，在微電子、光學(xué)通訊等尖端領(lǐng)域有重要的應(yīng)用價(jià)值。由于藍(lán)寶石的生產(chǎn)成本較高，常用成本較低的石英玻璃作為藍(lán)寶石的基底，在藍(lán)寶石器件的非關(guān)鍵位置作為結(jié)構(gòu)支撐材料使用。相關(guān)技術(shù)中，石英玻璃與藍(lán)寶石采用焊接方式連接，焊接方式連接存在工藝流程復(fù)雜的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例期望提供一種石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，用于簡(jiǎn)化石英玻璃與藍(lán)寶石焊接的工藝流程。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，所述石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接系統(tǒng)包括激光焊接設(shè)備，所述激光焊接設(shè)備設(shè)置有焊接區(qū)域，所述石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法包括：

3、清潔所述石英玻璃的表面和所述藍(lán)寶石的表面；

4、將所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石疊放在所述激光焊接設(shè)備的焊接區(qū)域，以使所述石英玻璃的待焊接面和所述藍(lán)寶石的待焊接面貼合；

5、控制所述激光焊接設(shè)備產(chǎn)生的激光穿過(guò)所述石英玻璃，對(duì)所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行表面活化處理；

6、控制所述激光焊接設(shè)備對(duì)所述石英玻璃的待焊接面和進(jìn)行表面活化處理后的所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行焊接。

7、一種實(shí)施方式中，所述清潔所述石英玻璃的表面和所述藍(lán)寶石的表面包括：

8、將所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石浸泡在有機(jī)溶劑中進(jìn)行超聲波清洗；

9、取出所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石并使用無(wú)塵布進(jìn)行擦拭。

10、一種實(shí)施方式中，所述激光焊接設(shè)備包括超快激光發(fā)生器，所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的波長(zhǎng)大于等于1000nm，且小于等于1100nm；和/或，

11、所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的脈沖寬度大于等于0.3ps，且小于等于1ps。

12、一種實(shí)施方式中，所述控制所述激光焊接設(shè)備的激光穿過(guò)所述石英玻璃，對(duì)所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行表面活化處理包括：

13、控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的焦平面為所述藍(lán)寶石靠近所述石英玻璃的表面；

14、控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的功率為第一功率，掃描速度為第一速度，脈沖頻率為第一頻率，離焦量為第一離焦量。

15、一種實(shí)施方式中，所述第一功率大于等于0.2w，且小于等于1w；和/或，

16、所述第一速度大于等于1mm/s，且小于等于10mm/s；和/或，

17、所述第一頻率大于等于10mhz，且小于等于20mhz；和/或，

18、所述第一離焦量大于等于-5μm，且小于等于-1μm。

19、一種實(shí)施方式中，所述控制所述激光焊接設(shè)備對(duì)所述石英玻璃的待焊接面和進(jìn)行表面活化處理后的所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行焊接包括：

20、控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的焦平面在所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石的待焊接面的貼合界面；

21、控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的功率為第二功率，掃描速度為第二速度，脈沖頻率為第二頻率，離焦量為第二離焦量；其中，所述第二功率大于所述第一功率，和/或，所述第二速度大于所述第一速度，和/或，所述第二頻率小于所述第一頻率，和/或，所述第二離焦量大于所述第一離焦量。

22、一種實(shí)施方式中，所述第二功率大于等于1w，且小于等于10w；和/或，

23、所述第二速度大于等于20mm/s，且小于等于100mm/s；和/或，

24、所述第二頻率大于等于0.5mhz，且小于等于1mhz；和/或，

25、所述第二離焦量為0μm。

26、一種實(shí)施方式中，所述激光焊接設(shè)備包括光路系統(tǒng)和振鏡；所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光通過(guò)所述光路系統(tǒng)傳輸至所述振鏡，所述振鏡控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的方向和位置。

27、一種實(shí)施方式中，所述激光焊接設(shè)備包括夾具和多軸導(dǎo)軌，所述夾具設(shè)置于所述多軸導(dǎo)軌上，所述夾具裝夾所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石；所述多軸導(dǎo)軌至少可以驅(qū)動(dòng)所述夾具在第一方向、第二方向和第三方向運(yùn)動(dòng)；其中，所述第一方向與所述第二方向相交，所述第一方向與所述第三方向相交。

28、一種實(shí)施方式中，所述夾具包括相對(duì)設(shè)置的第一夾持部和第二夾持部，所述第一夾持部與所述第二夾持部之間設(shè)置有調(diào)距件，所述調(diào)距件調(diào)節(jié)所述第一夾持部和所述第二夾持部之間的距離；所述第一夾持部和所述第二夾持部的其中之一設(shè)置有開(kāi)口，所述開(kāi)口露出所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石的待焊接面。

29、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，通過(guò)石英玻璃和藍(lán)寶石疊放在激光焊接設(shè)備的焊接區(qū)域后即可進(jìn)行表面活化和焊接。利用激光可以穿過(guò)石英玻璃，直接對(duì)藍(lán)寶石進(jìn)行表面活化，如此，石英玻璃和藍(lán)寶石在清潔后疊放貼合即可進(jìn)行表面活化，無(wú)需將待焊接表面直接暴露進(jìn)行表面活化，減少了空氣中雜質(zhì)進(jìn)入待焊接表面的可能。表面活化處理提高了異種材料的焊接質(zhì)量，表面活化完畢即可直接進(jìn)行焊接，無(wú)需增加額外的工序或材料，在保障焊接質(zhì)量的同時(shí)，簡(jiǎn)化了焊接工藝流程，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)特征：

1.一種石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，應(yīng)用于石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接系統(tǒng)包括激光焊接設(shè)備，所述激光焊接設(shè)備設(shè)置有焊接區(qū)域，所述石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述清潔所述石英玻璃的表面和所述藍(lán)寶石的表面包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述激光焊接設(shè)備包括超快激光發(fā)生器，所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的波長(zhǎng)大于等于1000nm，且小于等于1100nm；和/或，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述控制所述激光焊接設(shè)備的激光穿過(guò)所述石英玻璃，對(duì)所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行表面活化處理包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述第一功率大于等于0.2w，且小于等于1w；和/或，

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述控制所述激光焊接設(shè)備對(duì)所述石英玻璃的待焊接面和進(jìn)行表面活化處理后的所述藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行焊接包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述第二功率大于等于1w，且小于等于10w；和/或，

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述激光焊接設(shè)備包括光路系統(tǒng)和振鏡；所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光通過(guò)所述光路系統(tǒng)傳輸至所述振鏡，所述振鏡控制所述超快激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光的方向和位置。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述激光焊接設(shè)備包括夾具和多軸導(dǎo)軌，所述夾具設(shè)置于所述多軸導(dǎo)軌上，所述夾具裝夾所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石；所述多軸導(dǎo)軌至少可以驅(qū)動(dòng)所述夾具在第一方向、第二方向和第三方向運(yùn)動(dòng)；其中，所述第一方向與所述第二方向相交，所述第一方向與所述第三方向相交。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，其特征在于，所述夾具包括相對(duì)設(shè)置的第一夾持部和第二夾持部，所述第一夾持部與所述第二夾持部之間設(shè)置有調(diào)距件，所述調(diào)距件調(diào)節(jié)所述第一夾持部和所述第二夾持部之間的距離；所述第一夾持部和所述第二夾持部的其中之一設(shè)置有開(kāi)口，所述開(kāi)口露出所述石英玻璃和所述藍(lán)寶石的待焊接面。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例公開(kāi)一種石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法，石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接系統(tǒng)包括激光焊接設(shè)備，激光焊接設(shè)備設(shè)置有焊接區(qū)域，石英玻璃與藍(lán)寶石的焊接方法包括，清潔石英玻璃的表面和藍(lán)寶石的表面；將石英玻璃和藍(lán)寶石疊放在激光焊接設(shè)備的焊接區(qū)域，以使石英玻璃的待焊接面和藍(lán)寶石的待焊接面貼合；控制激光焊接設(shè)備產(chǎn)生的激光穿過(guò)石英玻璃，對(duì)藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行表面活化處理；控制激光焊接設(shè)備對(duì)石英玻璃的待焊接面和進(jìn)行表面活化處理后的藍(lán)寶石的待焊接面進(jìn)行焊接。通過(guò)石英玻璃和藍(lán)寶石疊放在激光焊接設(shè)備的焊接區(qū)域后即可進(jìn)行表面活化和焊接，表面活化完畢即可直接進(jìn)行焊接，無(wú)需增加額外的工序或材料，簡(jiǎn)化了焊接工藝流程。

技術(shù)研發(fā)人員：李鑫,劉明,于雪,黃強(qiáng),張海旭,韓露,谷嘉琳,桑雨柔,張俊峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)原子能科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6