[其他]对置陶瓷板的激光焊组装件

说明书

对置陶瓷板的激光焊接组装件包括中间接合层，该中间接合层的厚度尺寸将对置板隔开小于约1000nm。每块对置板的厚度尺寸至少是中间接合层的厚度尺寸的约20倍。中间接合层的熔点大于对置板中的一块或两块板的熔点。陶瓷板是具有复合T/R谱的直通板，该复合T/R谱包括在位于约1400nm以上且约4500nm以下的整个目标辐射波段中小于约30％的部分。中间接合层具有吸收谱，该吸收谱包括在整个目标辐射波段中约80％以上的部分。该组装件包括将对置板的相对表面接合的焊线。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2018年2月19日提交的美国临时申请序列第62/ 632,200号和2018年3月28日提交的美国临时申请序列第62/649,322号的优先权，其内容作为本申请的基础并通过参考纳入本文。

技术领域

本公开涉及用于接合较薄的玻璃板、陶瓷板或玻璃陶瓷板的技术，还涉及由这种接合板制成的气密密封装置。例如，US 2017/0047542总体上涉及用于焊接高热膨胀基板的方法，更具体地涉及利用激光焊接来气密密封具有高热膨胀系数的玻璃和玻璃陶瓷基板的方法。US 9,515,286总体上涉及气密性阻挡层，更具体地涉及通过吸收性薄膜用来密封实心结构的方法和组合物，还涉及在密封过程中用具有吸收性质的薄膜作为界面引发剂的激光焊接或密封方法。本文记载了前述专利参考文献，以帮助说明本公开的某些方面的背景，但不应用于表征本申请的范围或定义本说明书或权利要求书中使用的任何特定术语。

背景技术

本申请的发明人已经认识到在由相对的玻璃板、陶瓷板或玻璃陶瓷板形成气密密封装置时与使用激光焊接有关的若干挑战。具体地，一些板材尽管部分透明，但是散射和吸收了太多的激光，以致难以在板材之间的界面处产生足够的局部加热以实现焊接。另外，本申请的发明人已经注意到，在板材(特别是高CTE陶瓷板)之间的激光接合界面处的残余应力可能达到不可接受的水平，这可能导致在板中形成裂纹。对于薄板(即厚度小于约100μm的板)，或在接合CTE高度不匹配的板(例如，高CTE陶瓷与低CTE玻璃基板)时，这些残余应力可能特别成问题。本申请的发明人已经研究了升高的温度下的激光焊接，以帮助减小这些残余应力，但是与室温激光焊接相比，这种方法成本高，在技术上不方便。最后，本申请的发明人已经认识到，陶瓷板特别难以用于形成气密密封装置，因为陶瓷材料通常具有较粗糙的表面特征，产生界面间隙，给密封带来挑战。

实用新型内容

根据本公开的主题，通过优化特定的激光焊接条件以使残余应力最小化，实现必要的接合强度并提高气密密封的激光焊接包装的可靠性，至少部分地解决了上述难题。

根据本公开的一种实施方式，提供了一种在约1000nm以上且约 4500nm以下的目标辐射波段激光焊接玻璃、陶瓷或玻璃陶瓷组合物的对置板(opposing sheets)的方法。根据该方法，对置板设有与对置板的相对表面接触的中间接合层。中间接合层包括厚度尺寸，该厚度尺寸将对置板分开小于约1000nm。对置板中的每块板的厚度尺寸至少是中间接合层的厚度尺寸的约20倍。中间接合层的特征在于其熔点高于对置板中的一块或两块板的熔点，或者特征在于其熔点高于约1200℃，或者在一些实施例中，高于约1500℃。对置板中的至少一块板包括直通板(pass-through sheet)，该直通板的特征在于其复合T/R谱包括在整个目标辐射波段中小于约30％的部分。中间接合层的特征在于其吸收谱包括位于整个目标辐射波段上约 50-80％以上的部分。但应注意，中间接合层中合适的吸收特性将取决于激光功率和曝光时间。

通过引导目标辐射波段中的激光束穿过直通板并到达中间接合层，将对置板的相对表面接合起来，从而形成焊接线，其中激光束的特征在于中间接合层中的功率密度以及沿着中间接合层的平移速度被选择为将距焊接线约0.5毫米以外的位置的周边加热约束在等于或低于约100℃下，从而将热应力、破裂、烧蚀、脱层、缺陷、气泡等降至最低。