[發(fā)明專利]用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動耦合焊接設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410360435.7
• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104117770A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段吉安;吳正輝;聶川;鄭煜;盧勝強(qiáng);周海波;徐聰;唐佳
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/08;B23K26/03;B23K26/70;B23K37/04
• 代理公司: 長沙朕揚(yáng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子器件精密封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動耦合焊接設(shè)備。

背景技術(shù)

光信息技術(shù)的發(fā)展推動著通訊事業(yè)的進(jìn)步,隨著光纖通訊和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展,光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。光電子器件的封裝技術(shù)影響著光電子器件的可靠性,關(guān)鍵的封裝工藝和全自動封裝設(shè)備可以大幅度提高生產(chǎn)效率和保證器件質(zhì)量。

有源器件是光纖通信系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)換成光信號或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號的關(guān)鍵器件，是光傳輸系統(tǒng)的“心臟”，它包括光源，如發(fā)光二極管（Light?Emitting?Diode,?LED）和激光二極管（Laser?diode,?LD）、光檢測器和光放大器等。如何提高同軸型光電子器件的性能、質(zhì)量以及降低成本，是當(dāng)前工業(yè)上封裝制造的關(guān)鍵問題，其核心技術(shù)在于耦合對準(zhǔn)與焊接。

光電子器件的成本主要在于封裝過程，其封裝成本約占總成本的70％~90％，目前，光電子器件產(chǎn)業(yè)化仍處于較落后的階段，大部分以手工操作進(jìn)行，手工操作的基本過程是：首先借助顯微鏡對光源器件和單模光纖（Single?Mode?Fiber,SMF）進(jìn)行初步對準(zhǔn)，獲得一定的初始光耦合功率，然后通過光功率計檢測耦合進(jìn)入SMF的光功率，手動調(diào)整光源器件和SMF的相對位置，從而現(xiàn)實精對準(zhǔn)，最后再通過激光焊接組件，實現(xiàn)固接。由于是手工操作，操作人員的技能熟練程度有所差異，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量不穩(wěn)定、成品率低、生產(chǎn)速度慢和生產(chǎn)成本高等。于是光電子器件較高的封裝成本和較低的封裝效率，極大的阻礙了光纖通信技術(shù)的發(fā)展，而行業(yè)上對高性能低成本光電子器件的需求越來越大，為了改變這種現(xiàn)狀，必須實現(xiàn)器件封裝過程的自動化和高效化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，巧妙，可擴(kuò)展性強(qiáng),省空間,?自動化程度高，操作簡單方便，作業(yè)時間短，生產(chǎn)效率高，使得生產(chǎn)成本低,?產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,并且適用于多種同軸型光電子器件(如TOSA、ROSA、BOSA等)的用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動耦合焊接設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種用于同軸型光電子器件的整體旋轉(zhuǎn)型自動耦合焊接設(shè)備，包括機(jī)架、上夾具、下夾具、裝設(shè)于機(jī)架上的多個的焊接裝置以及裝設(shè)于機(jī)架上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動的自動旋轉(zhuǎn)平臺，所述上夾具通過升降裝置裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上并可由升降裝置驅(qū)動沿Z軸升降運(yùn)動，所述下夾具通過對準(zhǔn)裝置裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上并可由對準(zhǔn)裝置驅(qū)動分別沿X軸移動、沿Y軸移動、繞X軸擺動以及繞Y軸擺動。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述對準(zhǔn)裝置包括第一X軸自動直線滑臺、第一Y軸自動直線滑臺、θx軸自動旋轉(zhuǎn)滑臺、θy軸自動旋轉(zhuǎn)滑臺以及裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上的安裝底座，所述第一X軸自動直線滑臺、第一Y軸自動直線滑臺、θx軸自動旋轉(zhuǎn)滑臺和θy軸自動旋轉(zhuǎn)滑臺依次疊加裝設(shè)于所述安裝底座上，所述下夾具裝設(shè)于所述θy軸自動旋轉(zhuǎn)滑臺上。

所述升降裝置包括支撐座、第一Z軸自動直線滑臺和轉(zhuǎn)接板，所述支撐座裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上，所述第一Z軸自動直線滑臺通過轉(zhuǎn)接板裝設(shè)于支撐座上，所述上夾具裝設(shè)于所述第一Z軸自動直線滑臺上。

所述焊接裝置包括激光出射頭，所述激光出射頭通過調(diào)整裝置裝設(shè)于機(jī)架上并可由調(diào)整裝置驅(qū)動分別沿X軸、Y軸和Z軸移動。

所述調(diào)整裝置包括第二X軸自動直線滑臺、第二Y軸自動直線滑臺、第二Z軸自動直線滑臺和焊接支撐臺，所述焊接支撐臺裝設(shè)于機(jī)架上，所述第二X軸自動直線滑臺、第二Y軸自動直線滑臺和第二Z軸自動直線滑臺依次疊加裝設(shè)于焊接支撐臺上，所述激光出射頭通過固定架裝設(shè)于所述第二Z軸自動直線滑臺上。

所述自動耦合焊接設(shè)備設(shè)有三個焊接裝置，三個焊接裝置繞自動旋轉(zhuǎn)平臺的旋轉(zhuǎn)軸線均勻布置；所述激光出射頭的尾部還安裝有CCD相機(jī)。

所述自動旋轉(zhuǎn)平臺為電動旋轉(zhuǎn)臺。