[發明專利]TO型光器件的管座與管帽對位封裝裝置及其對位方法

在審

• 申請號: 202011007438.4
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112038268A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 王瑞鵬;莊園;李曉燕;王元仕;郭婷婷;呂琴紅;王雁;孫文濤;王鵬程;康文慧;閆曉壯
• 申請（專利權）人: 西北電子裝備技術研究所（中國電子科技集團公司第二研究所）
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/68
• 代理公司: 山西華炬律師事務所 14106
• 代理人: 陳奇

本發明公開了一種TO型光器件的管座與管帽對位封裝裝置及其對位方法，解決了在TO型光器件的管座與管帽的對位封裝中如何提高封裝產品合格率的問題。將傳統的對管座外輪廓和管帽外輪廓的識別定位，作為管座與管帽對位封裝的基準參考，轉變為：借助管帽上的透鏡，通過視覺系統中的光源，將該光源發出的光線，通過管帽上的透鏡照射到管座上的芯片上，得到芯片上發光點的圖像，控制器根據芯片上發光點的圖像上的位置，通過動態調整管帽的位置，使管帽上透鏡的中心軸線與芯片上的發光點對正，從而完成管帽與管座的準確對位，然后將兩者進行通電封裝在一起。所封裝的TO型光器件的光耦合率高。

技術領域

本發明涉及一種TO型光器件，特別涉及一種基于管帽透鏡的對TO型光器件的管座與管帽進行準確對位并封裝的裝置及其封裝方法。

背景技術

TO型光器件是一種用來進行光電信號轉換的光器件，TO是transistor outline的縮寫，代表同軸型光器件，是指管座與管帽的殼體一般為圓柱形的光器件封裝，它由管座與管帽準確對位后，通過通電焊接組成；其中的管座是由管座基座和芯片構成，芯片通過貼片機貼附在管座基座上，在芯片上設置有發光點，在管帽上裝配有管帽透鏡，管帽與管座對位封裝時，要求管帽透鏡與芯片上的發光點對正，使芯片上的發光點發出的光能經過管帽透鏡發射到光器件外；管帽透鏡按理論要求是裝配在管帽的中心軸線上，也就是說管帽的中心軸線要與管帽透鏡的中心軸線重合，芯片是貼附在管座頂面的中心位置，芯片上的發光點應位于管座的中心軸線上；管座與管帽的對位封裝是在封裝設備上進行的，具體過程為：將管座放置并吸附在封帽機的下工作臺上，將管帽吸附在封帽機的上工作平臺上，通過在封帽機上設置的視覺系統，進行管座與管帽的對位，在視覺系統中設置有上、下兩臺相機，上相機對管帽外輪廓進行定位識別，根據識別到的管帽外輪廓，來確定管帽的中心軸線位置，下相機對管座基座的外輪廓進行定位識別，根據識別到的管座基座的外輪廓，來確定管座的中心軸線位置，封帽機根據上相機識別到的管帽外輪廓的中心軸線與下相機識別到的管座基座的外輪廓中心軸線是否重合，進行對位調整，然后進行封裝操作；由于TO型光器件的光耦合效率，主要取決于管帽封裝過程中管帽透鏡中心線與管座芯片上的發光點的重合度，兩者重合度越高，光耦合效率就越高，因此，現有的對管帽的外輪廓和管座的外輪廓進行定位識別方法存在以下問題：（1）貼片機將芯片貼附在管座上時，存在貼片誤差，不能完全保證芯片的中心軸線與管座的中心軸線完全重合；（2）芯片上的發光點的設置也無法100%保證設置在了芯片的中心位置，也就是說發光點的位置設置也是存在誤差的；（3）管帽上的透鏡在裝配時，由于存在裝配誤差，有些成品管帽上的透鏡中心線是與管帽外輪廓的中心線是不重合的；以上因素直接導致管座與管帽對位封裝后，成品的TO型光器件的光耦合效率低，影響到了封裝后的產品的合格率。

發明內容

本發明提供了一種TO型光器件的管座與管帽對位封裝裝置及其對位方法，解決了在TO型光器件的管座與管帽的對位封裝中如何提高封裝產品合格率的技術問題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

本發明的總體構思是：將傳統的對管座外輪廓和管帽外輪廓的識別定位，作為管座與管帽對位封裝的基準參考，轉變為：借助管帽上的透鏡，通過視覺系統中的光源，將該光源發出的光線，通過管帽上的透鏡照射到管座上的芯片上，得到芯片上發光點的圖像，控制器根據芯片上發光點的圖像上的位置，通過動態調整管座的位置，使管帽上透鏡的中心軸線與芯片上的發光點對正，從而完成管帽與管座的準確對位，然后將兩者進行通電封裝在一起。