CN109560454A - 用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，涉及电子器件自动耦合封装领域。该管壳夹具装置包括支架、以及设置在支架上方的蝶形半导体激光器、激光器放置槽、第一上电板夹具、第二上电板夹具、上电板、下夹具夹紧气缸、下夹具夹头、上电板夹具滑轨、第一上电板夹具微型气缸、固定限位块以及弹簧等部件。本发明的管壳夹具装置，方便地夹持蝶形半导体激光器且能准确地定位，同时能够方便地进行上电和位置调节，并且安装或取下蝶形半导体激光器均比较容易。此外，还具有自动化程度高、操作简单方便、生产成本低等优点。

Description

用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置

技术领域

本发明涉及自动化耦合封装技术领域，具体涉及一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置。

背景技术

随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光电子器件的制备成为了光信息技术进步的关键。在光通信产品中，光电子器件如蝶形半导体激光器的需求量随着发展越来越大。蝶形半导体激光器是光纤通信行业最常用的长距离传输光信号放大装置，但是蝶形半导体激光器的封装成本一直居高不下，昂贵的封装成本、过低的封装效率与日益增长的需求量之间的巨大矛盾，极大地限制了光电子器件行业的发展速度。

光电子器件封装行业最大的瓶颈在于封装成本，而制约成本的关键原因就是封装的自动化程度。在自动化过程中，需要重点考虑光纤耦合(光纤对准)技术和尾纤固定技术。光纤耦合过程中，其对准方式大多数是由人工根据激光器输出功率的大小来判断光纤是否对准，并利用调节平台进行微调。尾纤固定一般采用激光焊接方式，也需要极其精确地焊接，否则将影响成品合格率。

目前国内的很多公司器件生产基本上还是手工操作，部分产品可以实现半自动化，但是光纤耦合还是需要熟练的技工在显微镜的辅助下手动完成，既费时又不能保证成品率。国外的一些光通信行业的大企业拥有一些先进的自动化封装设备，能够实现激光器与光纤的自动耦合和半自动封装。借助于这些封装设备，其生产效率比手工或半自动化生产方式有显著提高。然而，这些成套设备价格昂贵，需要较高的资金投入，并且这些封装设备采用的封装工艺也有很多需要改善的地方，比如光纤耦合的精度不足等。因此，如何解决现有技术中存在的光纤耦合精度不高、封装成本居高不下、产品合格率低等问题，是当前蝶形半导体激光器发展中的重中之重。

在蝶形半导体激光器自动耦合封装的过程中，设计结构合理的管壳夹具装置，能够提高耦合封装效率和产品合格率，降低封装成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，该管壳夹具装置能方便地夹持蝶形半导体激光器且能准确地定位，同时能够方便地进行上电和位置调节，并且安装或取下蝶形半导体激光器均比较容易。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于蝶形半导体自动耦合封装的管壳夹具装置，包括支架、以及设置在支架上方的蝶形半导体激光器、激光器放置槽、第一上电板夹具、第二上电板夹具、上电板、下夹具夹紧气缸、下夹具夹头、上电板夹具滑轨、第一上电板夹具微型气缸、固定限位块以及弹簧，所述上电板夹具滑轨有四个呈两组布置，每组中的两个上电板夹具滑轨相互平行，每个上电板夹具滑轨上均设置有一个上电板夹具滑块，所述第一上电板夹具和第二上电板夹具分别连接两组上电板夹具滑轨上的上电板夹具滑块，在所述第一上电板夹具和第二上电板夹具各自的中间部位分别安装上电板，所述激光器放置槽设置在所述第一上电板夹具和第二上电板夹具之间；第一上电板夹具微型气缸设置在第一上电板夹具远离激光放置槽的一侧，所述固定限位块设置在第一上电板夹具靠近激光放置槽的一侧，所述第一上电板夹具微型气缸的活塞杆套设弹簧后再穿过第一上电板夹具上的通孔并顶在固定限位块上；所述下夹具夹紧气缸与下夹具夹头连接，所述下夹具夹紧气缸能带动下夹具夹头水平移动以夹住蝶形半导体激光器。

上述用于蝶形半导体自动耦合封装的管壳夹具装置，优选的，所述下夹具夹紧气缸设置在激光器放置槽的下方，所述下夹具夹头设置在第一上电板夹具一侧。

上述用于蝶形半导体自动耦合封装的管壳夹具装置，优选的，所述激光器放置槽的底面呈矩形，并且在矩形的三条边上各设有突出于底面的一个定位面，分别为靠近第二上电板夹具一侧的一条边以及垂直于第二上电板夹具的两条边；所述激光器放置槽靠近第一上电板夹具一侧不设置定位面。

上述用于蝶形半导体自动耦合封装的管壳夹具装置，优选的，所述支架的下方安装有绕X轴角位台，所述绕绕X轴角位套的一侧设置有角位台驱动电机，所述角位台驱动电机能驱动所述绕X轴角位台运动以实现角度调整。更优选的，所述绕X轴角位台的调整角度范围为±10°。

所述管壳夹具装置的工作原理如下：将所述蝶形半导体激光器放置在所述激光器放置槽内，通过所述管壳夹具夹紧气缸的驱动，控制管壳夹具夹头水平移动，夹住蝶形半导体激光器，使蝶形半导体激光器固定在激光器放置槽内。蝶形半导体激光器通过激光器放置槽的三个定位面进行定位。蝶形半导体激光器的两侧设置有多根引脚，所述上电板夹具滑轨的上方设置有上电板夹具滑块，所述第一上电板夹具和第二上电板夹具各自的两端分别固定在上电板夹具滑块(上电板夹具滑块也有四个，分为两组)上，在第一上电板夹具和第二上电板夹具各自的中间固定安装有上电板，所述第一上电板夹具微型气缸固定安装在第一上电板夹具的底部，所述第一上电板夹具微型气缸的活塞杆穿过第一上电板夹具顶在固定限位块上，所述第一上电板夹具微型气缸在工作时，活塞杆伸出气缸，由于固定限位块的作用，带动第一上电板夹具反向运动(即远离激光器放置槽方向运动)，在将蝶形半导体激光器放置好后，所述第一上电板微型气缸停止工作，所述第一上电板夹具在弹簧的作用下回到原位，带动第一上电板夹具上的上电板与蝶形半导体激光器的一侧引脚相接触，然后再手动推动第二上电板夹具，是第二上电板夹具上的上电板与蝶形半导体激光器的另一侧引脚接触，从而实现给蝶形半导体激光器上电的功能。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

1、本发明提供了一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，能方便地夹持蝶形半导体激光器且能准确地定位，同时能够方便地进行上电和位置调节，并且安装或取下蝶形半导体激光器均比较容易。

2、本发明的管壳夹具装置，设置有三个定位面，能够方便地对蝶形半导体激光器进行准确定位；而未设置定位面的一侧，能够方便蝶形半导体激光器放入至激光器放置槽中。此外，利用弹簧、第一上电板夹具微型气缸等部件，能够方便地实现给蝶形半导体激光器上电的功能。

3、本发明的管壳夹具装置中设置有绕X轴角位台，能够方便地进行角度调整，以辅助耦合封装准确。

4、本发明的管壳夹具装置中的各个部件布局合理、结构设计巧妙，使得设备的结构紧凑、占地面积小、操作空间大，并且便于安装和拆卸。

附图说明

图1为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备中管壳夹具装置的立体结构示意图。

图2为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备中管壳夹具装置去掉下夹具夹头和蝶形半导体激光器后的立体结构示意图。

图3为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备中管壳夹具装置去掉下夹具夹头后的立体结构示意图。

图4为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备中管壳夹具装置去掉下夹具夹头和绕X轴角位台后的立体结构示意图。

图5为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备的管壳夹具装置中定位蝶形半导体激光器的部件的立体结构示意图。

图6为本发明蝶形半导体激光器自动耦合封装设备中蝶形半导体激光器的立体结构示意图。

附图标记：

401、蝶形半导体激光器；402、第一上电板夹具；403、第二上电板夹具；404、上电板夹具滑轨；405、上电板；406、下夹具夹紧气缸；407、第一上电板夹具微型气缸；408、绕X轴角位台；409、角位台驱动电机；410、下夹具夹头；411、激光器放置槽；412、定位面；413、固定限位块；414、弹簧；415、上电板夹具滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-6所示，本实施例提供了一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，包括支架、以及设置在支架上方的蝶形半导体激光器401(图6示出了蝶形半导体激光器的立体结构示意图)、激光器放置槽411、第一上电板夹具402、第二上电板夹具403、上电板405、下夹具夹紧气缸406、下夹具夹头410、上电板夹具滑轨404、第一上电板夹具微型气缸407、固定限位块413以及弹簧414，所述上电板夹具滑轨404有四个呈两组布置，每组中的两个上电板夹具滑轨404相互平行，每个上电板夹具滑轨404上均设置有一个上电板夹具滑块415，所述第一上电板夹具402和第二上电板夹具403分别连接两组上电板夹具滑轨404上的上电板夹具滑块415，在所述第一上电板夹具402和第二上电板夹具403各自的中间部位分别安装上电板405，所述激光器放置槽411设置在所述第一上电板夹具402和第二上电板夹具403之间；第一上电板夹具微型气缸407设置在第一上电板夹具402远离激光放置槽的一侧，所述固定限位块413设置在第一上电板夹具402靠近激光放置槽的一侧，所述第一上电板夹具微型气缸407的活塞杆套设弹簧414后再穿过第一上电板夹具402上的通孔并顶在固定限位块413上；所述下夹具夹紧气缸406与下夹具夹头410连接，所述下夹具夹紧气缸406能带动下夹具夹头410水平移动以夹住蝶形半导体激光器401。更优选的，所述下夹具夹紧气缸406设置在激光器放置槽411的下方，所述下夹具夹头410设置在第一上电板夹具402一侧。

进一步的，所述激光器放置槽411的底面呈矩形，并且在矩形的三条边上各设有突出于底面的一个定位面412，分别为靠近第二上电板夹具403一侧的一条边以及垂直于第二上电板夹具403的两条边；所述激光器放置槽411靠近第一上电板夹具402一侧不设置定位面412(如图2所示)。

进一步的，所述支架的下方安装有绕X轴角位台408，所述绕绕X轴角位套的一侧设置有角位台驱动电机409，所述角位台驱动电机409能驱动所述绕X轴角位台408运动以实现角度调整。更优选的，所述绕X轴角位台408的调整角度范围为±10°。

所述管壳夹具装置的工作原理如下：将所述蝶形半导体激光器401放置在所述激光器放置槽411内，通过所述管壳夹具夹紧气缸406的驱动，控制管壳夹具夹头410水平移动，夹住蝶形半导体激光器401，使蝶形半导体激光器401固定在激光器放置槽411内。蝶形半导体激光器401通过激光器放置槽411的三个定位面412进行定位。蝶形半导体激光器401的两侧设置有多根引脚，所述上电板夹具滑轨404的上方设置有上电板夹具滑块415，所述第一上电板夹具402和第二上电板夹具403各自的两端分别固定在上电板夹具滑块415(上电板夹具滑块415也有四个，分为两组)上，在第一上电板夹具402和第二上电板夹具403各自的中间固定安装有上电板405，所述第一上电板夹具微型气缸407固定安装在第一上电板夹具402的底部，所述第一上电板夹具微型气缸407的活塞杆穿过第一上电板夹具402顶在固定限位块413上，所述第一上电板夹具微型气缸407在工作时，活塞杆伸出气缸，由于固定限位块413的作用，带动第一上电板夹具402反向运动(即远离激光器放置槽411方向运动)，在将蝶形半导体激光器401放置好后，所述第一上电板微型气缸停止工作，所述第一上电板夹具402在弹簧414的作用下回到原位，带动第一上电板夹具402上的上电板与蝶形半导体激光器401的一侧引脚相接触，然后再手动推动第二上电板夹具403，是第二上电板夹具403上的上电板与蝶形半导体激光器401的另一侧引脚接触，从而实现给蝶形半导体激光器401上电的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，包括支架、以及设置在支架上方的蝶形半导体激光器、激光器放置槽、第一上电板夹具、第二上电板夹具、上电板、下夹具夹紧气缸、下夹具夹头、上电板夹具滑轨、第一上电板夹具微型气缸、固定限位块以及弹簧，所述上电板夹具滑轨有四个呈两组布置，每组中的两个上电板夹具滑轨相互平行，每个上电板夹具滑轨上均设置有一个上电板夹具滑块，所述第一上电板夹具和第二上电板夹具分别连接两组上电板夹具滑轨上的上电板夹具滑块，在所述第一上电板夹具和第二上电板夹具各自的中间部位分别安装上电板，所述激光器放置槽设置在所述第一上电板夹具和第二上电板夹具之间；第一上电板夹具微型气缸设置在第一上电板夹具远离激光放置槽的一侧，所述固定限位块设置在第一上电板夹具靠近激光放置槽的一侧，所述第一上电板夹具微型气缸的活塞杆套设弹簧后再穿过第一上电板夹具上的通孔并顶在固定限位块上；所述下夹具夹紧气缸与下夹具夹头连接，所述下夹具夹紧气缸能带动下夹具夹头水平移动以夹住蝶形半导体激光器。

2.如权利要求1所述的用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，其特征在于：所述管壳夹具夹紧气缸设置在激光器放置槽的下方，所述管壳夹具夹头设置在第一上电板夹具一侧。

3.如权利要求1或2所述的用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，其特征在于：所述激光器放置槽的底面呈矩形，并且在矩形的三条边上各设有突出于底面的一个定位面，分别为靠近第二上电板夹具一侧的一条边以及垂直于第二上电板夹具的两条边；所述激光器放置槽靠近第一上电板夹具一侧不设置定位面。

4.如权利要求1所述的用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，其特征在于：所述支架的下方安装有绕X轴角位台，所述绕绕X轴角位套的一侧设置有角位台驱动电机，所述角位台驱动电机能驱动所述绕X轴角位台运动以实现角度调整。

5.如权利要求4所述的用于蝶形半导体激光器自动耦合封装的管壳夹具装置，其特征在于：所述绕X轴角位台的调整角度范围为±10°。