一种光器件接收端耦合夹具的制作方法

本发明属于光器件封装技术领域，涉及一种耦合夹具，特别是涉及一种光器件接收端耦合夹具。

背景技术：

在光器件封装工艺中，对于发射端连接的工艺通常为胶粘接，由于各种误差，pt端必须通过耦合对光才能满足工艺需求。工艺一般步骤为：耦合、点胶、预固化、加固。这里的耦合夹具会覆盖耦合、点胶、预固化三个步骤。现有的行业做法通常是，将芯片1安装在特制的塑料加电座2上，通过卡爪4连接到电路板3上，有些方案会取消掉电路板3，直接与板卡连接。卡爪4一般使用铜合金，自带一定的弹性，能提供相对稳定的夹持力。整个耦合夹具只提供芯片的安装，夹持由卡爪完成。在耦合完成后，对芯片1四周进行点胶，照射uv灯一定时间后，产品与芯片通过紫外胶粘接，一同将芯片1带离加电座2，随即进入下一个工序，如图1所示。

传统方案对于常规产品(通讯速率2.5g)的效果好，成本低，稳定性相对较好，因而被广泛应用。但随着技术的不断进步，常规产品逐渐被10g、25g等更高端的产品替代。高端产品对于位置的敏感度提高，当芯片随着产品退出卡爪4时，必然会有拉拔阻力的存在，不均衡的受力会导致产品ng。针对这种现象，行业目前已有其他方案，比如采用将卡爪4替换成可分离的顶针来消除因加电结构对芯片产生的受力。但在实际使用过程中，因加电座、芯片管脚弯曲等各种因素，仍旧会存在一定的拉拔阻力。为解决这一现象，本设计采用了自动加电并自动退出的方案，退出机构只对芯片底座受力，排除已知的所有会对芯片产生拉拔阻力的影响因素，极大降低了因拉拔阻力导致的不良现象。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光器件接收端耦合夹具，用于解决现有技术中光器件耦合过程中芯片退出时拉拔阻力的存在导致芯片受力不均衡而造成产品ng的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光器件接收端耦合夹具，包括主体结构，主体结构上设有耦合台主体，所述主体结构上还设有用于顶出芯片的顶出模组，所述主体结构内还设有至少两组uv灯模组，所述耦合台主体中部设有用于安装芯片的安装底座，所述耦合台主体上沿耦合台主体的周向设有若干组均匀设置的加电模组。

优选的，所述主体结构包括底板，底板上固定有支撑台，所述支撑台侧壁开设有第一安装口，所述支撑台和耦合台主体侧壁开设有至少两个贯穿支撑台和耦合台主体的第二安装口，所述耦合台主体侧壁均匀的开设有若干个第三安装口，所述耦合台主体顶部设有盖板，所述盖板中部开设有芯片耦合口，所述安装底座的中心与芯片耦合口的中线在同一直线上。

优选的，所述安装底座包括推板安装座，推板安装座固定于底板上，推板安装座上连接有可沿推板安装座高度方向上下移动的推板，所述推板顶部安装有安装座，安装座中心连接有用于放置芯片的绝缘加电座，所述耦合台主体中心设有定位座，所述绝缘加电座下端贯穿定位座中心并伸入定位座，所述绝缘加电座通过压片压紧于定位座上。

优选的，所述推板安装座与推板之间通过一对直线导轨连接，所述推板安装座上对称安装有两个弹簧支座，弹簧支座上连接有弹簧，弹簧的另一端与推板底部连接。

优选的，所述uv灯模组包括连接杆，所述连接杆通过销连接于安装底座上且连接杆设置于第二安装口内，连接杆上连接有旋转底座，旋转底座上铰接有旋转座，旋转座内通过轴孔配合连接有uv灯，uv灯的端部位于安装底座的上方，所述连接杆与销之间、uv灯与旋转座之间均通过顶丝进行固定。

优选的，所述顶出模组包括第一气缸，所述第一气缸通过第一气缸座固定于第一安装口内，第一气缸上连接有第一气管接头，第一气缸的输出轴连接有连杆，连杆中部有一段轴径变化，所述连杆的轴径变化段上方设有与连杆接触的滚动轴，所述滚动轴通过摆杆连接于摆动底座上，所述摆动底座固定于底板上，所述滚动轴与推板的下表面中心接触。

优选的，所述连杆包括相互连接的第一圆柱段、第二圆柱段、锥形段和第三圆柱段，所述第一圆柱段和第三圆柱段的直径相等，第二圆柱段的直径大于第一圆柱段的直径，锥形段的最大直径大于第二圆柱段的直径，锥形段的最小直径等于第三圆柱段的直径，所述滚动轴设置于锥形段上。

优选的，所述连杆的第一圆柱段和第三圆柱段上分别设有第一直线轴承和第二直线轴承，所述第一直线轴承和第二直线轴承均设置于底板上。

优选的，所述定位座上沿其周向开设有若干个水平方向贯穿其侧壁的加电孔，所述加电组件包括第二气缸，第二气缸通过第二气缸座固定于第三安装口内，第二气缸上连接有第二气管接头，第二气缸的输出轴通过顶丝连接有转接头，所述转接头上通过第一绝缘件和第二绝缘件连接有顶针，所述第二绝缘件上开设有顶针接线口。

优选的，所述顶针与加电孔内壁之间设有陶瓷环。

如上所述，本发明的一种光器件接收端耦合夹具，具有以下有益效果：

1、本发明中，通过气缸控制顶针加电的方式，能有效降低芯片管脚外观的不良，顶出模组只作用于芯片底座，不作用其他部位，同时在芯片退出过程中能抵消掉芯片管脚与安装座之间的摩擦阻尼，因此，有效地保护预固化粘接的部位，显著降低了产品因粘接部位受力变形导致的质量问题。

2、本发明中，整个过程对芯片粘接部位不产生作用力，除装取外无人工因素影响，可靠性高，相对于原技术大大减少了不良率。

3、本发明中，顶出模组、uv灯模组及加电模组融合一体，结构紧凑，体积小、空间利用率高。

附图说明

图1显示为现有技术中耦合夹具的示意图。

图2显示为本发明中耦合夹具的立体图。

图3显示为本发明中耦合夹具揭开盖板后的立体图。

图4显示为本发明中耦合夹具的俯视图。

图5显示为本发明中uv灯模组面的剖视图。

图6显示为本发明中顶出模组面的剖视图。

图7显示为本发明中加电模组的结构示意图。

图8显示为本发明中连杆的结构示意图。

元件标号说明

1-主体结构，11-底板，12-支撑台，13-第一安装口，2-耦合台主体，21-盖板，22-第二安装口，23-第三安装口，24-芯片耦合口，3-uv灯模组，31-uv灯，32-旋转座，33-销，34-旋转底座，35-连接杆，4-顶出模组，41-第一气缸，42-连杆，421-第一圆柱段，422-第二圆柱段，423-锥形段，424-第三圆柱段，43-第一气缸座，44-第一直线轴承，45-第一气管接头，46-滚动轴，47-第二直线轴承，48-摆动底座，49-摆杆，5-加电模组，51-第二气管接头，52-第二气缸，53-第二气缸座，54-转接头，55-第一绝缘件，56-第二绝缘件，57-顶针，58-顶针接线口，6-安装底座，61-压片，62-绝缘加电座，63-定位座，631-加电孔，64-安装座，65-直线导轨，66-推板，67-弹簧，68-弹簧支座，69-推板安装座。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图2至图8。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图2-8，本发明提供一种光器件接收端耦合夹具，包括主体结构1，主体结构1上设有耦合台主体2，所述主体结构1上还设有用于顶出芯片的顶出模组4，所述主体结构1内还设有至少两组uv灯模组3，所述耦合台主体2中部设有用于安装芯片的安装底座6，所述耦合台主体2上沿耦合台主体2的周向设有若干组均匀设置的加电模组5。

本实施例使用时，主体结构1用于提供夹具的安装与定位，耦合台主体2提供加电模组5和安装底座6的安装。uv灯模组3主要实现uv灯31的定位与调节，实现对芯片点胶后进行预固化。顶出模组4提供芯片的顶出动作，使芯片顶出时顶出力只作用于芯片底座，不作用其他部位，同时在芯片退出过程中能抵消掉芯片管脚与安装座64之间的摩擦阻尼，因此，有效地保护预固化粘接的部位，显著降低了产品因粘接部位受力变形导致的质量问题。加电模组5实现自动加电的功效，有效降低芯片管脚外观的不良。

本实施例中，所述主体结构1中沿主体结构1的竖直中线对称设置有两组uv灯模组3，两组uv灯模组3对称设置可以保证对芯片预固化的均匀性与全面性，从而保证芯片耦合质量。uv灯模组3的数量不限于为两组，可根据实际使用需求进行相应的增加或减少，uv灯模组3的位置也不限于关于主体结构1的竖直中线对称设置，只要能够均匀、全面的芯片进行预固化即可。

本实施例中，顶出模组4、uv灯模组3及加电模组5融合一体，结构紧凑，体积小、空间利用率高。

作为上述实施例的进一步描述，所述主体结构1包括底板11，底板11上固定有支撑台12，所述支撑台12侧壁开设有第一安装口13，所述支撑台12和耦合台主体2侧壁开设有至少两个贯穿支撑台12和耦合台主体2的第二安装口22，所述耦合台主体2侧壁均匀的开设有若干个第三安装口23，所述耦合台主体2顶部设有盖板21，所述盖板21中部开设有芯片耦合口24，所述安装底座6的中心与芯片耦合口24的中线在同一直线上。

本实施例使用时，所述底板11上在底板11的四个角处均开设有安装孔，连接螺钉穿过安装孔将耦合夹具固定于工作台面上进行光器件接收端的耦合。整个装置的安装与拆卸方便，便于移动，适用范围广。底板11上焊接或一体成型有支撑台12，支撑台12上方设置耦合台主体2。

支撑台12侧壁开设有用于安装顶出模组4的第一安装口13，第一安装口13的大小可根据实际使用需求进行相应的调整，第一安装口13的高度不够时可向下开设于底板11上。

第二安装口22用于安装uv灯模组3，第二安装口22的数量与uv灯模组3的数量相等。第二安装口22连通开设于支撑台12和耦合台主体2上可以给uv灯31提供更大的活动范围，从而便于对uv灯31进行调节，达到更好的预固化效果。

第三安装口23用于安装加电模组5，第三安装口23的数量与加电模组5的数量相同，第三安装口23开设于耦合台主体2侧壁实现加电模组5与绝缘加电座62在同一高度，从而实现直接对绝缘加电座62进行加电，便于自动加电。

芯片耦合口24的中心开设有圆形口，圆形口的设置便于芯片的安装、点胶及顶出。芯片耦合口24的圆形口两端连通有长条形的移动口，长条形移动口的设置可以便于uv灯31进行位置调节，从而达到更好的预固化效果。

作为上述实施例的进一步描述，所述安装底座6包括推板安装座69，推板安装座69固定于底板11上，推板安装座69上连接有可沿推板安装座69高度方向上下移动的推板66，所述推板66顶部安装有安装座64，安装座64中心连接有用于放置芯片的绝缘加电座62，所述耦合台主体2中心设有定位座63，所述绝缘加电座62下端贯穿定位座63中心并伸入定位座63，所述绝缘加电座62通过压片61压紧于定位座63上。

本实施例使用时，安装底座6提供芯片的安装与加电，芯片放置于绝缘加电座62上，通过绝缘加电座62将芯片的管脚分开，芯片的定位通过安装座64凹台与芯片外缘的配合完成。绝缘加电座62通过压片61压紧在定位座63上。在推板66上下移动的过程中带动与推板66连接的安装座64上下运动，从而实现芯片的顶出与回撤。

作为上述实施例的进一步描述，所述推板安装座69与推板66之间通过一对直线导轨65连接，所述推板安装座69上对称安装有两个弹簧支座68，弹簧支座68上连接有弹簧67，弹簧67的另一端与推板66底部连接。

本实施例使用时，直线导轨65的设置一方面可以实现推板66与推板安装座69之间的连接，另一方面可以实现推板66沿直线导轨65的方向在推板安装座69上进行上下运动，保证推板66运动的稳定性，防止推板66在运动过程中发生偏转，从而保证芯片顶出与回撤的稳定性，保证芯片耦合质量。推板安装座69与推板66之间弹簧67的设置可以提供推板66回到初始状态的作用力。当推板66将芯片顶出后，撤去作用于推板66上的作用力，弹簧67恢复原状的过程中产生的弹力带动推板66向下运动，从而使推板66能够自动回复到初始状态。

本实施例中，所述推板66为h型板，h型推板66的两个竖直端分别位于两个直线导轨65内，h型推板66的顶部通过安装座64连接。推板66的形状不限于h型板，其他能够满足要求的形状均可，可根据实际使用需求进行相应的选择。

本实施例中，推板安装座69与推板66之间的连接方式不限于使用一对直线导轨65进行连接，其他既能保证两者之间稳定连接，又能保证推板66只沿推板安装座69的高度方向进行移动的连接结构均可。如在推板安装座69的两侧壁上均连接竖直挡块(图中未示出)，竖直挡块的端部连接与推板安装座69平行的水平挡块(图中未示出)，所述推板安装座69、竖直挡块及水平挡块之间一体成型形成推板卡槽(图中未示出)，推板66的两侧分别卡设于推板卡槽内。

作为上述实施例的进一步描述，所述uv灯模组3包括连接杆35，所述连接杆35通过销33连接于安装底座6上且连接杆35设置于第二安装口22内，连接杆35上连接有旋转底座34，旋转底座34上铰接有旋转座32，旋转座32内通过轴孔配合连接有uv灯31，uv灯31的端部位于安装底座6的上方，所述连接杆35与销33之间、uv灯31与旋转座32之间均通过顶丝进行固定。

本实施例使用时，uv灯模组3成对使用。uv灯31通过轴孔配合与旋转座32连接，旋转座32铰接于旋转底座34上，因此，可以通过转动旋转座32来调节uv灯31的摆角，从而调整uv灯31对芯片的照射角度，达到更好的预固化效果，提高预固化质量。uv灯31与旋转座32之间通过顶丝进行固定，可以通过顶丝调整uv灯31的轴向距离，从而调整uv灯31与芯片之间的距离，达到更好的效果。旋转底座34固定安装于连接杆35上，连接杆35通过销33固定于底板11上，且连接杆35与销33之间通过顶丝固定，因此，可以通过调整连接杆35的高度来调节uv灯31的z向位置。因此，本实施例能够实现uv灯31照射角度和照射距离的调节，从而满足不同芯片耦合时的照射需求，提高耦合质量，扩大适用范围。

本实施例中，实现uv灯31照射角度调节的结构不限于使用旋转座32铰接于旋转底座34上，其他能够实现uv灯31照射角度调节的结构均可。如在旋转底座34上连接可在第一旋转底座34上转动的第一齿轮(图中未示出)，在旋转座32上设置与第一齿轮啮合的第二齿轮(图中未示出)，且第二齿轮通过转动轴固定于支撑台12上。当需要对uv灯31的照射角度进行调整时，转动uv灯31，第一齿轮带动第二齿轮转动；当不转动uv灯31时，第二齿轮对第一齿轮起到一个定位作用，保证uv灯31的稳定性。

作为上述实施例的进一步描述，所述顶出模组4包括第一气缸41，所述第一气缸41通过第一气缸座43固定于第一安装口13内，第一气缸41上连接有第一气管接头45，第一气缸41的输出轴连接有连杆42，连杆42中部有一段轴径变化，所述连杆42的轴径变化段上方设有与连杆42接触的滚动轴46，所述滚动轴46通过摆杆49连接于摆动底座48上，所述摆动底座48固定于底板11上，所述滚动轴46与推板66的下表面中心接触。

本实施例使用时，顶出模组4的动力源为第一气缸41，提供往复的推力。连杆42与第一气缸41的输出轴之间通过螺纹连接。当需要顶出芯片时，第一气缸41带动连杆42向远离第一气缸41的方向运动，连杆42运动的过程中带动连杆42轴径变化段上方的滚动轴46通过摆杆49饶摆动底座48向上转动，滚动轴46向上转动的过程中带动与滚动轴46接触的推板66向上运动，从而将芯片顶出。当第一气缸41带动连杆42向靠近第一气缸41方向运动时，滚动轴46向下转动与推板66分离，推板66在自身重力和弹簧67弹力作用下回复原位。因此，滚动轴46可随连杆42轴径变化实现稳当的上下往复运动，从而带动推板66及安装于推板66上的安装座64进行上下运动，实现芯片的顶出与回撤。

本实施例中，第一气缸41通过第一气缸座43固定于第一安装口13内，第一气缸41位于支撑台12外的部分连接有第一气管接头45，通过第一气管接头45与气源连接。

作为上述实施例的进一步描述，所述连杆42包括相互连接的第一圆柱段421、第二圆柱段422、锥形段423和第三圆柱段424，所述第一圆柱段421和第三圆柱段424的直径相等，第二圆柱段422的直径大于第一圆柱段421的直径，锥形段423的最大直径大于第二圆柱段422的直径，锥形段423的最小直径等于第三圆柱段424的直径，所述滚动轴46设置于锥形段423上。

本实施例使用时，锥形段423的设置可以便于连杆42在进行水平方向运动时使连杆42上的滚动轴46能够沿锥形段423进行上下转动，从而实现芯片的顶出与回撤。

本实施例中，连杆42上轴径的变化不限于先变大后变下，其他能够在连杆42进行水平方向移动的过程中带动连杆42上的滚动轴46进行上下转动的轴径变化均可。

作为上述实施例的进一步描述，所述连杆42的第一圆柱段421和第三圆柱段424上分别设有第一直线轴承44和第二直线轴承47，所述第一直线轴承44和第二直线轴承47均设置于底板11上。

本实施例使用时，为了保证连杆42能够实现稳定的直线往复运动，本实施例中在连杆42的两端分别设置了第一直线轴承44和第二直线轴承47。

本实施例中，直线轴承的数量可根据需求进行相应的增减，如只在第三圆柱段424的端部设置一个直线轴承也可。

作为上述实施例的进一步描述，所述定位座63上沿其周向开设有若干个水平方向贯穿其侧壁的加电孔631，所述加电模组5包括第二气缸52，第二气缸52通过第二气缸座53固定于第三安装口23内，第二气缸52上连接有第二气管接头51，第二气缸52的输出轴通过顶丝连接有转接头54，所述转接头54上通过第一绝缘件55和第二绝缘件56连接有顶针57，所述第二绝缘件56上开设有顶针接线口58。

本实施例使用时，加电模组5由第二气缸52提供动力，第二气管接头51与第二气缸52连接。第一绝缘件55和第二绝缘件56提供顶针57的安装与定位，第二绝缘件56上留有顶针接线口58，用于顶针57接线。当需要对芯片加电时，启动第二气缸52，第二气缸52带动转接头54向远离第二气缸52的方向运动，从而带动顶针57与管脚接触实现加电。当顶针57随第二气缸52动作回撤时，顶针57的顶端离开管脚，完成断电。本实施例中，通过第二气缸52控制顶针57加电的方式，能有效降低芯片管脚外观的不良。

本实施例中，顶针57采用黄铜材质。

本实施例中，所述顶针57与加电孔631内壁之间设有陶瓷环来绝缘，从而保证工作的安全性。

本发明中耦合夹具的工作流程包括以下几个步骤：

1、芯片装入绝缘加电座62上，启动加电模组5工作，芯片加电完成；

2、对芯片进行点胶，调整uv灯模组3进行uv灯31照射；

3、加电模组5回撤，芯片断电；

4、第一气缸41工作，带动连杆42向远离第一气缸41的方向运动，连杆42运动带动摆杆49和滚动轴46向上转动；

5、滚动轴46向上转动带动推板66和安装于推板66上的安装座64向上运动，使芯片被顶出；

6、第一气缸41工作，带动连杆42回撤，在弹簧67和重力的作用下，安装座64回位，由于芯片在插入时，管脚接近管座的位置处，管脚受到的摩擦力是最大的，顶出的作用在于让芯片离开这段区域，安装座64回撤后，芯片会跟着回撤一小段，但因摩擦力和重力的作用不会落回原位，这时芯片底部已经露出安装位置而保持顶出动作；

7、使用镊子取出芯片。

整个过程对芯片粘接部位不产生作用力，除装取外无人工因素影响，可靠性高，相对于原技术大大减少了不良率。

综上所述，本发明通过气缸控制顶针加电的方式，能有效降低芯片管脚外观的不良，顶出模组只作用于芯片底座，不作用其他部位，同时在芯片退出过程中能抵消掉芯片管脚与安装座之间的摩擦阻尼，因此，有效地保护预固化粘接的部位，显著降低了产品因粘接部位受力变形导致的质量问题，同时，整个过程对芯片粘接部位不产生作用力，除装取外无人工因素影响，可靠性高，相对于原技术大大减少了不良率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。