一种脚踏式光纤耦合系统及其耦合方法
【专利说明】一种脚踏式光纤耦合系统及其耦合方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及光电产品封装领域，具体涉及一种脚踏式光纤耦合系统及其耦合方法。
【背景技术】
[0003]在光电封装领域，经常用到光纤耦合系统，如何实现光纤耦合系统的低成本、光纤耦合的多维调整、焊接参数控制和焊接便捷性和标准化，是光纤耦合的一个追求方向，目前的耦合系统要么不具有便捷性和焊接参数智能设定，焊接性能一致性不高，焊接可靠性差，系统过于复杂，实现成本高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种脚踏式光纤耦合系统及其耦合方法，降低了系统成本，大大提高了光电器件的焊接效率、提高了光纤焊接质量和器件可靠性。
[0005]为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
一种脚踏式光纤耦合系统，包括脚踏开关，加热器，底盘及安装在底盘上的五维调整台、长臂显微镜、产品底座和电极组件，所述五维调整台上设有过渡台，所述过渡台上安装有光纤组件锁紧夹头，所述产品底座与光纤组件锁紧夹头相对设置，所述电极组件包括转动设置在光纤组件锁紧夹头和产品底座之间的钨电极，所述钨电极为两个且呈相对设置，两个钨电极分别通过电极导线与加热器相连，所述脚踏开关用于控制加热器工作。
[0006]进一步的，所述电极组件还包括电极连接杆，所述钨电极通过电极连接杆与底盘转动连接。
[0007]进一步的，所述电极组件还包括设置在光纤组件锁紧夹头和产品底座之间的弹性电极支撑手臂，所述弹性电极支撑手臂为两个且呈相对设置，所述钨电极与弹性电极支撑手臂相连。
[0008]进一步的，所述弹性电极支撑臂包括连接杆，所述连接杆的端部设有一轴向内延伸的开孔，所述开孔中由内向外依次设有弹簧和夹持臂，所述夹持臂通过垂直设于连接杆端部的螺丝与夹持臂固定连接。
[0009]—种脚踏式光纤耦合系统的耦合方法，包括如下步骤:
(1)将光纤组件夹持在锁紧夹头上，通过调整五维调整台位置，及长臂显微镜实时监测调整状态，实现光纤和产品内光电芯片的对准；
(2)将钨电极通过弹性电极支撑手臂紧密咬合在产品管壳光纤入孔外壁；
(3)踏下脚踏开关，加热器开始工作；
(4)加热器通过电极导线和钨电极实现焊接系统短路，此时送入高温焊料，使光纤和产品入孔固定； (5)加热完成后，加热器定时器驱动加热器关闭，加热器停止电压输出，钨电极电流停止，此时钨电极迅速降温，实现光纤组件对准和焊接。
[0010]由上述技术方案可知，本发明采用五维调整架和光纤组件锁紧夹头级联，可实现光纤前后、左右、上下位置精密移动、水平和俯仰位置精密转动，实现光纤组件与管壳中的光电芯片耦合对准。通过脚踏开关控制加热器进行加热，定时关断调整拨码实现焊接时间控制，通过设置可调加热电压，实现光纤耦合焊接的智能化和标准化控制。本发明操作方便，耦合焊锡均匀，对准精度较好，长期可靠性强，可广泛应用于高质量可靠性要求的光电器件的光纤耦合领域。
【附图说明】
[0011]图1是本发明脚踏式光纤耦合系统整体正面示意图；
图2是本发明脚踏式光纤耦合系统整体俯视示意图；
图3是本发明中弹性支撑手臂和三角咬合结构钨电极局部示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本发明做进一步说明:
如图1、图2所示，本实施例的脚踏式光纤耦合系统，包括脚踏开关7，加热器6，底盘1及安装在底盘1上的五维调整台2、长臂显微镜3、产品底座4和电极组件，五维调整台2上设有过渡台，过渡台8上安装有光纤组件锁紧夹头9，产品底座4与光纤组件锁紧夹头9相对设置，电极组件包括转动设置在光纤组件锁紧夹头9和产品底座4之间的钨电极10，钨电极10为两个且呈相对设置，两个钨电极10分别通过电极导线12与加热器6相连，脚踏开关7用于控制加热器6工作。通过调节加热电压和定时时间，可实现焊接电极温度的梯度精密智能控制和焊接时间精密控制，可形成光滑饱满焊料形状，焊接牢靠，而且焊接过程不会对其他元件造成过热损伤，提高了器件可靠性。该电极组件还包括两个相对设置的电极连接杆5和两个相对设置的弹性电极支撑手臂11，钨电极10的一端通过电极连接杆5与底盘1转动连接，其另一端与弹性电极支撑手臂11相连。
[0013]如图3所示，该弹性电极支撑手臂11包括连接杆111，所述连接杆111的端部设有一轴向内延伸的开孔，该开孔中由内向外依次设有弹簧112和夹持臂113，该夹持臂113通过垂直设于连接杆111端部的螺丝114与夹持臂113固定连接。该夹持臂113通过螺丝114可实现沿弹簧112向外或向内调节，实现电极的灵活自动咬合，方便了电极的调节控制。
[0014]—种脚踏式光纤耦合系统的耦合方法如下:首先将光纤组件夹持在锁紧夹头上，通过调整五维调整台2调整其位置，同时可通过长臂显微镜3实时监测调整状态，实现光纤和光电产品内光电芯片的对准。对准后进行光纤焊接，光纤焊接之前首先对加热器6进行加热温度梯度曲线设置和加热时间定时设置，以确保焊接形成标准一致和光滑饱满的焊点形状。设置好焊接参数后，将钨电极10通过弹性电极支撑手臂11紧密咬合在产品管壳光纤入孔外壁，踏下加热器6脚踏开关7，加热器6开始工作，加热器6通过电极导线12和钨电极10实现焊接系统短路，由于钨电极10与产品管壳光纤入孔外壁咬合处产生接触电阻，使光纤入孔局部产生热量，此时送入光纤焊接用高温焊料，局部热量使焊料在光纤器件连接处实现充分焊接和固定，而不会对器件其他元件形成过热冲击，大大提高了焊接稳定性和器件可靠性。加热到达定时时间后，加热器6定时器驱动加热器6关闭，加热器6关闭电压输出，钨电极10电流停止流过，钨电极10迅速降温，实现光纤焊接。
[0015]以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种脚踏式光纤耦合系统，其特征在于:包括脚踏开关，加热器，底盘及安装在底盘上的五维调整台、长臂显微镜、产品底座和电极组件，所述五维调整台上设有过渡台，所述过渡台上安装有光纤组件锁紧夹头，所述产品底座与光纤组件锁紧夹头相对设置，所述电极组件包括转动设置在光纤组件锁紧夹头和产品底座之间的钨电极，所述钨电极为两个且呈相对设置，两个钨电极分别通过电极导线与加热器相连，所述脚踏开关用于控制加热器工作。2.根据权利要求1所述的脚踏式光纤耦合系统，其特征在于:所述电极组件还包括电极连接杆，所述妈电极通过电极连接杆与底盘转动连接。3.根据权利要求1或2所述的脚踏式光纤耦合系统，其特征在于:所述电极组件还包括设置在光纤组件锁紧夹头和产品底座之间的弹性电极支撑手臂，所述弹性电极支撑手臂为两个且呈相对设置，所述钨电极与弹性电极支撑手臂相连。4.根据权利要求1所述的脚踏式光纤耦合系统，其特征在于:所述弹性电极支撑臂包括连接杆，所述连接杆的端部设有一轴向内延伸的开孔，所述开孔中由内向外依次设有弹簧和夹持臂，所述夹持臂通过垂直设于连接杆端部的螺丝与夹持臂固定连接。5.根据权利要求1所述的一种脚踏式光纤耦合系统的耦合方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将光纤组件夹持在锁紧夹头上，通过调整五维调整台位置，及长臂显微镜实时监测调整状态，实现光纤和产品内光电芯片的对准； (2)将钨电极通过弹性电极支撑手臂紧密咬合在产品管壳光纤入孔外壁； (3)踏下脚踏开关，加热器开始工作； (4)加热器通过电极导线和钨电极实现焊接系统短路，此时送入高温焊料，使光纤和产品入孔固定； (5)加热完成后，加热器定时器驱动加热器关闭，加热器停止电压输出，钨电极电流停止，此时钨电极迅速降温，实现光纤组件对准和焊接。
【专利摘要】本发明涉及一种脚踏式光纤耦合系统及其耦合方法，包括脚踏开关，加热器，底盘及安装在底盘上的五维调整台、长臂显微镜、产品底座和电极组件，所述五维调整台上设有过渡台，所述过渡台上安装有光纤组件锁紧夹头，所述产品底座与光纤组件锁紧夹头相对设置，所述电极组件包括转动设置在光纤组件锁紧夹头和产品底座之间的钨电极，所述钨电极为两个且呈相对设置，两个钨电极分别通过电极导线与加热器相连，所述脚踏开关用于控制加热器工作。本发明操作方便，耦合焊锡均匀，对准精度较好，长期可靠性强，可广泛应用于高质量可靠性要求的光电器件的光纤耦合领域。
【IPC分类】G02B6/255
【公开号】CN105301698
【申请号】CN201510857930
【发明人】汪金华, 胡国兵, 李鸿高, 周婷, 庄永河
【申请人】中国电子科技集团公司第四十三研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月30日