一种半导体激光器光电探测器固晶夹具及固晶方法与流程

本发明涉及半导体激光器封装技术领域，具体涉及一种半导体激光器光电探测器固晶夹具及固晶方法。

背景技术：

经过几十年的发展，半导体激光器越来越被社会所熟知，并且已经在多处领域得到应用，半导体激光器的光电转换效率在60%以上，远远高于其他同类产品的光电转换效率，其能耗低，器件中热积累少、寿命长、准直性好、照明距离远等优点在社会同类行业中作为一种新兴的技术应用越来越广泛。半导体激光器所具有的各类优点决定其越来越高受到社会各界的广泛重视。

由于半导体激光器具有体积小、重量轻、电光转换效率高、寿命长和可靠性高等优点，已在通讯、医疗、显示、工业制作和安防等领域逐渐取代了气体和固体激光器的使用，其应用范围也在逐步扩展。同时随着光电子技术的高速发展，对半导体激光器的可靠性提出了越来越高的要求。

半导体激光器长期稳定可靠地工作，成为半导体激光器设计、制造最基本的要求。在半导体激光器封装中用到一种光电探测器，它对激光器稳定工作起着关键作用。光电探测器也叫光电二极管(photo-diode)是由一个pn结组成的半导体器件，具有单方向导电特性。光电二极管是在反向电压作用之下工作的，在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。光电探测器能够检测封装内部的散射光或者半导体芯片的背发射光的强度，监控激光器的功率衰变，并将这个信号作为反馈调节工作电流，从而使激光器得到恒功率输出，增强了激光器工作的稳定性。

在半导体激光器封装生产过程中，需要将光电探测器固晶在管壳的12度角平面点上。一般操作方式就是先在管壳12度角平面上点上银胶，然后将光电探测器芯片放置在银胶上面。目前生产线上，针对半导体激光器光电探测器固晶主要是通过操作工手工作业的方式来完成，采用一种长方形模条，用镊子手工将管座固定在模条上，用点胶针手动将银胶涂抹到管壳的12度平面上，然后将模条放置于半自动固晶设备上，进行生产。这种方案的优点是操作简单，但由于模条固定管座的精度差，生产时只能单条进行生产，难以在高精度自动化设备进行生产，造成生产效率低、一致性差、精度低，很难保证产品的品质。同时伴随半导体激光器市场需求的日益的扩大，现有生产模式已无法满足生产要求，因此，非常有必要发明一种光电探测器固晶夹具，能够利用自动化设备上进行作业的方式来解决上述问题，提高产品质量、提高生产效率。

中国专利文献cn102570285a提出了一种t056管壳芯片粘接用夹具，夹具包括底板、设置于底板上的连接条以及固定于连接条上的固定卡具，所述的连接条两侧端面上设置有弹簧拉杆，所述的底板上对应设置有弹簧固定杆，底板通过小轴与连接条铰链，所述的弹簧拉杆与弹簧固定杆间设置有弹簧；本发明所述的底板与连接条接触处设置有斜面板，所述的斜面板与水平呈7度角。本发明可快速可靠的对t056型红外半导体激光器管座进行定位夹紧，通过简单的操作，可以在同一夹具上完成竖直面上和7度角平面上点胶与芯片的粘贴。本而无需进行管壳的二次装夹，减少了操作程序，提高了工作效率。但该发明的不足之处在于该夹具连接条与底板之间采用弹簧固定，长时间使用弹簧容易变形，造成管座装夹精度差。同时每个夹具一次装管座只要30个，数量太少，操作不便且效率较低；并且整个装置部件较多，加工和组装所需的精密部件较为困难，设备的制造成本高，不适用于批量生产。

技术实现要素：

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种机构简单、使用可靠、操作方便、提高生产效率的半导体激光器光电探测器固晶夹具及固晶方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种半导体激光器光电探测器固晶夹具，包括：

底座，其通过固定机构安装于光电探测器自动固晶设备上，所述底座上设置有定位机构；

料盘，其上端沿水平方向设置有若干相互平行的管座安装条，所述管座安装条上沿水平方向等间距设置有若干管座定位孔；

盖板，位于料盘上端，盖板上设置有若干与管座安装条相对应的长孔，每个长孔外侧端设置有若干与管座定位孔相对应的弹片；

盖板固定机构，设置于料盘上，用于将盖板与料盘连接固定；

所述管座定位孔由大圆孔及位于大圆孔下端的内径小于大圆孔内径的小圆孔构成，大圆孔与小圆孔相同轴，所述大圆孔的内径与管座的外径相匹配，所述大圆孔内设置有与管座的定位凹槽相匹配的定位凸起，管座插装于管座定位孔的大圆孔中，定位凸起插入管座的定位凹槽内，管座的管腿位于小圆孔中；

当盖板通过盖板固定机构固定于料盘上后，每个管座安装条插入对应的长孔中，弹片压紧于管座的上表面。

进一步的，上述固定机构包括沿纵向设置于底座上的若干安装孔，螺栓穿过安装孔后旋合于光电探测器自动固晶设备上。

进一步的，上述定位机构包括沿水平方向设置于底座后端的挡块ⅰ、沿竖直方向设置于底座右侧端的挡块ⅱ、沿竖直方向设置于底座左侧端的定位块以及设置于底座左下边角处的肘夹，所述定位块中旋合有固定螺钉。

进一步的，上述盖板固定机构包括分别水平设置于盖板左右两侧的销钉以及拨杆，螺栓穿过拨杆后旋合于料盘内，拨杆外侧端设置有钩头，当拨杆转动至水平状态时，钩头钩挂在对应的销钉上。

为了使管座的12度角平面处于水平状态，上述管座定位孔的轴线与水平面的夹角为78度。

优选的，上述弹片由不锈钢材料冲压制成。

一种使用权利要求1所述的半导体激光器光电探测器固晶夹具进行固晶的方法，包括如下步骤：

a)通过自动装管座设备将若干管座22插装入各个管座安装条上对应的管座定位孔中；

b)将盖板盖到料盘上端，并通过盖板固定机构固定于料盘上，盖板上的各个弹片压紧于对应的管座的上表面；

c)将料盘放置于底座上，通过定位机构使料盘移动至工作位置；

d)将底座固定于光电探测器固晶机上，通过固晶机点胶头将银胶涂抹到管座的12度角平面的中间位置；

e)通过吸嘴将光电探测器固晶到银胶上面；

f)重复步骤d)和步骤e)直至所有管座的12度角平面完成光电探测器的固晶；

g)松开定位机构，取出固晶后的底座。

本发明的有益效果是：将若干管座插装入各个管座安装条上对应的管座定位孔中。将盖板盖到料盘上端，并通过盖板固定机构固定于料盘上，盖板上的各个弹片压紧于对应的管座的上表面。之后将料盘放置于底座上，通过定位机构使料盘移动至工作位置。将底座固定于光电探测器固晶机上，通过固晶机点胶头将银胶涂抹到管座的12度角平面的中间位置；通过吸嘴将光电探测器固晶到银胶上面。重复上述点胶及固晶过程，直至所有管座的12度角平面完成光电探测器的固晶。最后松开定位机构，取出固晶后的底座即可。管座固定可靠，更换管座方便，实现了通过简单操作，利用自动化设备在同一夹具上完成点胶与固晶工作，为下道工序提供了更好的条件，装载容量的大幅度增加，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明的底座的立体结构示意图；

图3为本发明的料盘的立体结构示意图；

图4为本发明的管座定位孔部位的结构示意图；

图5为本发明的盖板的立体结构示意图；

图6为本发明的盖板与料盘锁止后的结构示意图；

图7为本发明的弹片部位的结构示意图；

图8为本发明的管座的立体结构示意图；

图中，1.底座2.料盘3.盖板4.光电探测器5.肘夹6.定位块7.挡块ⅰ8.挡块ⅱ9.固定螺钉10.安装孔11.拨杆12.管座定位孔13.螺栓14.钩头15.大圆孔16.小圆孔17.定位凸起18.管座安装条19.销钉20.弹片21.长孔22.管座。

具体实施方式

下面结合附图1至附图8对本发明做进一步说明。

一种半导体激光器光电探测器固晶夹具，包括：

底座1，其通过固定机构安装于光电探测器自动固晶设备上，底座1上设置有定位机构；料盘2，其上端沿水平方向设置有若干相互平行的管座安装条18，管座安装条18上沿水平方向等间距设置有若干管座定位孔12；盖板3，位于料盘2上端，盖板3上设置有若干与管座安装条18相对应的长孔21，每个长孔21外侧端设置有若干与管座定位孔12相对应的弹片20；盖板固定机构，设置于料盘2上，用于将盖板3与料盘2连接固定；管座定位孔12由大圆孔15及位于大圆孔15下端的内径小于大圆孔15内径的小圆孔16构成，大圆孔15与小圆孔16相同轴，大圆孔15的内径与管座22的外径相匹配，大圆孔15内设置有与管座22的定位凹槽相匹配的定位凸起17，管座22插装于管座定位孔12的大圆孔15中，定位凸起17插入管座22的定位凹槽内，管座22的管腿位于小圆孔16中；当盖板3通过盖板固定机构固定于料盘2上后，每个管座安装条18插入对应的长孔21中，弹片20压紧于管座22的上表面。将若干管座22插装入各个管座安装条18上对应的管座定位孔12中。将盖板3盖到料盘2上端，并通过盖板固定机构固定于料盘2上，盖板3上的各个弹片20压紧于对应的管座22的上表面。之后将料盘2放置于底座1上，通过定位机构使料盘2移动至工作位置。将底座1固定于光电探测器固晶机上，通过固晶机点胶头将银胶涂抹到管座22的12度角平面的中间位置；通过吸嘴将光电探测器4固晶到银胶上面。重复上述点胶及固晶过程，直至所有管座22的12度角平面完成光电探测器4的固晶。最后松开定位机构，取出固晶后的底座1即可。管座22固定可靠，更换管座22方便，实现了通过简单操作，利用自动化设备在同一夹具上完成点胶与固晶工作，为下道工序提供了更好的条件，装载容量的大幅度增加，提高了生产效率。

实施例1：

固定机构可以为如下结构，其包括沿纵向设置于底座1上的若干安装孔10，螺栓穿过安装孔10后旋合于光电探测器自动固晶设备上。

实施例2：

定位机构可以为如下结构，其包括沿水平方向设置于底座1后端的挡块ⅰ7、沿竖直方向设置于底座1右侧端的挡块ⅱ8、沿竖直方向设置于底座1左侧端的定位块6以及设置于底座1左下边角处的肘夹5，定位块6中旋合有固定螺钉9。当料盘2中的各个管座安装条18上的管座定位孔12中都插装有管座22后，将料盘2放置到底座1上，使料盘2的上端与挡块ⅰ7相接触，料盘2的左侧端与定位块6相接触，之后通过旋转固定螺钉9，使固定螺钉9的头端驱动料盘2向挡块ⅱ8处靠近，利用肘夹5将料盘2的左下端锁紧，最终实现料盘2上端与挡块ⅰ7接触，其右端与挡块ⅱ8接触，定位后且固定牢固。

实施例3：

盖板固定机构可以为如下结构，其包括分别水平设置于盖板3左右两侧的销钉19以及拨杆11，螺栓13穿过拨杆11后旋合于料盘2内，拨杆11外侧端设置有钩头14，当拨杆11转动至水平状态时，钩头14钩挂在对应的销钉19上。当盖板3扣合到料盘2上后，向下拨动拨杆11，使其转动至水平状态时，钩头14钩挂在销钉19上实现对盖板3的锁紧固定，操作简单，解锁时只需反向转动拨杆11即可。

实施例4：

管座定位孔12的轴线与水平面的夹角为78度。可以保证料盘12上所有的管座22的12度斜面与管座12度角平面相互抵消，使夹具上每个管座12度角平面能够几乎处于同一平面，这样保证了自动化设备上生产时点胶和固晶，能够同时进行，同时能够进行连续工作，不需要再设置设备的相关高度参数。

实施例5：

弹片20可以由不锈钢材料冲压制成。

一种使用权利要求1所述的半导体激光器光电探测器固晶夹具进行固晶的方法，包括如下步骤：

a)通过自动装管座设备将若干管座22插装入各个管座安装条18上对应的管座定位孔12中；

b)将盖板3盖到料盘2上端，并通过盖板固定机构固定于料盘2上，盖板3上的各个弹片20压紧于对应的管座22的上表面；

c)将料盘2放置于底座1上，通过定位机构使料盘2移动至工作位置；

d)将底座1固定于光电探测器固晶机上，通过固晶机点胶头将银胶涂抹到管座22的12度角平面的中间位置；

e)通过吸嘴将光电探测器4固晶到银胶上面；

f)重复步骤d)和步骤e)直至所有管座22的12度角平面完成光电探测器4的固晶；

g)松开定位机构，取出固晶后的底座1。

通过以上步骤实现了自动装管座设备将管座22排列到料盘1上，使管座22与夹具的装配过程自动化，较少手工装管座22对产品造成的损坏和污染。管座22装配到管座定位孔12中后，由于管座定位孔12的大圆孔15与管座22同轴，且定位凸起17与管座22的定位凹槽为镶嵌配合，使管座22在管座定位孔12内不会出现转动，弹片20的变形压力将管座22固定在料盘2的管座定位孔12内，使管座22更好地固定，进一步减少了在装载的过程中位置的变化，使其在粘光电探测器的过程中合格率更高，改变了管座22固定工艺，管座22的管腿不再承担固定的作用，使得管腿在生产装载中磨损率接近为零，本发明夹具管座22固定可靠，更换管座22方便，实现了通过简单操作，利用自动化设备在同一夹具上完成点胶与固晶工作，为下道工序提供了更好的条件，装载容量的大幅度增加，提高了生产效率。