CN102221734A - 一种光电子器件封装对准的单自由度微动平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光电子器件封装对准的单自由度微动平台，适用于集成光子芯片与阵列光纤手动对准的机械装置，在底座上设有粗调分厘卡座，在底座侧面设有限位锁紧机构，在台面侧边设有微调分厘卡座，在底座与台面之间设有交叉滚珠导轨，在台面设有圆柱滚子轴承，在粗调分厘卡和微调分厘卡之间设有杠杆传递机构。本发明结构布局合理，使用简单方便，运动范围大，调节精度高，可以稍作调整用于各种不同的高精度。

Description

一种光电子器件封装对准的单自由度微动平台
技术领域
本发明涉及一种制造不同规格的阵列光纤装置的微动平台，该微动平台可以用于组装多维高精度对准和封装的机械装置，且方法操作方便，应用广泛。
背景技术
光信息技术的发展推动着通信事业的进步，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一步发展的关键。光电子集成器件的封装技术影响着光电子器件的可靠性，关键的封装工艺与封装设备可以大幅度的提高生产效率、保证器件的质量。
现有的封装设备主要有全自动封装设备和手动封装设备两种，前者适用于大批量流水线生产，后者适用小批量多规格生产，所以在全自动封装设备高速发展的同时，手动平台尤其是六维高精度多通用的对准平台依然占据很大的市场。
目前的六维高精度多通用对准平台多采用单自由度微动平台组合而成，所以单自由度微动平台的精度要求较高。但是在对市场已知的微动平台进行调查后可以发现，这些微动平台的精度很少能够达到规定要求，且结构复杂，加工要求高，价格也比较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑，加工要求相对简单，定位精度高，操作方便简洁，可以提高集成光子芯片与阵列光纤手动对准的工作效率和产品质量的光电子器件封装对准的单自由度微动平台。
为了解决上述技术问题，本发明提供的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，在底座与台面之间设有交叉滚珠导轨，在所述的底座和所述的台面之间设有回位弹簧，在所述的台面上设有滚动轴承，所述的滚动轴承上同轴安装有以所述的滚动轴承的轴心为转动中心的杠杆机构，在所述的底座上设有粗调分厘卡座，所述的粗调分厘卡座上设有粗调分厘卡，在所述的台面上设有微调分厘卡座，在所述的微调分厘卡座上设有微调分厘卡，所述的杠杆机构的一个端面与所述的微调分厘卡相接触，另一个端面与所述的粗调分厘卡相接触且其接触点距所述的杠杆机构的转动中心有一给定偏心距离。
所述的底座与所述的台面之间设有限位机构。
所述的限位机构是在所述的底座上固定有锁紧片，锁紧螺钉穿过所述的锁紧片旋合安装在所述的台面上。
所述的微调分厘卡的轴心与所述的粗调分厘卡的轴心之间的夹角为30°，保证微调机构的灵敏度。
所述的回位弹簧为挂钩弹簧，所述的挂钩弹簧的两端均通过带孔螺钉分别安装在所述的底座和台面上，所述的挂钩弹簧轴线与所述的交叉滚珠导轨的轴线平行。
所述的底座、台面、交叉滚珠导轨、锁紧片采用材料为LY 12，并经过表面喷砂处理，保证其耐磨度，经过缎黑处理，保证其表面抗腐蚀性。
所述的滚动轴承与台面为过盈配合，保证运动传递的精确度。
所述的底座四角设有面积10*10、高度0.2的凸台，凸台有1.6的表面粗糙度，减少精加工面积，降低底座成本。
采用上述技术方案的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，交叉滚动导轨与粗调分厘卡有很高的平行度，台面布置有限位机构，保证交叉滚珠导轨的运动精度，保证平台运动的高精度和平稳性。开孔螺钉分别布置在底座和台面上，两者连线与交叉滚珠导轨平行，两开孔螺钉之间由挂钩弹簧连接，保证分厘卡与杠杆机构端面始终紧密贴合。粗调分厘卡和微调分厘卡都采用手动选择方式驱动。
综上所述，本发明是一种结构紧凑，加工要求相对简单，定位精度高，操作方便简洁，可以提高集成光子芯片与阵列光纤手动对准的工作效率和产品质量的光电子器件封装对准的单自由度微动平台。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明部分零件隐藏示意图；
图3是本发明的限位机构示意图；
图4是本发明的微调机构实现微调机构简图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步说明。
如图1、图2和图3所示，底座1四角设有面积10*10、高度0.2的凸台14，凸台14有1.6的表面粗糙度，在底座1与台面2之间设有交叉滚珠导轨3，挂钩弹簧11的两端均通过带孔螺钉10分别安装在底座1和台面2上，挂钩弹簧11轴线与交叉滚珠导轨3的轴线平行，在台面2上过盈配合设有滚动轴承8，滚动轴承8上同轴安装有以滚动轴承8的轴心为转动中心的杠杆机构9，在底座1上设有粗调分厘卡座4，粗调分厘卡座4上设有粗调分厘卡5，交叉滚动导轨3与粗调分厘卡5有很高的平行度，在台面2的左侧上设有微调分厘卡座6，在微调分厘卡座6上设有微调分厘卡7，微调分厘卡7的轴心与粗调分厘卡5的轴心之间的夹角为30°，杠杆机构9的一个端面与微调分厘卡7相接触，另一个端面与粗调分厘卡5相接触且其接触点距杠杆机构9的转动中心有一给定偏心距离；在底座1的左侧上固定有锁紧片12，锁紧螺钉13穿过限位锁紧片12旋合安装在台面2上。底座1、台面2、交叉滚珠导轨3、锁紧片12采用材料为LY 12，并经过表面喷砂处理，保证其耐磨度，经过缎黑处理，保证其表面抗腐蚀性。粗调分厘卡5和微调分厘卡7都采用手动选择方式驱动。
如图1、图2和图3所示，交叉滚珠导轨3用于平台的相对运动，当粗调分厘卡5向前进给时，推动杠杆机构9带动台面2向前进给同等距离，当粗调分厘卡5向后进给时，挂钩弹簧11的弹性收缩力驱动台面2向后进给同等距离，当微调分厘卡7向前进给时，通过杠杆机构9的反作用力驱动台面2相对底座1向前进给一定比例的进给，当微调分厘卡7向后进给时，挂钩弹簧11的弹性收缩力驱动台面2向后进给一定比例进给。
如图3所示，锁紧片12固定于底座1上，锁紧螺钉13旋合安装于台面2上，保证底座1与台面2之间的运动不会超出限定范围。
如图4所示，为本发明的微调机构原理简图，杠杆机构9大端面与粗调分厘卡5紧密接触，其接触点距杠杆机构9的转动中心有一给定偏心距离，杠杆机构9小端面与微调分厘卡7紧密接触，微调分厘卡7轴心与粗调分厘卡5轴心设有30°夹角，当平台处于无进给状态时，杠杆机构9的大小端面分别与粗调分厘卡5、微调分厘卡7轴心垂直，且紧密接触，当微调分厘卡7进给一个单位距离时，杠杆机构9绕旋转中心转动一个角度θ°，大端面同时旋转θ°，此时粗调分厘卡5与大端面接触点会绕旋转中心偏转一定距离，由该距离可以得到粗调分厘卡5相对于台面2的运动距离，即是经过杠杆机构9传递后的进给量。在此处，该机构的传动进给比例可达10∶1，保证微调分厘卡7进给一个单位距离时，平台进给量为0.1个单位距离。

Claims (9)

1.一种光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：在底座(1)与台面(2)之间设有交叉滚珠导轨(3)，在所述的底座(1)和所述的台面(2)之间设有回位弹簧，在所述的台面(2)上设有滚动轴承(8)，所述的滚动轴承(8)上同轴安装有以所述的滚动轴承(8)的轴心为转动中心的杠杆机构(9)，在所述的底座(1)上设有粗调分厘卡座(4)，所述的粗调分厘卡座(4)上设有粗调分厘卡(5)，在所述的台面(2)上设有微调分厘卡座(6)，在所述的微调分厘卡座(6)上设有微调分厘卡(7)，所述的杠杆机构(9)的一个端面与所述的微调分厘卡(7)相接触，另一个端面与所述的粗调分厘卡(5)相接触且其接触点距所述的杠杆机构(9)的转动中心有一给定偏心距离。
2.根据权利要求1所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的底座(1)与所述的台面(2)之间设有限位机构。
3.根据权利要求2所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的限位机构是在所述的底座(1)上固定有锁紧片(12)，锁紧螺钉(13)穿过所述的锁紧片(12)旋合安装在所述的台面(2)上。
4.根据权利要求1、2或3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的微调分厘卡(7)的轴心与所述的粗调分厘卡(5)的轴心之间的夹角为30°。
5.根据权利要求1、2或3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的回位弹簧为挂钩弹簧(11)，所述的挂钩弹簧(11)的两端均通过带孔螺钉(10)分别安装在所述的底座(1)和台面(2)上，所述的挂钩弹簧(11)轴线与所述的交叉滚珠导轨(3)的轴线平行。
6.根据权利要求1、2或3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的底座(1)、台面(2)和交叉滚珠导轨(3)采用材料为LY 12，并经过表面喷砂处理和缎黑处理。
7.根据权利要求3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的锁紧片(12)采用材料为LY12，并经过表面喷砂处理和缎黑处理。
8.根据权利要求1、2或3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的滚动轴承(8)与所述的台面(2)为过盈配合。
9.根据权利要求1、2或3所述的光电子器件封装对准的单自由度微动平台，其特征在于：所述的底座(1)四角设有面积10*10、高度0.2的凸台(14)，所述的(14)具有1.6的表面粗糙度。
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