CN102263354B - 一种同轴激光器耦合封装器件夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴激光器耦合封装器件夹具，适用于TOSA/ROSA激光焊接耦合封装系统。本发明是采用锥面定位，易于自动定心，并且保证夹持器件的垂直度，提高激光器耦合焊接时的对准精度。通过旋转外部螺纹杆，可对器件进行夹紧动作。装置底部自带接线柱，可对其所夹持器件自行接通电源，其接线柱为高度可调，易于导通。本发明具有结构紧凑，定位定心精度高，易于器件装卸，操作方便简洁等特点，通过更换不同尺寸大小的夹具瓣可装夹不同的外形尺寸的TO产品。

Description

一种同轴激光器耦合封装器件夹具

技术领域

本发明涉及一种针对TOSA/ROSA激光焊接耦合封装系统的用于夹持封装器件的精密夹具。属于光电机一体化技术领域，特别涉及光电子器件精密封装技术。

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，关键的封装工艺与全自动封装设备可以大幅度的提高生产效率、保证器件质量。

现有的光发射与接收器件，即TOSA/ROSA，是将半导体激光器或半导体光接收器通过封装工艺，制造成不同的具有光通信标准接口产品。封装工艺中关键步骤之一为激光器与光纤的耦合。封装要求所被焊接的器件有极高的同轴度和定位精度，并且要求装卸器件简单快捷，在装载器件后能够对TO产品接通电源。一种高效率、高精度的同轴封装器件夹具能有使TOSA/ROSA耦合封装效率大幅度提高，保证产品的质量。

目前有关激光器耦合封装成TOSA/ROSA的器件夹具的文献报道不多，据发明人所知，有关同轴激光器耦合封装器件夹具的专利文献几乎没有。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有结构紧凑，定位定心精度高，易于器件装卸、导电，操作方便简洁，可提高TOSA/ROSA耦合制造的工作效率和产品质量的同轴激光器耦合封装器件夹具。

为了解决上述技术问题，本发明提供的同轴激光器耦合封装器件夹具，夹具安装座安装有夹具升降座，在所述的夹具升降座上设有底部接线槽，所述的夹具安装座的上表面上装有锥面挡块，夹具主体安放在所述的夹具升降座上，所述的夹具主体的结构是：夹具瓣底座的下端固定安装在外壳体上，三个夹具瓣分别通过径向导槽安放在所述的夹具瓣底座的上端面组合形成一个锥体，弹簧环置于三个所述的夹具瓣组合成的锥体的槽内，所述的夹具瓣底座的上端设有与三个所述的夹具瓣组合成的锥体同轴的套筒，所述的套筒上设有LD专用插座，带螺纹旋转套筒旋合在所述的外壳体内，所述的带螺纹旋转套筒上固定设有锥套，所述的锥套与三个所述的夹具瓣合在一起组成的锥体配合对接，所述的夹具瓣底座的底部设有接线柱座，所述的接线柱座上设有铜接线柱，所述的LD专用插座与所述的铜接线柱电连接；长旋转手柄安装在所述的带螺纹旋转套筒上；在所述的外壳体上安装有短旋转手柄、前端定位块和后端定位块；三个所述的夹具瓣组合成的锥体与所述的锥面挡块对接。

所述的套筒采用螺纹连接的方式拧入所述的夹具瓣底座上。

所述的锥面挡块设有便于所述的夹具主体的装卸的开口(W)。

所述的夹具瓣、锥套、夹具瓣底座、带螺纹旋转套筒、外壳体、长旋转手柄、短旋转手柄、前端定位块和后端定位块采用材料为SUS304。

三个所述的夹具瓣组合成的锥体、所述的锥套和所述的锥面挡块的锥角为20°。

所述的夹具升降座用气动驱动，并将气动原件安装在所述的夹具安装座的背板面上。

所述的铜接线柱由铜套、铜塞和铜触点组成，所述的铜塞和所述的铜触点间用弹簧(A)连接。

采用上述技术方案的同轴激光器耦合封装器件夹具，夹具瓣底座上开有相间120°分布的径向导槽，用于夹具瓣的导向。夹具瓣与夹具瓣底座两者的接触面要求0.8的表面粗糙度，且与轴方向具有很高的垂直度；在夹具瓣底座上表面开有螺纹孔，用以与套筒螺纹连接。夹具瓣的斜锥面进行热处理表面淬火，保证其耐磨性。锥角为20°。夹持器件的工作表面与外锥面要求较高的同轴度。锥套内锥面进行热处理表面淬火，保证其耐磨性。锥角为20°。锥套的锥面对夹具瓣具有两个方向的自由度约束，具有良好的定心作用。锥套与带螺纹旋转套筒为轻微过盈配合，周边用紧定螺钉将其固定。LD专用插座与套筒为轻微过盈配合，并用胶粘连在一起。弹簧环为一开口环，其直径略大于三个夹具瓣合在一起是所形成的槽的直径。弹簧环材料为碳素弹簧钢。铜接线柱与接线柱座为轻微过盈配合，需适当调整铜接线柱的伸出高度，铜接线柱与夹具升降座上的插槽配合适当。锥面挡块进行热处理表面淬火，保证其耐磨性。锥角为20°，锥面挡块以过盈配合的方式安装在夹具安装座上表面的沉孔内。夹具升降座用气动驱动，气动单元安装在夹具安装座的背板面上，用气压控制夹具瓣与锥面挡板的作用压力。

综上所述，本发明是一种具有结构紧凑，定位定心精度高，易于器件装卸、导电，操作方便简洁，可提高TOSA/ROSA耦合制造的工作效率和产品质量的同轴激光器耦合封装器件夹具。

附图说明

图1同轴激光器耦合封装器件夹具立体结构示意图；

图2同轴激光器耦合封装器件夹具主体夹具立体结构示意图；

图3同轴激光器耦合封装器件夹具主体夹具剖面图；

图4主机夹具内部结构示意图；

图5同轴激光器耦合封装器件夹具侧视图；

图6铜接线柱结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，详细介绍本发明的结构、装配和工作原理。

如图1、图5所示，为本发明的一个立体结构示意图和侧视图，夹具安装座15上安装有夹具升降座18，在夹具升降座18上设有底部接线槽17，在夹具安装座15的上表面上装有锥面挡块16，其锥角为20°，用以斜面定位夹具主体中三个夹具瓣1的位置，可以起到良好的定位定心作用，TOSA/ROSA产品25插在LD专用插座12上，当夹具主体的三个夹具瓣1夹持TOSA/ROSA产品25的封装组件时，锥面挡块16可以使封装组件的轴保持竖直。锥面挡块16有一开口24，便于夹具主体的装卸。夹具升降座18通过气动原件驱动，气动原件安装在夹具安装座15的背板面上。夹具主体安放在夹具升降座18上，夹具主体采用前端定位块4定位，采用气动驱动升降座18可以抬升夹具主体上下。对于给定的气压驱动，当夹具主体被抬升，夹具瓣1表面顶住锥面挡块16，通过改变气压可以改变夹具瓣1与锥面挡块16之间的压力，起到定位定心的作用。夹具安装座15可安装于运动平台，此时，同轴激光器耦合封装器件夹具便可进行多自由度运动。

如图2、图3和图4所示，分别为主体夹具的立体结构图，剖面图和内部结构图。夹具瓣1通过面与面贴合的形式安放在夹具瓣底座9上，夹具瓣底座9上开有三个间隔120°的径向导槽23，通过夹具瓣底座9上的径向导槽23对三个夹具瓣1进行导向；夹具瓣底座9通过内六角螺钉连接安装在外壳体5内部；弹簧环11置于三个夹具瓣1组合成的锥体的槽内；三个夹具瓣1合在一起组成的锥体的锥面与锥套2的锥面配合，起到定位定心的作用；锥套2安装在带螺纹旋转套筒3内，两者为轻微过盈配合，周边用四个紧定螺钉将其固定；长旋转手柄13安装在带螺纹旋转套筒3上；带螺纹旋转套筒3通过细牙螺纹与外壳体5连接；短旋转手柄14装在外壳体5上，一可以用作手动作杆，二可以作为LD引脚的标记；铜接线柱7过盈插入接线柱座6，接线柱座6通过螺钉固定在夹具瓣底座9上；前端定位块8和后端定位块4安装在外壳体5上，用以主体夹具定位作用；LD专用插座12采用胶粘的方式安装在套筒10内，套筒10采用螺纹连接的方式拧入夹具瓣底座9上，可调整LD专用插座12的高度；TOSA/ROSA产品25插在LD专用插座12上，LD专用插座12的四个引脚与四个铜接线柱7采用导线分别相接，铜接线柱7与底部接线槽17对接，便可导电。

如图6，为铜接线柱的具体结构示意图，铜塞19与铜触点21间用弹簧22连接，保持弹簧22为压缩状态，铜塞19与铜套20上开有孔，可用销将两者固定，可保证铜触点21与外接的触点导通。

夹具瓣1、锥套2、夹具瓣底座9、带螺纹旋转套筒3、外壳体5、长旋转手柄13、短旋转手柄14、前端定位块8和后端定位块采用材料为SUS304。

本发明是采用锥面定位，易于自动定心，并且保证夹持器件的垂直度，提高激光器耦合焊接时的对准精度。通过旋转外部螺纹杆，可对器件进行夹紧动作。装置底部自带接线柱，可对其所夹持器件自行接通电源，其接线柱为高度可调，易于导通。本发明具有结构紧凑，定位定心精度高，易于器件装卸，操作方便简洁等特点，通过更换不同尺寸大小的夹具瓣可装夹不同的外形尺寸的TO产品。

需要说明的是：虽然上述实施例已经详细描述了本发明的结构装配和工作原理，但本发明并不限于上述实施例，凡是本领域技术人员从上述实施例中不经过创造性劳动就可以想到的替换结构，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：包括夹具安装座（15）、夹具升降座（18）和夹具主体，所述的夹具安装座（15）安装有所述的夹具升降座（18），在所述的夹具升降座（18）上设有底部接线槽（17），所述的夹具安装座（15）的上表面上装有锥面挡块（16），所述的夹具主体安放在所述的夹具升降座（18）上，所述的夹具主体的结构是：夹具瓣底座（9）的下端固定安装在外壳体（5）上，三个夹具瓣（1）分别通过径向导槽(23)安放在所述的夹具瓣底座（9）的上端面组合形成一个锥体，弹簧环（11）置于三个所述的夹具瓣（1）组合成的锥体的槽内，所述的夹具瓣底座（9）的上端设有与三个所述的夹具瓣（1）组合成的锥体同轴的套筒（10）；所述的套筒（10）上设有LD专用插座（12），带螺纹旋转套筒（3）旋合在所述的外壳体（5）内，所述的带螺纹旋转套筒（3）上固定设有锥套（2），所述的锥套（2）与三个所述的夹具瓣（1）合在一起组成的锥体配合对接，所述的夹具瓣底座（9）的底部设有接线柱座（6），所述的接线柱座（6）上设有铜接线柱（7），所述的LD专用插座（12）与所述的铜接线柱（7）电连接；长旋转手柄（13）安装在所述的带螺纹旋转套筒（3）上；在所述的外壳体（5）上安装有短旋转手柄（14）、前端定位块（8）和后端定位块（4）；三个所述的夹具瓣（1）组合成的锥体与所述的锥面挡块（16）对接，所述的铜接线柱(7)与所述的底部接线槽(17)对接，三个所述的夹具瓣（1）组合成的锥体、所述的锥套（2）和所述的锥面挡块（16）的锥角为20°。

2.根据权利要求1所述的同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：所述的套筒（10）采用螺纹连接的方式拧入所述的夹具瓣底座（9）上。

3.根据权利要求1或2所述的同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：所述的锥面挡块（16）设有便于所述的夹具主体的装卸的开口(24)。

4.根据权利要求1或2所述的同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：所述的夹具瓣（1）、锥套（2）、夹具瓣底座（9）、带螺纹旋转套筒（3）、外壳体（5）、长旋转手柄（13）、短旋转手柄（14）、前端定位块（8）和后端定位块（4）采用材料为SUS304。

5.根据权利要求1或2所述的同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：所述的夹具升降座（18）用气动驱动，并将气动原件安装在所述的夹具安装座（15）的背板面上。

6.根据权利要求1或2所述的同轴激光器耦合封装器件夹具，其特征在于：所述的铜接线柱（7）由铜套（20）、铜塞（19）和铜触点（21）组成，所述的铜塞（19）和所述的铜触点（21）间用弹簧(22)连接。

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