CN102915942B - 一种光耦合器精确固晶装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光耦合器精确固晶装置，其特征在于：a、按照光耦合器的端面特征形状及尺寸，在透明标尺(1)上刻出相应的刻度线；b、将透明标尺固定在校准器(11)上；c、将透明标尺(1)位于显微镜(17)下方，将粘接后未固化的光耦合器(19)置于透明标尺下方的承片台(18)上，通过显微镜观察，调节校准器将光耦合器端面特征形状与透明标尺刻度线重合，然后使用针状物拨动芯粒侧面进行微调，直至光耦合器端面的管壳记号、光敏二极管、发光二极管与透明标尺中对应的刻度线完全重合；d、最后对光耦合器进行固化。本发明与现有技术相比，其显著优点是：固晶一致性高、精确性高、操作简单，可以多次反复使用等。
Description
技术领域
本发明属于微电子封装技术领域，特别涉及光耦合器的精确固晶装置。
背景技术
光耦合器是一种具有高灵敏度的器件，它的两大主要参数是CTR和VISO，都与红外LED及光敏二极管之间距离相关，因此除了改进光耦合器内部的发光与光敏管芯的相对位置及光传输通道结构，在封装时还必须严格控制光发射与光敏二极管管芯的距离，即对固晶精度、尤其是芯粒间距的要求极高，一般两者间距误差超过0.01mm，成品率即会大幅下降。目前采用普通的固晶方法，芯粒间距偏差多在0.5mm以上，即使采用行业内先进的固晶设备，其芯粒间距的偏差，即光发射与光敏二极管管芯的距离一般在0.1mm，加上管座的摆放位置、一致性等问题，实际偏差不能得到很好的控制，不能完全满足光耦合器的高精度要求，造成封装后很多光耦合器无法使用，浪费极大，而且先进的固晶设备价格昂贵，成本过高。
中国专利200810084033，《一种发光二极管的固晶方法》，公开了一种发光二极管的固晶方法，在LED芯片上形成一光阻层，并填入锡膏以进行固定芯片的固晶方法，可由光阻层的图案与厚度控制填入锡膏的位置与剂量。固晶方法包含以下数个步骤。在LED芯片的外延层的一表面上形成一光阻层并图案化，在光阻层图案化后的凹陷部份填入锡膏，接着再移除光阻层，切割LED芯片，以及最后将芯片固定于支架，完成固晶工艺。
中国专利200710124275，《大功率LED封装固晶方法》，公开了一种固晶方法，其特征在于：备胶步骤，在胶盘中放入作为固晶材料的共晶锡膏，由胶盘刮刀使供取胶部位的锡膏表面平整；取胶及点胶步骤，利用具有钝头的点胶头从胶盘蘸取锡膏，再将取出的锡膏点附于基座上将固定LED芯片的固晶位置；共晶焊接步骤，将底面具有金属层的LED芯片置于基座点有锡膏的固晶位置处，压实后升温到共晶温度，使LED芯片底面的金属与基座通过锡膏实现共晶焊接。
中国专利200910114908，《自动图像识别对晶的高速固晶方法》，公开了一种自动图像识别对晶的高速固晶方法，其特征是：1、晶元平台和电路板平台实现Ｘ、Ｙ方向驱动，两个平台均选上下运动的邦头位置作为坐标原点，开机时所有原点自动复位归零；2、将图像数据输入计算机，由计算机对摄入图像进行分析计算和处理，根据需要，计算机可以同时处理多组图像数据并匹配计算各组内对应点坐标偏差；3、按规定时序运动到邦头正下方或正下方，将晶元压装到电路板上，完成固晶。
上述文献均未涉及多芯粒间距的精确度，且制作成本高，使用复杂。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中固晶方法存在的结构复杂、成本高的缺陷，提供一种光耦合器精确固晶装置。
实现本发明的技术方案是：
一种光耦合器精确固晶装置，其特征在于：
a、设置一个透明标尺，按照光耦合器的端面特征形状及尺寸，在透明标尺上刻出相应的刻度线；
b、设置一个校准器组成，并将透明标尺固定在校准器上；
c、将校准器固定在显微镜17的工作台上，使透明标尺1位于显微镜下方，将粘接后未固化的光耦合器19置于透明标尺下方的承片台18上，通过显微镜观察，调节校准器将光耦合器端面特征形状与透明标尺刻度线重合，然后使用针状物拨动芯粒侧面进行微调，直至光耦合器端面的管壳记号、光敏二极管、发光二极管与透明标尺中对应的刻度线完全重合；
d、最后对光耦合器进行固化，则完成光耦合器的固晶过程。
所述透明标尺，在一块厚约1.5mm的透明玻璃片上，按照光耦合器的按照光耦合器的端面特征形状及尺寸要求刻出相同的刻度线，并将透明标尺固定在校准器上。校准器是常见的机械校准设备，其底部设置一块磁铁，用以固定在显微镜下，使其不易移动。
本发明与现有技术相比，其显著优点是：固晶一致性高、精确性高，利用人工就可以使光发射与光敏二极管管芯的距离偏差控制在0.01mm内。另外还具有操作简单，效率高，成本低，可以多次反复使用，不会对光耦合器造成任何损伤等优点。
附图说明
图1是本发明的硬件结构示意图；
图2是本发明的标尺结构示意图；
图3是本发明的光耦合器端面形状示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的最佳实施案例作进一步描述：
如图1所示，本发明提供的一种光耦合器精确固晶装置，包括以下几个方面：
一、首先包括一个校准器，它包括主体11和调节配合的带有磁铁的底座4，使之吸附于金属台面上上而不易移动；主体11上设有左右调节杆10、垂直调节杆3和前后调节杆2，通过相应的旋钮可以调节左右、上下及前后的位移。在左右调节杆10的端部通过铁丝10a连接有透明标尺1。校准器可采用铝或其他有一定重量的金属材料制作。
二、本发明还包括一个透明标尺1，如图2所示，使用厚约1.5mm的透明玻璃片制作透明标尺，在透明标尺1的透明玻璃片上，按照光耦合器的端面特征形状及尺寸，通过光刻工艺，在透明标尺上刻出相应的刻度线，虚线为光敏二极管和发光二极管两个芯粒在标尺中对应的示意，其中，刻度线12与管壳固晶区（底座）外框12a相同（参见图3，下同），刻度线13与管壳密封区外框13a相同，刻度线5和刻度线9的交叉处与发光二极管15的中心点5a相同，刻度线6与光敏二极管16的底部6a相同，刻度线7与光敏二极管版图内最外层铝条7a相同，刻度线8.1和8.2与管壳的突出记号8相同，刻度线9与光敏二极管的中心铝条9a相同，刻度线宽度为0.015mm。
三、本发明的固晶过程中，将需固晶的光耦合器按照要求进行施胶、粘接芯粒（芯粒，又称芯片、晶粒，指晶圆切割后形成的独立管芯，通常为长方体。本案例中芯粒有两种，即光敏二极管和发光二极管），施胶工具可采用普通针状物或固晶工艺专用针头，粘接工具可使用不锈钢镊子、真空吸笔或固晶专用吸头，施胶位置由光耦合器的要求决定，该步骤为固晶通用工艺，人工或机器完成均可，无特殊要求，本案例光敏二极管的尺寸为2.0mm*1.0mm，发光二极管在其下部0.61mm处，（粘接芯粒时位置和间距可以目视在0.61mm左右，在下一步校准时进行调整）。
结合图1、图2所示：将校准器固定在显微镜17的工作台上，使透明标尺1位于显微镜下方，将粘接后未固化的光耦合器19置于透明标尺下方的承片台18上，通过显微镜观察，调节校准器将光耦合器端面特征形状与透明标尺刻度线重合，然后使用顶部直径不超过0.1mm的针状物拨动芯粒侧面进行微调，将管壳、光敏二极管、发光二极管位置（5a、6a、7a、8.1、8.2、9a、12a、13a）与透明标尺1中对应的刻度线（5、6、7、8.1、8.2、9、12、13）完全重合。
最后，按照粘接胶的固化要求对器件进行固化，本案例的固化条件为：150℃，15±2min。
Claims (1)
1.一种光耦合器精确固晶方法，其特征在于：
a、设置一个透明标尺(1)，按照光耦合器的端面特征形状及尺寸，在透明标尺上刻出相应的刻度线；
b、设置一个校准器，包括主体(11)和调节配合的带有磁铁的底座(4)，主体(11)上设有左右调节杆(10)、垂直调节杆(3)和前后调节杆(2)，通过相应的旋钮可以调节调节杆(10)的左右、上下及前后的位移，在左右调节杆(10)的端部通过铁丝(10a)连接有透明标尺（1）；
c、将校准器固定在显微镜(17)的工作台上，使透明标尺(1)位于显微镜下方，将粘接后未固化的光耦合器(19)置于透明标尺下方的承片台(18)上，通过显微镜观察，调节校准器将光耦合器端面特征形状与透明标尺刻度线重合，然后使用针状物拨动芯粒侧面进行微调，直至光耦合器端面的管壳记号、光敏二极管、发光二极管与透明标尺中对应的刻度线完全重合；
d、最后对光耦合器进行固化，则完成光耦合器的固晶过程。
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