CN105870777B - 一种半导体激光器的预封帽装置和方法 - Google Patents

一种半导体激光器的预封帽装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体激光器的预封帽装置和方法，装置包括机身和设于机身内部的密封腔室；密封腔室内包括：工作台，工作台固设于密封腔室内；预封帽台，设于工作台上；至少一输送机构，设于工作台上；驱动机构，设置于工作台上；至少一上料机构，设于输送机构上；至少一下料机构，设于输送机构上；至少一个激光焊接头，设于工作台上；至少一个影像识别系统，设于输送机构的上方；至少一个机械手机构，设于工作台上，机械手机构与影像识别系统电连接。通过装置通过激光焊接头点焊将封帽固定在管座上，由于封帽未封死，仍可进行电性参数测试，使得可以预知半成品的电性参数，淘汰掉不良品，预封帽之后再进行封帽，可以提高避免成品的良品率。

Description

一种半导体激光器的预封帽装置和方法
技术领域
本发明涉及半导体激光器的封装技术，尤其涉及一种半导体激光器的预封帽装置和方法。
背景技术
“封装”技术是随着集成电路芯片制造技术的快速发展而出现的，晶体管问世，噶边了微电子器件的发展史，这些微电子元器件具有高性能及其他大量优势，但是很小且容易碎，为了预防因外力因素或环境影响而导致的破坏，需要研究与外电路可靠安全的电气连接方式，并且得到有效地机械及绝缘等方面的电气保护，封装技术应运而生。封装的主要作用有物理保护、电气连接和规格标准化。
TO封装技术，即指Transistor Outline，也就是全封闭式封装技术，TO封装相对于其他的封装技术，他具有寄生参数比较小、成本较低、工艺相对简单、使用灵活方便的优点，所以这种封装经常用于半导体激光器、LED以及光接收器件和组件的封装。
目前的半导体激光器，一般采用的就是利用TO管座进行封装，传统的TO管座，由管壳、管舌、管脚组成，管舌的形状一般为六棱柱，通常设在管壳的上面，管舌上粘结芯片，或者激光器芯片焊接到热沉结构上，热沉结构焊接到管座上，然后在管壳上封装封帽。目前的封装技术，是直接将芯片封装完毕，由于封帽后，芯片封闭状态下，无法测试出半成品的电性参数，会导致成品的良品率较低，造成企业的损失，如果在未封帽之前就对半成品进行电性参数测试，环境中的灰尘潮湿等极易引起芯片的损伤，使得良品率更低，针对这一问题，目前尚没有生产厂家对此提出解决办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种半导体激光器的预封帽装置和方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种半导体激光器的预封帽装置，包括机身和设于所述机身内部的密封腔室；所述密封腔室内包括：
工作台，工作台固定设于密封腔室内；
预封帽台，设于所述工作台上；
安装管帽机构，设于预封帽台旁，用于将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上；
至少一输送机构，设于所述工作台上；
驱动机构，设置于所述工作台上，用于驱动所述输送机构；
至少一上料机构，设于所述输送机构上；
至少一下料机构，设于所述输送机构上；
至少一个激光焊接头，设于所述工作台上，用于将管帽点焊固定在管座上；
至少一个影像识别系统，设于所述密封腔室内，且设于所述输送机构的上方；
至少一个机械手机构，设于所述工作台上，用于从所述上料机构上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台，以及用于从所述预封帽台吸取已预封帽的半成品至所述下料机构，所述机械手机构与所述影像识别系统电连接。
在一些具体的实施方式中，所述预封帽台为耦合台，所述耦合台通过所述影像识别系统调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度。
在一些具体的实施方式中，所述输送机构为移动丝杆。
在一些具体的实施方式中，所述预封帽装置包括两个激光焊接头，所述激光焊接头相对设于所述预封帽台的两侧。
在一些具体的实施方式中，所述机械手机构由实时感应器、旋转气缸、上下气缸和气爪组成。
在一些具体的实施方式中，所述上料机构和所述下料机构均包括抓料机械手和料盒。
本发明还提供了一种采用如上所述的预封帽装置进行半导体激光器的预封帽的方法，包括以下步骤：
S1：将未预封帽的半成品通过上料机构上料，再通过输送机构输送至预封帽台旁；
S2：通过影像识别系统控制机械手机构从所述上料机构上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台；
S3：使用安装管帽机构将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上；
S4：使用激光焊接头点焊至少两点，将管帽点焊固定在管座上；
S5：通过影像识别系统控制机械手机构从所述预封帽台吸取已预封帽的半成品至所述下料机构；
S6：通过所述下料机构下料。
在一些具体的实施方式中，所述预封帽台为耦合台，所述S3和S4之间还包括以下步骤：所述耦合台通过所述影像识别系统调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度。
本发明的有益效果是：
目前的封装技术，是直接将芯片封装完毕，由于封帽后，芯片封闭状态下，无法测试出半成品的电性参数，会导致成品的良品率较低，针对这一问题，本发明提供了一种半导体激光器的预封帽装置和方法，所述预封帽装置，包括机身和设于所述机身内部的密封腔室；所述密封腔室内包括：工作台，工作台固定设于密封腔室内；预封帽台，所述预封帽台设于所述工作台上；至少一输送机构，所述输送机构设于所述工作台上；驱动机构，所述驱动机构设置于所述工作台上，用于驱动所述输送机构；至少一上料机构，所述上料机构设于所述输送机构上；至少一下料机构，所述下料机构设于所述输送机构上；至少一个激光焊接头，设于所述工作台上，用于将封帽点焊固定在管座上；至少一个影像识别系统，设于所述密封腔室内，且设于所述输送机构的上方；至少一个机械手机构，所述机械手机构设于所述工作台上，用于从所述上料机构上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台，以及用于从所述预封帽台吸取已预封帽的半成品至所述下料机构，所述机械手机构与所述影像识别系统电连接。通过上述预封帽装置通过激光焊接头点焊将封帽固定在管座上，由于没有将封帽封死，仍然可以进行电性参数测试，使得可以预知半成品的电性参数，淘汰掉不良品，预封帽之后再进行封帽工艺，可以提高避免成品的良品率。
附图说明
图1为半导体激光器的预封帽装置的结构示意图。
附图标记说明：
1-机身；2-密封腔室；3-工作台；4-预封帽台；5-输送机构；6-机械手机构；7-上料机构；8-下料机构；9-激光焊接头；10-影像识别系统；11-固定脚。
具体实施方式
参照图1，图1为半导体激光器的预封帽装置的结构示意图，本发明提供了一种半导体激光器的预封帽装置，包括机身1和设于所述机身1内部的密封腔室2；所述密封腔室2内包括：工作台3，工作台3固定设于密封腔室2内；预封帽台4，所述预封帽台4设于所述工作台3上；安装管帽机构，设于预封帽台4旁，用于将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上，所述安装管帽机构在图中未示出；至少一输送机构5，所述输送机构5设于所述工作台3上，所述输送机构5为移动丝杆；驱动机构，所述驱动机构设置于所述工作台3上，用于驱动所述输送机构5，所述驱动机构为电机，所述驱动结构在图中未示出；至少一上料机构7，所述上料机构7设于所述输送机构5上，可沿着所述输送结构5移动；至少一下料机构8，所述下料机构8设于所述输送机构5上，可沿着所述输送结构5移动；至少一个激光焊接头9，设于所述工作台3上，用于将管帽点焊固定在管座上；至少一个影像识别系统10，设于所述密封腔室2内，且设于所述输送机构5的上方；至少一个机械手机构6，所述机械手机构6设于所述工作台3上，用于从所述上料机构7上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台4，以及用于从所述预封帽台4吸取已预封帽的半成品至所述下料机构8，所述机械手机构6与所述影像识别系统10电连接。通过上述预封帽装置通过激光焊接头9点焊将管帽固定在管座上，将封帽固定但不封死，由于没有将封帽封死，仍然可以进行电性参数测试，使得可以预知半成品的电性参数，淘汰掉不良品，预封帽之后再进行封帽工艺，可以提高避免成品的良品率。
在一些优选的实施方式中，所述预封帽台4为耦合台，所述耦合台通过所述影像识别系统调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度，耦合出最大光功率，使得半导体激光器的折射率最高。
在进一步优选的实施方式中，所述输送机构5为移动丝杆。所述预封帽装置包括两个激光焊接头9，所述激光焊接头9相对设于所述预封帽台4的两侧，在封帽相对的位置焊两点，将封帽固定但是不封死。所述机械手机构6由实时感应器、旋转气缸、上下气缸和气爪组成。所述上料机构7和所述下料机构8均包括抓料机械手和料盒，所述料盒设置于所述输送机构5上。所述上料机构7和所述下料机构8还包括影像识别系统10，所述影像识别系统10与抓料机械手电连接，控制抓料机械手抓料。所述机身1的底部还设有至少两个固定脚11。
本发明还提供了一种采用如上所述的预封帽装置进行半导体激光器的预封帽的方法，包括以下步骤：S1：将未预封帽的半成品通过上料机构7上料，再通过输送机构5输送至预封帽台4旁；S2：通过影像识别系统10控制机械手机构6从所述上料机构7上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台4，所述预封帽台4为耦合台；S3：使用安装管帽机构将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上；S4：所述耦合台通过所述影像识别系统10调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度；S5：使用激光焊接头9点焊至少两点，将封帽点焊固定在管座上；S6：通过影像识别系统10控制机械手机构6从所述预封帽台4吸取已预封帽的半成品至所述下料机构8；S7：通过所述下料机构8下料。

Claims (8)

1.一种半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，包括机身和设于所述机身内部的密封腔室；所述密封腔室内包括：
工作台，工作台固定设于密封腔室内；
预封帽台，设于所述工作台上；
安装管帽机构，设于预封帽台旁，用于将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上；
至少一输送机构，设于所述工作台上；
驱动机构，设置于所述工作台上，用于驱动所述输送机构；
至少一上料机构，设于所述输送机构上；
至少一下料机构，设于所述输送机构上；
至少一个激光焊接头，设于所述工作台上，用于将管帽点焊固定在管座上；
至少一个影像识别系统，设于所述密封腔室内，且设于所述输送机构的上方；
至少一个机械手机构，设于所述工作台上，用于从所述上料机构上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台，以及用于从所述预封帽台吸取已预封帽的半成品至所述下料机构，所述机械手机构与所述影像识别系统电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，所述预封帽台为耦合台，所述耦合台通过所述影像识别系统调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度。
3.根据权利要求1所述的半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，所述输送机构为移动丝杆。
4.根据权利要求1所述的半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，所述预封帽装置包括两个激光焊接头，所述激光焊接头相对设于所述预封帽台的两侧。
5.根据权利要求1所述的半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，所述机械手机构由实时感应器、旋转气缸、上下气缸和气爪组成。
6.根据权利要求1所述的半导体激光器的预封帽装置，其特征在于，所述上料机构和所述下料机构均包括抓料机械手和料盒。
7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的预封帽装置进行半导体激光器的预封帽的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将未预封帽的半成品通过上料机构上料，再通过输送机构输送至预封帽台旁；
S2：通过影像识别系统控制机械手机构从所述上料机构上吸取未预封帽的半成品至所述预封帽台；
S3：使用安装管帽机构将管帽放置于未预封帽的半成品的管座上；
S4：使用激光焊接头点焊至少两点，将管帽点焊固定在管座上；
S5：通过影像识别系统控制机械手机构从所述预封帽台吸取已预封帽的半成品至所述下料机构；
S6：通过所述下料机构下料。
8.根据权利要求7所述的半导体激光器的预封帽的方法，其特征在于，所述预封帽台为耦合台，所述S3和S4之间还包括以下步骤：所述耦合台通过所述影像识别系统调整管座和管帽的透镜的中心并使之对准，提高半导体激光器的同心度。
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