CN107824939B - 一种光电探测器平行缝焊装置及方法 - Google Patents

一种光电探测器平行缝焊装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种光电探测器平行缝焊装置及方法，涉及光电子器件生产工艺技术领域；探测器缝焊压条包括压条控制手柄、手柄支撑杆、压条支架、压条安装座、压条连杆、压条触点和探测器圆盘缝焊工装；压条支架固定安装在L形压条安装座水平面的上表面；手柄支撑杆固定安装在压条支架中部；压条控制手柄的一端固定安装在压条支架的凹槽内；压条连杆的一端固定安装在压条支架的凹槽内，实现压条连杆绕压条支架转动；压条触点垂直固定安装在压条连杆的伸出端部；压条安装座的固定安装在探测器圆盘缝焊工装的侧壁；本发明减少缝焊热量对尾纤耦合的影响，提高产品可靠性；缝焊中封装盖与封装壳接触良好，减少电极打火，提升缝焊质量，提高产品密封性能。

Description

一种光电探测器平行缝焊装置及方法
技术领域
本发明涉及一种光电子器件生产工艺技术领域，特别是一种光电探测器平行缝焊装置及方法。
背景技术
光电探测器尾纤是一种金属化光纤组件，光电探测器尾纤耦合焊接即金属化光纤组件穿过管壳尾管与光敏二极管对准，并用焊料填充光纤与管壳尾管的空隙，保证耦合点稳定。
尾纤焊接受限于金属化光纤组件性能，往往采用不高于180℃低温焊料，探测器管壳采用铁镍钴合金4J29，封装盖采用4J42，探测器在平行缝焊时需要温度高达1000℃，如平行缝焊装置散热不良，缝焊产品的热量将导致尾纤焊接的焊料重熔，导致尾纤耦合移位，降低产品可靠性。
现有的光电探测器由于平行缝焊工艺限制，产品长期工作中，耦合点容易受到环境应力影响，产品耦合移位，造成产品失效，无法满足航天应用的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种光电探测器平行缝焊装置及方法，减少缝焊热量对尾纤耦合的影响，提高产品可靠性；缝焊中封装盖与封装壳接触良好，减少电极打火，提升缝焊质量，提高产品密封性能。
本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：
一种光电探测器平行缝焊装置，包括探测器缝焊压条和探测器圆盘缝焊工装；探测器缝焊压条固定安装在探测器圆盘缝焊工装的侧壁；探测器缝焊压条包括压条控制手柄、手柄支撑杆、压条支架、压条安装座、压条连杆和压条触点；其中，探测器圆盘缝焊工装为圆盘结构；探测器圆盘缝焊工装水平放置；压条安装座为L形结构；压条支架固定安装在L形压条安装座水平面的上表面；手柄支撑杆固定安装在压条支架中部的凹槽内；压条控制手柄的一端固定安装在压条支架的凹槽内，且与手柄支撑杆固定连接，实现压条控制手柄绕压条支架转动；压条连杆的一端固定安装在压条支架的凹槽内，且与手柄支撑杆固定连接，实现压条连杆绕压条支架转动；压条触点垂直固定安装在压条连杆的伸出端部；压条安装座的竖直边固定安装在探测器圆盘缝焊工装的侧壁。
在上述的一种光电探测器平行缝焊装置，所述平行缝焊装置还包括压条触点，压条触点固定套装在压条触点的下端。
在上述的一种光电探测器平行缝焊装置，所述压条控制手柄靠近手柄支撑杆的一端设置有左连接孔和右连接孔；手柄支撑杆设置有上安装孔和下安装孔；压条支架包含左安装孔和右安装孔；压条连杆包含上连接孔和下连接孔；其中，左连接孔与上安装孔连接；右连接孔与上连接孔连接；下安装孔与右安装孔连接；右安装孔与下连接孔连接。
在上述的一种光电探测器平行缝焊装置，所述探测器圆盘缝焊工装包括探测器安装槽、尾纤放置槽、压条固定X面和压条固定Y面；其中，探测器安装槽设置在探测器圆盘缝焊工装上表面的中心位置，探测器安装槽为矩形凹槽；尾纤放置槽同心设置在探测器圆盘缝焊工装的上表面；压条固定X面为水平面，设置在探测器圆盘缝焊工装的侧壁，且与矩形探测器安装槽的短边平行；压条固定Y面为水平面，设置在探测器圆盘缝焊工装的侧壁，且与矩形探测器安装槽的长边平行。
在上述的一种光电探测器平行缝焊装置，所述探测器安装槽的中心位置均匀设置有管脚插孔。
一种光电探测器平行缝焊方法，包括如下步骤：
S1、放置圆盘缝焊工装
将探测器圆盘缝焊工装固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S2、固定缝焊压条
将探测器缝焊压条固定在探测器圆盘缝焊工装的压条固定Y面上，并将压条控制手柄抬起，带动压条连杆抬起；
S3、放置探测器封装壳
将外部探测器的管脚对应插入圆盘缝焊工装探测器安装槽的管脚插孔中；同时，将外部探测器尾纤平整置于尾纤放置槽中；
S4、放置探测器封装盖
将外部探测器封装盖对齐放置在外部探测器上，按下压条控制手柄，将压条触点置于外部探测器封装盖上，并施加压力；
S5、Y边缝焊
压条触点对外部探测器封装盖施加压力，并进行Y边缝焊；
S6、转换压条安装位置
抬起压条控制手柄；将压条从圆盘缝焊工装的压条固定Y面取下，固定安装在圆盘缝焊工装的压条固定X面上；将圆盘缝焊工装旋转90°，固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S7、X边缝焊
按下压条控制手柄，使压条触点对外部探测器封装盖施加压力，并进行X边缝焊；缝焊结束。
在上述的一种光电探测器平行缝焊方法，所述步骤S5中，Y边缝焊的参数为：脉冲功率为1800-2000w；脉冲宽度为5-15ms；压条触点对外部探测器封装盖施加的压力为150-250gf。
在上述的一种光电探测器平行缝焊方法，所述步骤S7中，X边缝焊的参数为：脉冲功率为1700-1950w，脉冲宽度为5-15ms，压条触点对外部探测器封装盖施加的压力为150-250gf。
在上述的一种光电探测器平行缝焊方法，X边缝焊结束后，将外部探测器自然冷却1～3分钟，且冷却1～3分钟内不移动探测器。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
(1)本发明中探测器缝焊前要求进行缝焊电极保养，明确电极打磨要求，保证电极形状不变，避免因电极变形导致缝焊过程中电极接触探测器尾管，引发电极打火；；
(2)本发明探测器缝焊过程中，封装盖顶部采用压条施加向下的压力，使探测器与圆盘工装接触良好增加散热，封装盖与封装壳接触良好减少电极打火；
(3)本发明中压条可安装在圆盘工装的相互垂直的两个位置，确保探测器在进行Y边、X边缝焊时，压条相对于缝焊电极的位置不变。
附图说明
图1为本发明光电探测器平行缝焊装置的示意图；
图2为本发明探测器缝焊压条的分解示意图；
图3为本发明探测器缝焊圆盘工装示意图；
图4为本发明探测器封装壳放置示意图；
图5为本发明探测器封装盖放置及固定示意图；
图6为本发明探测器缝焊压条安装在圆盘工装X面的示意图；
图7为本发明探测器缝焊方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1所示为光电探测器平行缝焊装置的示意图，由图可知，一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：包括探测器缝焊压条2和探测器圆盘缝焊工装8；探测器缝焊压条2固定安装在探测器圆盘缝焊工装8的侧壁；探测器缝焊压条2包括压条控制手柄1、手柄支撑杆3、压条支架4、压条安装座5、压条连杆6和压条触点7；其中，探测器圆盘缝焊工装8为圆盘结构；探测器圆盘缝焊工装8水平放置；压条安装座5为L形结构；压条支架4固定安装在L形压条安装座5水平面的上表面；手柄支撑杆3固定安装在压条支架4中部的凹槽内；压条控制手柄1的一端固定安装在压条支架4的凹槽内，且与手柄支撑杆3固定连接，实现压条控制手柄1绕压条支架4转动；压条连杆6的一端固定安装在压条支架4的凹槽内，且与手柄支撑杆3固定连接，实现压条连杆6绕压条支架4转动；压条触点7垂直固定安装在压条连杆6的伸出端部；压条安装座5的竖直边固定安装在探测器圆盘缝焊工装8的侧壁。
如图2所示为探测器缝焊压条的分解示意图，由图可知，平行缝焊装置还包括压条触点9，压条触点9固定套装在压条触点7的下端。
压条控制手柄1靠近手柄支撑杆3的一端设置有左连接孔101和右连接孔102；手柄支撑杆3设置有上安装孔301和下安装孔302；压条支架4包含左安装孔401和右安装孔402；压条连杆6包含上连接孔601和下连接孔602；其中，左连接孔101与上安装孔301连接；右连接孔102与上连接孔601连接；下安装孔302与右安装孔401连接；右安装孔402与下连接孔602连接。
如图3所示为探测器缝焊圆盘工装示意图，如图4所示为探测器封装壳放置示意图；如图5所示为探测器封装盖放置及固定示意图；如图6所示为探测器缝焊压条安装在圆盘工装X面的示意图；由图可知，探测器圆盘缝焊工装8包括探测器安装槽801、尾纤放置槽802、压条固定X面803和压条固定Y面804；其中，探测器安装槽801设置在探测器圆盘缝焊工装8上表面的中心位置，探测器安装槽801为矩形凹槽；尾纤放置槽802同心设置在探测器圆盘缝焊工装8的上表面；压条固定X面803为水平面，设置在探测器圆盘缝焊工装8的侧壁，且与矩形探测器安装槽801的短边平行；压条固定Y面804为水平面，设置在探测器圆盘缝焊工装8的侧壁，且与矩形探测器安装槽801的长边平行。
探测器安装槽801的中心位置均匀设置有管脚插孔。
如图7所示为探测器缝焊方法的流程示意图，由图可知，一种光电探测器平行缝焊方法，包括如下步骤：
S1、电极处理
对外部平行缝焊机的电极进行抛光处理，确保电极无锈蚀，如发现凹坑，需进行打磨，打磨要求：电极边缘与中心部位直径差2.0mm±0.2mm；
S2、放置圆盘缝焊工装
将探测器圆盘缝焊工装8固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S3、固定缝焊压条
将探测器缝焊压条2固定在探测器圆盘缝焊工装8的压条固定Y面804上，并将压条控制手柄1抬起，带动压条连杆6抬起；
S4、放置探测器封装壳
将外部待缝焊的探测器的管脚对应插入圆盘缝焊工装8探测器安装槽801的管脚插孔中，防止缝焊过程中外部探测器翘起；同时，将外部探测器尾纤平整置于尾纤放置槽802中，防止缝焊过程中尾纤移动引发尾管焊锡受力；
S5、放置探测器封装盖
将外部探测器封装盖对齐放置在外部待缝焊的探测器上，按下压条控制手柄1，将压条触点9置于外部探测器封装盖上，并施加压力；
S6、Y边缝焊
进行Y单边缝焊，设置Y边缝焊参数：脉冲功率1800w～2000w，脉冲宽度5ms～15ms，压力150gf～250gf；
S7、转换压条安装位置
抬起压条控制手柄1，将压条2从圆盘缝焊工装8的压条固定Y面804取下，固定安装在圆盘缝焊工装8的压条固定X面803上，并按下压条控制手柄1，将圆盘缝焊工装8旋转90°，固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S8、X边缝焊
进行X单边缝焊，设置X边缝焊参数：脉冲功率1700w～1950w，脉冲宽度5ms～15ms，压力150gf～250gf；X边缝焊结束后，将外部探测器自然冷却一段时间，1～3分钟内不得移动探测器。
本发明的工作原理是：将探测器缝焊压条2固定在探测器圆盘缝焊工装8的压条固定Y面804，将探测器圆盘缝焊工装8安装在外部平行缝焊机上，使外部平行缝焊机的两个电极位于探测器缝焊压条2的两侧；将压条控制手柄1抬起，使压条连杆6远离探测器圆盘缝焊工装8；将待缝焊的探测器插入探测器圆盘缝焊工装8的探测器安装槽801中，将探测器尾纤平整放入圆盘缝焊工装8的尾纤放置槽802中；将探测器封装盖对齐放置在探测器封装壳上，垂直目视，封装壳四角边线均可见，按下压条控制手柄1，将压条触点9置于探测器封装盖上，并施加一定压力；设置缝焊参数，选择Y边缝焊；探测器圆盘缝焊工装8从外部平行缝焊机上取下，抬起压条控制手柄1，并将缝焊压条2从圆盘缝焊工装8的压条固定Y面804上拆下，安装在压条固定X面803上；再次将探测器圆盘缝焊工装8安装在外部平行缝焊机上，使平行缝焊机的两个电极位于探测器缝焊压条2的两侧；设置缝焊参数，选择X边缝焊；X边缝焊结束，产品自然冷却，1～3分钟内不得移动产品。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：包括探测器缝焊压条(2)和探测器圆盘缝焊工装(8)；探测器缝焊压条(2)固定安装在探测器圆盘缝焊工装(8)的侧壁；探测器缝焊压条(2)包括压条控制手柄(1)、手柄支撑杆(3)、压条支架(4)、压条安装座(5)、压条连杆(6)和第一压条触点(7)；其中，探测器圆盘缝焊工装(8)为圆盘结构；探测器圆盘缝焊工装(8)水平放置；压条安装座(5)为L形结构；压条支架(4)固定安装在L形压条安装座(5)水平面的上表面；手柄支撑杆(3)固定安装在压条支架(4)中部的凹槽内；压条控制手柄(1)的一端固定安装在压条支架(4)的凹槽内，且与手柄支撑杆(3)固定连接，实现压条控制手柄(1)绕压条支架(4)转动；压条连杆(6)的一端固定安装在压条支架(4)的凹槽内，且与手柄支撑杆(3)固定连接，实现压条连杆(6)绕压条支架(4)转动；第一压条触点(7)垂直固定安装在压条连杆(6)的伸出端部；压条安装座(5)的竖直边固定安装在探测器圆盘缝焊工装(8)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：所述平行缝焊装置还包括第二压条触点(9)，第二压条触点(9)固定套装在第一压条触点(7)的下端。
3.根据权利要求1所述的一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：所述压条控制手柄(1)靠近手柄支撑杆(3)的一端设置有左连接孔(101)和右连接孔(102)；手柄支撑杆(3)设置有上安装孔(301)和下安装孔(302)；压条支架(4)包含左安装孔(401)和右安装孔(402)；压条连杆(6)包含上连接孔(601)和下连接孔(602)；其中，左连接孔(101)与上安装孔(301)连接；右连接孔(102)与上连接孔(601)连接；下安装孔(302)与左安装孔(401)连接；右安装孔(402)与下连接孔(602)连接。
4.根据权利要求1所述的一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：所述探测器圆盘缝焊工装(8)包括探测器安装槽(801)、尾纤放置槽(802)、压条固定X面(803)和压条固定Y面(804)；其中，探测器安装槽(801)设置在探测器圆盘缝焊工装(8)上表面的中心位置，探测器安装槽(801)为矩形凹槽；尾纤放置槽(802)同心设置在探测器圆盘缝焊工装(8)的上表面；压条固定X面(803)为平面，设置在探测器圆盘缝焊工装(8)的侧壁，且与矩形探测器安装槽(801)的短边平行；压条固定Y面(804)为平面，设置在探测器圆盘缝焊工装(8)的侧壁，且与矩形探测器安装槽(801)的长边平行。
5.根据权利要求4所述的一种光电探测器平行缝焊装置，其特征在于：所述探测器安装槽(801)的中心位置均匀设置有管脚插孔。
6.一种光电探测器平行缝焊方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、放置圆盘缝焊工装
将探测器圆盘缝焊工装(8)固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S2、固定缝焊压条
将探测器缝焊压条(2)固定在探测器圆盘缝焊工装(8)的压条固定Y面(804)上，并将压条控制手柄(1)抬起，带动压条连杆(6)抬起；
S3、放置探测器封装壳
将外部探测器的管脚对应插入圆盘缝焊工装(8)探测器安装槽(801)的管脚插孔中；同时，将外部探测器尾纤平整置于尾纤放置槽(802)中；
S4、放置探测器封装盖
将外部探测器封装盖对齐放置在外部探测器上，按下压条控制手柄(1)，将第二压条触点(9)置于外部探测器封装盖上，并施加压力；
S5、Y边缝焊
第二压条触点(9)对外部探测器封装盖施加压力，并进行Y边缝焊；
S6、转换压条安装位置
抬起压条控制手柄(1)；将压条(2)从圆盘缝焊工装(8)的压条固定Y面(804)取下，固定安装在圆盘缝焊工装(8)的压条固定X面(803)上；将圆盘缝焊工装(8)旋转90°，固定安装在外部平行缝焊机的上表面；
S7、X边缝焊
按下压条控制手柄(1)，使第二压条触点(9)对外部探测器封装盖施加压力，并进行X边缝焊；缝焊结束。
7.根据权利要求6所述的一种光电探测器平行缝焊方法，其特征在于：所述步骤S5中，Y边缝焊的参数为：脉冲功率为1800-2000w；脉冲宽度为5-15ms；第二压条触点(9)对外部探测器封装盖施加的压力为150-250gf。
8.根据权利要求6所述的一种光电探测器平行缝焊方法，其特征在于：所述步骤S7中，X边缝焊的参数为：脉冲功率为1700-1950w，脉冲宽度为5-15ms，第二压条触点(9)对外部探测器封装盖施加的压力为150-250gf。
9.根据权利要求8所述的一种光电探测器平行缝焊方法，其特征在于：X边缝焊结束后，将外部探测器自然冷却1～3分钟，且冷却1～3分钟内不移动探测器。
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