CN108845394B - 光锥耦合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及感光元件技术领域，特别是涉及一种光锥耦合工艺。包括以下步骤：准备原材料套筒、CCD和光锥并清洁；拆除CCD的光窗；套筒的底部与CCD固定连接，并成像检测CCD；光锥的小径端定位安装在套筒上，并调整光锥直至与CCD检测成像清晰，固定光锥和套筒；干燥存储。本发明的有益效果是：耦合操作简单，工艺简单，并且拆除了CCD的光窗，提高了成像质量。

Description

光锥耦合工艺

技术领域

本发明涉及感光元件技术领域，特别是涉及一种光锥耦合工艺。

背景技术

光锥和CCD(CCD即为传感器)耦合可以提高CCD耦合器件的成像质量，应用十分广泛。传统的光锥和CCD在耦合时是直接将光锥与CCD耦合，未对CCD进行任何前期处理，光锥和CCD直接耦合得到的CCD耦合器件虽然成像质量得到了一定的提高，但是还是无法满足一些特种领域的应用，而且传统光锥耦合工艺操作复杂，在操作过程中容易损坏CCD，清洁度保证困难，耦合质量差，影响产品后期使用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种光锥耦合工艺，用于解决现有技术中光锥与CCD耦合后的成像质量无法满足使用需求、耦合工艺复杂、耦合质量差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种光锥耦合工艺，包括以下步骤：

准备原材料套筒、CCD和光锥并清洁；

拆除CCD的光窗；

套筒的底部与CCD固定连接，并成像检测CCD；

光锥的小径端定位安装在套筒上，并调整光锥直至与CCD检测成像清晰，固定光锥和套筒；

干燥存储。

本发明的有益效果是：耦合操作简单，工艺简单，并且拆除了CCD的光窗，提高了成像质量。

进一步，拆除CCD的光窗时，将CCD放置到光窗加热装置上进行加热至220℃～300℃，撬动光窗使其脱离CCD。

进一步，所述光窗加热装置包括底座和加热台，所述底座上设有用于安装加热台的安装槽，所述安装槽内设有电极插孔，所述加热台上设有与电极插孔配合的电极。

进一步，所述加热台为PTC加热模组，所述加热台上设有用于CCD针脚插入固定的插槽，将CCD针脚插入插槽内，CCD与加热台贴合，加热台对CCD加热。

采用上述进一步方案的有益效果是：加热台采用PTC加热模组加热，提高加热温度的稳定性，使得加热温度恒定，避免取光窗时因加热损伤了CCD，提高产品质量。

进一步，套筒与CCD连接时，将套筒倒置在操作平台上，将取掉光窗的CCD芯片光敏面朝下，CCD与套筒端部贴合，且CCD与套筒对中调整，调整后在CCD与套筒的接触缝隙处点胶固定。

进一步，将固定连接的套筒和CCD放置到成像工装平台上成像检测是否有杂物，放置套筒和CCD时，套筒朝上，CCD针脚朝下，且通过CCD针脚插入成像检测装置上的CCD针脚工位实现CCD的固定。

进一步，光锥与套筒连接时，通过记号笔在光锥的大端面做上标记，将光锥装入到铜片卡环上，将装有光锥的铜片卡环装入到成像工装平台，光锥小端面朝下对准套筒，并升降调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离。

进一步，先粗调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至5～10mm，再精调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至1～2mm；粗调时，通过成像工装平台观察标记图像是否清晰，若标记图像模糊，通过塞尺重复将标记图像模糊侧的光锥每次向下移动0～1mm直至标记图像清晰；精调时，通过成像工装平台的旋钮以每旋转15～20圈移动1mm的距离调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离。

进一步，光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离调整完成后，通过成像工装平台上的锁紧螺母锁紧光锥，在光锥和套筒的接缝处点胶，点胶时，每次点胶厚度为2～3mm，并通过紫外线照射点胶处，当点胶长度超过接缝周长的2/3时，解开锁紧螺母，继续对剩余接缝进行点胶，取下固定连接的套筒与光锥。

采用上述进一步方案的有益效果是：装配操作简单方便，提高装配质量，使得光锥、套筒、CCD之间得以稳定的进行连接固定，并且保证了成像质量。

进一步，所述光锥大径端的边沿处凹设有保护槽，所述保护槽内填充有凸出于光锥大端面的保护胶，通过凸出的保护胶阻止外物直接与光锥大端面接触，避免光锥在叠放时位于上方的物品刮伤光锥大端面。

附图说明

图1显示为本发明实施例的光锥耦合工艺的流程示意图；

图2显示为本发明实施例的光锥、套筒、CCD装配后的结构示意图；

图3显示为本发明实施例的光窗加热装置的结构示意图；

图4显示为本发明实施例的铜片卡环的结构示意图；

图5显示为本发明实施例的光锥的结构示意图；

图6显示为本发明实施例的光锥大端面的标记示意图。

零件标号说明

1 光锥；

11 观察区；

12 标记；

13 保护槽；

14 方形面；

15 弧形面；

2 套筒；

3 CCD；

31 针脚；

41 底座；

411 安装槽；

42 加热台；

421 插槽；

422 电极；

5 铜片卡环；

51 铜片；

52 安装孔。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

在对本发明实施例进行详细叙述之前，先对本发明的应用环境进行描述。本发明的技术主要是应用于感光元件工艺中，特别是应用于光锥和CCD的耦合工艺中。本发明是解决传统光锥和CCD耦合工艺复杂、操作不便，耦合操作精度低，而且耦合后的成像质量还是无法满足使用需求，成像质量差等问题。

如图1所示，本发明实施例的光锥耦合工艺，在至少为万级洁净的工艺室内进行，包括以下步骤：准备原材料套筒、CCD和光锥并清洁；拆除CCD的光窗；套筒的底部与CCD固定连接，并成像检测CCD；光锥的小径端定位安装在套筒上，并调整光锥直至与CCD检测成像清晰，固定光锥和套筒；干燥存储。

在清洁套筒时，可以采用如下清洗方式，将套筒放入超声波清洗机中，倒入适量酒精完全覆盖套筒，开启超声波清洗机运行5分钟，用干净的镊子取出套筒，倒掉废弃的酒精，重复上述清洗套筒的操作直至套筒表面无油污和多余杂物，套筒洗净后用风枪吹干，并放入温度为65℃～75℃的干燥箱中烘烤25～35分钟取出再放入干燥柜中备用。在清洁CCD时，可以采用风枪，气枪离CCD距离为3～4cm，风枪的气流小于2MPa，避免气流过大对CCD造成损伤，通过气枪吹掉CCD上的杂物，并放入显微镜检查是否有多余杂物，若有通过单根毛刷粘取出无法吹掉的杂物。在清洁光锥时，通过棉签蘸取适量丙酮擦拭光锥的端面和锥体，并通过放大镜检查锥面、锥体、端面是否有污渍和异物，若有重复清洁直至无污渍和异物。

如图1至图6所示，完成套筒、CCD和光锥的清洁准备工作后，先将CCD的光窗拆除，为CCD和套筒的装配做好准备。在拆除CCD的光窗时，将CCD放置到光窗加热装置上进行加热至220℃～300℃，一般CCD加热至220℃～300℃时，光窗边缘开始变色，通过薄刀片、手术刀或镊子撬动光窗使光窗脱离CCD。光窗加热装置包括底座41和加热台42，底座41上凹设有用于安装加热台42的安装槽411，加热台42和安装槽411均为方形结构，采用方形结构，便于安装定位，同时有一定的限位作用。安装槽411的轮廓大于加热台42的轮廓，加热台42直接放入安装槽411内即可，安装操作简单方便，便于加热不同型号的传感器时更换对应的加热台。安装槽411内设有电极插孔，加热台42上设有与电极插孔配合的电极422，在本实施例中，电极422设置在加热台42的侧面，电极插孔设置在安装槽411的侧面与电极422对应。

如图1至图3所示，加热台42为PTC加热模组，PTC加热模组是一种具有温度敏感性的半导体电阻，当超过一定温度(居里温度)时，其电阻值随着温度的升高呈阶跃性的升高。不同品牌或型号的传感器采用了不同的光学数值，不同传感器的光窗热熔温度也就不同，因而不同型号的传感器需要采用对应的PTC加热模组，而PTC材料在生产过程中，参入的移峰剂比例的不同可改变相应PTC居里温度的数值，可达到超温保护和恒温控制的目的，以满足不同传感器的加热需求。并且，根据PTC材料的特性，若电源电压突然出现波动，对温度的影响微乎其，使得加热更加均匀、稳定可靠。加热台42上设有用于CCD针脚插入固定的插槽421，加热台42上设置有两个平行的插槽421，两个插槽之间的间距大于CCD两排针脚31之间的间距，使得针脚31插入插槽时针脚产生预紧力，避免传感器晃动脱离加热台，提高稳定牢固性，同时又无需其它零部件辅助固定，简化了结构。将CCD针脚插入插槽421内后，使得CCD与加热台贴合，加热台对CCD加热。

为了进一步提高CCD安装在加热台42上的稳固性，避免在摘取光窗时出现松动，可以通过在底座41上转动安装一个锁定簧片，当CCD放置在加热台42上时，转动锁定簧片压住CCD边沿的陶瓷部位即可，有效避免了传感器5在取光窗过程中出现晃动，有利于准确摘取光窗，避免CCD脱离加热台42，进一步提高了稳定性，完成操作后，转动锁定簧片离开CCD即可取下CCD。或者也可以直接通过其它辅助工具压住CCD进行光窗摘取操作。当进行多个CCD光窗摘取操作时，先将CCD进行编号，有序的逐个依次摘取光窗，进行第一片CCD光窗摘取前，先启动加热台使其加热25～35分钟达到稳定温度，然后再将CCD放置到加热台42上，避免加热时间过长，影响CCD的性能，完成第一片CCD的光窗摘取后，依次进行剩下的CCD光窗摘取，每片CCD光窗摘取的操作时间小于或等于30S，避免长时间加热影响CCD性能。将摘取了光窗的CCD的光敏面朝下倒置在盒子中备用，倒置放置避免CCD光敏面受到污染或损失。将与光锥耦合的CCD进行光窗摘取操作，提高了成像质量。

如图1至图6所示，先将套筒2与CCD3连接，套筒2与CCD3连接时，将套筒2倒置在操作平台上，将取掉光窗的CCD芯片光敏面朝下，CCD与套筒端部贴合，且CCD与套筒对中调整，调整后在CCD与套筒的接触缝隙处点胶固定。固定胶可以采用UV胶，均匀涂在CCD和套筒接触的缝隙中，并通过紫外线照射进一步加快UV的固化。将固定连接的套筒和CCD放置到成像工装平台上成像检测是否有杂物，放置套筒和CCD时，套筒朝上，CCD针脚朝下，且通过CCD针脚插入成像检测装置上的CCD针脚工位实现CCD的固定。成像工装平台可以直接采用目前具有上、下、左、右、前、后移动功能的显微镜，将固定好的CCD和套筒放置在显微镜的载物台上，并固定限制CCD在载物台上移动。

如图1至图6所示，光锥1与套筒2连接时，使用记号笔在光锥大端面进行标记便于光学对焦，将光锥1装入到铜片卡环5上，将装有光锥1的铜片卡环5装入到成像工装平台，光锥小端面朝下对准套筒，并升降调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离。套筒的内壁面为与光锥外壁面配合的锥形面。在光锥1上做标记时，先在光锥中心的观察区11内画上标记12，为光学对焦做准备。光锥1的小端面为方形面，光锥1的小径端的侧壁切割有四个弧形面15，便于将光锥1的小端面加工成方形面14，便于光锥和CCD芯片的方形光敏面对位配合，装配更加方便、准确，提高装配精度。铜片卡环5沿其周向上均布有铜片51，铜片51的一端固定在铜片卡环上，铜片51的另一端为弧形结构，弧形结构伸入铜片卡环用于安装光锥的的安装孔52中，铜片51伸入安装孔52一端的端部微翘，便于光锥取放。光锥1大径端的边沿处凹设有保护槽13，保护槽13内填充有凸出于光锥大端面的保护胶。

光锥1和套筒2装配时，先粗调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至5～10mm，再精调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至1～2mm；粗调时，通过成像工装平台观察标记图像是否清晰，若标记图像模糊，通过塞尺重复的将标记图像模糊侧的光锥每次向下移动0～1mm直至标记图像清晰，粗调完成后，光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离在5～10mm内，粗调保证了光锥水平度；精调时，通过成像工装平台的旋钮以每旋转15～20圈移动1mm的距离调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离，调节精度高，提高成像质量，精调完成后，光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离在1～2mm内。光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离调整完成后，通过成像工装平台上的锁紧螺母锁紧光锥，实现光锥位置的固定，在光锥1和套筒2的接缝处点胶固定，根据接缝处缝隙的大小选择合适的点胶次数，点胶时，每次点胶厚度为2～3mm，固定胶可以选用UV胶，并通过紫外线照射点胶处，当点胶长度超过接缝周长的2/3时，解开锁紧螺母，继续对剩余接缝进行点胶，取下固定连接的套筒与光锥，完成光锥与套筒的装配。将装配好的CCD、光锥、套筒放入干燥箱中干燥存储。

本发明可以对CCD的光窗拆除进行批量操作，对应的CCD和光锥进行对应编号即可，适应各种型号的CCD与光锥装配，工艺适用范围广，适合批量装配生产，提高了生产效率，增加了经济效益，降低了成本，并且先将CCD的光窗取掉，一方面减少了介质面光窗，增大了入射强度，提高了光入射效率，另一方面光窗会对光路产生光程差，取掉光窗有利于提高CCD与光锥耦合后的光学成像质量。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种光锥耦合工艺，其特征在于：包括以下步骤，

准备原材料套筒、CCD和光锥并清洁，套筒的内壁面为与光锥外壁面配合的锥形面；

拆除CCD的光窗；

套筒的底部与CCD固定连接，且CCD与套筒的接触缝隙处点胶固定，并成像检测CCD；

光锥的小径端定位安装在套筒上，并调整光锥直至光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离为1～2mm，固定光锥和套筒，并在光锥和套筒的接缝处点胶；

干燥存储。

2.根据权利要求1所述的光锥耦合工艺，其特征在于：拆除CCD的光窗时，将CCD放置到光窗加热装置上进行加热至220℃～300℃，撬动光窗使其脱离CCD。

3.根据权利要求2所述的光锥耦合工艺，其特征在于：所述光窗加热装置包括底座和加热台，所述底座上设有用于安装加热台的安装槽，所述安装槽内设有电极插孔，所述加热台上设有与电极插孔配合的电极。

4.根据权利要求3所述的光锥耦合工艺，其特征在于：所述加热台为PTC加热模组，所述加热台上设有用于CCD针脚插入固定的插槽，将CCD针脚插入插槽内，CCD与加热台贴合，加热台对CCD加热。

5.根据权利要求1所述的光锥耦合工艺，其特征在于：套筒与CCD连接时，将套筒倒置在操作平台上，将取掉光窗的CCD芯片光敏面朝下，CCD与套筒端部贴合，且CCD与套筒对中调整，调整后在CCD与套筒的接触缝隙处点胶固定。

6.根据权利要求5所述的光锥耦合工艺，其特征在于：将固定连接的套筒和CCD放置到成像工装平台上成像检测是否有杂物，放置套筒和CCD时，套筒朝上，CCD针脚朝下，且通过CCD针脚插入成像检测装置上的CCD针脚工位实现CCD的固定。

7.根据权利要求6所述的光锥耦合工艺，其特征在于：光锥与套筒连接时，通过记号笔在光锥的大端面做上标记，将光锥装入到铜片卡环上，将装有光锥的铜片卡环装入到成像工装平台，光锥小端面朝下对准套筒，并升降调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离。

8.根据权利要求7所述的光锥耦合工艺，其特征在于：先粗调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至5～10mm，再精调光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离至1～2mm；粗调时，通过成像工装平台观察标记图像是否清晰，若标记图像模糊，通过塞尺重复将标记图像模糊侧的光锥每次向下移动0～1mm直至标记图像清晰；精调时，通过成像工装平台的旋钮以每旋转15～20圈移动1mm的距离调整光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离。

9.根据权利要求8所述的光锥耦合工艺，其特征在于：光锥小端面与CCD芯片光敏面的距离调整完成后，通过成像工装平台上的锁紧螺母锁紧光锥，在光锥和套筒的接缝处点胶，点胶时，每次点胶厚度为2～3mm，并通过紫外线照射点胶处，当点胶长度超过接缝周长的2/3时，解开锁紧螺母，继续对剩余接缝进行点胶，取下固定连接的套筒与光锥。

10.根据权利要求1所述的光锥耦合工艺，其特征在于：所述光锥大径端的边沿处凹设有保护槽，所述保护槽内填充有凸出于光锥大端面的保护胶。

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