CN111151957B - 用于box光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，包括支撑架、设置在所述支撑架顶端的浮台、设置在所述支撑架顶端并将所述浮台锁紧定位的锁紧定位组件、设置在所述浮台底端的上电组件、以及设置在所述浮台上表面的夹持组件，所述浮台上设置有第一通过口，所述第一通过口使所述引线板通过，而将所述本体阻止在所述浮台上表面，所述夹持组件环绕所述第一通过口设置。本发明通过设置在浮台上的夹持组件对激光器组件准确夹持定位，同时通过锁紧定位组件对浮台夹持定位，最终确认激光器组件相对于支撑架的位置，由驱动机构驱动支撑架执行耦合动作，高精度地带动激光器组件完成与其他器件的耦合过程。

Description

用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具

技术领域

本发明涉及光器件自动耦合封装技术领域，特别涉及一种用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具。

背景技术

随着光纤通信和光纤传感技术的发展，光器件的制备成为了光信息技术进步的关键。在高速光通信产品中，盒型的激光器组件是常用的有源激光发射元件，通常与光接收器、波分组件等组合封装，实现光电转换和传输的功能。其中，激光器组件需和光接收器、波分组件等元件耦合对准、激光焊接为整体光器件后使用，而如何提高光器件的性能、质量以及降低成本，是当前工业上封装制造的关键问题，其核心技术在于元件的耦合对准与焊接，制造成本也主要集中在此。

现有技术中，通过光器件的耦合焊接设备进行耦合对准与焊接，基本摆脱了先前依靠手工操作方式带来的产品质量不稳定、合格率低以及生产效率低的问题。然而对于高速光器件，由于其耦合精度要求严格，而目前应用在设备上的夹具的夹持定位精度难以达到要求，导致耦合精度和封装后光器件的光功率难以进一步提升，最终影响封装质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种能准确夹持定位盒型激光器组件的夹具，适用于自动化的耦合焊接设备，以提升夹持定位精度，从而提高耦合精度和封装质量。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，所述激光器组件包括盒型的本体和底端延伸设置的引线板，所述引线板的宽度大于所述本体的宽度，所述夹具包括支撑架、设置在所述支撑架顶端的浮台、设置在所述支撑架顶端并将所述浮台锁紧定位的锁紧定位组件、设置在所述浮台底端的上电组件、以及设置在所述浮台上表面的夹持组件，所述浮台上设置有第一通过口，所述第一通过口使所述引线板通过，而将所述本体阻止在所述浮台上表面，所述夹持组件环绕所述第一通过口设置。

进一步地，所述夹持组件包括安装台、固定块和活动块，所述安装台固定设置在所述浮台的上表面，所述固定块固定设置在所述安装台的一侧，所述活动块滑动设置在所述安装台的另一侧，所述活动块的一端与所述固定块铰接，另一端与所述固定块通过调节螺栓活动连接；所述固定块与所述活动块合拢将所述本体夹持固定在两者之间，所述安装台上设置有使所述本体和所述引线板均能通过的开口。

进一步地，所述活动块与所述固定块之间的间隙与所述本体的宽度方向具有一定夹角，所述活动块和所述固定块夹持所述本体的侧壁上均设置有夹持凹槽和引线板通过槽，当所述活动块与所述固定块合拢时，所述本体的两个对角分别位于两个所述夹持凹槽内，同时所述引线板通过槽正对所述第一通过口的位置。

进一步地，所述上电组件包括两端与所述支撑架固定连接的上电平台，所述上电平台上设置有使所述引线板通过的第二通过口，所述上电平台的底端活动设置有上电结构，所述上电结构上设置有与所述引线板的引脚相对应的上电引线。

进一步地，所述上电结构包括一体连接设置的顶块和底板，所述顶块滑动设置在所述上电平台中部开设的滑槽内，所述底板的两侧分别活动套设在所述上电平台两侧的导向柱上。

进一步地，所述顶块与一手持式的拉杆固定连接。

进一步地，所述锁紧定位组件包括锁紧定位机构和角固定机构，所述锁紧定位机构主要由相向设置的两个锁紧块组成，每个所述锁紧块均包括弧形段和设置在所述弧形段第一端的平整段，所述锁紧块的弧形段和平整段分别相向设置，两个所述锁紧块的弧形段围绕在盘形的所述浮台外侧，第二端均与所述支撑架顶端铰接，所述平整段被所述角固定机构夹持挤压而为所述锁紧块提供锁紧力，使两个所述弧形段夹持定位所述浮台的位置。

进一步地，所述锁紧块的顶部设置有多个定位片，在所述浮台的顶部边缘设置有多个与所述定位片相对应的缺口，所述缺口与所述定位片相配合设置。

进一步地，所述角固定机构包括一气缸，所述气缸的上部设置有竖向的连接架，所述连接架包括两根前后对称且平行设置的竖杆，在每根所述竖杆的上方沿横向固定设置有一横板，两块所述横板相互平行设置，所述横板的两端分别开设有销孔，并分别铰接设置有压杆，所述压杆的底端连接有轴承，中部与所述横板铰接，在两个所述压杆之间设置有一楔形块，所述楔形块较大的一端位于上方，较小的一端位于下方且与所述气缸的伸缩杆固定连接，所述压杆底端连接设置的轴承分别与所述楔形块两侧的斜面接触，两个所述锁紧块的平整段均位于两个所述压杆的顶端中间位置。

本发明的上述方案有如下的有益效果：

本发明的夹具通过设置在浮台上的夹持组件对盒型的激光器组件准确夹持定位，同时通过锁紧定位组件对浮台夹持定位，最终确认激光器组件相对于支撑架的位置，由驱动机构驱动支撑架执行耦合动作，高精度地带动激光器组件完成与其他器件的耦合过程；

夹持组件的固定块和活动块上均设置有夹持凹槽和引线板通过槽，通过夹持凹槽使得对激光器组件的夹持可通过一次操作全部完成，限制其全部自由度，引线板通过槽则提升了插入光器件、完成上料的方便性，上电组件设置在浮台底端，只需通过手动推、拉的简单操作方式，在导向结构作用下就能准确完成激光器组件的上电过程，提升了操作的便捷性和可靠性，因而提升了耦合效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的浮台结构示意图；

图3为本发明的夹持组件示意图；

图4为本发明的上电组件示意图；

图5为本发明的角固定机构示意图。

【附图标记说明】

1-光器件；11-本体；12-引线板；2-支撑架；3-浮台；31-第一通过口；4-锁紧定位组件；41-锁紧块；42-弧形段；43-平整段；44-定位片；5-上电组件；51-上电平台；52-第二通过口；53-上电引线；54-顶块；55-底板；56-滑槽；57-导向柱；58-拉杆；6-夹持组件；61-安装台；62-固定块；63-活动块；64-开口；65-调节螺栓；66-夹持凹槽；67-引线板通过槽；71-气缸；72-连接架；73-竖杆；74-横板；75-压杆；76-轴承；77-楔形块。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图2所示，本发明的实施例提供了一种用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，适用于盒型的激光器组件1，包括本体11和底端延伸设置的引线板12，引线板12的宽度大于本体11的宽度。夹具包括支撑架2、设置在支撑架2顶端的浮台3、设置在支撑架2顶端并将浮台3锁紧定位的锁紧定位组件4、设置在浮台3底端的上电组件5、以及设置在浮台3上表面的夹持组件6。浮台3上设置有第一通过口31，当本体被夹持组件6夹持时引线板12穿过第一通过口31，延伸出浮台3的下表面，由上电组件5对引线板12上电，使本体11发射激光或进行光电转换等。此时本体11被限制在浮台3上表面，通过环绕第一通过口31设置的夹持组件6夹持、在浮台3上完成定位。锁紧定位组件4对浮台3进行锁紧定位，确认浮台3以及光器件1相对于支撑架2的位置，由此可通过驱动机构驱动支撑架2运动，执行激光器组件1的耦合动作。

进一步如图3所示，夹持组件6包括安装台61、固定块62和活动块63。安装台61固定设置在浮台3的上表面，安装台61的中部成型有使本体11和引线板12均能通过的开口64。固定块62固定设置在安装台61的一侧，活动块63滑动设置在安装台61的另一侧，活动块63的一端与固定块62铰接，另一端与固定块62通过调节螺栓65活动连接，形成类似夹子的夹持结构，将本体夹持固定在两者之间。操作时通过拧紧调节螺栓65，驱使活动块63的另一端靠近固定块，形成对本体11的夹持，而松开时则反向拧松调节螺栓65即可。

进一步地，活动块63与固定块62之间的间隙与本体11的宽度方向具有一定夹角，即间隙与第一通过口31、开口64的延伸方向具有夹角。相对应地，活动块63和固定块62夹持本体11的侧壁上均设置有夹持凹槽66和引线板通过槽67，其中夹持凹槽66的夹角为90°，与盒型的本体11外角一致，当活动块63与固定块62夹紧合拢时，本体11的两个对角分别位于两个夹持凹槽66内，因而可以通过夹持凹槽66的限制作用，将本体在安装台61所在平面(水平面)完全限位，同时通过夹紧产生的静摩擦力限制竖直位移，最终限制、确认本体11的位置。由于采用上述结构仅需拧动一次调节螺栓65，因此简化了夹具的操作。另外，在夹持定位后，两个引线板通过槽67均正对第一通过口31的两端位置，让出了引线板12通过的通道，因此需要取出本体11时，只需稍微拧松调节螺栓65，将本体11拔出即可，同样可以简化操作。

进一步如图4所示，上电组件5包括两端与支撑架2固定连接的上电平台51，在上电平台51上设置有使引线板12通过的第二通过口52，当本体11安装到位后，引线板12的底端从第二通过口52穿过上电平台51，位于上电平台51底端位置。上电平台51的底端活动设置有上电结构，上电结构上设置有与引线板12的引脚相对应的上电引线53，上电引线53的另一头设置接口。当引线板12到位后，上电结构位移，使上电引线53与引脚接触即可完成对光器件1的上电操作。

进一步地，上电结构包括一体连接设置的顶块54和底板55，顶块54滑动设置在上电平台51中部开设的滑槽56内，底板55的两侧分别活动套设在上电平台51两侧的导向柱57上。因此上电结构的位移同时通过中部的顶块54和底板55的两侧进行导向，使上电结构在移动时不会发生角度偏差，确保上电引线53与引脚完全对准。

进一步地，顶块54与一手持式的拉杆58固定连接，在上电时只需推动拉杆58，就能推动顶块54和底板55向上电平台51内部滑动，使上电引线53与引脚接触。而需要取出光器件1时，只需向外拉动拉杆58，断开上电引线53的接触即可。

进一步地，锁紧定位组件4包括锁紧定位机构和角固定机构。锁紧定位机构主要由相向设置的两个锁紧块41组成，每个锁紧块41均包括弧形段42和设置在弧形段第一端的平整段43，锁紧块41的弧形段42和平整段43分别相向设置，且两个弧形段42围绕在盘形的浮台3外侧。锁紧块41的第二端均与支撑架2顶端铰接，平整段43被角固定机构夹持挤压而为锁紧块41提供锁紧力，使两个弧形段42对浮台3夹持定位，确认浮台3相对于支撑架2的位置。

进一步地，锁紧块41的顶部设置有多个定位片44，在浮台3的顶部边缘设置有多个与定位片44相对应的缺口，缺口与定位片44相配合设置，以定位浮台3相对于支撑架2的角度，进而确认夹持的光器件1相对于支撑架2的角度准确。

进一步如图5所示，角固定机构包括一气缸71，气缸71上部设置有竖向的连接架72。连接架72包括两根前后对称且平行设置的竖杆73，在每根竖杆73的上方沿横向固定设置有一横板74，两块横板74相互平行设置。横板74的两端分别开设有销孔，并分别铰接设置压杆75，压杆75的底端设置有轴承76，中部铰接设置在两横74板同一端的销孔之间。在两压杆75之间设置有一楔形块77，位于轴承76所在高度位置，楔形块77较大的一端位于上方，较小的一端位于下方且与气缸71的伸缩杆固定连接。压杆75底端连接设置的轴承76分别与楔形块77两侧的斜面接触，锁紧块41的平整段43均位于两个压杆75顶端之间位置。使用时，两压杆75位于两个锁紧块41的平整段43外侧，在气缸71的伸缩杆控制楔形块77向下运动时，由于斜面的设置会使两个轴承76的间距变大，压杆75顶端的间距变小，从而使得顶端对两个锁紧块41的平整段施加锁紧力，控制锁紧块41的夹紧；在气缸71的伸缩杆控制楔形块77向上运动时，两个轴承76的间距变小，压杆75顶端的间距变大，对两个锁紧块41的平整段43不再施加锁紧力，由此实现锁紧块41的松开。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，所述激光器组件包括盒型的本体和底端延伸设置的引线板，所述引线板的宽度大于所述本体的宽度，其特征在于，所述夹具包括支撑架、设置在所述支撑架顶端的浮台、设置在所述支撑架顶端并将所述浮台锁紧定位的锁紧定位组件、设置在所述浮台底端的上电组件、以及设置在所述浮台上表面的夹持组件，所述浮台上设置有第一通过口，所述第一通过口使所述引线板通过，而将所述本体阻止在所述浮台上表面，所述夹持组件环绕所述第一通过口设置；

所述夹持组件包括安装台、固定块和活动块，所述安装台固定设置在所述浮台的上表面，所述固定块固定设置在所述安装台的一侧，所述活动块滑动设置在所述安装台的另一侧，所述活动块的一端与所述固定块铰接，另一端与所述固定块通过调节螺栓活动连接；所述固定块与所述活动块合拢将所述本体夹持固定在两者之间，所述安装台上设置有使所述本体和所述引线板均能通过的开口；

所述活动块与所述固定块之间的间隙与所述本体的宽度方向具有一定夹角，所述活动块和所述固定块夹持所述本体的侧壁上均设置有夹持凹槽和引线板通过槽，当所述活动块与所述固定块合拢时，所述本体的两个对角分别位于两个所述夹持凹槽内，同时所述引线板通过槽正对所述第一通过口的位置；

所述上电组件包括两端与所述支撑架固定连接的上电平台，所述上电平台上设置有使所述引线板通过的第二通过口，所述上电平台的底端活动设置有上电结构，所述上电结构上设置有与所述引线板的引脚相对应的上电引线；

所述上电结构包括一体连接设置的顶块和底板，所述顶块滑动设置在所述上电平台中部开设的滑槽内，所述底板的两侧分别活动套设在所述上电平台两侧的导向柱上；

所述顶块与一手持式的拉杆固定连接。

2.根据权利要求1所述的用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，其特征在于，所述锁紧定位组件包括锁紧定位机构和角固定机构，所述锁紧定位机构主要由相向设置的两个锁紧块组成，每个所述锁紧块均包括弧形段和设置在所述弧形段第一端的平整段，所述锁紧块的弧形段和平整段分别相向设置，两个所述锁紧块的弧形段围绕在盘形的所述浮台外侧，第二端均与所述支撑架顶端铰接，所述平整段被所述角固定机构夹持挤压而为所述锁紧块提供锁紧力，使两个所述弧形段夹持定位所述浮台的位置。

3.根据权利要求2所述的用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，其特征在于，所述锁紧块的顶部设置有多个定位片，在所述浮台的顶部边缘设置有多个与所述定位片相对应的缺口，所述缺口与所述定位片相配合设置。

4.根据权利要求3所述的用于BOX光器件的波分组件与激光器组件耦合焊接夹具，其特征在于，所述角固定机构包括一气缸，所述气缸的上部设置有竖向的连接架，所述连接架包括两根前后对称且平行设置的竖杆，在每根所述竖杆的上方沿横向固定设置有一横板，两块所述横板相互平行设置，所述横板的两端分别开设有销孔，并分别铰接设置有压杆，所述压杆的底端连接有轴承，中部与所述横板铰接，在两个所述压杆之间设置有一楔形块，所述楔形块较大的一端位于上方，较小的一端位于下方且与所述气缸的伸缩杆固定连接，所述压杆底端连接设置的轴承分别与所述楔形块两侧的斜面接触，两个所述锁紧块的平整段均位于两个所述压杆的顶端中间位置。

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