CN112216632B - 一种ld芯片共晶焊接台 - Google Patents
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Abstract
本申请提供的LD芯片共晶焊接台包括底板及固定于底板上的基板定位机构、XY补偿装置、共晶温度控制装置、吸真空装置及共晶上罩，共晶温度控制装置包括依次设置的芯片立柱、芯片隔热块、陶瓷加热片、共晶板与冷却吹气系统；吸真空装置用于将基板吸附于共晶板上；共晶上罩与芯片隔热块连接形成共晶腔体，共晶上罩上设置有与共晶腔体连通的通孔；基板定位机构设置于共晶温度控制装置的外围，用于对共晶板上的基板进行X、Y方向的定位；XY补偿装置用于对底板进行X、Y方向的位置补偿；冷却吹气系统与共晶腔体连通，用于对共晶板进行冷却降温。本申请通过共晶温度控制装置、基板定位机构、XY补偿装置提高了LD共晶的效率与质量。
Description
技术领域
本申请涉及光通讯技术领域，尤其涉及一种LD芯片共晶焊接台。
背景技术
LD(Laser Diode，激光二极管)又称半导体激光器，是以半导体为材料工作物质的一类激光器，除了具有激光器的共同特点外，还具有体积小、重量轻、驱动功率和电流较低、效率高、工作寿命长、光束质量好、可全固化、可直接电调制等优点。由于这些特点，半导体激光器的应用几乎覆盖了整个光电子学领域，其中在光纤通信系统的应用极大推动了光通信技术的发展。
目前，半导体激光器是光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源，而LD的制备都是采用共晶贴片工艺，其中包括LD芯片和Submount(基板)，将LD芯片通过共晶技术焊接在基板上。在实际生产中，LD芯片、基板的定位精度以及共晶台的温度控制影响着共晶质量和共晶效率。
但是，在生产中存在共晶台升降温速度慢，尤其是降温速度慢，导致共晶效率低；LD芯片和基板定位精度不理想，导致共晶质量低、发光效率不高。
发明内容
本申请实施例提供了一种LD芯片共晶焊接台，以解决目前生产LD时共晶降温速度慢，基板定位精度低，导致共晶效率低、质量差的问题。
本申请提供的一种LD芯片共晶焊接台，包括：底板及固定于所述底板上的基板定位机构、XY补偿装置、共晶温度控制装置、吸真空装置及共晶上罩，其中，
所述共晶温度控制装置包括芯片立柱、芯片隔热块、陶瓷加热片、共晶板与冷却吹气系统，所述芯片立柱设置于所述底板上，所述芯片隔热块设置于所述芯片立柱上，所述陶瓷加热片设置于所述芯片隔热块上，所述共晶板设置于所述陶瓷加热片上；
所述吸真空装置依次与所述芯片立柱、所述芯片隔热块、所述陶瓷加热片与所述共晶板相连通，用于通过真空将LD的基板吸附于所述共晶板上；
所述共晶上罩与所述芯片隔热块连接形成共晶腔体，所述共晶上罩上设置有通孔，所述通孔与所述共晶腔体相连通，所述基板通过所述通孔被吸附于所述共晶腔体内的所述共晶板上；LD芯片通过所述通孔贴装于所述基板上，所述LD芯片与所述基板在所述共晶腔体内进行共晶反应；
所述基板定位机构包括驱动装置、单凸轮机构与双凸轮机构，所述单凸轮机构与所述双凸轮机构分别与所述驱动装置连接；所述单凸轮机构与所述双凸轮机构设置于所述共晶温度控制装置的外围，用于对所述共晶板上的所述基板进行X、Y方向的定位；
所述XY补偿装置与所述共晶温度控制装置分别位于所述底板的不同侧，用于对所述底板进行X、Y方向的位置补偿；
所述冷却吹气系统与所述共晶腔体连通，用于对所述共晶板进行冷却降温。
本申请提供的LD芯片共晶焊接台包括底板及固定于底板上的基板定位机构、XY补偿装置、共晶温度控制装置、吸真空装置及共晶上罩，其中，共晶温度控制装置包括芯片立柱、芯片隔热块、陶瓷加热片、共晶板与冷却吹气系统，芯片立柱设置于底板上，芯片隔热块设置于芯片立柱上，陶瓷加热片设置于芯片隔热块上，共晶板设置于陶瓷加热片上，陶瓷加热片用于对共晶板进行加热，以满足LD共晶温度；吸真空装置依次与芯片立柱、芯片隔热块、陶瓷加热片与共晶板相连通，用于通过真空将LD的基板吸附于共晶板上，即当共晶板温度达到预共晶温度时，基板被吸真空装置吸附于共晶板上；共晶上罩与芯片隔热块连接形成共晶腔体，共晶上罩上设置有通孔，通孔与共晶腔体相连通，基板可通过通孔被吸附于共晶腔体内共晶板上；基板定位机构包括驱动装置、单凸轮机构与双凸轮机构，单凸轮机构与双凸轮机构分别与驱动装置连接，单凸轮机构与双凸轮机构设置于共晶温度控制装置的外围，用于对共晶板上的基板进行X、Y方向的定位；XY补偿装置与共晶温度控制装置分别位于底板的不同侧，用于对底板进行X、Y方向的位置补偿；即通过基板定位机构与XY补偿装置对基板进行X、Y方向的定位，以确保基板的位置精度满足共晶要求；冷却吹气系统与共晶腔体连通，用于对共晶板进行冷却降温，即LD芯片贴装至基板上，进行共晶反应后，通过冷却吹气系统进行冷却降温，以完成LD的加工。本申请通过共晶温度控制装置的陶瓷加热片对共晶板进行加热升温，其热传导效率高，共晶升温速度快；通过共晶温度控制装置的冷却吹气系统对共晶板进行冷却降温，共晶降温速度快，能够提高LD共晶效率；另外，通过基板定位机构与XY补偿装置对共晶板上的基板进行X、Y方向的定位，能够提高基板的定位精度，从而可提高LD共晶质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶温度控制装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶温度控制装置的分解结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩的分解结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩与共晶温度控制装置的部分装配剖视图；
图7为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩与共晶温度控制装置的剖视图；
图8为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中防氧化装置与底板的装配示意图；
图9为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中防氧化装置的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中基板定位机构的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中双凸轮机构的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中双凸轮机构的另一角度结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中第一调整装置的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中单凸轮机构的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中第二调整装置的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中XY补偿装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。
光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。在光模块中，光信号通常通过LD产生，LD是光通信领域中发展最快、最为重要的激光光纤通信的重要光源。LD的制备都是采用共晶贴片工艺，其中包括LD芯片和Submount(基板)，将LD芯片通过共晶技术焊接在基板上。在实际生产中，LD芯片、基板的定位精度以及共晶台的温度控制影响着共晶质量和共晶效率，而国内生产商中存在共晶台升降温速度慢，尤其是降温速度慢，导致共晶效率低；LD芯片和基板定位精度不理想，导致共晶质量低、发光效率不高。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种LD芯片共晶焊接台，该共晶焊接台通过共晶温度控制装置对共晶台的温度进行精确控制，使得共晶升温、降温速度快，从而可提高共晶效率；通过基板定位机构、XY补偿装置对LD芯片、基板进行精确定位，从而可提高共晶质量、发光效率。
图1为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台的结构示意图。如图1所示，本申请实施例提供的LD芯片共晶焊接台包括底板10及固定于底板10上的基板定位机构50、XY补偿装置、共晶温度控制装置40、吸真空装置及共晶上罩60，其中，
共晶温度控制装置40与共晶上罩60连接形成共晶腔体内，吸真空装置用于通过真空将基板吸附于共晶腔体内；基板定位机构设置于共晶温度控制装置40的外围，用于对吸附于共晶腔体内的基板进行X、Y方向的精准定位；XY补偿装置与共晶温度控制装置40分别位于底板10的不同侧，用于对底板10进行X、Y方向的位置补偿，进而通过对共晶温度控制装置40的X、Y方向的位置补偿来对基板进行X、Y方向的位置补偿，进一步对基板进行定位；对基板进行精确定位后，共晶温度控制装置40对LD芯片、基板进行共晶反应时提供温度控制，使得共晶升温、降温速度快，从而提高了LD的共晶质量与效率。
图2为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶温度控制装置40的结构示意图，图3为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶温度控制装置40的分解结构示意图。如图2、图3所示，共晶温度控制装置40包括芯片立柱401、芯片隔热块402、陶瓷加热片403、共晶板404与冷却吹气系统406，芯片立柱401设置于底板10上，芯片隔热块402设置于芯片立柱401上，陶瓷加热片403设置于芯片隔热块402上，共晶板404设置于陶瓷加热片403上。LD共晶时，基板置于共晶板404上，共晶板404与陶瓷加热片403直接接触，通过陶瓷加热片403对共晶板404进行加热，同时芯片隔热块402可阻隔陶瓷加热片403产生的热量传递，使得陶瓷加热片403产生的热量作用于共晶板404上，以将共晶板404的温度升至共晶温度，使得LD芯片与基板进行共晶反应。
在本申请实施例中，共晶板404的材料是氮化铝陶瓷，该陶瓷具有电绝缘性和优异的导热性，为实现共晶板的快速升温、降温提供良好的基础。芯片隔热块402的材料是防静电合成碳纤维板，该材料具有高机械强度、耐高温、低热传导率、防静电的特性，再加上该零件采用中空式机构设计，与陶瓷加热片403的接触面积较少，有效减少了热量向下传导，也避免了陶瓷加热片403所产生热量的流失。
共晶温度控制装置40还包括热电偶405与压块407，热电偶405与共晶板404连接，与共晶板404直接接触，实现对共晶板404温度的实时监测与反馈，即当热电偶405检测到共晶板404的温度已达到预共晶温度，基板就被送入共晶板404。
压块407设置于芯片隔热块402的边缘，用于将陶瓷加热片403、共晶板404固定于芯片隔热块402内。即先将陶瓷加热片403置于芯片隔热块402的中空式结构内，然后将共晶板404置于陶瓷加热片403的上表面，最后通过压块407压住共晶板404的上表面，从而将陶瓷加热片403、共晶板404固定于芯片隔热块402内。
芯片隔热块402上设置有冷气通气孔，冷却吹气系统406通过该冷气通气孔向芯片隔热块402内吹入冷却气体，以对共晶板404进行降温，从而将LD芯片贴装于基板上。
图4为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩60的结构示意图，图5为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩60的分解结构示意图。如图4、图5所示，共晶上罩60包括共晶保护气罩601、共晶玻璃602与共晶保护气盖603，共晶保护气盖603为上凹下凸的结构，共晶保护气盖603的下端固定于芯片隔热块402上，其与芯片隔热块402形成共晶腔体，陶瓷加热片403、共晶板404均位于该共晶腔体内。共晶保护气盖603的中间位置设置有第三通孔6031，共晶玻璃602嵌设于该第三通孔6031内，且共晶玻璃602的中间位置设置有第二通孔6021；共晶保护气罩601罩设于共晶保护气盖603上，将共晶玻璃602置于共晶保护气罩601与共晶保护气盖603形成的空腔内。共晶保护气罩601上设置有第一通孔6011，第一通孔6011、第二通孔6021与第三通孔6031相连通，且第二通孔6021的尺寸可略大于基板、LD芯片的尺寸，如此基板、LD芯片可依次通过第一通孔6011、第二通孔6021与第三通孔6031置于共晶腔体内的共晶板404上进行共晶反应。
图6为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶上罩60与芯片隔热块402的装配剖视图。如图6所示，共晶上罩60为快拆卸式结构，其可通过挡片604将共晶保护气盖603固定于芯片隔热块402内，形成一个半封闭的共晶腔体。具体地，共晶保护气盖603的侧壁上设置有挡片插槽6032，该挡片插槽6032可贯穿共晶保护气盖603的上下表面，挡片604可插入该挡片插槽6032内，然后通过挡片604将共晶保护气盖603固定于芯片隔热块402内。
在本申请实施例中，为方便对共晶板404进行降温，共晶上罩60还包括气管接头605，共晶保护气罩601上设置有气管进气孔6012，该气管接头605可插入气管进气孔6012内，将气管接头605接入的空气通过气管进气孔6012、第一通孔6011、第二通孔6021、第三通孔6031进入共晶腔体，以对共晶腔体内的共晶板404进行降温。
图7为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中共晶温度控制装置40的剖视图。如图7所示，吸真空装置是一真空吸附回路，共晶温度控制装置40的芯片立柱401上设置有真空气管接头410，该真空气管接头410位于芯片立柱401的侧壁上；芯片立柱401内设置有第一穿孔4011与第二穿孔4012，第一穿孔4011由芯片立柱401设置真空气管接头410的侧壁向相对的另一侧壁延伸，第二穿孔4012由芯片立柱401的顶面向底面延伸，第一穿孔4011与第二穿孔4012相连通。芯片立柱401背向底板10一侧的中心位置设置有真空管409，该真空管409与第二穿孔4012相连通。
芯片隔热块402的中心位置设置有第一通气孔，陶瓷加热片403的中心位置设置有第二通气孔408，共晶板404的中心位置设置有第三通气孔，真空管409依次穿过第一通气孔、第二通气孔408与第三通气孔，当真空发生器产生真空时，通过真空管409向共晶腔体内吹入真空，以将基板穿过共晶上罩60上的第一通孔6011、第二通孔6021与第三通孔6031吸附于共晶腔体内的共晶板404上。
图8为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中防氧化装置70与底板10的装配示意图，图9为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中防氧化装置70的结构示意图。如图8、图9所示，本申请实施例提供的LD芯片共晶焊接台还包括防氧化装置70，该防氧化装置70设置于底板10上，其插入共晶保护气盖603内与共晶腔体相连通，用于向共晶腔体内吹入保护气体(氮气)，为共晶腔体创造一个纯氮气的共晶环境，且该防氧化装置70还可对氮气进行加热，从而可加快共晶板404的升温速度。
防氧化装置70包括第一气接头701、辅助温控器702、固定座703与第二气接头704，固定座703固定于底板10上，辅助温控器702设置于固定座703上，第一气接头701与辅助温控器702连接，第二气接头704穿过底板10与固定座703连接。固定座703与辅助温控器702内设置有通孔，第二气接头704、第一气接头701与固定座703、辅助温控器702内的通孔相连通，如此第二气接头704接入的保护气体可穿过固定座703、辅助温控器702进入第一气接头701。
第一气接头701上设置有出气管705，共晶保护气盖603上设置有相应的进气孔6033，该进气孔6033通过第三通孔6031与共晶腔体相连通，出气管705插入进气孔6033内，如此第一气接头701接入的保护气体可通过出气管705、进气孔6033、第三通孔6031进入共晶腔体内，创造一个纯氮气的共晶环境。
辅助温控器702可以控制出气管705吹出保护气体的温度，当共晶板404需升温时，辅助温控器702可对氮气进行加热，使得吹入共晶腔体内的氮气温度较高，以进一步对共晶腔体内的共晶板404进行加热，加快共晶板404的升温速度；当共晶板404需降温时，辅助温控器702可对氮气进行降温，使得吹入共晶腔体内的氮气温度较低，以对共晶腔体内的共晶板404进行降温，加快共晶板404的降温速度。
图10为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中基板定位机构50的结构示意图。如图10所示，基板定位机构50包括单凸轮机构51与双凸轮机构52，单凸轮机构51与双凸轮机构52设置于共晶温度控制装置40的外围，用于控制定位夹爪对共晶板404上的基板进行X、Y方向的定位，以提高基板的定位精度。
图11为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中双凸轮机构52与底板10的装配示意图，图12为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中双凸轮机构52的另一角度示意图。如图11、图12所示，双凸轮机构52包括第一驱动装置、第一支撑架521、第一凸轮525、第二凸轮524、第一定位组件526、第二定位组件527与第一弹簧件530，第一支撑架521固定于底板10上，第一凸轮525、第二凸轮524、第一定位组件526与第二定位组件527均设置于第一支撑架521上。第一驱动装置包括第一电机522与第一原点感应器523，第一电机522的输出轴穿过第一支撑架521，第一凸轮525与第二凸轮524上下设置，分别连接于第一电机522的输出轴上，通过第一电机522的输出轴带动第一凸轮525、第二凸轮524转动。
第一原点感应器523与第一电机522连接，用于检测第一电机522的原点，当第一原点感应器523检测到原点时，第一电机522立马减速停止，从而控制第一凸轮525、第二凸轮524的转动速度。本申请通过原点感应器来寻找电机的原点，使得电机的回原精准，且重复回原精度高。
第一定位组件526包括第一连接件、第一导轨528与第一定位夹爪5263，第一连接件包括第一子连接件5261与第二子连接件5262，第一子连接件5261的一端与第一凸轮525接触、另一端与第二子连接件5262的一端连接，第二子连接件5262的另一端与第一定位夹爪5263连接，第一定位夹爪5263与第一子连接件5261相平行，两者位于第二子连接件5262的同一侧。第一子连接件5261与第一支撑架521的长度方向相平行，第二子连接件5262与第一支撑架521的长度方向相垂直，第一导轨528与第一支撑架521的长度方向相平行，第二子连接件5262可在第一导轨528上往复移动，以带动第一定位夹爪5263在共晶板404上对基板进行X方向定位。在本申请实施例中，第一支撑架521的长度方向为X方向，其宽度方向为Y方向。当第一电机522驱动第一凸轮525转动时，第一凸轮525带动第一连接件在第一导轨528上往复移动，第一连接件带动第一定位夹爪5263在X方向上往复移动，从而对设置于共晶板404上的基板进行X方向的定位。
第二定位组件527与第一定位组件526分别位于第一凸轮525的不同侧，第二定位组件527包括第二连接件、第二导轨529与第二定位夹爪5273，第二连接件包括第三子连接件5271与第四子连接件5272，第三子连接件5271的一端与第二凸轮524接触、另一端与第四子连接件5272的一端连接，第四子连接件5272的另一端与第二定位夹爪5273连接，第二定位夹爪5273与第三子连接件5271相平行，两者位于第四子连接件5272的同一侧。第三子连接件5271与第一支撑架521的长度方向相平行，第四子连接件5272与第一支撑架521的长度方向相垂直，第二导轨529与第一支撑架521的长度方向相平行，第四子连接件5272可在第二导轨529上往复移动，以带动第二定位夹爪5273在共晶板404上对基板进行X方向定位。当第一电机522驱动第二凸轮524转动时，第二凸轮524带动第二连接件在第二导轨529上往复移动，第二连接件带动第二定位夹爪5273在X方向上往复移动，从而对设置于共晶板404上的基板进行X方向的定位。
第一弹簧件530设置于第一支撑架521上，其沿X方向设置，用于对共晶板404上的基板进行Y方向定位。即基板置于共晶板404上时，基板Y方向的边缘与第一弹簧件530接触，通过选择不同弹性系数的第一弹簧件530来确定基板Y方向定位侧，从而实现基板Y方向的粗定位。
图13为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中第一调整装置的装配示意图。如图13所示，基板定位机构50还包括第一调整装置53，第一调整装置53包括第一调整块531、第二调整块532与第一调节螺栓533，第一调整块531固定于第一电机522的电机座上，第二调整块532固定于底板10上，第一调节螺栓533穿过第二调整块532，其端面与第一调整块531相接触，用于调整双凸轮机构52的位置。即转动第一调节螺栓533时，可改变第一调整块531与第二调整块532的距离，从而可调整双凸轮机构52在底板10上的位置，从而可对第一定位夹爪5263、第二定位夹爪5273在共晶板404上的位置进行粗调定位。
图14为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中单凸轮机构51的转配结构示意图。如图14所示，单凸轮机构51包括第二驱动装置、第二支撑架511、第三凸轮514、第三定位组件与第二弹簧件518，第二支撑架511固定于底板10上，第三凸轮514与第三定位组件均设置于第二支撑架511上。第二驱动装置包括第二电机512与第二原点感应器513，第二电机512的输出轴穿过第二支撑架511，第三凸轮514连接于第二电机512的输出轴上，通过第二电机512带动第三凸轮514转动。
第二原点感应器513与第二电机512连接，用于检测第二电机512的原点，当第二原点感应器513检测到原点时，第二电机512立马减速停止，从而控制第三凸轮514的转动速度。本申请通过原点感应器来寻找电机的原点，使得电机的回原精准，且重复回原精度高。
第三定位组件包括第三连接件515与第三导轨516与第三定位夹爪517，第三连接件515的一端与第三凸轮514接触、另一端与第三定位夹爪517连接。第三连接件515与第二支撑架511的长度方向相垂直，第三导轨516与第二支撑架511的长度方向相垂直，第三定位夹爪517与第二支撑架511的长度方向相平行，第三连接件515可在第三导轨516上往复移动，以带动第三定位夹爪517在共晶板404上对基板进行Y方向定位。在本申请实施例中，第二支撑架511的长度方向为Y方向，其宽度方向为X方向。当第二电机512驱动第三凸轮514转动时，第三凸轮514带动第三连接件515在第三导轨516上往复移动，第三连接件515带动第三定位夹爪517在Y方向上往复移动，从而对设置于共晶板404上的基板进行Y方向的定位。
第二弹簧件518设置于第二支撑架511上，其沿Y方向设置，用于对共晶板404上的基板进行X方向定位。即基板置于共晶板404上时，基板X方向的边缘与第二弹簧件518接触，通过选择不同弹性系数的第二弹簧件518来确定基板X方向定位侧，从而实现基板X方向的粗定位。
图15为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中第二调整装置的装配示意图。如图15所示，基板定位机构50还包括第二调整装置54，第二调整装置54包括第三调整块541、第四调整块542与第二调节螺栓543，第三调整块541固定于第二电机512的电机座上，第四调整块542固定于底板10上，第二调节螺栓543穿过第四调整块542，其端面与第三调整块541相接触，用于调整单凸轮机构51的位置。即转动第二调节螺栓543，可改变第三调整块541与第四调整块542的距离，从而可调整单凸轮机构51在底板10上的位置，从而可对第三定位夹爪517在共晶板404上的位置进行粗调定位。
图16为本申请实施例提供的一种LD芯片共晶焊接台中XY补偿装置的结构示意。如图16所示，XY补偿装置包括X方向电动滑台20与Y方向电动滑台30，Y方向电动滑台30设置于X方向电动滑台上，底板10固定于Y方向电动滑台30上。X方向电动滑台20在X方向往复移动时，可带动底板10在X方向上移动，从而可对共晶温度控制装置40、单凸轮机构51与双凸轮机构52进行X方向的粗调，进而可对第一定位夹爪5263、第二定位夹爪5273与第三定位夹爪517在共晶板404上的位置进行X方向粗调定位；Y方向电动滑台在Y方向往复移动时，可带动底板10在Y方向上移动，从而可对共晶温度控制装置40、单凸轮机构51与双凸轮机构52进行Y方向粗调，进而可对第一定位夹爪5263、第二定位夹爪5273与第三定位夹爪517在共晶板404上的位置进行Y方向粗调定位。
本申请实施例提供的LD芯片共晶焊接台对LD进行共晶焊接的操作流程为：共晶温度控制装置40将共晶板404温度升至预共晶温度，同时防氧化装置在整个过程中不断向共晶腔体内吹入氮气，创造一个纯氮气的共晶环境，且防氧化装置的辅助温控器702可对氮气进行加热，以加快共晶板404的升温速度；当热电偶检测到共晶板404的温度已达到预共晶温度，通过吸真空装置将基板通过共晶上罩60上的通孔吸附于共晶腔体内的共晶板404上；吸真空装置将基板吸附于共晶板404上后，基板定位机构50的单凸轮机构51与双凸轮机构52对基板进行X、Y方向的精准定位，XY补偿装置对基板进行X、Y方向的位置补偿，确保共晶板404上基板的位置精度满足共晶要求；共晶温度控制装置40继续将共晶板404的温度升至共晶温度，当共晶板404的温度达到共晶温度，将LD芯片通过共晶上罩60上的通孔贴装至基板上，进行共晶反应；LD芯片贴片后，保温数秒；保温完成后，共晶温度控制装置40将对共晶板404进行冷却降温，冷却由两部分组成，一个是陶瓷加热片403自身的降温，另一个是吹气冷却，冷却吹气系统由主冷却吹气、副冷却吹气与芯片立柱冷却吹气组成，住冷气吹气的气路先经过辅助温控器702，再从共晶保护气盖603接入，延伸至共晶板404，辅助温控器702可以控制吹出保护气(氮气)的温度，起到冷却作用；副冷却吹气系统由两路气路组成，都是通氮气，一路从共晶保护气罩601接入，通过共晶保护气盖603延伸至共晶板404，另一路从芯片隔热块402接入，延伸至共晶板404，起到冷却作用，加快冷却速度；当共晶板404的温度降至接近预共晶温度时，LD共晶贴片完成。
本申请实施例提供的LD芯片共晶焊接台通过共晶温度控制装置的陶瓷加热片对共晶板进行加热升温，共晶板的热传导效率高，共晶升温速度快；通过共晶温度控制装置的冷却吹气系统对共晶板进行冷却降温，共晶降温速度快，从而提高了LD共晶效率；另外，通过基板定位机构与XY补偿装置对共晶板上的基板进行X、Y方向的定位，提高了基板的定位精度，从而提高了LD共晶质量。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种LD芯片共晶焊接台，其特征在于，包括底板及固定于所述底板上的基板定位机构、XY补偿装置、共晶温度控制装置、吸真空装置及共晶上罩，其中，
所述共晶温度控制装置包括芯片立柱、芯片隔热块、陶瓷加热片、共晶板与冷却吹气系统，所述芯片立柱设置于所述底板上，所述芯片隔热块设置于所述芯片立柱上，所述陶瓷加热片设置于所述芯片隔热块上，所述共晶板设置于所述陶瓷加热片上；
所述吸真空装置依次与所述芯片立柱、所述芯片隔热块、所述陶瓷加热片与所述共晶板相连通，用于通过真空将LD的基板吸附于所述共晶板上；
所述共晶上罩与所述芯片隔热块连接形成共晶腔体，所述共晶上罩上设置有通孔，所述通孔与所述共晶腔体相连通，所述基板通过所述通孔被吸附于所述共晶腔体内的所述共晶板上；LD芯片通过所述通孔贴装于所述基板上，所述LD芯片与所述基板在所述共晶腔体内进行共晶反应；
所述基板定位机构包括单凸轮机构与双凸轮机构，所述单凸轮机构与所述双凸轮机构设置于所述共晶温度控制装置的外围，用于对所述共晶板上的所述基板进行X、Y方向的定位；其中，
所述双凸轮机构包括第一驱动装置、第一支撑架及设置于所述第一支撑架上的第一凸轮、第二凸轮、第一定位组件与第二定位组件，所述第一驱动装置的第一电机的输出轴穿过所述第一支撑架，所述第一凸轮与所述第二凸轮上下设置、且分别连接于所述第一电机的输出轴上；所述第一定位组件包括与所述第一凸轮接触的第一连接件、与所述第一连接件连接的第一定位夹爪及第一导轨，所述第一连接件在所述第一导轨上往复移动，以带动所述第一定位夹爪在所述共晶板上对所述基板进行X方向定位；所述第二定位组件与所述第一定位组件分别位于所述第一凸轮的不同侧，所述第二定位组件包括与所述第二凸轮接触的第二连接件、与所述第二连接件连接的第二定位夹爪及第二导轨，所述第二连接件在所述第二导轨上往复移动，以带动所述第二定位夹爪在所述共晶板上对所述基板进行X方向定位；
所述单凸轮机构包括第二驱动装置、第二支撑架及设置于第二支撑架上的第三凸轮与第三定位组件，所述第二驱动装置的第二电机的输出轴穿过所述第二支撑架，所述第三凸轮连接于所述第二电机的输出轴上；所述第三定位组件包括与所述第三凸轮接触的第三连接件、与所述第三连接件连接的第三定位夹爪及第三导轨，所述第三连接件在所述第三导轨上往复移动，以带动所述第三定位夹爪在所述共晶板上对所述基板进行Y方向定位；
所述XY补偿装置与所述共晶温度控制装置分别位于所述底板的不同侧，用于对所述底板进行X、Y方向的位置补偿；
所述冷却吹气系统与所述共晶腔体连通，用于对所述共晶板进行冷却降温。
2.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述共晶温度控制装置还包括热电偶与压块，所述热电偶与所述共晶板连接，用于实时监测所述共晶板的温度；
所述压块设置于所述芯片隔热块的边缘，用于将所述陶瓷加热片与所述共晶板固定于所述芯片隔热块内。
3.根据权利要求2所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述芯片立柱上设置有真空气管接头，所述芯片立柱内设置有穿孔，所述芯片立柱背向所述底板的一侧设置有真空管，所述穿孔的两端分别与所述真空气管接头、所述真空管相连通；
所述芯片隔热块、所述陶瓷加热片与所述共晶板上分别设置有通气孔，所述真空管依次穿过所述芯片隔热块、所述陶瓷加热片与所述共晶板向所述共晶腔体内吹入真空。
4.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述共晶上罩包括共晶保护气盖、共晶保护气罩、共晶玻璃与挡片，所述共晶玻璃设置于所述共晶保护气盖内，所述共晶保护气罩罩设于所述共晶保护气盖上；
所述共晶保护气盖上设置有挡片插槽，所述挡片插入所述挡片插槽内，通过所述挡片将所述共晶保护气盖固定于所述芯片隔热块上；
所述共晶保护气盖、所述共晶保护气罩与所述共晶玻璃上均设有通孔，用于通过所述通孔将所述基板置于所述共晶板上；所述共晶保护气罩上设置有气管接头，所述气管接头通过所述通孔与所述共晶腔体相连通。
5.根据权利要求4所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，还包括防氧化装置，其设置于所述底板上，所述防氧化装置插入所述共晶保护气盖与所述共晶腔体相连通，用于向所述共晶腔体内吹入保护气体。
6.根据权利要求5所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述防氧化装置包括第一气接头、辅助温控器、固定座与第二气接头，所述固定座固定于所述底板上，所述辅助温控器设置于所述固定座上，所述第一气接头与所述辅助温控器连接，所述第二气接头穿过所述底板与所述固定座连接；
所述第一气接头上设置有出气管，所述共晶保护气盖上设置有相应的进气孔，所述进气孔与所述共晶腔体相连通，所述出气管插入所述进气孔内。
7.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述双凸轮机构还包括第一弹簧件，所述第一弹簧件设置于所述第一支撑架，所述第一弹簧件与所述第一导轨、所述第二导轨均沿所述X方向设置，所述第一弹簧件用于对所述基板进行Y方向定位。
8.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述单凸轮机构还包括第二弹簧件，所述第二弹簧件设置于所述第二支撑架上，所述第二弹簧件与所述第三导轨均沿所述Y方向设置，所述第二弹簧件用于对所述基板进行X方向定位。
9.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述基板定位机构还包括第一调整装置，所述第一调整装置包括第一调整块、第二调整块与第一调节螺栓，所述第一调整块固定于所述第一电机的电机座上，所述第二调整块固定于所述底板上，所述第一调节螺栓穿过所述第二调整块，所述第一调节螺栓的端面与所述第一调整块相接触，用于调整所述第一定位夹爪、所述第二定位夹爪在所述共晶板上的位置；
所述基板定位机构还包括第二调整装置，所述第二调整装置包括第三调整块、第四调整块与第二调节螺栓，所述第三调整块固定于所述第二电机的电机座上，所述第四调整块固定于所述底板上，所述第二调节螺栓穿过所述第四调整块，所述第二调节螺栓端面与所述第三调整块相接触，用于调整所述第三定位夹爪在所述共晶板上的位置。
10.根据权利要求1所述的LD芯片共晶焊接台，其特征在于，所述XY补偿装置包括X方向电动滑台与Y方向电动滑台，所述Y方向电动滑台设置于所述X方向电动滑台上，所述底板固定于所述Y方向电动滑台上。
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