CN113281008A - 一种光学器件的芯片焊接状态检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及领域，具体涉及一种光学器件的芯片焊接状态检测方法。所述芯片焊接状态检测方法的步骤包括：记录芯片的第一波长；将芯片和电路板焊接，且电路板固设在壳体上，形成光学器件，并获取光学器件的第二波长；将第一波长和第二波长进行数据，通过数值差异评估芯片焊接状态。本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过分别获取芯片正常工作的第一波长和合成光学器件后工作的实际第二波长，通过判断第一波长和第二波长的数据比较，从而通过数值差异评估芯片焊接状态，反映光学器件装配工艺的好坏，从而判断光学器件的优良程度，如合格或失败。
Description
技术领域
本发明涉及领域，具体涉及一种光学器件的芯片焊接状态检测方法。
背景技术
光学器件生产过程中，特别是在多模泵器件生产过程中，由于工艺问题，容易导致光学器件品质不佳，如导热性能差，电路损坏等，因此在光学器件装配成功后，往往需要对光学器件进行各种检测试验，以防止不良光学器件的输出。但是，现有的检测方式需要采用各种，以获取不同有用的数据，过程复杂，且精确度不高，效率也低，不适合大规模的生产加工。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种一种光学器件的芯片焊接状态检测方法，解决现有的检测方式需要采用各种，以获取不同有用的数据，过程复杂，且精确度不高，效率也低，不适合大规模的生产加工的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光学器件的芯片焊接状态检测方法，光学器件包括壳体、电路板和芯片，所述芯片焊接状态检测方法的步骤包括：
步骤S10、记录芯片的第一波长；
步骤S20、将芯片和电路板焊接，且电路板固设在壳体上，形成光学器件，并获取光学器件的第二波长；
步骤S30、将第一波长和第二波长进行数据，通过数值差异评估芯片焊接状态。
其中，较佳方案是：所述步骤S30的具体步骤包括：
步骤S31、将第一波长与第二波长进行数值比较；
步骤S32、若第一波长不小于第二波长，确定芯片焊接状态为正常状态，并给予通过。
其中，较佳方案是：所述步骤S30的具体步骤还包括：
步骤S33、若第一波长小于第二波长，确定芯片焊接状态为异常状态，并不给予通过。
其中，较佳方案是：所述步骤S30的具体步骤还包括：
步骤S341、设置光学器件的结温与波长变化的关系公式；
步骤S342、在第一波长小于第二波长时获取两者的波长差值，根据关系公式获取，结合波长差值获取当前光学器件的结温数据。
其中，较佳方案是：所述关系公式为每1摄氏度温度变化产生0.3至0.35nm的波长变化。
其中，较佳方案是：所述芯片和电路板经过回流焊进行焊接，所述电路板与壳体通过粘接方式进行固设；其中，在光学器件工作过程中，所述壳体为芯片或电路板导热。
其中，较佳方案是：在步骤S20中，通过温度循环检测，获取光学器件的第二波长。
其中，较佳方案是：步骤S10中，通过芯片的通用设置数据确定第一波长并记录；或者，对芯片进行仿真模拟获取实际第一波长并记录。
其中，较佳方案是：所述光学器件为多模泵器件，所述芯片为多模泵光芯片。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明通过分别获取芯片正常工作的第一波长和合成光学器件后工作的实际第二波长，通过判断第一波长和第二波长的数据比较，从而通过数值差异评估芯片焊接状态，反映光学器件装配工艺的好坏，从而判断光学器件的优良程度，如合格或失败。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明芯片焊接状态检测方法的流程示意图；
图2是本发明光学器件的结构示意图；
图3是本发明通过数值差异评估芯片焊接状态的流程示意图；
图4是本发明结温数据获取的流程示意图。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。
如图1和图2所示，本发明提供芯片焊接状态检测方法的优选实施例。
一种光学器件的芯片焊接状态检测方法，光学器件包括壳体100、电路板200和芯片300，所述芯片焊接状态检测方法的步骤包括：
步骤S10、记录芯片300的第一波长；
步骤S20、将芯片300和电路板200焊接，且电路板200固设在壳体100上，形成光学器件，并获取光学器件的第二波长；
步骤S30、将第一波长和第二波长进行数据，通过数值差异评估芯片300焊接状态。
具体地，在光学器件生产过程中，光学器件测试的各项参数，如光功率、波长、数值孔径、转换效率等，各项参数都可从光学器件的不同层面所对应状态反映得到，得到大概或详细的光学器件状态。特别是，从波长参数的角度而言，波长变化主要与光学器件或芯片300的温度相关，即芯片300或光学器件在实际工作工程中热量传递是否到位对波长具有较大影响。故此，利用波长与温度的对应关系，可通过波长数据来检验光学器件的可靠性，如光学器件的导热效率，温度是否会容易产生异常的情况，而光学器件的导热效率往往与电路板200与壳体100的接触是否符合标准，前提是不考虑芯片300上设置有导热件。
因此，认定一前置条件，芯片300正常工作或光学器件的装配工艺符合要求达到可使用标准，芯片300的波长必然大于光学器件的波长；可根据波长参数的变化判定焊接和固定的好坏或变化。即通过步骤S10和步骤S20分别获取芯片300正常工作的第一波长和合成光学器件后工作的实际第二波长，通过判断第一波长和第二波长的数据比较，从而通过数值差异评估芯片300焊接状态，反映光学器件装配工艺的好坏，从而判断光学器件的优良程度，如合格或失败。
在本实施例中，步骤S10中的第一波长可通过至少两个方案得到。
方案一、通过芯片300的通用设置数据确定第一波长并记录。具体地，默认芯片300的质量过关，或者已经被认可，其波长数据也能够稳定输出，在对应的外部元器件电路设计或软件配套情况下，可以稳定输出第一波长的光信号，即记录所述第一波长作为步骤S30的计算数值。
方案二、对芯片300进行仿真模拟获取实际第一波长并记录。具体地，当然，若认为方案一中的芯片300可能存在瑕疵或需要更精确的检测手段，可以将芯片300在仿真模拟装置中，模拟真实的工作环境，对芯片300进行上电工作并发出光信号，将稳定的光信号的波长作为第一波长并记录，而仿真模拟装置的仿真模拟环境可包括芯片300的外围电路设计，芯片300的工作方式设计，芯片300的工作环境参数调节，高精度高效的芯片300波长检测等。
在本实施例中，步骤S20中的第二波长可通过通过温度循环检测获取。温度循环作为自然环境的模拟，可以考核产品在不同环境条件下的适应能力，常用于产品在开发阶段的型式试验、元器件的筛选试验。其中，温度循环的技术指标包括：高温温度、高温保持时间、下降速率、低温温度、低温保持时间、上升速率、循环次数；当然，可通过专用设备实现对应的温度循环检测，实现高效快捷获取光学器件的第二波长。
其中，为了体现上述检测的精确性和稳定性，可以进行多次检测以获取各数据的变化程度，设置对应的变化程度数值，当大于所述变化程度数值认为光学器件不稳定。
在本实施例中，参考图2，提供光学器件的具体装配结构及其装配工艺。
关于装配结构，芯片300通过焊接固定在电路板200，形成芯片300及其外围电路，以便可以稳定驱动芯片300工作以获取产生稳定精确的光信号；同时，将芯片300和电路板200结合后的电路模组固定在壳体100中，壳体100即可作为电路模组的保护，也可作为电路模组的导热器件，快速将电路模组所产生的热量传导到外，优选为芯片300自身所产生的大量热量，当然，所述电路板200与壳体100通过粘接方式进行固设，可通过导热性较佳的粘接材料进行粘接处理，芯片300直接传递至壳体100，或者芯片300经过电路板200、粘接材料间接传递至壳体100。
优选地，所述光学器件为多模泵器件，所述芯片300为多模泵光芯片芯片300作为多模泵光芯片，可以使单一的多模芯片，也可以是多个芯片300配合所构成的多模泵光芯片，具体根据实际电路结构或工艺决定。
关于装配工艺，芯片300通过焊接固定在电路板200，通过回流焊进行焊接，回流焊技术在电子制造领域并不陌生，我们电脑内使用的各种板卡上的元件都是通过这种工艺焊接到线路板上的，这种设备的内部有一个加热电路，将空气或氮气加热到足够高的温度后吹向已经贴好元件的线路板，让元件两侧的焊料融化后与主板粘结，这种工艺的优势是温度易于控制，焊接过程中还能避免氧化，制造成本也更容易控制。但是，回流焊存在一些缺陷，如焊接加热过程中也会产生焊料塌边、片式元件在遭受急速加热情况下发生的翘立、焊接过程中焊料和电路基板的焊区(铜箔)经浸润后不生成相互间的反应层，这些问题都会影响光学器件的成品要求，甚至会形成损坏的光学器件。
因此，正常过程而言，在回流焊后需要进行高精度多步骤的检测，且在光学器件成型后要进行各种检测以获取光学器件的当前状态，但是上述工艺存在精度不准，工艺复杂等问题，因此，通过步骤S30将第一波长和第二波长进行数据，通过数值差异评估芯片300焊接状态，可快速准确获取当前光学器件的品质。当然，这种方式的前提限定于比较特殊结构中，如芯片300为最大发热源，芯片300的热量传到结构是可行的，芯片300能稳定工作对工艺安装的要求比较依赖等。
如图3和图4所示，本发明提供将第一波长和第二波长进行数据通过数值差异评估芯片300焊接状态的较佳实施例。
所述步骤S30的具体步骤包括：
步骤S31、将第一波长与第二波长进行数值比较；
步骤S32、若第一波长不小于第二波长，确定芯片300焊接状态为正常状态，并给予通过。
其中，存在一客观条件，大部分时候或基本情况下，光学器件成型后均其产生光信号的第二波长不会大于芯片300自身的第一波长，这是电路或结构等带来的损耗或误差，这是可被接收的，故第一波长与第二波长进行数值比较，若第一波长不小于第二波长，认为光学器件的成型工艺无误，且光学器件的结构属于具有保证的合格品质，即确定芯片300焊接状态为正常状态，可通过检测。优选地，实际上导热好光学器件的波长与芯片300波长一致。
当然，反之，步骤S33、若第一波长小于第二波长，确定芯片300焊接状态为异常状态，并不给予通过。具体地，不管是芯片300电路出现问题还是电路与壳体100的粘接出现问题，热量无法正常输出，且芯片300由于热量导致第一波长异常，会导致第一波长小于第二波长，当然，也可以存在第一波长远远大于第二波长这种异常情况，这是可确认光学器件处于异常状态，即存在缺陷，需要不给予通过并返回对应维护工位进行有效维修，甚至直接抛弃。
在本实施例中，结合图4，所述步骤S30的具体步骤还包括：
步骤S341、设置光学器件的结温与波长变化的关系公式；
步骤S342、在第一波长小于第二波长时获取两者的波长差值，根据关系公式获取，结合波长差值获取当前光学器件的结温数据。
其中，光学器件的结温与波长变化的关系公式是通过多次实验得到的被认可，客观存在的现象的表达形式，当然，根据不同光学器件的结构布局或芯片300的不同，甚至细微的区别，所述关系公式都有巨大的差异。优选地，所述关系公式为每1摄氏度温度变化产生0.3至0.35nm的波长变化，表示为光学器件每变化1摄氏度温度，产生结温，其产生的光信号波长就会有0.3至0.35nm的波长变化。
其中，结温(Junction Temperature)是电子设备中半导体的实际工作温度。在操作中，它通常较封装外壳温度(Case Temperature)高。温度差等于其间热的功率乘以热阻。最大结温在指定一个组成成分的数据，并给定功耗的情况下，计算外壳与环境之间热阻。或者反过来可以帮助设计人员确定一个合适散热器。
其中，波长变化表示了光学器件的失败，已经不能将其视为一个正常可使用产品，需要进行维护以达到对应波长的要求。
在步骤S342中，导热不好，芯片300的热量不能及时通过壳体100导走，就会产生结温，芯片300一结温就会导致波长参数变化，对应结温与波长的数据对应关系为1℃/0.3-0.35nm，这样通过波长参数变化可以推算芯片300结温情况。优选地，通过波长参数的变化，可以推断光学器件的结温以及粘接好坏程度。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (9)
1.一种光学器件的芯片焊接状态检测方法，光学器件包括壳体、电路板和芯片，其特征在于，所述芯片焊接状态检测方法的步骤包括：
步骤S10、记录芯片的第一波长；
步骤S20、将芯片和电路板焊接，且电路板固设在壳体上，形成光学器件，并获取光学器件的第二波长；
步骤S30、将第一波长和第二波长进行数据，通过数值差异评估芯片焊接状态。
2.根据权利要求1所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于，所述步骤S30的具体步骤包括：
步骤S31、将第一波长与第二波长进行数值比较；
步骤S32、若第一波长不小于第二波长，确定芯片焊接状态为正常状态，并给予通过。
3.根据权利要求2所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于，所述步骤S30的具体步骤还包括：
步骤S33、若第一波长小于第二波长，确定芯片焊接状态为异常状态，并不给予通过。
4.根据权利要求3所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于，所述步骤S30的具体步骤还包括：
步骤S341、设置光学器件的结温与波长变化的关系公式；
步骤S342、在第一波长小于第二波长时获取两者的波长差值，根据关系公式获取，结合波长差值获取当前光学器件的结温数据。
5.根据权利要求4所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于：所述关系公式为每1摄氏度温度变化产生0.3至0.35nm的波长变化。
6.根据权利要求1所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于：所述芯片和电路板经过回流焊进行焊接，所述电路板与壳体通过粘接方式进行固设；其中，在光学器件工作过程中，所述壳体为芯片或电路板导热。
7.根据权利要求1所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于，在步骤S20中，通过温度循环检测，获取光学器件的第二波长。
8.根据权利要求1所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于，步骤S10中，通过芯片的通用设置数据确定第一波长并记录；或者，对芯片进行仿真模拟获取实际第一波长并记录。
9.根据权利要求1至8任一所述的芯片焊接状态检测方法，其特征在于：所述光学器件为多模泵器件，所述芯片为多模泵光芯片。
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| PB01 | Publication | ||
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Address after: No.35 Cuijing Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant after: Ona Technology (Shenzhen) Group Co.,Ltd. Address before: No.35 Cuijing Road, Pingshan District, Shenzhen City, Guangdong Province Applicant before: O-NET COMMUNICATIONS (SHENZHEN) Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information |