CN113687481B - 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法 - Google Patents

一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113687481B
CN113687481B CN202111067492.2A CN202111067492A CN113687481B CN 113687481 B CN113687481 B CN 113687481B CN 202111067492 A CN202111067492 A CN 202111067492A CN 113687481 B CN113687481 B CN 113687481B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
emitting chip
raw materials
height
mounting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111067492.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113687481A (zh
Inventor
武晓伟
洪振海
张培
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Canglong Optoelectronics Technologies Co ltd
Original Assignee
Dalian Canglong Optoelectronics Technologies Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Canglong Optoelectronics Technologies Co ltd filed Critical Dalian Canglong Optoelectronics Technologies Co ltd
Priority to CN202111067492.2A priority Critical patent/CN113687481B/zh
Publication of CN113687481A publication Critical patent/CN113687481A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113687481B publication Critical patent/CN113687481B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/422—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements
    • G02B6/4221—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera
    • G02B6/4222—Active alignment, i.e. moving the elements in response to the detected degree of coupling or position of the elements involving a visual detection of the position of the elements, e.g. by using a microscope or a camera by observing back-reflected light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4236—Fixing or mounting methods of the aligned elements
    • G02B6/4244—Mounting of the optical elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • H01S5/0235—Method for mounting laser chips

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明涉及激光器贴装技术领域，具体为一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法。该方法的步骤如下：原材料的高度值分档；原材料贴装之前，获取原材料的高度均值；判断原材料的高度均值落在哪一个档位范围之内；根据高度均值落入的档位调整贴装设备的贴装数据；将制冷器贴装到底座上；将发光芯片焊接到陶瓷热沉上，构成COC组件；将45度反射镜贴装到陶瓷热沉上；将贴好45度反射镜的COC组件贴装到制冷器上；进行后续封装，制作形成完成品；对完成品进行长度测量验证；以批次为单位对原材料进行贴装。该控制方法通过调节45度反射镜与发光芯片的距离来调节激光器焦距的方法，以实现严格控制激光器的总长。

Description

一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法
技术领域
本发明涉及激光器贴装技术领域，具体为一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法。
背景技术
随着5G的迅猛发展，相配套的传输基站快速扩建，光模块价格压的很低，作为光传输模块内部成本占比最高的光发射器(TOSA)成本压力越来越大，同轴封装器件作为低成本的光发射器件需求逐渐增多。现有技术中，器件的封装大多采用自动封装方式，所用的设备和夹具主要包括二次元测量仪、自动贴装设备和自动贴装夹具，因此，在器件封装之前就要对各个贴装设备进行数据设置，若每贴装一个器件就要进行一次数据设置，会严重影响工作进度，若不对数据进行调节，由于每个批次的原材料高度均不相同，用同一套数据进行贴装，会严重影响激光器的贴装精度或激光器的长度要求，生产出大量报废品。
目前，同轴的卧式封装结构是应用较为广泛的封装形式，由于激光器的总体长度要求是固定的，而现有的贴装方法中，封装形式器件内部采用反射镜与发光芯片之间缝宽固定的贴装方式，对于自动贴装设备，如果采用统一的标准来贴装，内部不同的原材料高度公差过大，累积公差可以达到±0.1mm，贴装高度的公差再经过透镜放大倍率放大后影响更大，对于放大倍率为3倍的透镜，透镜焦距f的影响可达±0.3mm(如图4所示)，因为激光器总长需要考虑激光器底座、插针、柔板的公差，所以对于设计的激光器总长的允许公差范围±0.5mm来讲无疑影响巨大，如果每贴装一次就要调整一次自动贴装设备中的数据，又会大大降低工作效率。
发明内容
为解决上述使用自动贴装设备对激光器进行贴装，采用反射镜与发光芯片之间缝宽固定的方式进行贴装，由于激光器的贴装原材料高度不一致，导致激光器的贴装总长不符合要求的问题，提出了一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，通过调节45度反射镜与发光芯片的距离来调节激光器焦距的方法，以实现严格控制激光器的总长。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其步骤如下：
步骤一：原材料的高度值分档，激光器原材料包括底座、制冷器、陶瓷热沉、45度反射镜及发光芯片，根据激光器原材料中的制冷器、陶瓷热沉及发光芯片,利用光学仿真技术，对原材料的高度均值不同进行分档，每一个档位对应一个45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离；
步骤二：原材料贴装之前，根据原材料中的制冷器、陶瓷热沉及发光芯片获取原材料的高度均值；
步骤三：判断原材料的高度均值落于哪一个档位范围之内；
步骤四：根据高度均值落入的档位调整自动贴装设备中的贴装数据；
步骤五：通过自动贴装设备将制冷器贴装到底座上，烘烤固化；
步骤六：通过自动贴装设备将发光芯片焊接到陶瓷热沉的预镀金锡焊料位置，构成COC组件；
步骤七：通过自动贴装设备将45度反射镜贴装到陶瓷热沉上，烘烤固化，45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离同档位划分的贴装距离相对应；
步骤八：通过自动贴装设备将贴装有45度反射镜的COC组件贴装到制冷器上，烘烤固化；
步骤九：在步骤八的基础上，进行后续封装，制作形成完成品；
步骤十：对完成品进行长度测量验证；
步骤十一：重复上述步骤二～步骤十，完成每一个激光器的贴装制作。
进一步的，所述步骤一中，原材料的高度均值分为4个档位。
进一步的，所述步骤二中，原材料的高度均值获取方法为，先按照批次分别求出原材料中制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的各高度平均值，再根据制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的高度平均值求出原材料的高度均值。
进一步的，所述原材料中制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的各高度平均值为在同一批次产品中随机抽样的方法获得。
进一步的，所述同一批次产品的高度分布在高度平均值20um以内。
本发明的技术效果和优点：本发明提供的一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，提出了一种通过调节45度反射镜与发光芯片之间的距离来调节激光器焦距f的方法，以实现严格控制激光器总长，该方法克服了由于原材料高度尺寸公差导致的发射器总长一致性差的问题，本方案建立在同轴卧式封装结构器件基础上，涉及到的光路：由发光芯片发出的光经过45度反射镜放射到自聚焦透镜，汇聚后耦合至插针插芯中，反射镜距离光源的距离对透镜聚焦点有一定的影响，故通过将原材料的高度均值进行分档，每次贴装之前先判断原材料中同一批次的制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的各高度平均值，再根据制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的高度平均值求出原材料的高度均值，最后根据高度均值落入的档位，对自动贴装设备的贴装数据进行调整，保证同一批次的原材料只需调整一次数据，针对不同高度等级对应不同的45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离来达到精确控制焦距，进而控制激光器总长的目的，本发明的方法较好的实现了激光器总长一致性的提升，同时也降低过程中的产品故障比例，适合量产且操作简单,且经过验证可以达到非常好的效果，使激光器总长分布更加集中同时也避免了耦合激光焊工序因为焦距的不一致出现的焊接不良现象，提升制程的直通率。
附图说明
图1为本发明的作业流程图；
图2为本发明的内部原材料贴装结构示意图；
图3为本发明的45度反射镜与发光芯片之间的距离表示示意图；
图4为本发明的激光器焦距表示示意图；
其中：1-发光芯片，2-45度反射镜，3-陶瓷热沉，4-制冷器，5-底座，6-45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离，7-制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的高度,f-焦距；
表一：为本发明的仿真结果统计表；
表二：为本发明原材料的高度均值等级划分表。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1-4所示，一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其步骤如下：
步骤一：原材料的高度值分档，激光器原材料包括底座5、制冷器4、陶瓷热沉3、45度反射镜2及发光芯片1，根据激光器原材料中的制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1,利用光学仿真技术，对原材料的高度均值不同进行分档，原材料的高度均值分为4个档位，如表1、表2所示，每一个档位对应一个45度反射镜2与发光芯片1之间的贴装距离6；
步骤二：原材料贴装之前，根据原材料中的制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1获取原材料的高度均值，原材料的高度均值获取方法为，先按照批次分别求出原材料中制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1的各高度平均值，原材料中制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1的各高度平均值为在同一批次产品中随机抽样的方法获得，即在同一批次的制冷器4中随机抽取几个样品来计算制冷器的高度平均值，同样的方法求出陶瓷热沉3和发光芯片1的高度平均值，同一批次产品的高度分布在高度平均值20um以内，再根据同一批次的各制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1的高度平均值求出原材料的高度均值；
步骤三：判断原材料的高度均值落于哪一个档位范围之内；
步骤四：根据高度均值落入的档位调整自动贴装设备中的贴装数据；
步骤五：通过自动贴装设备将制冷器4贴装到底座5上，烘烤固化；
步骤六：通过自动贴装设备将发光芯片1焊接到陶瓷热沉3的预镀金锡焊料位置，构成COC组件；
步骤七：通过自动贴装设备将45度反射镜2贴装到陶瓷热沉3上，烘烤固化，45度反射镜2与发光芯片1之间的贴装距离6同档位划分的贴装距离相对应；
步骤八：通过自动贴装设备将贴装有45度反射镜2的COC组件贴装到制冷器4上，烘烤固化；
步骤九：在步骤八的基础上，进行后续封装，制作形成完成品，主要包括对贴装固化后的半成品进行全自动金丝键合，然后将带有透镜的管帽封到TO底座5上，形成气密型封装TO；然后有管体焊接、隔离器贴装、插针耦合、柔板焊接等工序；
步骤十：对完成品进行长度测量验证，贴装后原材料的高度满足生产精度要求，进而激光器总长满足一致性要求；
步骤十一：重复上述步骤二～步骤十，通过取得制冷器4、陶瓷热沉3及发光芯片1的高度7，控制45度反射镜2与发光芯片1之间的贴装距离，以批次为单位，完成每一个激光器的贴装制作。
通过本方法，以批次为单位，将激光器中的底座、制冷器、陶瓷热沉、45度反射镜及发光芯片贴装完成，再按照工艺流程继续封装，制作形成完成品后，对完成品进行长度测量，验证实验结果良好，较好的实现了激光器总长一致性的提升，同时也降低了过程中的产品故障比例。
表1
Figure BDA0003259070250000051
表2
Figure BDA0003259070250000052
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其步骤如下：
步骤一：原材料的高度值分档，激光器原材料包括底座、制冷器、陶瓷热沉、45度反射镜及发光芯片，根据激光器原材料中的制冷器、陶瓷热沉及发光芯片,利用光学仿真技术，对原材料的高度均值不同进行分档，每一个档位对应一个45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离；
步骤二：原材料贴装之前，根据原材料中的制冷器、陶瓷热沉及发光芯片获取原材料的高度均值；
步骤三：判断原材料的高度均值落于哪一个档位范围之内；
步骤四：根据高度均值落入的档位调整自动贴装设备中的贴装数据；
步骤五：通过自动贴装设备将制冷器贴装到底座上，烘烤固化；
步骤六：通过自动贴装设备将发光芯片焊接到陶瓷热沉的预镀金锡焊料位置，构成COC组件；
步骤七：通过自动贴装设备将45度反射镜贴装到陶瓷热沉上，烘烤固化，45度反射镜与发光芯片之间的贴装距离同档位划分的贴装距离相对应；
步骤八：通过自动贴装设备将贴装有45度反射镜的COC组件贴装到制冷器上，烘烤固化；
步骤九：在步骤八的基础上，进行后续封装，制作形成完成品；
步骤十：对完成品进行长度测量验证；
步骤十一：重复上述步骤二~步骤十，完成每一个激光器的贴装制作。
2.根据权利要求1所述的一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其特征在于：所述步骤一中，原材料的高度均值分为4个档位。
3.根据权利要求1所述的一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其特征在于：所述步骤二中，原材料的高度均值获取方法为，先按照批次分别求出原材料中制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的各高度平均值，再根据制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的高度平均值求出原材料的高度均值。
4.根据权利要求3所述的一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其特征在于：所述原材料中制冷器、陶瓷热沉及发光芯片的各高度平均值为在同一批次产品中随机抽样的方法获得。
5.根据权利要求4所述的一种10G的EML激光器同轴焦距控制方法，其特征在于：所述同一批次产品的高度分布在高度平均值20um以内。
CN202111067492.2A 2021-09-13 2021-09-13 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法 Active CN113687481B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111067492.2A CN113687481B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111067492.2A CN113687481B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113687481A CN113687481A (zh) 2021-11-23
CN113687481B true CN113687481B (zh) 2022-08-16

Family

ID=78586150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111067492.2A Active CN113687481B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113687481B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101341636A (zh) * 2005-12-20 2009-01-07 菲尼萨公司 具有内部器件的模块化晶体管外形罐
CN102650718A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 深圳新飞通光电子技术有限公司 一种致冷型同轴封装光发射管芯
CN104810724A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 大连藏龙光电子科技有限公司 同轴封装带制冷dfb激光发射器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101341636A (zh) * 2005-12-20 2009-01-07 菲尼萨公司 具有内部器件的模块化晶体管外形罐
CN102650718A (zh) * 2011-02-28 2012-08-29 深圳新飞通光电子技术有限公司 一种致冷型同轴封装光发射管芯
CN104810724A (zh) * 2015-05-06 2015-07-29 大连藏龙光电子科技有限公司 同轴封装带制冷dfb激光发射器

Also Published As

Publication number Publication date
CN113687481A (zh) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102071463B1 (ko) 형광체 변환 층에 높은 열 전도도 입자를 갖는 led 및 그 제조 방법
CN104966987B (zh) 一种半导体激光器多芯片烧结夹具及烧结方法
US20200365788A1 (en) Wafer-level chip-scale packaging structure and method of preparing same
US10158051B2 (en) Process method for refining photoconverter to bond-package LED and refinement equipment system
JPH06188459A (ja) 半導体発光装置とその製造方法
CN103066185A (zh) 一种印刷cob的制作方法
CN104934405A (zh) 基于dip多基岛的引线框架及用其制造封装件的方法
CN101859866A (zh) 用于制造led的支架、大功率白光led封装方法
US10546980B2 (en) Process method using thermoplastic resin photoconverter to bond-package LED by rolling
CN113687481B (zh) 一种10g的eml激光器同轴焦距控制方法
EP2725631B1 (en) Method of Manufacturing LED Assembly using Liquid Molding Technologies
CN109301028B (zh) 一种一次成型的塑封光电耦合器制作方法
CN102956798B (zh) 一种高出光率led反光杯及其制造方法
CN111805082B (zh) 一种控制同轴光器件跟踪误差的贴装和焊接方法
CN104576900A (zh) Led芯片的封装方法
US6808950B2 (en) Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing the device
CN204680901U (zh) 一种半导体激光器多芯片烧结夹具
CN201252099Y (zh) 光电二极管阵列器件
CN103441085B (zh) 一种芯片倒装bga封装方法
CN106935520A (zh) 一种内绝缘封装结构及其制造工艺
US10141486B2 (en) Process method using organic silicone resin photoconverter to bond-package LED by tandem rolling
CN204596785U (zh) 基于dip多基岛的引线框架
CN103296183A (zh) 温度与胶量控制的led透镜成型方法
EP3340319A1 (en) Equipment system using thermoplastic resin photoconverter to bond-package led by rolling
CN113270528A (zh) 一种紫外固晶胶质量评估方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant