CN205290038U - 激光器同轴焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光器焊接装置技术领域，尤其涉及激光器同轴焊接装置，包括焊接控制器、焊接电极和用于调节所述焊接电极移动的移动机构，所述焊接电极与所述焊接控制器电连接，还包括视频显微镜，所述视频显微镜包括设于所述焊接电极上方的显微镜以及与该显微镜连接的显示器。本实用新型通过显示器观察同轴光显微镜打出的光斑与激光器芯片光波导的对准情况，操作直观，并可以观察激光器芯片是否有损坏防止不良品流出，该操作完成后，激光器芯片被管座和管帽保护，下一步焊接工艺可放心焊接，不必担心碰坏激光器芯片；且由于显微镜放大倍数可达200倍，并通过显示器显示，所以对准精度可达10微米左右，使产品一致性好，光耦合效率高。

Description

激光器同轴焊接装置

技术领域

本实用新型涉及激光器焊接装置技术领域，尤其涉及激光器同轴焊接装置。

背景技术

电阻焊工艺是晶体管外形式半导体激光器(TO-CAN)封装最重要的工艺之一，激光器光波导与封装管帽透镜同轴度越高，耦合进入光纤的光功率越大。因此，如何保证激光器光波导与管帽透镜的同轴度成为普遍存在的工艺难题。现有技术的半导体激光器电阻焊封装系统主要存在以下问题：一、由于没有焊接前的对准工艺，产品直接放在电阻焊接机上进行焊接，同轴度通过焊接夹具的机械精度来保证，由于夹具装配误差的累计及使用磨损，致使激光器光波导与封装管帽透镜同轴度变差，最终导致产品光耦合效率低；二、焊接时，人工将管帽与管座叠放，容易将激光器芯片碰坏，由于激光器芯片较小，且无法用肉眼观察到，易致使不良品产出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足提供一种能够确保激光器芯片焊接时，同轴精度高以及不易对激光器芯片造成损坏的激光器同轴焊接装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：激光器同轴焊接装置，包括焊接控制器、焊接电极和用于调节所述焊接电极移动的移动机构，所述焊接电极与所述焊接控制器电连接，其中，还包括视频显微镜，所述视频显微镜包括设于所述焊接电极上方的显微镜以及与该显微镜连接的显示器。

优选地，所述移动机构包括XY轴移动机构和Z轴移动机构，所述焊接电极包括下电极和上电极，所述下电极安装于所述XY轴移动机构上，所述上电极安装于所述Z轴移动机构上，所述上电极位于所述下电极的上方。

优选地，所述XY轴移动机构包括底部的Y轴移动机构和设于所述Y轴移动机构上方的X轴移动机构，所述下电极固定于所述X轴移动机构上。

优选地，所述Z轴移动机构为滑台气缸，所述滑台气缸包括缸体、滑块和用于控制所述滑块上下移动的换向阀，所述滑块与所述缸体内的活塞杆连接，所述上电极固定于所述滑块的底部。

优选地，所述上电极开设有与所述下电极位置对应的穿孔，所述滑块开设有与所述穿孔适配的通孔，所述显微镜位于所述通孔的正上方。

进一步地，还包括一底座，所述底座上设置有一支撑架，所述缸体固定于所述支撑架上。

优选地，所述底座上还设有一弯折支架，所述弯折支架的下端部与所述底座滑动连接，所述显微镜安装于所述弯折支架的上端部。

优选地，所述焊接控制器上设有开关按钮和/或周波调节按钮和/或频率调节按钮。

本实用新型的有益效果：本实用新型的激光器同轴焊接装置，工作时，先启动焊接控制器，设置好相关的工作指定值，然后在启动视频显微镜，接着将固定有激光器芯片的管座半成品放入焊接电极上，使管座刚好卡在预定的位置上，再将管帽放到管座上，并使管帽管座基本同轴，通过调节移动机构直到将激光器芯片波导移动至显微镜的光斑的圆心，按下焊接开关，使管座管帽焊接到一起，从而完成单件产品的焊接。本实用新型通过显示器观察同轴光显微镜打出的光斑与激光器芯片光波导的对准情况，操作直观，并可以观察激光器芯片是否有损坏防止不良品流出，该操作完成后，激光器芯片被管座和管帽保护，下一步焊接工艺可放心焊接，不必担心碰坏激光器芯片；且由于显微镜放大倍数可达200倍，并通过显示器显示，所以对准精度可达10微米左右，使产品一致性好，光耦合效率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型隐藏焊接控制器和显示器后的结构示意图。

图3为本实用新型隐藏焊接控制器和显示器后的主视图。

附图标记包括：

10—焊接控制器11—开关按钮12—周波调节按钮

13—频率调节按钮20—焊接电极21—下电极

22—上电极30—视频显微镜31—显微镜

32—显示器40—XY轴移动机构41—Y轴移动机构

42—X轴移动机构50—滑台气缸51—缸体

52—滑块53—换向阀60—底座

61—支撑架62—弯折支架521—通孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1～3及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

如图1至图3所示，本实用新型的技术方案是：激光器同轴焊接装置，包括焊接控制器10、焊接电极20和用于调节所述焊接电极20移动的移动机构，所述焊接电极20与所述焊接控制器10电连接，其中，还包括视频显微镜30，所述视频显微镜30包括设于所述焊接电极20上方的显微镜31以及与该显微镜31连接的显示器32。工作时，先启动焊接控制器10，设置好相关的工作指定值，然后在启动视频显微镜30，接着将固定有激光器芯片的管座半成品放入焊接电极20上，使管座刚好卡在预定的位置上，再将管帽放到管座上，并使管帽管座基本同轴，通过调节移动机构直到将激光器芯片波导移动至显微镜31的光斑的圆心，按下焊接开关，使管座管帽焊接到一起，从而完成单件产品的焊接。其中，焊接控制器10可以控制焊接电极20的加热焊接。

本实用新型通过显示器32观察同轴光显微镜31打出的光斑与激光器芯片光波导的对准情况，操作直观，并可以观察激光器芯片是否有损坏防止不良品流出，该操作完成后，激光器芯片被管座和管帽保护，下一步焊接工艺可放心焊接，不必担心碰坏激光器芯片；且由于显微镜31放大倍数可达200倍，并通过显示器32显示，所以对准精度可达10微米左右，使产品一致性好，光耦合效率高。

本实施例中，所述移动机构包括XY轴移动机构40和Z轴移动机构，所述焊接电极20包括下电极21和上电极22，所述下电极21安装于所述XY轴移动机构40上，所述上电极22安装于所述Z轴移动机构上，所述上电极22位于所述下电极21的上方。具体的，XY轴移动机构40用于控制下电极21的移动，并可进行X轴和Y轴方向的移动，而Z轴移动机构则用于控制上电极22的移动，可以进行Z轴的上下移动；更具体的，将固定有激光器芯片的管座半成品放入到下电极21中央的孔中，使管座刚好卡在塑胶定位片中，将管帽放到管座上，并使管帽管座基本同轴，控制X轴移动机构42使得上电极22压下，使管帽刚好插入上电极22的中心孔中，在调节XY轴移动机构40及显微镜31高度直到将激光器芯片波导移动至光斑的圆心，按下焊接开关，使管座管帽焊接到一起，整个操作非常简便。

本实施例中，所述XY轴移动机构40包括底部的Y轴移动机构41和设于所述Y轴移动机构41上方的X轴移动机构42，所述下电极21固定于所述X轴移动机构42上。具体的，通过调节Y轴移动机构41可以带动X轴移动机构42在Y轴方向移动，那么即可实现带动下电极21Y轴方向移动；而通过调节X轴移动机构42可以带动下电极21X轴方向的移动，这样即实现了带动下电极21在X轴和Y轴方向的移动，即带动放置在下电极21的产品实现X轴和Y轴方向的移动。

其中，X轴移动机构42和Y轴移动机构41结构一样，安装方向一个朝向X轴，另一个朝向Y轴，可以采用滑轨滑槽的配合结构，通过操作小型的螺杆旋转来实现控制滑轨在滑槽上移动。当然在其他实施例中，采用可以实现该种直线移动的结构组合即可。

本实施例中，所述Z轴移动机构为滑台气缸50，所述滑台气缸50包括缸体51、滑块52和用于控制所述滑块52上下移动的换向阀53，所述滑块52与所述缸体51内的活塞杆连接，所述上电极22固定于所述滑块52的底部。具体的，当需要控制上电极22下压时，向下扳动换向阀53，通过换向阀53带动缸体51内设置的活塞杆向下运动，活塞杆带动滑块52向下运动，滑块52带动上电极22下压，即实现了控制上电极22的下压，反之，向上扳动换向阀53，即可控制上电极22上升，操作同样非常方便。

当然，在其他实施例中，可以采用例如丝杆和螺母配合形成的Z轴移动机构。

本实施例中，所述上电极22开设有与所述下电极21位置对应的穿孔(图未示)，所述滑块52开设有与所述穿孔适配的通孔521，所述显微镜31位于所述通孔521的正上方。具体的，显微镜31打出的光斑通过滑块52开设的通孔521穿过上电极22开设的穿孔，然后对准聚焦到下电极21上放置的管帽上的球透镜汇聚到激光器芯片发光腔面上形成较小的光斑，通过显示器32观察调整光斑与波导的对准情况，然后在按下焊接按钮，使得管座与管帽预固定在一起进行焊接，通过该种工序进行焊接，可确保焊接的同轴度高，使产品的一致性好。

进一步地，还包括一底座60，所述底座60上设置有一支撑架61，所述缸体51固定于所述支撑架61上。具体的，底座60也用于XY轴移动机构40的安装，将Y轴移动机构41安装于该底座60上即可实现XY轴移动机构40的安装；支撑架61用于制成安装缸体51，即实现Z轴移动机构的安装，这样确保了XY轴移动机构40和Z轴移动机构的安装和在工作过程中的稳定下，且通过支撑架61的设置将滑台气缸50的缸体51设置在较为上方的位置，实现与XY轴移动机构40形成一定的高度差，方便下电极21和上电极22的安装和焊接工作。

本实施例中，所述底座60上还设有一弯折支架62，所述弯折支架62的下端部与所述底座60滑动连接，所述显微镜31安装于所述弯折支架62的上端部。具体的，弯折支架62的形状呈“7”字形，显微镜31安装在呈“7”字形的弯折支架62的上端部、下端部与底座60滑动连接，例如可以在底座60开孔，弯折支架62的下端部与该孔滑动连接，并通过螺母等紧固件将其紧固连接在底座60上，这样即实现了弯折支架62的可调节，通过调节弯折支架62，实现移动显微镜31的位置，可以将显微镜31调节移动至最佳的位置。

本实施例中，所述焊接控制器10上设有开关按钮11和/或周波调节按钮12和/或频率调节按钮13。具体的，通过按动焊接控制器10上的开关按钮11可以启动整个焊接控制器10的开和关，而周波调节按钮12和频率调节按钮13则分别用于设定周波和频率的数值。

本实用新型将视频显微镜30系统、焊接控制系统、气动系统与产品夹持系统固定整合到一起组成半导体激光器同轴焊接装置，该装置通过分离的上电极22和下电极21分别夹持管帽与管座部分，激光器芯片固定在管坐上，电极固定在滑台气缸50上，可上下移动实现上下料和压紧产品；下电极21固定在XY轴移动机构40，可调整X轴和Y轴方向的位置，使同轴光显微镜31打出的光斑与激光器芯片的光波导对准；显微镜31在上电极22的上方，打出的同轴光穿过上电极22的穿孔再通过管帽上的球透镜汇聚到激光器发光腔面上形成较小的光斑；通过显示器32观察调整光斑与波导的对准情况；按下焊接控制系统焊接键，使管座与管帽预固定到一起，之后再进行下一步电阻焊接。

综上所述可知本实用新型乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.激光器同轴焊接装置，包括焊接控制器、焊接电极和用于调节所述焊接电极移动的移动机构，所述焊接电极与所述焊接控制器电连接，其特征在于：还包括视频显微镜，所述视频显微镜包括设于所述焊接电极上方的显微镜以及与该显微镜连接的显示器。

2.根据权利要求1所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述移动机构包括XY轴移动机构和Z轴移动机构，所述焊接电极包括下电极和上电极，所述下电极安装于所述XY轴移动机构上，所述上电极安装于所述Z轴移动机构上，所述上电极位于所述下电极的上方。

3.根据权利要求2所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述XY轴移动机构包括底部的Y轴移动机构和设于所述Y轴移动机构上方的X轴移动机构，所述下电极固定于所述X轴移动机构上。

4.根据权利要求2所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述Z轴移动机构为滑台气缸，所述滑台气缸包括缸体、滑块和用于控制所述滑块上下移动的换向阀，所述滑块与所述缸体内的活塞杆连接，所述上电极固定于所述滑块的底部。

5.根据权利要求4所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述上电极开设有与所述下电极位置对应的穿孔，所述滑块开设有与所述穿孔适配的通孔，所述显微镜位于所述通孔的正上方。

6.根据权利要求4所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：还包括一底座，所述底座上设置有一支撑架，所述缸体固定于所述支撑架上。

7.根据权利要求6所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述底座上还设有一弯折支架，所述弯折支架的下端部与所述底座滑动连接，所述显微镜安装于所述弯折支架的上端部。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的激光器同轴焊接装置，其特征在于：所述焊接控制器上设有开关按钮和/或周波调节按钮和/或频率调节按钮。