CN211318832U - 耦合装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种耦合装置，所述耦合装置包括用以夹持目标物的夹具机构、设置在所述夹具机构一侧的移动机构、与所述移动机构连接且用以固定AWG芯片组件的固定机构、设置在所述固定机构一侧的点胶机构及监控相机机构，所述移动机构可沿第一方向、第二方向及第三方向移动，所述第一方向与第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直所述水平面；所述夹具机构包括用以夹持目标物的夹具、与所述夹具连接的第一滑台组件及第二滑台组件。通过设置有监控相机机构，其可自动测量产品的关键位置和角度参数，实现全自动的工艺流程。

Description

耦合装置

技术领域

本实用新型涉及一种耦合装置，属于光器件的封装技术领域。

背景技术

目前，随着光学科技的迅速发展，高速光通信技术被应用于越来越多的领域。大容量光纤通信系统具有巨大的发展潜力和研究价值。粗波分复用(CWDM) 技术能较好的挖掘光纤的传输潜能进而逐渐受到重视。

阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)是利用PLC(平面光波导) 技术在芯片衬底上制作的器件，由输入波导、输入平面波导、阵列波导、输出平面波导和输出波导构成。当含有多个波长的光信号由输入波导进入输入平面波导，由于不存在光学的横向限制，光信号在输入平板波导内衍射，并在输入平板波导的末端耦合进入各条阵列波导，由于相邻的阵列波导存在长度查，到达输出平面波导时不同的光信号产生相位差，最后聚焦在不同的输出波导中。 AWG具有小的波长间隔、大的信道数、高的分辨率和易于集成等优点。

光器件中，一束囊括4个波长的光源入射到阵列波导光栅，阵列波导光栅把一束光中的四个波段分调为独立的四个波长的光，再分别从四个窗口射出，出射波导口被研磨成45°，出射光翻转90°，朝下射出。出射光为高斯光源，呈椭圆光斑，四路光上均有载波信号，使用光电探测阵列(Photo-Diode Array,PD Array,PD阵列)来接收光信号，转换为光电流，完成光信号至电信号的转换。

目前常规的生产设备为手动或半自动设备，上料后需要人工进行预对准。对于手动设备，需要人工将PD响应度耦合到最佳；对于半自动设备，与对准后机器自动将PD响应度耦合到最佳；耦合完成后，由人工完成点胶和UV固化动作。因此常规生产方式存在以下缺点：人工依赖性高，产品质量不可控；生产效率低，多个工艺步骤需要人工不断调整。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耦合装置，其通过设置有监控相机机构，自动测量产品的关键位置和角度参数，因此实现全自动的工艺流程。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种耦合装置，所述耦合装置包括用以夹持目标物的夹具机构、设置在所述夹具机构一侧的移动机构、与所述移动机构连接且用以固定AWG芯片组件的固定机构、设置在所述固定机构一侧的点胶机构及监控相机机构，所述移动机构可沿第一方向、第二方向及第三方向移动，所述第一方向与第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直所述水平面；所述夹具机构包括用以夹持目标物的夹具、与所述夹具连接的第一滑台组件及第二滑台组件。

进一步地，所述目标物为PCB板，所述PCB板上设置有PD阵列，所述第一滑台组件用以调节所述PCB板的水平面，所述第二滑台组件用以调整所述PD阵列四个PD中心连线和AWG芯片组件四个出光口连心线的夹角。

进一步地，所述第一滑台组件为两个正交的手动弧摆滑台，所述第二滑台组件为电动旋转滑台。

进一步地，所述固定机构包括用以固定至少部分AWG芯片组件的吸嘴及设置在所述吸嘴一侧用以夹持至少部分AWG芯片组件的夹爪。

进一步地，所述耦合装置还包括与所述吸嘴连接的第一调节支架及与所述夹爪连接的第二调节支架。

进一步地，所述监控相机机构包括设置在所述夹具机构一侧且用以观测所述AWG芯片组件和目标物之间的距离的第一相机组件、设置在所述固定机构的底部以观测所述AWG芯片组件角度的第二相机组件、及与所述移动机构连接以观测所述目标物位置和角度的第三相机组件。

进一步地，所述第一相机组件包括第一相机、与所述第一相机连接的三维调节滑台及与所述三维调节滑台连接的第一相机支架。

进一步地，所述第二相机组件包括第二相机及与所述第二相机连接的第二相机支架。

进一步地，所述第三相机组件包括与所述移动机构连接的第三相机支架及与所述第三相机支架连接的第三相机。

进一步地，所述耦合装置还包括与所述夹具机构连接且用以测量所述AWG 芯片组件厚度的第一压力传感器及与所述固定机构连接且用以测量所述目标物高度的第二压力传感器。

本实用新型的有益效果在于：通过设置有监控相机机构，其可自动测量产品的关键位置和角度参数，实现全自动的工艺流程；

通过设置有两个压力传感器，以获取AWG芯片组件的厚度信息和目标物的高度信息；其中AWG芯片组件的厚度信息可用于自动筛选不良物料，避免其流入后续工序，造成最终产品不良，避免造成工时的浪费；而目标物的高度信息为点胶机构的高度提供基准位置，以此实现胶斑精度。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的耦合装置的结构示意图。

图2为本实用新型的耦合装置的另一结构示意图。

图3为图1的部分结构示意图。

图4为图1的另一部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1及图2，本实用新型的一较佳实施例中的一种耦合装置，所述耦合装置包括用以夹持目标物的夹具机构1、设置在所述夹具机构1一侧的移动机构2、与所述移动机构2连接且用以固定AWG芯片组件的固定机构3、设置在所述固定机构3一侧的点胶机构4及监控相机机构5，其中，所述目标物为PCB 板，所述PCB板上设置有PD阵列。诚然，在其他实施例中，所述目标物也可为其他，根据实际情况而定，在此不做具体限定。所述移动机构2可沿第一方向、第二方向及第三方向移动，所述第一方向与第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直所述水平面，在本实施例中，限定第一方向为X轴方向，第二方向为Y轴方向，第三方向为Z轴方向。诚然，在其他实施例中，所述第一方向、第二方向及第三方向也可为其他，根据实际情况而定，在此不做具体限定。

请结合图4，所述监控相机机构5包括设置在所述夹具机构1一侧且用以观测所述AWG芯片组件和PD阵列之间的距离的第一相机组件51、设置在所述固定机构3的底部以观测所述AWG芯片组件角度的第二相机组件52、及与所述移动机构2连接以观测所述目标物位置和角度的第三相机组件53。其中，所述第一相机组件51包括第一相机511、与所述第一相机511连接的三维调节滑台512 及与所述三维调节滑台512连接的第一相机支架513，所述第一相机511可通过所述三维调节滑台512相对于所述第一相机支架513移动。所述第二相机组件 52包括第二相机521及与所述第二相机521连接的第二相机支架522，第二相机521可沿所述第二相机支架522移动。所述第三相机组件53包括与所述移动机构2连接的第三相机支架532及与所述第三相机支架532连接的第三相机531，所述第三相机组件53跟随所述移动机构2移动。

所述移动机构2包括两个纵向滑轨21、设置在所述纵向滑轨21上且与所述纵向滑轨21互动配合的横向滑轨22、与所述横向滑轨22滑动配合的竖直滑轨 23及与所述竖直滑轨23互动配合的底座24，所述固定机构3、点胶机构4及第三相机组件53随着所述底座24移动而移动。

请结合图3，所述夹具机构1包括用以夹持目标物的夹具11、与所述夹具 11连接的第一滑台组件12及第二滑台组件13。所述第一滑台组件12用以调节所述PCB板的水平面，所述第二滑台组件13用以调整所述PD阵列四个PD中心连线和AWG芯片组件四个出光口连心线的夹角。在本实施例中，所述第一滑台组件12为两个正交的手动弧摆滑台，所述第二滑台组件13为电动旋转滑台。诚然，在其他实施例中，所述第一滑动组件及第二滑动组件也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

所述固定机构3包括用以固定至少部分AWG芯片组件的吸嘴31及设置在所述吸嘴31一侧用以夹持至少部分AWG芯片组件的夹爪32，所述夹爪32与所述吸嘴31位于同一水平面上。在本实施例中，所述AWG芯片组件包括AWG芯片及与所述AWG芯片电连接的光纤适配器，诚然，在其他实施例中，所述AWG 芯片组件还可以为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述吸嘴31 用以吸取所述AWG芯片，所述夹爪32用以夹持光纤适配器，所述AWG芯片与光纤适配器位于同一水平面上。所述耦合装置还包括与所述吸嘴31连接的第一调节支架33及与所述夹爪32连接的第二调节支架34，调节所述第一调节支架 33和/或所述第二调节支架34以调节所述吸嘴31与所述夹爪32之间的位置关系。

所述耦合装置还包括与所述夹具机构1连接且用以测量所述AWG芯片组件厚度的第一压力传感器及与所述固定机构3连接且用以测量所述目标物高度的第二压力传感器。

所述点胶机构4包括点胶针筒41，所述耦合装置还包括UV光组件，所述 UV光组件包括UV灯及用以支撑所述UV灯的灯架，所述灯架能够转动和移动。

本实用新型的实施过程为：手动将PCB板及PD阵列放置在所述夹具机构1 上，将AWG芯片组件固定在所述固定机构3上，然后移动第二相机组件52，使得第二相机组件52对所述AWG芯片组件进行拍照，以测量AWG芯片安装角度。再移动第一相机组件51使得第一相机组件51对PD阵列进行拍照，以测量所述 PD阵列的位置和角度。

通过驱动移动机构2以带动所述固定机构3移动，进而使得所述AWG芯片移动至第一压力传感器处。驱动AWG芯片向下移动，当第一压力传感器的压力达到指定值时，读取此时Z轴坐标以计获得所述AWG芯片的厚度。如果AWG 芯片的厚度超标，则装置报错并中断生产过程。

通过事先获得AWG芯片安装角度及PD阵列的位置及角度信息，推算PD阵列和AWG芯片应该对准的位置，以及PD阵列应修正的角度。根据推算得到的位置信息，将AWG芯片移动至PCB板的上方进行对准。

检查PD阵列四个通道的响应度，如果响应度低于预设值，则报错且中断生产过程。移动AWG芯片，同时读取PD阵列的通道1的响应度，在平面方向进行线性扫描，分别扫描X、Y两个方向，使通道1的响应度达到最大值。移动AWG 芯片，同时读取PD阵列通道1和通道4的响应度，在X方向进行线性扫描，得到两条响应度曲线；读取每个通道峰值的坐标，结合AWG芯片1、4通道间距离，可以推算出PD阵列和AWG芯片的夹角。然后调节所述第二滑台组件13，以使得PD阵列和AWG芯片的夹角为0°。重新读取PD阵列的通道1的响应度，使得其响应度达到最大，记录此时AWG芯片的空间坐标。

移动第二压力传感器到PCB板上方，向下移动第二压力传感器，当压力达到指定值时，读取此时Z轴的坐标，得到PCB板的高度数值。移动点胶机构4 到PCB板上方，根据预先得到的PCB板高度数值的数据，向下移动点胶机构4；当点胶机构4距离产品PCB的相对高度达到规定值时，开始控制点胶机进行点胶。

移动AWG芯片至预先获得空间坐标的位置处，调节第一调节支架33和/或第二调节支架34，以使得此时PD阵列输出的响应度达到最大值。打开UV光组件，对胶体进行固化，然后取料。

综上所述：通过设置有监控相机机构5，其可自动测量产品的关键位置和角度参数，实现全自动的工艺流程；

听过设置有两个压力传感器，以获取AWG芯片组件的厚度信息和目标物的高度信息；其中AWG芯片组件的厚度信息可用于自动筛选不良物料，避免其流入后续工序，造成最终产品不良，避免造成工时的浪费；而目标物的高度信息为点胶机构4的高度提供基准位置，以此实现胶斑精度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种耦合装置，其特征在于，所述耦合装置包括用以夹持目标物的夹具机构、设置在所述夹具机构一侧的移动机构、与所述移动机构连接且用以固定AWG芯片组件的固定机构、设置在所述固定机构一侧的点胶机构及监控相机机构，所述移动机构可沿第一方向、第二方向及第三方向移动，所述第一方向与第二方向位于水平面内且相互垂直，所述第三方向垂直所述水平面；所述夹具机构包括用以夹持目标物的夹具、与所述夹具连接的第一滑台组件及第二滑台组件。

2.如权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述目标物为PCB板，所述PCB板上设置有PD阵列，所述第一滑台组件用以调节所述PCB板的水平面，所述第二滑台组件用以调整所述PD阵列四个PD中心连线和AWG芯片组件四个出光口连心线的夹角。

3.如权利要求2所述的耦合装置，其特征在于，所述第一滑台组件为两个正交的手动弧摆滑台，所述第二滑台组件为电动旋转滑台。

4.如权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述固定机构包括用以固定至少部分AWG芯片组件的吸嘴及设置在所述吸嘴一侧用以夹持至少部分AWG芯片组件的夹爪。

5.如权利要求4所述的耦合装置，其特征在于，所述耦合装置还包括与所述吸嘴连接的第一调节支架及与所述夹爪连接的第二调节支架。

6.如权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述监控相机机构包括设置在所述夹具机构一侧且用以观测所述AWG芯片组件和目标物之间的距离的第一相机组件、设置在所述固定机构的底部以观测所述AWG芯片组件角度的第二相机组件、及与所述移动机构连接以观测所述目标物位置和角度的第三相机组件。

7.如权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述第一相机组件包括第一相机、与所述第一相机连接的三维调节滑台及与所述三维调节滑台连接的第一相机支架。

8.如权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述第二相机组件包括第二相机及与所述第二相机连接的第二相机支架。

9.如权利要求6所述的耦合装置，其特征在于，所述第三相机组件包括与所述移动机构连接的第三相机支架及与所述第三相机支架连接的第三相机。

10.如权利要求1所述的耦合装置，其特征在于，所述耦合装置还包括与所述夹具机构连接且用以测量所述AWG芯片组件厚度的第一压力传感器及与所述固定机构连接且用以测量所述目标物高度的第二压力传感器。

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