CN211786241U - 一种to-can封装对心装置及封帽系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光通讯领域，具体涉及一种TO‑CAN封装对心装置及封帽系统。该TO‑CAN封装对心装置包括定位部、设有通孔的基座、第一夹持机构和第二夹持机构，定位部用于定位待封帽器件的壳帽和壳座中的一者，通孔与所述定位部位置相对应；其中，第一夹持机构/第二夹持机构包括夹持件，与夹持件连接用于调节夹持件与定位部的轴线之间距离的推动组件，以及设于基座和推动组件之间的弹性件，所述推动组件推动基座移动以使夹持件远离定位部的轴线，所述夹持件在弹性件的作用下靠近定位部的轴线，第一夹持机构的夹持件与第二夹持机构的夹持件相互配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者。本实用新型能实现对不同型号壳座与壳帽的自适应性定位对心，成本低。

Description

一种TO-CAN封装对心装置及封帽系统

技术领域

本实用新型涉及光通讯领域，具体涉及一种TO-CAN封装对心装置及封帽系统。

背景技术

光通讯行业发展到现在，常用的发射端光学子装配(TOSA)和接收端光学子装配(ROSA)形成了一种较为标准化的封装——TO-CAN封装，这种封装形似一个圆柱罐子，由壳帽和壳座构成。壳帽为一从单边掏空的圆柱壳体，另一边根据实际需要可能有出光口或是透镜(需要气密)；壳座通常为一圆柱片，圆面上根据实际需要，会有PIN针(穿过圆面需要气密)，通常光芯片、器件等也做在壳座上；壳帽和壳座通过胶粘或是焊接的方式合为一体。

为保证壳座上发光/收光器件光轴能和壳帽上出光口透镜的光轴重合，需要保证壳帽和壳座的同轴度(同轴度要求可能达到偏心不超过20～45um)，而壳座外圆和壳帽用的定位外圆都有公差，该尺寸公差就会超过允许的偏心量，这对保证壳座/壳帽同心度的设备/装置提出了挑战。

现有使用安装在高精度电控线性导轨上的两夹片从两边夹持壳座外圆；使用比壳帽定位外圆稍微大一点的真空吸嘴利,用真空实现相对的定位(真空自找心不能保证每次在同一位置)，并通过试压调整的方式逐渐找到对心的公称位置。

上述现有的方案需要使用昂贵的导轨部件及控制系统，其涉及的结构复杂，因此，通常该套对心装置都是各个设备供应商有各自的解决办法，使用时须新购置昂贵的设备，对于没有自找心配件的设备，还需要向设备商购买昂贵的设备升级包，对于不同型号的壳座/壳帽，需对应配对对心装置，单套对心装置适用性差，成本高昂。

实用新型内容

本实用新型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TO-CAN封装对心装置及封帽系统，克服现有的壳座、壳帽对心装置适用性差，成本高昂的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种TO-CAN封装对心装置，包括：

定位部，用于定位待封帽器件的壳帽和壳座中的一者；

设有通孔的基座，所述通孔与所述定位部位置相对应；

第一夹持机构和第二夹持机构；其中，

所述第一夹持机构/第二夹持机构包括夹持件，与夹持件连接用于调节夹持件与定位部的轴线之间距离的推动组件，以及设于基座和推动组件之间的弹性件，所述推动组件推动基座移动以使夹持件远离定位部的轴线，所述夹持件在弹性件的作用下靠近定位部的轴线；

所述第一夹持机构的夹持件和第二夹持机构的夹持件相互配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述推动组件包括与弹性件连接的推动件和分别与夹持件和推动件连接的滑块，所述滑块上设有螺纹孔，所述推动件与滑块的螺纹孔配合推动基座移动，以使夹持件远离或靠近定位部的轴线。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件与滑块之间用于对基座的移动进行限位的限位件。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述基座上设有多个沿夹持件的移动方向间隔排列设置的调节孔，所述弹性件的一端通过第一螺钉与一调节孔的配合固定于基座上以通过弹力带动夹持件夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述基座上还设有沿夹持件的移动方向设置的滑轨，所述TO-CAN封装对心装置还包括滑动设置于滑轨上的导向块，所述夹持件和推动组件通过导向块滑动设置于基座上。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述基座上还设有条形孔，所述限位件通过第二螺钉与条形孔配合固定于基座上。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述定位部包括设有定位孔的定位座，所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件和定位座之间用于隔离夹持件和定位座的隔离件。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述夹持件上设有沿夹持件移动方向设置的条形槽，所述隔离件上设有卡设于条形槽中的凸台。

本实用新型的更进一步优选方案是：所述TO-CAN封装对心装置还包括卡设于定位座与基座之间的绝缘件，所述定位座和绝缘件上均设有至少一用于防止定位座与绝缘件相对转动以及绝缘件与基座相对转动的卡位。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种封帽系统，包括封帽机和如上述任一所述的TO-CAN封装对心装置，所述封帽机包括可导电的上电极和下电极，所述下电极与定位部连接，所述上电极与定位部配合将壳帽与壳座压紧贴合以完成壳帽与壳座的封帽操作。

本实用新型的有益效果在于，与现有技术相比，通过设置用于定位待封帽器件的壳帽和壳座中一者的定位部，以及第一夹持机构和第二夹持机构，第一夹持机构/第二夹持机构设置夹持件、推动组件和弹性件，推动组件推动基座移动，夹持件在推动组件和弹性件的作用下靠近或远离定位部的轴线，第一夹持机构和第二夹持机构两者的夹持件相互配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者，实现待封帽器件中不同型号壳座与壳帽的自适应性定位对心，操作快速方便，适用性强，且结构简单，成本低。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的TO-CAN封装对心装置的爆炸示意图；

图2是本实用新型的TO-CAN封装对心装置(校准状态)的立体结构示意图；

图3是本实用新型的TO-CAN封装对心装置(上料状态)的立体结构示意图；

图4是本实用新型的TO-CAN封装对心装置(夹持件夹持壳座状态)的立体结构示意图；

图5是本实用新型的TO-CAN封装对心装置(上电极与下电极通电状态)的立体结构示意图；

图6是本实用新型的夹持件的立体结构示意图；

图7是本实用新型的隔离件的立体结构示意图；

图8是本实用新型的校对件的平面结构示意图；

图9是图8中A-A向的剖视示意图。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型提供一种TO-CAN封装对心装置的优选实施例。

所述TO-CAN封装对心装置包括定位部、设有通孔21的基座20、第一夹持机构30和第二夹持机构40，所述定位部用于定位待封帽器件的壳帽和壳座中的一者，所述通孔21与所述定位部位置相对应。其中，所述第一夹持机构30/第二夹持机构40包括夹持件31，与夹持件31连接用于调节夹持件31与定位部的轴线之间距离的推动组件32，以及设于基座20和推动组件32之间的弹性件33，所述推动组件32推动基座20移动以使夹持件31远离定位部的轴线，所述夹持件31在弹性件33的作用下靠近定位部的轴线，两夹持机构的夹持件相互配合自适应性夹持壳帽和壳座中的一者。通过定位部以及第一夹持机构30与第二夹持机构40的配合夹持定位待封帽器件的壳帽和壳座，实现待封帽器件中不同型号的壳座与壳帽的自适应性定位对心，操作快速方便，适用性强，且结构简单，成本低。

其中，所述第一夹持机构30和第二夹持机构40的结构均可以是上述结构，或者，所述第一夹持机构30和第二夹持机构40中的一者可以是上述所述的结构，也可以是其他可远离或靠近定位部轴线的结构，比如包括夹持件31和设于夹持件31与基座20之间的弹性件33，夹持件31在弹性件33的作用下可自适应性与另一夹持机构配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者。优选地，本实施例中，第一夹持机构30和第二夹持机构40均采用上述包括夹持件31、推动组件32和弹性件33的结构，两者相互配合自适应性夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

另外，本实施例中的夹持件31可由由高强度，尺寸稳定的材质做成，其尺寸设计保证，在整个行程中与定位部和外部封帽机的上电极120无接触，或是因为轻微形变，仅会与其中之一接触。弹性件33为弹簧，使夹持件31具有往定位部轴线的回弹力，该回弹力的设计大于在增加电极下压放电过程中壳座与壳帽间压平焊锡所可能带来的侧向偏心力，并保持两夹持件31下压过程中不出现移动，在其他实施例中，弹性件33也可以采用弹性橡胶等具有弹性的部件。

参见图1至图5，本实施例中，所述推动组件32包括与弹性件33连接的推动件321和分别与夹持件31和推动件321连接的滑块322，所述滑块322上设有螺纹孔，所述推动件321与滑块322的螺纹孔配合推动基座20移动，以使夹持件31远离定位部的轴线。具体地，推动件321旋入螺纹孔过程中，推动基座20往远离滑块322的方向移动，夹持件31相对地往远离定位部轴线的方向移动；推动件321旋出螺纹孔过程中，推动件321往远离基座20方向移动，夹持件31往靠近定位部的轴线移动，在推动件321完全旋出螺纹孔后，夹持件31在弹性件33的作用下与另一夹持机构配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者。通过操作基座20的移动来使夹持件31远离或靠近定位部的轴线，与另一夹持机构配合自适应性夹持定位壳帽和壳座中的另一者，操作方便。且推动件321与螺纹孔配合的方式能克服弹性件33的弹力，防止滑块322自行往远离定位部轴线方向移动。

参见图1至图4，所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件31与滑块322之间用于对基座20的移动进行限位的限位件50。具体地，所述限位件50设于基座20上，在基座20移动至合适位置使得夹持件31夹持定位壳帽和壳座中的一者时，滑块322与限位件50的一限位面抵靠；在基座20移动至合适位置使得夹持件31远离定位部轴线以便放料或取料时，夹持件31与限位件50的另一限位面抵靠。另外，推动件321与螺纹孔配合的方式能保证滑块322接触限位件50的过程中，全程是由螺纹引导的，不会对硬限位造成冲击，造成工装校验失效，同时此设计也保证操作人员操作的舒适度(封帽过程需要操作人员佩戴厚手套在气体保护箱中进行)。

进一步地，参考图1，所述基座20上还设有条形孔22，所述限位件50通过第二螺钉60与条形孔22配合固定于基座20上。操作人员可根据实际需求调整第二螺钉60在条形孔22中的位置，以调整限位件50在基座20上的位置，进一步地提高TO-CAN封装对心装置的适应性。

进一步地，所述基座20上还设有沿夹持件31的移动方向设置的滑轨70，所述夹持件31和推动组件32通过滑轨70滑动设置于基座20上。具体地，所述TO-CAN封装对心装置还包括滑动设置于滑轨70上的导向块80，所述夹持件31和推动组件32的滑块322均通过螺钉固定导向块80上，通过导向块80滑动设置于基座20上，操作人员可根据不同型号的壳座与壳帽更换不同的夹持件31，以适应不同型号壳座与壳帽的夹持。推动件321推动基座20移动时，夹持件31和推动组件32的滑块322通过导向块80相对基座20滑动，直至夹持件31夹持壳帽和壳座中的另一者，滑块322与限位件50的另一限位面抵靠；或者，夹持件31和推动组件32的滑块322通过导向块80相对基座20滑动，直至夹持件31远离定位部的轴线，滑动至合适的位置，以便取料或放料。滑轨70可由高强度，尺寸稳定的材质制作成，使安装在其上的夹持件31和滑块322进行精确的线性滑动。

进一步地，参考图1，所述基座20上设有多个沿夹持件31的移动方向间隔排列设置的调节孔23，所述弹性件33的一端通过第一螺钉(图未示)与一调节孔23的配合固定于基座20上以通过弹力带动夹持件31夹持定位壳帽和壳座中的另一者。通过设置多个调节孔23，能根据不同型号的壳座与壳帽，将弹性件33的一端安装在合适位置的调节孔23中，保证弹性件33能保持弹力使得夹持件31自适应性夹持定位壳帽和壳座中的另一者。具体为：推动组件32的推动件321完全旋出滑块322的螺纹孔，两夹持机构的夹持件31在弹性件33的弹力作用下，自适应性夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

参考图1，本实施例中的定位部包括设有定位孔11的定位座10，所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件31和定位座10之间用于隔离夹持件31和定位座10的隔离件90。定位孔11用于放置壳帽和壳座中的另一者，本实施例中优选采用定位座10的定位孔11对壳帽进行定位，第一夹持机构30和第二夹持机构40配合夹持壳座，对壳座进行定位。此时，定位孔11的轴线即为定位部的轴线。第一夹持机构30和第二夹持机构40两者的夹持件31与定位座10之间均设置有隔离件90，防止夹持件31与定位座10接触形成点通路。

具体地，参考图6和图7，所述夹持件31上设有沿夹持件31移动方向设置的条形槽311，所述隔离件90上设有卡设于条形槽311中的凸台91。条形槽311对夹持件31的移动起导向作用：在夹持件31移动过程中，凸台91在条形槽311中移动。

其中，定位座10可以是具有导电作用的下电极。在第一夹持机构30和第二夹持机构40的夹持件31使用导电材料的情况下，隔离件90和凸台91能防止夹持件31变形后与下电极接触形成回路。

参考图1，所述TO-CAN封装对心装置还包括卡设于定位座10与基座20之间的绝缘件100，所述定位座10和绝缘件100上均设有至少一用于防止定位座10与绝缘件100相对转动以及绝缘件100与基座20相对转动的卡位12。优选地，定位座10和绝缘件100上均设置有两个卡位12。绝缘件100也能保证下定位座10与基座20电绝缘。其中，操作人员将绝缘件100套设于定位座10上，再将定位座10和绝缘件100整体卡设于基座20的通孔21中，定位座10和绝缘件100整体被夹持于基座20上，卡位12的设置能防止后续壳帽和壳座封装过程中定位座10与绝缘件100之间相对转动，防止绝缘件100与基座20之间相对转动，进一步提高壳帽与壳座的对心定位精度。

本实施例中，所述TO-CAN封装对心装置还包括用于对定位壳帽和壳座进行校对的校对件110。校对件110可由金属制成，表面耐磨，校对件110对定位部、第一夹持机构30和第二夹持机构40在放置壳帽和壳座之前，对其对心定位精度进行校对。

具体地，参考图1、图8和图9，所述校对件110包括其横截面直径与壳帽外圆直径对应的第一圆柱体111和其横截面直径与壳座外圆直径对应的第二圆柱体112，所述第二圆柱体112的底面与定位部的定位座10抵靠，所述第一圆柱体111与第二圆柱体112可拆卸式连接。在此，将第一夹持机构30的夹持件31、推动件321、弹性件33、滑块322和限位件50分别对应定义为第一夹持件、第一推动件、第一弹性件、第一滑块和第一限位件，将第二夹持机构40的夹持件31、推动件321、弹性件33、滑块322和限位件50分别对应定义为第二夹持件、第二推动件、第二弹性件、第二滑块和第二限位件，以下对校对件110的校准过程进行说明：

使用校对件110对定位壳帽和壳座进行校对时，将第一推动件和第二推动件分别旋入对应第一滑块和第二滑块的螺纹孔中，分别推动基座20移动，使得第一夹持件和第二夹持件往远离定位部轴线的方向移动；将第一圆柱体111插入定位座10的定位孔11中，第一圆柱体111的柱体表面与定位孔11的内壁对应抵靠贴合，第二圆柱体112的底面与定位座10抵靠，此时，第一夹持件和第二夹持件并未锁紧于对应的滑轨70上，第一限位件和第二限位件并未锁紧固定于基座20上；再将第一推动件和第二推动件从对应的螺旋孔完全旋出，第一夹持件和第二夹持件分别在第一弹性件和第二弹性件的作用下，自适应性夹持第二圆柱体112的柱体，将第一限位件的一端面抵靠第一滑块，第二限位件的一端面抵靠第二滑块，操作人员可将第一夹持件、第二夹持件锁紧于对应的滑轨70上，将第一限位件和第二限位件锁紧固定于基座20上，完成校准操作。该校准过程在气体保护箱外完成，整套TO-CAN封装对心装置校准完后，可以在气体保护箱中重新安装，其校对精度不受影响。

其中，校对件110的第一圆柱体111和第二圆柱体112的尺寸可以根据实际需要封帽的壳帽和壳座尺寸对应进行设置。比如，壳帽的外圆直径是x+/-a，可将对应的第一圆柱体111的直径设置为与壳帽的外圆直径的最大范围对应，设置为x+a。

对于不同批次的产品(壳帽和壳座)，操作人员可以对产品进行筛选，将产品分为多个档，将公差带减小，对每一档，制作一校对件110，对应地，操作人员可对应不同档设置具有不同尺寸的定位孔11的定位座10，减少产品外圆公差对对心精度的影响，进一步提高对心精度。

上述校对件110由第一圆柱体111和第二圆柱体112以可拆卸式连接组合形成，采用分体式设计保证不同尺寸档位的壳座、壳帽对应校对件110中的第一圆柱体111和第二圆柱体112可以任意组合使用，减少校对件110数量。

本实施例中的TO-CAN封装对心装置的工作原理如下：

上料时，操作人员将推动件321旋入滑块322的螺纹孔中，夹持件31远离定位部的轴线，将壳帽放入定位座10的定位孔11中，对壳帽进行定位，然后放上壳座，将推动件321完全旋出滑块322的螺纹孔，夹持件31在弹性件33的作用下往定位部的轴线移动，直至滑块322与限位件50的一限位面抵靠，两夹持机构的夹持件31回到使用校对件110校准达成的准确定位状态，配合夹持定位壳座完成壳帽和壳座的定位对心操作。下料时，操作人员可将推动件321旋入滑块322的螺纹孔，夹持件31往远离定位部的轴线移动，将完成焊接封装的壳帽和壳座拿出。

本实用新型还提供一种封帽系统的优选实施例。

所述封帽系统包括封帽机和上述所述的TO-CAN封装对心装置，所述封帽机包括可导电的上电极120和下电极，所述下电极与定位部连接，所述上电极120与定位部配合将壳帽与壳座压紧贴合以完成壳帽与壳座的封帽操作。基于上述所述的TO-CAN封装对心装置，封帽系统中，通过TO-CAN封装对心装置的定位部以及第一夹持机构30与第二夹持机构40的配合夹持定位待封帽器件的壳帽和壳座，实现待封帽器件中不同型号的壳座与壳帽的自适应性定位对心，操作快速方便，适用性强，且结构简单，成本低。

其中，下电极与定位部可以是分开设置，也可以是一体化设置，本实施例中将下电极和定位部一体化设置，即下电极与定位座10一体化设置。下电极可通过下电极锁紧螺母130连接到封帽机的下电极安装底座上。上电极120上可设置避让孔121，用于器件封装时避空壳座上的针脚。

另外，本实施例中的上电极120、下电极和下电极锁紧螺母130均可由铜等良好导体制成，基座20和限位件50可由高强度、高尺寸稳定性的金属制成。

在壳帽和壳座的对心操作完成后，将上电极120下压，上电极120和下电极通电，上电极120和下电极加压壳帽和壳座使两者在上电极120和下电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔热，且焊接电流瞬间从另一电极沿壳帽和壳座流至此电极形成回路，完成壳帽与壳座的焊接封装，不伤及被焊工件的内部结构。该过程中，除了封帽系统形成的电通路外，没有其他电回路，以保证焊接质量本身不受影响。

本实用新型中，封帽系统中可通过更换上电极120、下电极和校对件110，适应更多型号的壳座和壳帽的精确对心定位，比如有源器件类PD、光衰减器的T46、header、TO56、TO60激光器等，且能应用于其他需要对心操作的焊接、调光和封接场合等，方便快速，成本低。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述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；而所有这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种TO-CAN封装对心装置，其特征在于，包括：

定位部，用于定位待封帽器件的壳帽和壳座中的一者；

设有通孔的基座，所述通孔与所述定位部位置相对应；

第一夹持机构和第二夹持机构；其中，

所述第一夹持机构/第二夹持机构包括夹持件，与夹持件连接用于调节夹持件与定位部的轴线之间距离的推动组件，以及设于基座和推动组件之间的弹性件，所述推动组件推动基座移动以使夹持件远离定位部的轴线，所述夹持件在弹性件的作用下靠近定位部的轴线；

所述第一夹持机构的夹持件和第二夹持机构的夹持件相互配合夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

2.根据权利要求1所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述推动组件包括与弹性件连接的推动件和分别与夹持件和推动件连接的滑块，所述滑块上设有螺纹孔，所述推动件与滑块的螺纹孔配合推动基座移动，以使夹持件远离定位部的轴线。

3.根据权利要求2所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件与滑块之间用于对基座的移动进行限位的限位件。

4.根据权利要求1-3任一所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述基座上设有多个沿夹持件的移动方向间隔排列设置的调节孔，所述弹性件的一端通过第一螺钉与一调节孔的配合固定于基座上以通过弹力带动夹持件夹持定位壳帽和壳座中的另一者。

5.根据权利要求1所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述基座上还设有沿夹持件的移动方向设置的滑轨，所述TO-CAN封装对心装置还包括滑动设置于滑轨上的导向块，所述夹持件和推动组件通过导向块滑动设置于基座上。

6.根据权利要求3所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述基座上还设有条形孔，所述限位件通过第二螺钉与条形孔配合固定于基座上。

7.根据权利要求1所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述定位部包括设有定位孔的定位座，所述TO-CAN封装对心装置还包括设于夹持件和定位座之间用于隔离夹持件和定位座的隔离件。

8.根据权利要求7所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述夹持件上设有沿夹持件移动方向设置的条形槽，所述隔离件上设有卡设于条形槽中的凸台。

9.根据权利要求7所述的TO-CAN封装对心装置，其特征在于，所述TO-CAN封装对心装置还包括卡设于定位座与基座之间的绝缘件，所述定位座和绝缘件上均设有至少一用于防止定位座与绝缘件相对转动以及绝缘件与基座相对转动的卡位。

10.一种封帽系统，其特征在于，包括封帽机和如权利要求1-9任一所述的TO-CAN封装对心装置，所述封帽机包括可导电的上电极和下电极，所述下电极与定位部连接，所述上电极与定位部配合将壳帽与壳座压紧贴合以完成壳帽与壳座的封帽操作。

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