CN213878716U - 光器件陶瓷基板贴片定位治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种光器件陶瓷基板贴片定位治具，包括管座定位件、基板限位件及基板贴平件，管座定位件设有若干用于放置光器件的放置槽。基板限位件具有若干限位部，每一限位部对应一放置槽，通过基板限位件限制陶瓷基板在水平方向的偏移量，以控制陶瓷基板贴片位置精度。基板贴平件包括若干抵顶件，通过抵顶件给陶瓷基板施以垂直热沉的作用力，从而使陶瓷基板贴紧热沉，结构简单，成本低。

Description

光器件陶瓷基板贴片定位治具

技术领域

本实用新型涉及高速率光器件封装技术领域，尤其涉及一种光器件陶瓷基板贴片定位治具。

背景技术

5G光通信网络中采用25G和50G光模块，由于激光器传输速率很高，为了保证信号完整性，在整个传输链路中都需要保证超低的信号插损和反射。传统的10G及10G以下的光器件封装中，都是通过打金线的方式将陶瓷基板203’上的高频信号线2031’、2032’与TO56管座201’上的高频信号引脚204’、205’之间进行电连接(如图1所示)。该方式存在寄生电感较大和阻抗不匹配的问题，当应用在高速率的信号传输时，反射与插损会非常大，从而导致光器件模块的带宽降低，最终影响光器件模块的性能和缩短传输距离。

为解决现有技术中光器件高频信号传输损耗和反射大的问题，陶瓷基板上的高频信号线必须与TO56管座上的高频信号引脚采用金锡焊料进行焊接，同时需要保证高频信号引脚在陶瓷基板高频信号线的居中位置(如图2所示)，从而保证其高频信号的完整性。

由于光器件的陶瓷基板是采用金锡焊料与TO56管座上的高频信号引脚进行电连接，这种结构决定了在封装贴片工艺中不能采用传统的共晶贴片机来实现贴片动作。因此，现有技术中专门设计了专用设备来做共晶焊接，价格昂贵且工艺复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单且陶瓷基板贴片位置精度高的光器件陶瓷基板贴片定位治具。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种光器件陶瓷基板贴片定位治具，光器件包括管座、设于管座的热沉、陶瓷基板以及插设在管座的若干引脚。所述定位治具包括管座定位件、基板限位件以及基板贴平件，所述管座定位件设有若干放置槽，每一所述放置槽分别用于放置一光器件。所述基板限位件具有若干限位部，每一所述限位部对应一所述放置槽，所述限位部用于限制陶瓷基板在水平方向的偏移量，以使陶瓷基板的背面贴在热沉的预设位置。所述基板贴平件包括若干抵顶件，若干所述抵顶件分别与一所述放置槽相对，所述抵顶件用于给陶瓷基板施以垂直热沉的作用力以使陶瓷基板贴紧热沉。

与现有技术相比，本实用新型通过管座定位件定位光器件，通过基板限位件限制陶瓷基板在水平方向的偏移量，可以控制陶瓷基板贴片位置精度，通过基板贴平件给陶瓷基板施以垂直热沉的作用力，从而使陶瓷基板贴紧热沉，进而使陶瓷基板能够准确稳固地贴设在热沉上，本实用新型结构简单，成本低，可以实现大量生产和快速复制。另外，需要在高频信号引脚与陶瓷基板的高频信号线之间点金锡焊膏时，可以将本实用新型放置在现有的点胶机上进行点胶，而在点胶完成之后通过加热设备对定位治具进行加热使金锡焊膏熔化，即可完成高频信号引脚与陶瓷基板的高频信号线共晶焊接，操作简单，有利于提高生产效率，生产成本低。

较佳地，所述若干放置槽位于同一直线上，所述若干抵顶件位于同一直线上，所述若干限位部位于同一直线上。

较佳地，所述基板限位件水平设于所述管座定位件的上表面。

较佳地，所述基板限位件与所述管座定位件为分体设置。

较佳地，所述限位部为贯穿所述基板限位件的上下表面的弧形限位槽，所述限位部的侧壁可与陶瓷基板抵触以限制该陶瓷基板在水平方向的偏移量。

较佳地，所述放置槽包括用于定位管座的第一放置槽和用于容纳管脚的第二放置槽，所述第一放置槽与所述第二放置槽上下相对且连通；所述若干抵顶件装设在一座体上，所述座体靠近所述管座定位件的一侧设有若干容置槽，每一所述容置槽包括与管座适配的第一容置槽和用于容纳管脚的第二容置槽，所述第一容置槽与所述第二容置槽上下相对且连通，每一所述第一容置槽正对一所述第一放置槽，每一所述第二放置槽正对一所述管脚第二放置槽。

较佳地，所述座体开设有若干安装孔，每一所述抵顶件分别插设固定在一所述安装孔。

较佳地，所述若干抵顶件装设在一座体上，所述抵顶件包括第一抵顶部和第二抵顶部，所述第一抵顶部固定在所述座体，所述第一抵顶部开设有贯穿其远离所述座体的一侧的通孔，所述通孔内设有弹簧，所述第二抵顶部穿设在所述通孔且其一端与所述弹簧相抵，另一端伸出所述通孔，所述第二抵顶部可在所述通孔内移动以调整伸出所述第一抵顶部的长度。

较佳地，所述若干抵顶件装设在一座体上，所述座体的上表面与所述管座定位件的上表面平齐。

附图说明

图1是现有技术中光器件的示意图。

图2是本实用新型实施例光器件的示意图。

图3是本实用新型实施例光器件陶瓷基板贴片定位治具的立体结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图3所示定位治具的分解图。

图6是图3所示定位治具的进一步分解图。

图7是图6的另一角度。

图8是采用本实用新型的定位治具进行封装点上金锡焊膏后的示意图。

图9是采用本实用新型的定位治具进行封装在加热时的示意图。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“内”、“外”、“前侧”、“背面”、“水平”、“垂直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本实用新型和简化描述，因而不能理解为对本实用新型保护内容的限制。

本实用新型公开了一种光器件陶瓷基板贴片定位治具100，用于定位光器件200以便于实现陶瓷基板203上的高频信号线2031、2032与管座201上的高频信号引脚204、205之间的共晶焊接。图2示出了高频信号线2031、2032与管座201上的高频信号引脚204、205共晶焊接以及贴设激光器芯片206之后的光器件200的示意图，如图2所示，光器件200包括管座201、设于管座201的上表面的热沉202、贴设于热沉202前侧的陶瓷基板203以及插设在管座201的若干引脚。陶瓷基板203的前侧面具有两高频信号线2031、2032，两高频信号线2031、2032之间具有间隙，其中一高频信号线2032的上部贴设有激光器芯片206。激光器芯片206的底面(负极)与高频信号线2032电连接，激光器芯片206的顶面(正极)与另一高频信号线2031接线电连接。两高频信号线2031、2032的下部分别与两高频信号引脚204、205对应共晶焊接。

请参阅图3至图7，定位治具100包括管座定位件1、基板限位件2以及基板贴平件3，管座定位件1设有若干放置槽11，每一放置槽11分别用于放置一光器件200。基板限位件2具有若干限位部21，每一限位部21对应一放置槽11，限位部21用于限制陶瓷基板203在水平方向的偏移量，以使陶瓷基板203贴在热沉202的预设位置，避免由于陶瓷基板203位置偏差导致后续工艺中将激光器芯片206贴在两高频信号线2031、2032之间的间隙中而导致激光器芯片206短路。基板贴平件3包括座体31和装设在座体31的若干抵顶件32，若干抵顶件32分别与一放置槽11相对，抵顶件32用于给陶瓷基板203施以垂直热沉202的作用力以使陶瓷基板203贴紧热沉202。其中，若干放置槽11位于同一直线上，若干抵顶件32位于同一直线上，若干限位部21位于同一直线上，以便于后续通过自动化工艺进行点胶等。

本实用新型通过管座定位件1定位光器件200，通过基板限位件2限制陶瓷基板203在水平方向的偏移量，可以控制陶瓷基板203贴片位置精度，通过基板贴平件3给陶瓷基板203施以垂直热沉202的作用力，从而使陶瓷基板203贴紧热沉202，进而使陶瓷基板203能够准确稳固地贴设在热沉202上，本实用新型结构简单，成本低，可以实现大量生产和快速复制。另外，需要在高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032之间点金锡焊膏时，可以将本实用新型放置在现有的点胶机上进行点胶，而在点胶完成之后通过加热设备对定位治具100进行加热使金锡焊膏熔化，即可完成高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032共晶焊接，操作简单，有利于提高生产效率，生产成本低。

如图5、图6所示，基板限位件2水平设于管座定位件1的上表面，限位部21位于放置槽11的上方。基板限位件2与管座定位件1为分体设置，借此，在将光器件200放置在放置槽11或者将光器件200由放置槽11取下之前，可以先将基板限位件2由管座定位件1上移开，方便了光器件200的取放。当然，基板限位件2与管座定位件1也可以是一体设置，故不应以此为限。图4、图6所示实施例中，限位部21为贯穿基板限位件2的上下表面的弧形限位槽，限位部21的侧壁可与陶瓷基板203抵触以将该陶瓷基板203限制在弧形限位槽内，结构简单，易于实现。

如图5、图6所示，放置槽11包括第一放置槽111和第二放置槽112，第一放置槽111与第二放置槽112上下相对且连通，第一放置槽111用于定位管座201，第一放置槽111的内壁与光器件200的管座201的外周形状相适配；第二放置槽112用于容纳管脚。进一步地，管座定位件1上设有对位凸柱12，对位凸柱12的一侧暴露在第一放置槽111，该对位凸柱12与管座201上的对位凹槽2010相适配，将光器件200置于放置槽11时，对位凸柱12嵌在对位凹槽2010，以此，实现管座201的精准定位。如图7所示，在该实施例中，座体31靠近管座定位件1的一侧设有若干容置槽310，每一容置槽310包括与管座201适配的第一容置槽311和用于容纳管脚的第二容置槽312，第一容置槽311与第二容置槽312上下相对且连通。每一第一容置槽311正对一第一放置槽111，通过第一放置槽111、第一容置槽311定位管座201。每一第二放置槽112正对一管脚第二放置槽112，通过第二放置槽112、第二容置槽312容纳管脚。

如图5所示，座体31的上表面与管座定位件1的上表面平齐，结构工整美观。座体31开设有若干安装孔，每一抵顶件32分别插设固定在一安装孔。具体的，抵顶件32包括第一抵顶部321和第二抵顶部322，第一抵顶部321插设固定在座体31，第一抵顶部321开设有贯穿其远离座体31的一侧的通孔(图未示)，通孔内设有弹簧(图未示)，第二抵顶部322穿设在通孔且其一端与弹簧相抵，另一端伸出通孔外，第二抵顶部322可在通孔内移动以调整伸出第一抵顶部的长度(如图9所示)。借此设计，调整抵顶件32施加在陶瓷基板203上的压力。

本实用新型另一实施例公开了一种光器件封装方法，光器件200包括管座201、设于管座201的热沉202、陶瓷基板203以及插设在管座201的若干引脚，陶瓷基板203的前侧面设有两间隙设置的高频信号线2031、2032(如图2所示)。该光器件封装方法包括：

提供一定位治具100，定位治具100包括管座定位件1、基板限位件2以及基板贴平件3，管座定位件1设有若干放置槽11，每一放置槽11分别用于放置一光器件200，基板限位件2具有若干限位部21，每一限位部21对应一放置槽11，基板贴平件3包括有若干抵顶件32(参阅图3至图7)。

将若干个光器件200分别对应放置在各放置槽11。

将陶瓷基板203放置在各个光器件200的热沉202前侧，并通过限位部21限制陶瓷基板203在水平方向的偏移量，以使陶瓷基板203的背面贴在热沉202的预设位置。在该实施例中，通过限位部21保证陶瓷基板203贴片位置偏移量在±30um之内。

将基板贴平件3装载在管座定位件1，通过抵顶件32给陶瓷基板203施以垂直热沉202的作用力，以使陶瓷基板203贴紧热沉202。

将装有光器件200的定位治具100放置在点胶机的操作台上，利用点胶机在高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032之间的空隙点上金锡焊膏300(如图8所示)。

对装有点完金锡焊膏的光器件200的定位治具100进行加热，使金锡焊膏300熔化以完成高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032共晶焊接。具体的，可以通过以下三种方式实现共晶焊接：一、将装有点完金锡焊膏的光器件200的定位治具100放到真空回流炉中，设置温度到金锡焊膏的熔点，温度上升到熔点后即可完成高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032的焊接。二、将装有点完金锡焊膏的光器件200的定位治具100放置到高温加热台上，高温加热台预先设置高于金锡焊膏的熔点80℃～100℃温度，高温加热台的温度迅速传导到陶瓷基板203与高频信号引脚204、205上，达到金锡焊膏熔点后即可完成焊接。三、将装有点完金锡焊膏的光器件200的定位治具100放置到脉冲式热压焊机钛合金压头400下，选择预先设置好的温度曲线，打开开关，压头400下压，充分贴在热沉202的顶部，热量快速传导到陶瓷基板203与高频信号引脚204、205，达到金锡焊膏熔点后即可完成共晶焊接(如图9所示)。

本实用新型通过一定位治具100实现光器件200的定位以及陶瓷基板203贴片位置的精准控制，结构简单，成本低，可以实现大量生产和快速复制；通过将装有光器件200的定位治具100放置在现有的点胶机上进行点胶，然后通过加热设备对定位治具100进行加热使金锡焊膏熔化，即可完成高频信号引脚204、205与陶瓷基板203的高频信号线2031、2032共晶焊接，操作简单，有利于提高生产效率，生产成本低。其中，定位治具100的具体结构如上一实施例所述，在此不再赘述。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种光器件陶瓷基板贴片定位治具，光器件包括管座、设于管座的热沉、陶瓷基板以及插设在管座的若干引脚，其特征在于，所述定位治具包括管座定位件、基板限位件以及基板贴平件，所述管座定位件设有若干放置槽，每一所述放置槽分别用于放置一所述光器件，所述基板限位件具有若干限位部，每一所述限位部对应一所述放置槽，所述限位部用于限制陶瓷基板在水平方向的偏移量，以使陶瓷基板贴在热沉的预设位置，所述基板贴平件包括若干抵顶件，若干所述抵顶件分别与一所述放置槽相对，所述抵顶件用于给陶瓷基板施以垂直热沉的作用力以使陶瓷基板贴紧热沉。

2.如权利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述若干放置槽位于同一直线上，所述若干抵顶件位于同一直线上，所述若干限位部位于同一直线上。

3.如权利要求1或2所述的定位治具，其特征在于，所述基板限位件水平设于所述管座定位件的上表面。

4.如权利要求3所述的定位治具，其特征在于，所述基板限位件与所述管座定位件为分体设置。

5.如权利要求3所述的定位治具，其特征在于，所述限位部为贯穿所述基板限位件的上下表面的弧形限位槽，所述限位部的侧壁可与陶瓷基板抵触以限制该陶瓷基板在水平方向的偏移量。

6.如权利要求1或2所述的定位治具，其特征在于，所述放置槽包括用于定位管座的第一放置槽和用于容纳管脚的第二放置槽，所述第一放置槽与所述第二放置槽上下相对且连通；所述若干抵顶件装设在一座体上，所述座体靠近所述管座定位件的一侧设有若干容置槽，每一所述容置槽包括与管座适配的第一容置槽和用于容纳管脚的第二容置槽，所述第一容置槽与所述第二容置槽上下相对且连通，每一所述第一容置槽正对一所述第一放置槽，每一所述第二放置槽正对一所述管脚第二放置槽。

7.如权利要求6所述的定位治具，其特征在于，所述座体开设有若干安装孔，每一所述抵顶件分别插设固定在一所述安装孔。

8.如权利要求1或2所述的定位治具，其特征在于，所述若干抵顶件装设在一座体上，所述抵顶件包括第一抵顶部和第二抵顶部，所述第一抵顶部固定在所述座体，所述第一抵顶部开设有贯穿其远离所述座体的一侧的通孔，所述通孔内设有弹簧，所述第二抵顶部穿设在所述通孔且其一端与所述弹簧相抵，另一端伸出所述通孔，所述第二抵顶部可在所述通孔内移动以调整伸出所述第一抵顶部的长度。

9.如权利要求1或2所述的定位治具，其特征在于，所述若干抵顶件装设在一座体上，所述座体的上表面与所述管座定位件的上表面平齐。

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