基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子器件自動化耦合封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，光電子器件的制備成為了光信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。有源器件是光纖通信系統(tǒng)中將電信號轉(zhuǎn)換成光信號或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號的關(guān)鍵器件。同軸型有源光器件在光纖通信領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有同軸光器件封裝工藝中的關(guān)鍵步驟之一為激光器與光纖的耦合，封裝要求所被焊接的光收發(fā)組件有極高的同軸度和定位精度，并且要求裝卸器件簡單快捷，在裝載器件后能夠?qū)δK接通電源。耦合過程的第一步就是要將激光器的上表面與光纖的下表面調(diào)平，一種高效率、高精度、能自動將激光器調(diào)平的夾具，能使同軸型有源光器件耦合封裝效率大幅度提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊、制作成本低、耦合效率高、易于保證耦合精度的基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置，包括機(jī)架、上夾具、下夾具、裝設(shè)于機(jī)架上的多個的焊接裝置以及裝設(shè)于機(jī)架上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動的自動旋轉(zhuǎn)平臺，所述上夾具通過升降裝置裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上并可由升降裝置驅(qū)動沿Z軸升降運(yùn)動，所述下夾具包括夾具安裝座和用于夾持工件的夾緊組件，所述夾緊組件通過一角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)安裝于夾具安裝座上，所述角度自動調(diào)整機(jī)構(gòu)包括外壁上設(shè)有凸球面的球面套筒，所述夾緊組件裝設(shè)于球面套筒的內(nèi)孔中，所述夾具安裝座設(shè)有安裝通孔，所述安裝通孔的孔壁上設(shè)有凹球面，所述球面套筒裝設(shè)于安裝通孔內(nèi)，且所述凸球面與凹球面球鉸接配合，所述凸球面和凹球面配合處設(shè)有容置腔，所述容置腔內(nèi)填充有磁粉或磁流變液，所述夾具安裝座上設(shè)有勵磁繞組；所述夾具安裝座通過對準(zhǔn)裝置裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上并可由對準(zhǔn)裝置驅(qū)動分別沿X軸和Y軸移動。
[0006]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述凸球面和凹球面上均設(shè)有凹槽，凸球面和凹球面上的凹槽相互連通形成所述容置腔，或者所述凸球面或凹球面上設(shè)有凹槽形成所述容置腔。
[0007]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述凹槽為以凸球面和凹球面的球心為中心的環(huán)型槽。
[0008]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述勵磁繞組繞設(shè)于夾具安裝座的安裝環(huán)槽中，所述環(huán)型槽和安裝環(huán)槽的軸線重合。
[0009]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述夾具安裝座由兩個對接的半座體通過緊固件連接而成；所述夾具安裝座通過立柱支承固定于一底座的上方，所述底座安裝于對準(zhǔn)裝置上。
[0010]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述對準(zhǔn)裝置包括裝設(shè)于所述自動旋轉(zhuǎn)平臺上的第一 X軸自動直線滑臺和裝設(shè)于所述第一 X軸自動直線滑臺上的第一 Y軸自動直線滑臺，所述下夾具裝設(shè)于所述第一 Y軸自動直線滑臺上。
[0011]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述升降裝置包括支撐座和第一 Z軸自動直線滑臺，所述支撐座裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺上，所述第一 Z軸自動直線滑臺裝設(shè)于支撐座上，所述上夾具裝設(shè)于所述第一 Z軸自動直線滑臺上；所述焊接裝置包括激光出射頭，所述激光出射頭通過調(diào)整裝置裝設(shè)于機(jī)架上并可由調(diào)整裝置驅(qū)動分別沿X軸、Y軸和Z軸移動，所述調(diào)整裝置包括第二 X軸自動直線滑臺、第二 Y軸自動直線滑臺、第二 Z軸自動直線滑臺和焊接支撐臺，所述焊接支撐臺裝設(shè)于機(jī)架上，所述第二 X軸自動直線滑臺、第二 Y軸自動直線滑臺和第二 Z軸自動直線滑臺依次疊加裝設(shè)于焊接支撐臺上，所述激光出射頭通過固定架裝設(shè)于所述第二 Z軸自動直線滑臺上。
[0012]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述夾緊組件包括鎖緊套筒、彈性夾頭以及用于驅(qū)動彈性夾頭伸縮運(yùn)動的伸縮氣缸，所述鎖緊套筒固設(shè)于球面套筒的內(nèi)孔中，所述伸縮氣缸固定安裝于鎖緊套筒上，所述彈性夾頭設(shè)有多個沿圓周布置的彈性夾瓣以及位于多個彈性夾瓣上的第一錐面，所述彈性夾頭穿設(shè)于鎖緊套筒的內(nèi)孔中，所述鎖緊套筒的內(nèi)孔中設(shè)有與第一錐面配合迫使所有彈性夾瓣同步徑向向內(nèi)運(yùn)動的第二錐面。
[0013]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述彈性夾頭內(nèi)裝設(shè)有在夾持工件時給工件上電的上電組件，所述上電組件包括電極、電極分離柱和電極彈簧，所述電極分離柱通過電極彈簧彈性支承于電極的上方。
[0014]上述的自動耦合焊接裝置，優(yōu)選的，所述伸縮氣缸的伸縮桿上固接有電極座，所述電極座上通過緊固件連接有安裝螺母，所述彈性夾頭以螺紋連接方式可拆卸連接于安裝螺母上，所述電極固定安裝于電極座上；所述彈性夾頭自上而下穿過所述鎖緊套筒的內(nèi)孔與電極座相連。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置，可節(jié)省至少兩套分別驅(qū)動夾具繞X軸和Y軸擺動的高精度角度調(diào)整平臺，使耦合焊接裝置的結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，并大大降低了設(shè)備的成本；該夾具還不受傳統(tǒng)角度調(diào)整平臺的精度限制，能夠無級調(diào)節(jié)使工件的上表面相對于水平面的角度，從而可提高耦合精度，保證產(chǎn)品的質(zhì)量；同時通過勵磁繞組的通斷電來控制磁粉在松散狀態(tài)和聚為整體的狀態(tài)之間轉(zhuǎn)化的速度快，可實現(xiàn)球面套筒自由擺動和鎖止?fàn)顟B(tài)的快速轉(zhuǎn)換，因而調(diào)節(jié)激光器的上表面與光纖的下表面貼平的速度也快，能夠大大提高耦合效率。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明自動耦合焊接裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明自動耦合焊接裝置的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明自動耦合焊接裝置的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明自動耦合焊接裝置中下夾具的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5為本發(fā)明自動耦合焊接裝置中下夾具的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖6為本發(fā)明自動耦合焊接裝置中下夾具在進(jìn)行角度調(diào)整時的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖例說明:
1、機(jī)架；2、上夾具；3、下夾具；31、夾具安裝座；311、安裝通孔；312、凹球面；313、安裝環(huán)槽；32、夾緊組件；321、鎖緊套筒；3211、第二錐面；322、彈性夾頭；3221、彈性夾瓣；3222、第一錐面；323、伸縮氣缸；324、上電組件；3241、電極；3242、電極分離柱；3243、電極彈簧；325、電極座；326、安裝螺母；33、球面套筒；331、凸球面；34、磁粉；35、勵磁繞組；36、凹槽；37、底座；38、立柱；4、焊接裝置；41、激光出射頭；42、第二 X軸自動直線滑臺；43、第二 Y軸自動直線滑臺；44、第二 Z軸自動直線滑臺；45、焊接支撐臺；46、固定架；5、自動旋轉(zhuǎn)平臺；6、升降裝置；61、支撐座；62、第一 Z軸自動直線滑臺；7、對準(zhǔn)裝置；71、第一 X軸自動直線滑臺；72、第一 Y軸自動直線滑臺。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0024]如圖1至圖6所示，本發(fā)明基于磁流變技術(shù)的同軸型光電子器件自動耦合焊接裝置，包括機(jī)架1(光學(xué)面包板)、上夾具2、下夾具3、裝設(shè)于機(jī)架I上的多個的焊接裝置4以及裝設(shè)于機(jī)架I上并可繞Z軸轉(zhuǎn)動的自動旋轉(zhuǎn)平臺5，其中，上夾具2用于夾持上器件(光纖)，下夾具3用于夾持下器件(激光器)，上夾具2通過升降裝置6裝設(shè)于自動旋轉(zhuǎn)平臺5上并可由升降裝置6驅(qū)動沿Z軸升降運(yùn)動，下夾具3包括夾具安裝座31和用于夾持工件的夾緊組件3