阅读说明：本技术 同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法 (Method for positioning coaxiality of sealing caps of coaxially packaged edge-emitting laser ) 是由 温永阔 胡靖� 邓刚 龚成文 龚雪萍 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明针对现有技术中无法通过间接的相对位置方法来保证发光条与汇聚透镜同轴的技术问题,提出一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法,该方法根据不同产品批次间由于管座尺寸、热沉厚度、芯片自身厚度存在差异而导致的发光条相对于管座中心发生偏心和错位这一现象,通过计算一定数量产品的发光条位置的坐标平均值,并以该平均值为基准调整封帽机的定位片距离,实现了发光条和管帽中心可以直接做对准的目的。该方法能够有效弥补产品批次间的精度偏差,可以有效保证发光条与透镜同轴；使得发光条和管帽中心同轴度的精度得到提高,有效保证了激光器发光条与汇聚透镜的同轴度,有利于后续的耦合工序,提高了产品的合格率及生产效率。(The invention provides a method for positioning coaxiality of a sealing cap of a coaxial packaging type edge-emitting laser, aiming at the technical problem that the coaxiality of a light-emitting strip and a converging lens cannot be ensured by an indirect relative position method in the prior art. The method can effectively make up for the precision deviation among product batches, and can effectively ensure that the light-emitting strip is coaxial with the lens; the precision of the coaxiality of the center of the light-emitting strip and the center of the pipe cap is improved, the coaxiality of the light-emitting strip of the laser and the converging lens is effectively guaranteed, the subsequent coupling process is facilitated, and the qualification rate and the production efficiency of products are improved.)

同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法

技术领域

本发明属于光通信行业，具体是一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法。

背景技术

在光纤通信网络中，我们经常使用边发射激光器作为信号光源，该边发射激光器的封装方式大多采用TO-CAN式(即同轴晶体管式)封装，我们称之为“同轴封装型边发射激光器”。其外形结构如图1所示，对于同轴封装型边发射激光器，我们一般都要求边发射激光器的发光条6(发光脊或者光波导)与汇聚透镜4(安装在管帽3上，管帽3的帽壳与透镜4同轴)的中轴在同一轴线上(如图2所示)。目前行业内的常规做法是：先以管座为基准，将边发射激光器的发光条对准贴装到管座中心；然后再以管座为基准，将管帽封装到管座的中心，从而间接保证发光条与管帽同轴。然而此种方法的相对位置精度是通过间接保证的，不同批次间的边发射激光器在管座尺寸、热沉厚度、芯片自身厚度上均会有波动，这就造成了不同批次间的发光条相对于管座中心存在位置偏移量，那么上述通过间接位置方法就无法保证发光条与汇聚透镜(或者管帽)同轴度了，如果盲目使用则会给后续耦合焊接光接口带来不良影响，降低产品的合格率及生产效率。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，该方法能够使边发射激光器的发光条和管帽中心直接做对准，以弥补产品批次间的精度偏差，解决了现有方法中边发射激光器的发光条和管帽中心可能不同轴的问题，提高了生产效率。

为此，本发明所采用的具体技术方案是：

本发明涉及一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，包括以下步骤：

S1，在每批原材料投产时，首先完成对激光器芯片的焊接贴装，之后以管座中心为坐标系原点，随机抽测一定数量产品的发光条的位置坐标值；

S2，计算步骤S1中测得的所有产品的发光条的位置坐标值的平均值，并以该平均值为封帽基准；

S3，待产品其他工序完成准备封帽时，先做首件产品：首先测量出首件产品的管帽的位置坐标值，之后以管座中心为坐标系原点，调整封帽机的定位片位置后进行封帽；

S4，然后再测量管帽的位置坐标值，如果测得的管帽的位置坐标值与步骤S2中所述的封帽基准吻合，则进入到步骤S5，如果测得的管帽的位置坐标值偏离步骤S2中所述的封帽基准，则返回步骤S3；

S5，连续对一定数量产品进行封帽，测量出每个产品的管帽的位置坐标值，并判断每个产品的管帽的位置坐标值是否符合精度要求，进一步地，所述精度我们一般选用的坐标值精度范围是X在-20～20μm之间，Y在-30～10μm之间；

S6，若步骤S5中测得的每个产品的管帽的位置坐标值均符合精度要求则得出首件产品封帽位置合格的结论，即可批量生产。

相对应地，本发明所述的封帽同轴度定位方法适用于一种同轴封装型边发射激光器，该激光器包括管座、引脚、管帽及透镜，所述引脚穿设于管座中，所述管帽和透镜从下至上依次设置在管座上，并且所述管座、管帽及透镜的中心在同一轴线上，所述管座的一侧表面上，且位于管帽的内部通过散热块固定焊接有激光器芯片，所述发光条位于激光器芯片上，且要求所述发光条与所述透镜的中轴在同一轴线上。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，打破了现有技术中通过相对位置同轴来间接保证发光条与透镜同轴的现状；根据激光器管帽的封帽位置会随着实际发光条位置的变化而变化，本发明在每批原材料进行投产时，直接测量出产品发光条相对于管座中心的位置偏移量，然后计算出所测量值的平均值并以该平均值为封帽基准，不断调整封帽机的定位片位置，直到测得的管帽坐标达到封帽基准为止，并且连续进行一定数量产品的封帽，测得的每个产品管帽的坐标值均在一定的精度范围内视为封帽合格，再批量生产即可。该方法可以有效弥补不同产品批次间由于管座尺寸、热沉厚度、芯片自身厚度存在差异而导致的发光条相对于管座中心发生偏心和错位，实现了发光条和管帽中心可以直接做对准的目的，使得发光条和管帽中心同轴度的精度得到提高，有效保证了激光器发光条与汇聚透镜的同轴度，有利于后续的耦合工序，提高了产品的合格率及生产效率。

附图说明

图1为本发明方法中所述的同轴封装型边发射激光器的外观结构示意图。

图2为本发明方法中所述的同轴封装型边发射激光器的部分立体结构剖视图。

图3为本发明方法中所述的同轴封装型边发射激光器的发光条位置的平面图。

图4为图3中I处的放大图。

图5为本发明的封帽同轴度定位方法的流程图。

图6为本发明的实施例中管帽相对于封帽基准的坐标偏移。

图中所示：

1-管座，2-引脚，3-管帽，4-透镜，5-激光器芯片，6-发光条，7-散热块，8-热沉垫片。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明进一步详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，该方法适用于图1-4所示的同轴封装型边发射激光器，如图1的外观结构示意图所示，该激光器包括管座1、引脚2、管帽3及透镜4，所述引脚2穿设于管座1中，所述引脚2是由多个引脚组成的引脚组，所述管帽3和透镜4从下至上依次设置在管座1上，并且所述管座1、管帽3及透镜4的中心在同一轴线上。

具体地，如图2所示，在所述管座1的一侧表面上，且位于管帽3的内部焊接有散热块7，所述散热块7的设置是为了方便热沉垫片8的固定。进一步地，在散热块7的平面一侧的表面上通过金锡结晶的焊接方式将热沉垫片8固定在散热块7上，再将激光器芯片5设置在所述热沉垫片8上，所述发光条6位于激光器芯片5上。

具体地，如图3-4所示，管座1凸台侧壁距离管座1中心的距离为H，热沉垫片8的厚度为h₁，激光器芯片5的厚度为h₂，则H＝h₁+h₂；由于不同批次间产品的热沉垫片8的厚度和激光器芯片5的厚度存在差异，则管座1凸台侧壁距离管座1中心的距离H发生变化，导致发光条6的位置相对于管座1中心也发生变化。

根据这一特点，本发明设计一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，如图5所示，该方法通过以下步骤实现：

S1，完成对激光器芯片5的焊接贴装，之后以管座1中心为坐标系原点，随机抽测一定数量产品的发光条6的位置坐标值；

S2，计算步骤S1中测得的所有产品的发光条6的位置坐标值的平均值，并以该平均值为封帽基准；

S3，待产品其他工序完成准备封帽时，先做首件产品：首先测量出首件产品的管帽3的位置坐标值，之后以管座1中心为坐标系原点，调整封帽机的定位片位置后进行封帽；

S4，然后再测量管帽3的位置坐标值，如果测得的管帽3的位置坐标值与步骤S2中所述的封帽基准吻合，则进入到步骤S5，如果测得的管帽3的位置坐标值偏离步骤S2中所述的封帽基准，则返回步骤S3；

S5，连续对一定数量产品进行封帽，测量出每个产品的管帽3的位置坐标值，并判断每个产品的管帽3的位置坐标值是否符合精度要求；

S6，若步骤S5中测得的每个产品的管帽3的位置坐标值均符合精度要求则得出首件产品封帽位置合格的结论，即可批量生产。

进一步地，所述步骤S3中封帽机的定位片位置调整值为所述发光条6位置坐标值的平均值与首件产品的管帽3的位置坐标值之差，所述步骤S5和S6中所述的精度要求为坐标值精度要求，所述坐标值精度要求为X在-20～20μm之间，Y在-30～10μm之间。

下面通过具体的实施例进一步详细说明本发明的一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法。

以TO56产品为例，管座1凸台侧壁距离管座1中心O的距离H＝0.33mm，激光器芯片5的厚度h₂＝0.1mm，则选用的热沉垫片8的厚度h₁＝H-h₂＝0.23mm；但由于管座1的外形尺寸、热沉垫片8的厚度h₁及激光器芯片5的厚度h₂批次间存在波动，累计公差导致发光条6可能无法与管座1中心O同轴，则采用本发明所提供的同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，其具体步骤为：

1、完成对激光器芯片5的焊接贴装，从中随机选取10片产品，之后以管座1的中心O为坐标系原点，对这10片产品的发光条6中心点的位置进行测量，分别标记为A₁(X₁,Y₁)＝(0，-10.5)、A₂(X₂,Y₂)＝(0，-12)、A₃(X₃,Y₃)＝(0，-11.5)、A₄(X₄,Y₄)＝(0，-9.5)、A₅(X₅,Y₅)＝(0，-8.5)、A₆(X₆,Y₆)＝(0，-7.5)、A₇(X₇,Y₇)＝(0，-8)、A₈(X₈,Y₈)＝(0，-9.5)、A₉(X₉,Y₉)＝(0，-11)、A₁₀(X₁₀,Y₁₀)＝(0，-12)；

2、计算上述10片产品的发光条6的位置坐标值的平均值A(X,Y)＝{A₁(X₁,Y₁)+A₂(X₂,Y₂)…+A₁₀(X₁₀,Y₁₀)}/10＝(-10.5-12-11.5-9.5-8.5-7.5-8-9.5-11-12)/10＝-10，则平均值A为(0，-10)，并以该平均值A(0,-10)为封帽基准；

3、待产品其他工序完成准备封帽时，先做首件产品：首先测量出首件产品的管帽3圆心的位置坐标值B(0,5)，再以管座1中心O为坐标系原点，调整封帽机的定位片位置使得管帽3的坐标B与封帽基准A(0，-10)坐标重合，那么如图6所示，所述封帽机的定位片调整距离为-15μm；

4、然后再测量管帽3圆心的位置坐标值B，如果测得的管帽3的位置坐标值B与步骤S2中所述的封帽基准A吻合，也就是要求测得的管帽3的坐标B达到(0，-10)，则进入到下一步，如果不吻合，则返回步骤3；

5、使用该调整好的封帽机连续对其中5片产品进行封帽，封帽后测量每个产品的管帽3的位置坐标分别是B₁(-10,0)、B₂(-15,5)、B₃(0，-15)、B₄(10,0)、B₅(15,0)；

6、则每个产品的管帽3的位置坐标B均在X＝0±20μm，Y＝-10±20μm精度范围内，首件产品的封帽位置合格，可以批量生产。

上述实施例采用本发明提供的一种同轴封装型边发射激光器的封帽同轴度定位方法，可以有效保证发光条与透镜同轴；该方法可以有效弥补现有技术中不同产品批次间由于管座尺寸、热沉厚度、芯片自身厚度存在差异而导致的发光条相对于管座中心发生偏心和错位，实现了发光条和管帽中心可以直接做对准的目的，使得发光条和管帽中心同轴度的精度得到提高，有效保证了激光器发光条与汇聚透镜的同轴度，有利于后续的耦合工序，提高了产品的合格率及生产效率。

应当理解的是，说明书中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。本实施例仅用于说明该发明，而不用于限制本发明的范围，本领域技术人员对于本发明所做的等价置换等修改均认为是落入该发明权利要求书所保护范围内。