VCSEL激光器封帽機的開發(fā)及其封裝工藝研究.pdf

1、垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）由于高密度、高傳輸率平行光傳輸、可批量生產(chǎn)，成本低的優(yōu)點，使其在光互連、并行光信息處理等領(lǐng)域和波分復(fù)用（WDM）光纖通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。封帽是VCSEL激光器生產(chǎn)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，對產(chǎn)品的氣密性和機械性能有很大的影響，進而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。目前國內(nèi)的封帽機，體積外形巨大，而且控制系統(tǒng)比較落后。因此開發(fā)一款數(shù)字控制，小型化的封帽機具有很大的實際意義。
　　 本課題的主要工作就是開發(fā)

2、出可適用于1mm-10mm的能滿足垂直腔面發(fā)射激光器的 TO（Transistor Outline）封裝要求的小型封帽機。此封帽機以51 單片機為核心，基于電容儲能焊的原理，再配上相應(yīng)的電路以及機械控制部分，抽真空部分和氮氣保護艙，構(gòu)成一套完整的封帽系統(tǒng)。能夠在滿足小型化，數(shù)字化的基礎(chǔ)上滿足實際生產(chǎn)的需要，并且在此基礎(chǔ)上，擁有安全保護系統(tǒng)和較高的生產(chǎn)效率。
　　 封帽機的設(shè)計與研究過程涉及材料、機械、電子、計算機、控制以及工藝研

3、究等方面。整個封帽機分為外形和結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件電路設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計等幾個部分，其中又細分為焊機結(jié)構(gòu)設(shè)計、機械運動設(shè)計、氮氣艙外形設(shè)計以及電路部分設(shè)計、軟件系統(tǒng)設(shè)計和氣路系統(tǒng)設(shè)計等小模塊。各個系統(tǒng)設(shè)計完整，能夠協(xié)同工作。
　　 實現(xiàn)了控制系統(tǒng)的全數(shù)字化，而且具有操作簡單，充放電穩(wěn)定等優(yōu)點。此外還針對封帽機的工藝參數(shù)選擇問題，有針對性的做了VCSEL 激光器封帽的工藝試驗，定性的對不同參數(shù)下的封帽質(zhì)量進行了分析，并且找出了最優(yōu)化參數(shù)