一种部件封装系统技术方案

本实用新型专利技术涉及光电组件制造技术，针对目前在实现透镜中心轴线与光电芯片对准过程中，机械对准精度差，有源光学对准成本高的缺点，提供一种部件封装系统，用于将设有透镜（３０６）的封装壳体（３００）封装在设有部件（３０２）的底座（３０４）上，本系统包括封装子系统（２００），该子系统包括用于承载底座（３０４）的水平平移台（２０８），用于夹持封装壳体（３００）的夹具（２１２），本系统还包括设置在封装子系统（２００）上方、通过所发光束对顶部透镜（３０６）和部件（３０２）所在位置成像的光学成像子系统（１００）。本封装系统可有效应用于各种光电芯片与透镜的对准及固定，且操作方法简单易行，对准精度高，成本低。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光电组件制造技术，更具体地说，涉及一种部件封装系统。
技术介绍
TO (TransistorOutline)封装是半导体光电子器件的主流封装方式之一， 采用这种方式封装的激光器/探测器结构简单、价格低廉、可靠性高，主要应 用于短途光通信，包括Metro (城域网)、DataCom (数据网络)、FTTH (光纤 到户)以及移动机站通信等，市场需求量巨大。目前高端TO封装器件的价格偏高，这主要是由于封装的成品率较低造成 的。当前， 一些TO封装生产线在进行TO封帽焊接时，只使用机械方式对准， 没有采用光学对准。这种对准方式可以满足一些低端TO器件的封装要求，但 对于高端TO器件来说，却无法保证芯片的有源区和透镜光轴之间的精密对准， 生产出来的封装元件无法达到较高的TOSA(Transmitting Optical Sub-Assembly,光发射组件)/ROSA (Receiving Optical Sub-Assembly,光接收 组件)光纤耦合效率，且耦合速度慢，从而造成产品合格率低下，材料浪费严 重，直接导致器件成本上升。虽然一些高端TO封装设备可以采用有源光学对准方式来实现精密对准 及焊接，但此类设备往往需要配置与发光芯片波长相匹配的红外成像系统，结 构过于复杂，从而直接导致封装设备价格和维护成本过高。另一方面，此类设 备只能用于TO发光组件，而不能用于TO光探测组件。因此，需要一种部件封装系统，可采用简单低廉的光学成像系统来实现半 导体激光二极管芯片/半导体光探测芯片与封装壳体透镜的对准并进而实现封 装壳体透镜位置的固定。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对目前部件封装系统在实现透镜中 心轴线与光电芯片对准过程中，机械对准精度差，有源光学对准成本高的缺点， 提供一种部件封装系统。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种部件封装系 统，用于将顶部设有顶部透镜的封装壳体封装在固定有部件的底座上，所述系 统包括封装子系统，所述封装子系统包括用于承载所述底座的水平平移台，和 用于夹持所述封装壳体的夹具，所述系统还包括设置在所述封装子系统上方、 通过所发光束对所述顶部透镜所在位置和所述部件所在位置成像的光学成像 子系统。在本技术所述的系统中，所述光学成像子系统包括成像传感器组件、 显微镜组件和结构光照明组件；所述显微镜组件下端设有显微透镜组，上端与 所述成像传感器组件紧密相连，其内包括精密调节装置，用于在三维方向上调 整所述显微镜组件的位置。在本技术所述的系统中，所述结构光照明组件套接于所述显微镜组件 下端，其内部包括环绕设置的多颗发光二极管、环形光纤或环形灯管。在本技术所述的系统中，所述结构光照明组件包括设置在所述显微镜 组件内部的直角棱镜、透光孔和设置在所述显微镜组件外部的外部光源。在本技术所述的系统中，所述结构光照明组件发出的光束为可见光或 红外光，该可见光或红外光的波长由所述部件、顶部透镜的材料及镀膜决定。在本技术所述的系统中，所述光学成像子系统还包括与所述成像传感 器组件相连的显示组件。在本技术所述的系统中，所述封装子系统包括围绕所述夹具设置的上 电极、紧密设置在所述上电极上部的加压组件、设置在所述水平平移台上用于 固定所述底座的基座和围绕所述基座设置的下电极。在本技术所述的系统中，所述上电极上对应所述封装壳体顶部透镜的 位置设有导光孔，其内壁镀有高反射膜，其形状为圆柱型、圆锥型、抛物面型、 双曲面型或椭球面型。在本技术所述的系统中，所述封装子系统还包括与所述上、下电极相 连的封装电源。在本技术所述的系统中，所述部件为下列之一半导体激光二极管(LD)芯片、半导体发光二极管(LED)芯片、半导体超辐射二极管(SLED)芯片、 半导体光放大器(SOA)芯片、半导体光探测芯片(PD)及其它光探测芯片、微机 械(MEMS)芯片和微光机械(MOEMS)芯片。本技术提供的部件封装系统可有效应用于各种光电芯片与透镜中心 轴线的对准，且操作方法简单易行，对准精度高，成本低。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中图1是本技术部件封装系统一实施例的结构示意图2是本技术部件封装系统另一实施例的结构示意图3是环形结构光照明组件示意图4是环形结构光照明组件的一种光源布置示意图5是环形结构光照明组件的另一种光源布置示意图6是环形结构光照明组件的又一种光源布置示意图7是同轴结构光照明组件示意图8是环形结构光加同轴光组合照明组件示意图9是本技术部件封装系统对准透镜光轴过程的第一原理示意图； 图10是本技术部件封装系统对准透镜光轴过程的第二原理示意图； 图11是本技术部件封装系统对准部件与透镜光轴过程的第一原理示 意图12是本技术部件封装系统对准部件与透镜光轴过程的第二原理示 意图13是本技术部件封装系统针对半导体探测芯片对准成像的实拍图；图14是半导体光探测器芯片的表面结构示意图。具体实施方式本技术介绍了一种部件封装系统，其上的光学成像子系统可实现半导 体激光二极管芯片和半导体光探测芯片与封装壳体顶部透镜的对准，以下便结 合附图对其进行介绍。图1是本技术部件封装系统一实施例的结构示意图。如图1所示，该 部件封装系统包括光学成像子系统100和封装子系统200。光学成像子系统100 包括显示组件102、成像传感器组件104、显微镜组件106和结构光照明组件 108。显示组件102可使用显示器等设备；成像传感器组件104可使用CCD (Charge Coupled Device电荷藕合器件图像传感器)、CMOS (互补金属氧化 物半导体)等成像传感器；显微镜组件106下端设有显微透镜组110，上端与 成像传感器组件104紧密相连，其内部还设有精密调节装置(未示出)，可将 整个光学成像子系统100在五维方向上进行调整，精密调整光学成像子系统 IOO的位置。结构光照明组件108可以是环形结构光照明装置，也可是同轴结构光照明装置，还可以是环行结构光与同轴光的组合装置，其具体实施方式将 结合图3 —图8进行描述。封装子系统200包括上电极202、下电极204、加压组件206、水平平移 台208和封装电源210。上电极202包括夹具212，并设有导光孔216，该导 光孔216的形状可为圆柱型、圆锥型、抛物面型、双曲面型或椭球面型，其内 壁镀有高反射膜。下电极204包括基座214,并固定于水平平移台208之上， 可随水平平移台208在水平方向上轴平移。光学成像子系统100位于封装子系统200上方，其显微镜组件106下端的 显微透镜组110正对封装子系统200的导光孔216。上电极202和下电极204 分别与封装电源210的两极相连。本技术介绍的部件封装系统用于将封装壳体300封装在固定有部件 302的底座304上。封装壳体300顶部嵌有透镜306，透镜306可以是单个凸 透镜、单个凹透镜或者透镜组，底座304下端设有若干引脚308。在封装过程中，封装壳体300夹持在封装子系统200的夹具212中，透镜306处于封装子 系统200的导光孔216的正下方，底座304通过其引脚308固定在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种部件封装系统，用于将顶部设有顶部透镜（３０６）的封装壳体（３００）封装在固定有部件（３０２）的底座（３０４）上，所述系统包括封装子系统（２００），所述封装子系统（２００）包括用于承载所述底座（３０４）的水平平移台（２０８），和用于夹持所述封装壳体（３００）的夹具（２１２），其特征在于，所述系统还包括设置在所述封装子系统（２００）上方、通过所发光束对所述顶部透镜（３０６）所在位置和所述部件（３０２）所在位置成像的光学成像子系统（１００）。

【技术特征摘要】
1、一种部件封装系统，用于将顶部设有顶部透镜(306)的封装壳体(300)封装在固定有部件(302)的底座(304)上，所述系统包括封装子系统(200)，所述封装子系统(200)包括用于承载所述底座(304)的水平平移台(208)，和用于夹持所述封装壳体(300)的夹具(212)，其特征在于，所述系统还包括设置在所述封装子系统(200)上方、通过所发光束对所述顶部透镜(306)所在位置和所述部件(302)所在位置成像的光学成像子系统(100)。2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学成像子系统(100) 包括成像传感器组件(104)、显微镜组件(106)和结构光照明组件(108); 所述显微镜组件(106)下端设有显微透镜组(110)，上端与所述成像传感器 组件(104)紧密相连，其内包括精密调节装置，用于在三维方向上调整所述 显微镜组件(106)的位置。3、 根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述结构光照明组件(108) 套接于所述显微镜组件(106)下端，其内部包括环绕设置的多颗发光二极管、环形光纤或环形灯管。4、 根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述结构光照明组件 (108)包括设置在所述显微镜组件(106)内部的直角棱镜、透光孔和设置在所述显微镜组件(106)外部的外部光源。5、 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述结构光照明组件(108) 发出...

【专利技术属性】
技术研发人员：柏劲松，
申请(专利权)人：深圳市萌亚光机电技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]