單模類光模塊,LC跳線頭和OSA之間通過Receptacle進(jìn)行機(jī)械連接。Receptacle可以分為Z環(huán)和光纖適配器兩個部件。
Receptacle和Box或者TO Can之間是通過激光調(diào)整焊接起來的。
光纖適配器內(nèi)有陶瓷插芯,在焊接前需要將光耦合到纖芯中,“調(diào)整”的意思就在于此了。激光調(diào)整焊接的英文名叫l(wèi)aser welding。
發(fā)展到了現(xiàn)在,激光調(diào)整焊接已經(jīng)有了相當(dāng)完備的自動化,基本上可以說除了需要在開始結(jié)束時把材料裝填、卸下,其他的方面都可以被機(jī)械設(shè)備包圓。
從外觀上可以把設(shè)備分為兩部分,左邊小箱子是YAG固體激光器,中間的大箱核心為三槍焊接頭,拆開來是攝像頭、透鏡、調(diào)整臺、伺服電機(jī)、Receptacle吸嘴夾頭。
YAG激光從三個焊接槍里經(jīng)過透鏡同時聚焦到Receptacle的Z環(huán)上,三個焊接槍呈120°的角對稱分布。
經(jīng)過人工上料,器件上電后流程算是正式開始,我們把目光聚集在器件上,一般這個時候氮氣噴嘴就在器件附近,因為需要光亮的焊點,所以需要保障激光的持續(xù)高溫,不會氧化發(fā)黑。
當(dāng)然有些廠家為了節(jié)約成本也不在流程中使用氮氣,在某種意義上說是可行的,因為這不影響焊接的可靠性。
接著就使用設(shè)備夾持Receptacle在XY自由度上尋找焊點最佳位置,而Z環(huán)則緊貼器件外殼,三槍各打一個焊點,然后旋轉(zhuǎn),再打,重復(fù)流程,一圈會是9個焊點。
這些焊點一部分在Z環(huán)上,一部分在殼體上,這樣Z環(huán)和殼體就算固定在了一起。
下一步,使用設(shè)備夾持光纖適配器,在Z自由度上尋找焊點最佳位置,三槍各打一個焊點,電機(jī)帶動器件沿著Z軸前后移動位置,再打,重復(fù)流程,也是一圈9點。
焊點從Z環(huán)表面穿透進(jìn)入光纖適配器金屬部分,因此叫穿透焊,流程結(jié)束,三個自由度通過三槍進(jìn)行的焊接,被固定下來。
如何評價激光調(diào)整焊接的可靠性?
常見的測試點是從外觀,破壞性測試,拔脫力出發(fā)。
外觀這個點上,我們可以測量焊點的相關(guān)參數(shù),例如:焊點直徑0.4-0.7mm,焊點熔深0.25-0.5mm。
破壞性測試上,常見的測試是剪切力,行業(yè)內(nèi)通常的要求是大于30Kg。
拔脫力這點上,行業(yè)內(nèi)要求大于50Kg。
激光焊接完成后,產(chǎn)品會做一次溫度循環(huán),目的是釋放焊接應(yīng)力。有些廠家還會對比文循前后的光功率變化量,篩選掉變化量較大的產(chǎn)品,這點很重要。
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