VCSEL激光器封帽机的开发及其封装工艺研究

摘要

垂直腔面发射激光器（VCSEL）由于高密度、高传输率平行光传输、可批量生产，成本低的优点，使其在光互连、并行光信息处理等领域和波分复用（WDM）光纤通信等领域得到了广泛的应用。封帽是VCSEL激光器生产中非常重要的一个环节，对产品的气密性和机械性能有很大的影响，进而影响产品的质量和可靠性。目前国内的封帽机，体积外形巨大，而且控制系统比较落后。因此开发一款数字控制，小型化的封帽机具有很大的实际意义。
　　 本课题的主要工作就是开发出可适用于1mm-10mm的能满足垂直腔面发射激光器的 TO（Transistor Outline）封装要求的小型封帽机。此封帽机以51 单片机为核心，基于电容储能焊的原理，再配上相应的电路以及机械控制部分，抽真空部分和氮气保护舱，构成一套完整的封帽系统。能够在满足小型化，数字化的基础上满足实际生产的需要，并且在此基础上，拥有安全保护系统和较高的生产效率。
　　 封帽机的设计与研究过程涉及材料、机械、电子、计算机、控制以及工艺研究等方面。整个封帽机分为外形和结构设计、硬件电路设计、系统软件设计等几个部分，其中又细分为焊机结构设计、机械运动设计、氮气舱外形设计以及电路部分设计、软件系统设计和气路系统设计等小模块。各个系统设计完整，能够协同工作。
　　 实现了控制系统的全数字化，而且具有操作简单，充放电稳定等优点。此外还针对封帽机的工艺参数选择问题，有针对性的做了VCSEL 激光器封帽的工艺试验，定性的对不同参数下的封帽质量进行了分析，并且找出了最优化参数，可供实际生产人员参考和评价。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪 论

2 总体结构及运动部分设计

3 系统的硬件电路设计

4 系统的软件设计

5 工艺参数优化实验

6 工作总结与建议改进

致 谢

参考文献

附录