用于多路单模COB模块的透镜耦合设备制造技术

本发明专利技术提供了一种用于多路单模COB模块透镜耦合设备，包括透镜上料组件、透镜夹具组件、PCB夹持组件、点胶模块、固化模块和视觉检测模块；透镜上料组件内预装有多个透镜，依次将透镜上料，透镜夹具组件将透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至PCB上对应的封装位置，与PCB上的发光元件和接收元件耦合，PCB被PCB夹持组件夹持固定，点胶模块对耦合后的透镜点胶，固化模块将点胶后的透镜固化，视觉检测模块用于视觉检测透镜上料和耦合过程。本发明专利技术的透镜采用自动上料的方式，被透镜夹取组件依次装夹至PCB板面上，逐个进行自动耦合、点胶和固化，结构设计合理，衔接配合紧凑，有效地提升了透镜耦合的效率、精度和封装质量。

Lens coupling equipment for multi channel single mode cob module

【技术实现步骤摘要】
用于多路单模COB模块的透镜耦合设备
本专利技术涉及COB
，特别涉及一种用于多路单模COB模块的透镜耦合设备。
技术介绍
COB(Chip-on-Board)，又称为芯片直接贴装技术，是指将裸芯片等直接粘贴在印刷电路板PCB上，然后进行引线键合，再用有机胶将芯片和引线封装保护的工艺。相比于传统工艺，COB具有如下优势：消除了对引线键合连接的要求，增加了连接密度，产品性能更加稳定可靠；消除了芯片与应用电路板之间的链接管脚，提高了产品的集成度；可以在PCB双面进行绑定贴装，相应减小了应用模块的体积，扩大了COB模块的应用空间；更强的易用性、更简化的产品工艺流程以及更低的成本。一种包含透镜的多路单模COB模块，在PCB板上设置数个微型透镜的封装位置，将透镜依次上料后，通过COB模块的功率耦合与均衡确认透镜的位置和耦合精度，之后再进行点胶固化，完成透镜的耦合封装过程。因此，透镜耦合的精度和点胶固化的质量显著地影响COB模块的封装质量。同时，PCB板上透镜的封装位置较多，且透镜为尺寸较小的微型透镜，使得透镜的储料、上料以及耦合过程更加精密复杂化，而采用常规的设备难以满足上述COB模块的封装工艺要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种用于多路单模COB模块的透镜耦合封装工艺的设备，适用于微型化、精密化的透镜耦合封装作业，耦合精度和封装质量相对于现有技术有明显提高。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，所述设备包括透镜上料组件、透镜夹具组件、PCB夹持组件、点胶模块、固化模块和视觉检测模块；所述透镜上料组件内预装有多个透镜，依次将所述透镜上料，所述透镜夹具组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至PCB上对应的封装位置，与所述PCB上的发光元件和接收元件耦合，所述PCB被所述PCB夹持组件夹持固定，所述点胶模块对耦合后的所述透镜点胶，所述固化模块将点胶后的所述透镜固化，所述视觉检测模块用于视觉检测所述透镜上料和耦合过程。进一步地，所述透镜上料组件主要由装料盒和拨料结构组成，所述装料盒的一侧成型有装载透镜的装料槽，所述透镜并排放置于所述装料槽内，并被所述装料盒上设置的限位结构限制在所述装料槽中而防止从所述装料槽的侧面跑出，所述拨料结构包括拨料块和驱动所述拨料块移动的拨料块驱动部，所述拨料块插入所述装料槽中，将所述透镜依次从所述装料盒的顶端拨出，所述装料槽的底部还成型有一内槽，当所述透镜放置在所述装料槽中时，所述镜面部分悬空于所述内槽中。进一步地，所述限位结构包括设置在所述装料槽的槽口两侧的两块限位板，两块所述限位板之间的距离小于所述装料槽以及所述方形部分的宽度，所述限位板的上表面设置为高度沿所述装料槽方向逐渐降低的斜面；所述拨料块设置为扁平状，宽度小于所述装料槽的宽度，所述拨料块的第一端伸入所述装料槽中，第二端通过一连接板与所述拨料块驱动部连接，所述拨料块驱动部驱动所述拨料块的第一端沿所述装料槽移动；所述拨料块驱动部包括螺母丝杠副，所述丝杠转动设置在一导向槽内，与设置在所述导向槽一端的拨料电机连接，所述导向槽上滑动设置有一导向块，所述导向块与套设在所述丝杠上的所述螺母固定连接，所述连接板固定安装在所述导向块上。进一步地，所述透镜夹具组件包括设置在支架上的多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具，所述多维运动平台具有五维的运动自由度，包括设置在所述支架上的X轴运动平台、设置在所述X轴运动平台上的Y轴运动平台、设置在所述Y轴运动平台上的Z轴运动平台、设置在所述Z轴运动平台上的绕Z轴旋转平台、以及设置在所述绕Z轴旋转平台上的绕Y轴旋转平台，所述透镜夹具通过一连接臂与所述绕Y轴旋转平台连接，所述连接臂上设置有一压力传感器。进一步地，所述透镜夹具包括一伺服电机，所述伺服电机的第一端设置有相互平行的两条导轨槽，每条所述导轨槽内均设置有一滑块，所述滑块上固定设置一控制块，每块所述控制块的外侧固定设置一透镜夹爪，所述伺服电机的转轴上套设有一凸轮，所述凸轮的两侧分别与两块所述控制块的内侧相接触，所述凸轮位于每块所述控制块的外侧和内侧之间，旋转时驱动两个所述控制块相向运动，形成两个所述透镜夹爪的夹紧动作；所述透镜夹爪的底端设置为长条形，与所述透镜的方形部分相对应，所述透镜夹爪的下表面成型有内凹的圆弧面，当夹取所述透镜时，所述圆弧面不会触碰所述透镜的镜面部分。进一步地，所述PCB板面上设置多个所述发光元件、所述接收元件和所述透镜，所述发光元件、所述接收元件和所述透镜分别并排设置，同一路的所述发光元件、所述接收元件和所述透镜均共线，且所述透镜位于所述发光元件与所述接收元件之间。进一步地，所述PCB夹持组件包括PCB夹具、依次设置在所述PCB夹具底端的绕Y轴手动调整台和绕X轴手动调整台、以及设置在所述绕X轴手动调整台底端的前后自动调整台，使得所述PCB夹具具有绕Y轴、绕X轴的旋转自由度、以及前后调整的平移自由度；所述PCB夹具包括固定台，设置在所述固定台上的卡槽，所述PCB放置在所述卡槽上，所述卡槽的两侧设置有多个卡扣，所述卡扣通过拧转旋钮后相互靠拢将所述PCB夹紧定位。进一步地，所述点胶模块主要由活动设置在所述支架上的点胶台和转动设置在所述点胶台上的点胶头组成，所述点胶头可通过旋转自动调整点胶位置。进一步地，所述固化模块包括沿X轴方向设置的固化导轨、滑动设置在所述固化导轨上的固化平台、固定安装在所述固化平台上的灯支架和转动设置在所述灯支架端部的UV固化灯，所述UV固化灯可通过旋转自动调整固化位置。进一步地，所述视觉检测模块包括沿X轴方向设置的透镜右视相机、沿Y轴方向设置的透镜后视相机、沿Z轴方向设置的PCB俯视相机和沿Y轴方向设置的PCB后视相机，所述透镜右视相机和所述透镜后视相机对准所述透镜上料组件的上料位置，所述PCB俯视相机和所述PCB后视相机对准所述PCB位置。本专利技术的上述方案有如下的有益效果：本专利技术的透镜耦合设备，透镜采用自动上料的方式，被透镜夹取组件依次装夹至PCB板面上，逐个进行自动耦合、点胶和固化，完成PCB的透镜耦合封装工艺，各组件设计合理，衔接配合紧凑，有效地提升了透镜耦合的效率、精度和封装质量；本专利技术的透镜送料组件将微型透镜码垛装载在装料槽中，通过拨料结构将透镜逐个从装料槽的顶端拨出，被透镜夹具组件夹取、移动至对应的耦合位置进行耦合，适用于微型透镜的上料操作，有效地提高了上料效率，同时装料槽中设置的内槽、透镜夹爪上设置的内圆弧面等均能防止透镜的的镜面部分在上料过程中发生摩擦、碰撞等现象导致破坏；本专利技术的透镜夹具通过伺服电机和凸轮结构，驱动透镜夹爪的夹取与松开动作，控制简单，透镜夹爪的开闭平滑无冲击，张开大小可调，即夹持力大小可调；另外透镜夹具的连接臂上还设置有压力传感器，通过压力传感器检测透镜和PCB板的接触情况，防止发生碰撞；本专利技术的视觉定位模块能图像化地检测透镜上料、夹取和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，其特征在于，所述设备包括透镜上料组件、透镜夹具组件、PCB夹持组件、点胶模块、固化模块和视觉检测模块；所述透镜上料组件内预装有多个透镜，依次将所述透镜上料，所述透镜夹具组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至PCB上对应的封装位置，与所述PCB上的发光元件和接收元件耦合，所述PCB被所述PCB夹持组件夹持固定，所述点胶模块对耦合后的所述透镜点胶，所述固化模块将点胶后的所述透镜固化，所述视觉检测模块用于视觉检测所述透镜上料和耦合过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，所述透镜由方形部分和从所述方形部分沿厚度方向朝两侧外凸的镜面部分组成，其特征在于，所述设备包括透镜上料组件、透镜夹具组件、PCB夹持组件、点胶模块、固化模块和视觉检测模块；所述透镜上料组件内预装有多个透镜，依次将所述透镜上料，所述透镜夹具组件将所述透镜上料组件上料的透镜夹取并移动至PCB上对应的封装位置，与所述PCB上的发光元件和接收元件耦合，所述PCB被所述PCB夹持组件夹持固定，所述点胶模块对耦合后的所述透镜点胶，所述固化模块将点胶后的所述透镜固化，所述视觉检测模块用于视觉检测所述透镜上料和耦合过程。


2.根据权利要求1所述的用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜上料组件主要由装料盒和拨料结构组成，所述装料盒的一侧成型有装载透镜的装料槽，所述透镜并排放置于所述装料槽内，并被所述装料盒上设置的限位结构限制在所述装料槽中而防止从所述装料槽的侧面跑出，所述拨料结构包括拨料块和驱动所述拨料块移动的拨料块驱动部，所述拨料块插入所述装料槽中，将所述透镜依次从所述装料盒的顶端拨出，所述装料槽的底部还成型有一内槽，当所述透镜放置在所述装料槽中时，所述镜面部分悬空于所述内槽中。


3.根据权利要求2所述的用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，其特征在于，所述限位结构包括设置在所述装料槽的槽口两侧的两块限位板，两块所述限位板之间的距离小于所述装料槽以及所述方形部分的宽度，所述限位板的上表面设置为高度沿所述装料槽方向逐渐降低的斜面；所述拨料块设置为扁平状，宽度小于所述装料槽的宽度，所述拨料块的第一端伸入所述装料槽中，第二端通过一连接板与所述拨料块驱动部连接，所述拨料块驱动部驱动所述拨料块的第一端沿所述装料槽移动；所述拨料块驱动部包括螺母丝杠副，所述丝杠转动设置在一导向槽内，与设置在所述导向槽一端的拨料电机连接，所述导向槽上滑动设置有一导向块，所述导向块与套设在所述丝杠上的所述螺母固定连接，所述连接板固定安装在所述导向块上。


4.根据权利要求1所述的用于多路单模COB模块的透镜耦合设备，其特征在于，所述透镜夹具组件包括设置在支架上的多维运动平台和设置在所述多维运动平台上的透镜夹具，所述多维运动平台具有五维的运动自由度，包括设置在所述支架上的X轴运动平台、设置在所述X轴运动平台上的Y轴运动平台、设置在所述Y轴运动平台上的Z轴运动平台、设置在所述Z轴运动平台上的绕Z轴旋转平台、以及设置在所述绕Z轴旋转平台上的绕Y轴旋转平台，所述透镜夹具通过一连接臂与所述绕Y轴旋转平台连接，所述连接臂上设置有一压力传感器。


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【专利技术属性】
技术研发人员：段吉安，唐佳，卢胜强，徐聪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43