一种光器件耦合方法与流程-j9九游会真人

文档序号:35755827发布日期:2023-10-16 21:00阅读:10来源:国知局


1.本发明属于芯片贴装技术领域,具体涉及一种光器件耦合方法。


背景技术:

2.cob封装是一种将芯片直接贴装在基板上的封装技术,其与传统的芯片封装方法不同,cob封装过程中没有使用外壳或者引脚,而是将芯片的金线焊接在基板上的金属化垫片上。cob封装具备芯片尺寸小、成本低、可靠性高和散热效果好等特点,同时能提供更高的贴装密度。
3.在cob贴装过程中,对芯片的贴装精度有了更高的要求,在光器件的耦合过程中,通常会存在两个较大面积的平面结构进行粘接,如阵列波导光栅与光电二极管进行耦合时,需要将阵列波导光栅的下表面与pcb板的上表面进行粘接,因此要将两个粘接面进行调平。在阵列波导光栅与pcb板进行粘接时,由于pcb上贴装有其他元器件,无法确认阵列波导光栅与pcb板粘接面的位置关系,常规的相机拍摄方式很难监测到两粘接面的粘接情况,导致阵列波导光栅与pcb板粘接出现位置和角度偏差,造成cob封装成品质量低下,影响通信质量。


技术实现要素:

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种,本发明提供了一种光器件耦合方法,用以解决现有阵列波导光栅与pcb粘接存在位置和角度偏差造成cob封装成品质量低下,影响通信质量的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供一种光器件耦合方法,其包括如下步骤:
6.s1、获取贴装件在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓;以第三方向为轴旋转贴装件,使得贴装件的投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面上各光电组件中心连线平行;
7.s2、以第一方向为轴旋转贴装件,使得贴装件在第二方向上与贴装面平行;
8.s3、沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接。
9.作为本发明的进一步改进,还包括,
10.s4、响应于贴装件的第二侧边与贴装面未贴合,以第二方向为轴使贴装件旋转第一角度;
11.s5:重复步骤s3、s4,直到贴装件的第二侧边与贴装面贴合。
12.作为本发明的进一步改进,所述s4具体包括:
13.识别贴装件的第二侧边与贴装面的距离h;
14.若h大于第一阈值,以第二方向为轴使贴装件旋转第一角度;
15.若h不大于第一阈值,以第二方向为轴使贴装件旋转第二角度,其中所述第一角度大于所述第二角度。
16.作为本发明的进一步改进,所述s4中,依据视觉识别贴装件的第二侧边与贴装面
是否贴合,和/或识别贴装件的第二侧边与贴装面的距离。
17.作为本发明的进一步改进,若所述h小于第二阈值和/或所述贴装件与贴装面的夹角小于第四阈值,则判定贴装件与贴装面贴合。
18.本发明还提供另一种光器件耦合方法,其包括如下步骤:
19.s1、获取贴装件在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓;以第三方向为轴旋转贴装件,使得贴装件的投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面上各光电组件中心连线平行;
20.s2、以第一方向为轴旋转贴装件,使得贴装件在第二方向上与贴装面平行;
21.s3、沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接;
22.s4、获取贴装件与贴装面的夹角为第三角度,以第二方向为轴沿b方向使贴装件旋转第三角度;
23.s5、沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接。
24.作为本发明的进一步改进,所述s4之前还包括:
25.s301、识别贴装件的第二侧边到贴装面的距离h;
26.s302、若贴装件的第二侧边到贴装面的距离h为0,沿第三方向的反向移动贴装件,以第二方向为轴沿a方向使贴装件旋转第四角度;
27.s303、沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接。
28.作为本发明的进一步改进,还包括s304:重复s301~s303,直到s301中检测出贴装件的第二侧边到贴装面的距离大于0。
29.作为本发明的进一步改进,所述第四角度小于第五阈值。
30.作为本发明的进一步改进,所述贴装件与贴装面的距离是否未0通过压力传感器或视觉识别机构识别;和/或所述贴装件的第二侧边到贴装面的距离通过视觉识别机构进行识别。
31.作为本发明的进一步改进,所述s4之前还包括,
32.沿第三方向的反向移动贴装件,以第二方向为轴沿a方向使贴装件旋转第五角度;
33.沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接。
34.本发明还提供另一种光器件耦合方法,其包括如下步骤:
35.s1、获取贴装件在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓;以第三方向为轴旋转贴装件,使得贴装件的投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面上各光电组件中心连线平行;
36.s2、以第一方向为轴旋转贴装件,使得贴装件在第二方向上与贴装面平行;
37.s3、沿第三方向移动贴装件,使得贴装件与贴装面相接;
38.s4、以第三方向为轴旋转贴装件,完成贴装件与贴装面的贴合。
39.作为本发明的进一步改进,所述贴装件为阵列波导光栅,所述贴装面为pcb板,所述光电组件为光电二极管,所述光电组件的中心为光电二极管的光敏面圆心。
40.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
41.总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有的有益效果包括:
42.(1)本发明的光器件耦合方法,其通过获取贴装件贴装面上形成的投影,并通过带
动贴装件以第三方向为轴心旋转贴装件,使得该投影在第一方向上的外轮廓与贴装面上各光电组件中心连线平行或重合;然后通过带动贴装件以第一方向为轴心旋转,使得贴装件在第二方向上与贴装面平行;最后通过将贴装件沿第三方向移动,通过获取贴装件与贴装面之间的角度差,以对贴装件进行调整,最后将贴装件与贴装面对应贴装即可。该光器件耦合方法通过在三个方向上分别进行调整,避免了常规识别方式无法获取贴装件与贴装面对正情况的问题,大大提高了贴装精度。
43.(2)本发明的光器件耦合方法,其通过获取贴装件沿第一方向靠近视觉检测装置的侧边在第三方向上的到贴装面距离h,贴装件沿第一方向的侧边长度l为已知数值,即可获得贴装件与贴装面之间的夹角,并以此调整贴装件与贴装面之间的角度。由于该耦合方法可直接通过在侧面获取贴装件沿第一方向的靠近视觉检测装置的侧边在第三方向上到贴装面的距离h,能够避免贴装面表面上元器件的干扰,并能解决贴装件与贴装面贴合面难以拍摄的问题,能够精确计算贴装件与贴装面之间的偏差,以便于贴装件的调整对正。
44.(3)本发明的光器件耦合方法,其通过采用逐步迭代方式调整贴装件与贴装面之间的角度,避免贴装件与贴装面的夹角θ调整过度后,导致视觉检测装置无法识别到贴装件调整到位还是调整过度的问题,降低了贴装件的调整误差,提高贴装件的调整精度。
附图说明
45.图1是本发明实施例中光器件耦合方法的调整装置结构示意图;
46.图2是本发明实施例中光电组件贴装在贴装面的结构示意图;
47.图3是本发明实施例中六轴调节架调整贴装件的整体结构示意图;
48.图4是本发明实施例中贴装件与贴装面贴装的结构示意图。
49.在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:
50.1、贴装件;2、贴装面;3、六轴调节架;4、第一识别组件;5、第二识别组件;6、光电组件;7、第一侧边;8、第二侧边。
具体实施方式
51.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
52.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
53.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
54.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.请参阅图1~4,本发明优选实施例中的光器件耦合方法主要用于将贴装件1贴装在贴装面2上,该贴装件1主要通过六轴调节架3调整贴装件1的位置和角度,该贴装件1的位置与角度主要通过第一识别组件4和第二识别组件5进行获取。其中,第一识别组件4与第二识别组件5分别是例如视觉检测装置。
57.其中第一识别组件4设置在相对于贴装件1背离贴装面2的一侧,也即第一识别组件4、贴装件1和贴装面2沿竖向依次设置,第一识别组件4用于从竖向上(第三方向)拍摄获取贴装件1的轮廓,可以获取贴装件1在第一方向、第二方向上与贴装面2的投影情况。
58.第二识别组件5设置在相对于贴装件1朝向第一方向的一侧,第二识别组件5可从贴装件1与贴装面2的侧面获得贴装件1与第一方向及第二方向组成的平面的倾角(或者贴装件1临近第二识别组件5的边缘与贴装面的夹角),通过以第一方向为轴心旋转对应角度,使得贴装件1与贴装面2沿在第二方向与第三方向组成的平面上的投影平行(或者使得贴装件1临近第二识别组件5的边缘与贴装面平行),由于贴装面2在沿第一方向背离第二识别组件5的一侧设置有电子元器件,使得无法通过设置第二识别组件5获取贴装件1的远离第二识别组件5的第一侧边7与贴装面2的贴合情况。因此本技术只能通过在相对于贴装件1朝向第一方向的一侧设置第二识别组件5,并通过贴装件1与贴装面2之间夹角来对贴装件1进行调整,来实现贴装件1与贴装面2的贴合。
59.同时,由于贴装面2在第二方向上贴装其他元器件,且贴装于贴装面2上的光电组件6沿第一方向间隔设置,直接从第二方向无法获取贴装件1与贴装面2之间的角度(被光电组件6阻挡)。因此需要第二识别组件5获得贴装件1沿第二方向的两侧边(第一侧边7与第二侧边8)在第三方向上的相对贴装面2距离的差,进而获得贴装件1与贴装面2之间的夹角,通过以第二方向为轴心旋转对应角度,即可实现贴装件1沿第一方向与贴装面2齐平设置。通过贴装件1沿三个方向的角度调整,将贴装件1贴附在贴装面2上,即可实现贴装件1在贴装面2上的准确贴装。
60.进一步地,上述六轴调节架3上还设有压力传感器,使得贴装件1与贴装面2相触时,该压力传感器可以感知到压力,进而停止六轴调节架3的移动,避免贴装件1与贴装面2硬接触,导致贴装件1和/或贴装面2损坏。
61.进一步地,上述贴装面2为pcb板,同时光电组件6为光电二极管,该光电组件6的中心为光电二极管的光敏面圆心。该光电组件6为多个,通常情况下光电二极管数量为4个,并且四个光电二极管沿第一方向间隔布置。
62.进一步地,上述贴装件1为光纤阵列组件,该光纤阵列组件朝向pcb板的一侧沿第二方向形成第一贴装面和第二贴装面,第一贴装面与pcb板表面贴合,第二贴装面与pcb板之间留有间隙,间隙处的pcb板上贴设有光电组件6,光电组件6与贴装件耦合。优选地,本技术中的第一贴装面为矩形,第二贴装面与第一贴装面平行。
63.进一步地,本技术中的第一方向为贴装件1朝向第二识别组件5的方向,本技术中的第二方向为贴装件1朝向光电组件6的方向,本技术中的第三方向为第一识别组件4朝向贴装面2的方向。优选地,本技术中的第一方向、第二方向、第三方向两两互相垂直。优选地,本技术中三个方向的坐标轴原点为六轴调节架3与贴装件1相接处。
64.实施例1:
65.本技术中的光器件耦合方法具体包括如下步骤:
66.s1、获取贴装件1在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓;以第三方向为轴旋转贴装件1,使得贴装件1的投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面2上各光电组件6中心连线平行;
67.s2、以第一方向为轴旋转贴装件1,使得贴装件1在第二方向上与贴装面2平行;
68.s3、沿第三方向移动贴装件1,使得贴装件1与贴装面2相接;
69.进一步优选的,在本技术步骤s1之前还包括初始化调节:采用夹持结构将贴装件1夹持,将贴装件1移动至贴装面2的上方,使得贴装件1的投影落在贴装面2上。
70.优选地,本技术中步骤s1具体包括:
71.获取贴装件1在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓,以第三方向为轴心旋转贴装件1,使得投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面2上各光电组件6中心连线平行;
72.获取贴装件1在第二方向与第三方向所在平面上的投影,以第一方向为轴心旋转贴装件1,使得贴装件1在第二方向上与贴装面2平行。
73.值得注意的是,本技术中的贴装件1为与阵列波导光栅相同或相当的具有规整形状的片状结构,如光纤阵列组件,其沿第二方向上的外轮廓呈线性布置,沿第一方向的外轮廓可与贴装面2上各光电组件6的中线连线直接重合。本技术中的贴装件1在第二方向上与贴装面2平行指代贴装件1的第一侧边7和第二侧边8与第二方向相平行。
74.可选地,在步骤s2中,通过第二识别组件5观察贴装件1,通过识别贴装件1的第二边缘8相对于贴装面是否平行,来识别贴装件1在第二方向上与贴装面2平行。
75.进一步地,作为本发明的优选实施例,本技术还包括,步骤s4、响应于贴装件1的第二侧边与贴装面2未贴合,以第二方向为轴使贴装件1旋转第一角度;s5:重复步骤s3、s4,直到贴装件1的第二侧边与贴装面2贴合。在贴装件1的第一侧边7或第二侧边8与贴装面2相接后,通过以第二方向为轴使贴装件1旋转第一角度后,贴装件1的第一侧边7和第二侧边8一端起翘,而另一端下落,使得贴装件1整体与贴装面2相对浮空。因此需要再次沿第三方向移动贴装件1,使得第一侧边7或第二侧边8与贴装面2相接,然后再次旋转贴装件1,通过不断迭代调整,最终完成贴装件1与贴装面2的贴合。
76.进一步地,作为本发明的可选实施例,本技术中第一侧边7与贴装面2是否相接通过第二识别组件5来进行识别,其包括:
77.沿第三方向移动贴装件1,识别第二侧边8与贴装面2沿第三方向的距离h。在贴装
件1沿第三方向移动过程中,当h不再变化时,第一侧边7与贴装面2相接。当第一侧边7与贴装面2接近时,第二识别组件5难以识别第一侧边7是否与贴装面2完全相接,因此可通过第二侧边8与贴装面2之间的距离h的变化来间接判断第一侧边7与贴装面2的相接情况,当h不再变化时,代表第一侧边7与贴装面2完全相接。
78.当然,本技术也可通过第二识别组件5直接识别获取贴装件1的第二侧边8与贴装面2是否贴合。
79.进一步地,上述步骤s4还包括,获取第二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离h;
80.若h大于第一阈值,以第二方向为轴使贴装件1旋转第一角度;
81.若h不大于第一阈值,以第二方向为轴使贴装件1旋转第二角度,其中第一角度大于所述第二角度。
82.具体地,本技术中的第一阈值可根据实际光器件耦合精度进行调整,第一阈值优选为50μm。在进行贴装件1与贴装面2之间夹角θ的迭代调整时,为了避免调整过度,将夹角的调整分为两个阶段,当贴装件1与贴装面2之间的夹角θ较大时,其对应第二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离h大于50μm,可以以稍大的第一角度进行旋转调整;当贴装件1与贴装面2之间的夹角θ较小时,其对应的第二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离h小于等于50μm,此时调整角度过大会导致第一侧边7起翘,因此需要以较小的第二角度进行旋转调整,以使得贴装件1与贴装面2的夹角逐渐接近设定的调整精度。依然可选地,随着迭代调整的进行,h的取值相对于50μm进一步减小,对应于h的更小的取值,可使用更小(小于第二角度)的旋转角度来进行旋转调整。
83.进一步地,作为本发明的可选实施例,当贴装件1的第二侧边8与贴装面2之间的距离h小于第二阈值和/或所述贴装件1与贴装面2的夹角小于第四阈值,则判定贴装件1与贴装面2贴合。此处第二阈值和第四阈值可根据实际贴装精度进行调整选择。
84.可选地,本技术中h不大于10μm或者θ小于等于0.1
°
时,贴装件1贴装到贴装面2上。在实际的调整过程中,贴装件1与贴装面2之间很难调整到完全齐平的状态,因此需要贴装件1与贴装面2之间的贴装存在一定误差,当第二侧边8与贴装面2之间的距离h不大于10μm或者通过计算得到的θ不大于0.1
°
时,默认贴装件1与贴装面2满足贴装精度要求。优选地,当h不大于8μm时,贴装件1与贴装面2的贴装精度更高。
85.进一步地,作为本发明的可选实施例,当本技术中的光电组件6为光电二极管时,设定沿第一方向并排设置的各光电组件6最外端的两光电组件6的光敏面圆心之间的距离为a,设定光电组件6的光敏面的直径为d,当第i次迭代后二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离hi小于等于时,同样认为贴装件1与贴装面2满足贴装精度要求,可将贴装件1贴装到贴装面上。
86.进一步地,作为本发明的优选实施例,当本技术中的贴装件1为阵列波导光栅,光电组件6为光电二极管时,本技术还包括步骤s5:以第三方向为轴心旋转阵列波导光栅,使得各光电二极管的光均耦合到阵列波导光栅中。在完成阵列波导光栅与pcb板的贴装后,后期还需要将四路光电二极管与阵列波导光栅进行耦合,因此还需要适应调整阵列波导光栅在平面上的角度,使得各光电二极管与阵列波导光栅能够耦合。
87.实施例2:
88.本技术还公开另一种光器件耦合方法,其包括如下步骤:
89.s1、获取贴装件1在第一方向与第二方向所在平面上的投影,获取投影沿第一方向上的外轮廓;以第三方向为轴旋转贴装件1,使得贴装件1的投影沿第一方向上的外轮廓与贴装面上各光电组件6中心连线平行;
90.s2、以第一方向为轴旋转贴装件1,使得贴装件1在第二方向上与贴装面2平行;
91.s3、沿第三方向移动贴装件1,使得贴装件1与贴装面2相接;
92.s4、获取贴装件1与贴装面2的夹角为第三角度,以第二方向为轴沿b方向使贴装件1旋转第三角度;
93.s5、沿第三方向移动贴装件1,使得贴装件1与贴装面2相接。
94.在完成贴装件1与贴装面2的贴合时,也可通过获取贴装件1与贴装面2的夹角,一次完成贴装件1与贴装面2之间的角度调整。
95.进一步地,作为本发明的优选实施例,本技术实施例2的步骤s4中贴装件1与贴装面2的夹角获取方式为:
96.通过第二识别组件5观察贴装件1,获取贴装件1沿第一方向的第二侧边8,获取第二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离h,获取贴装件1沿第一方向的长度l,计算得到贴装件1与贴装面2的夹角θ,该计算方式为:
97.θ=arcsin(h/l)
ꢀꢀꢀꢀ
(公式1)
98.在通过上述步骤s2进行调整后,该贴装件1与贴装面2仅存在沿第二方向为轴心旋转的夹角,贴装件1与贴装面2的夹角即为贴装件1需要沿第二方向对应旋转的角度。由于贴装面2上存在较多元器件,需要通过第二识别组件5在侧面获取贴装件1的倾斜情况,以便于贴装件1沿第二方向旋转调整。在通过第二识别组件5获取贴装件1的第二侧边8与贴装面2在第三方向上的距离h后,由于贴装件1本身在第一方向上的长度已知,即可直接获得该贴装件1与贴装面2的夹角。
99.优选地,本技术中贴装件1以第二方向为轴心沿b方向旋转为:以第一侧边7为旋转轴,以带动第二侧边8靠近贴装面2的方向旋转;本技术中贴装件1以第二方向为轴心沿a方向旋转为:以第一侧边7为旋转轴,以带动第二侧边8远离贴装面2的方向旋转。
100.在实施例2的步骤s4中需要获取贴装件1与贴装面2的夹角。然而,在步骤s3沿第三方向移动贴装件1使得贴装件1与贴装面2相接后,存在三种可能情况:(1)贴装件1的第二侧边8先与贴装面接触;(2)贴装件1的第一侧边7先与贴装面接触;(3)贴装件1的第一侧边7与第二侧边8同时与贴装面接触。而在实施例2中,由于需要通过第二识别组件5观察贴装件1相对于贴装面的角度,因而只能观察到第二侧边8与贴装面的相对关系。具体地,第二识别组件5观察到的第二侧边8与贴装面的相对关系有2种,(a)第二侧边8与贴装面接触;(b)第二侧边8与贴装面未接触,这种的关系(a)对应上述情况(1)与(3),而关系(b)对应上述情况(2)。
101.在一种进一步的实施方式中,在步骤s4甚至步骤s3之前,在未知步骤s3沿第三方向移动贴装件1使得贴装件1与贴装面2相接后处于哪种情况时,提前以第二方向为轴沿a方向使贴装件1旋转一个较大角度,来确保第二侧边8到贴装面的距离大于第一侧边7到贴装面的距离,从而确保在步骤s3沿第三方向移动贴装件1使得贴装件1与贴装面2相接后处于情况(1)。进而再执行步骤s4。
102.在又一种进一步的实施方式中,在步骤s4之前,此时可无需确定贴装件与贴装面
的关系属于上述何种情况,而通过进一步的步骤来调整:
103.s301、识别贴装件1的第二侧边8到贴装面2的距离h;
104.s302、若贴装件1的第二侧边8到贴装面2的距离h为0(对应上述情况(2)),沿第三方向的反向移动贴装件1,以第二方向为轴沿a方向使贴装件1旋转第四角度;
105.s303、沿第三方向移动贴装件1,使得贴装件1与贴装面2相接。
106.在通过获取贴装件1与贴装面2的角度θ后一次调整完成对正的过程中,可能会因为调整精度问题,导致实际调整角度大于贴装件1与贴装面2的角度θ。而当第二侧边8与贴装面2接触时,第二识别组件5无法获取到第一侧边7的具体贴装情况,因此需要沿第三方向反向移动贴装件1,然后以第二方向为轴沿a方向使贴装件1旋转第四角度,使得第二侧边8与贴装面2之间的距离大等于第一侧边7与贴装面2之间的距离,确保步骤s4中第二识别组件5能获取第二侧边8相对于贴装面的距离h。
107.进一步优选地,本技术还包括s304:重复s301~s303,直到s301中检测出贴装件1的第二侧边8到贴装面2的距离大于0。为了避免贴装件1沿a方向旋转角度过大,导致贴装件1与贴装面2的贴装角度不满足贴装精度要求,本技术中的第四角度小于第五阈值,该第五阈值小于或等于贴装件1与贴装面2的贴装精度差。本技术中沿a方向使贴装件1旋转第四角度后,可能贴装件1的第一侧边7仍处于起翘状态,因此需要持续迭代调整,直到检测出贴装件1的第二侧8边到贴装面2的距离大于0。
108.可选地,本技术步骤s4之前还包括:
109.s401、沿第三方向的反向移动贴装件1,以第二方向为轴沿a方向使贴装件1旋转第五角度;
110.s402、沿第三方向移动贴装件1,使得贴装件1与贴装面2相接。
111.作为其中一种可选形式,当本技术中贴装件1的第二侧边8到贴装面2的距离为0时,也可以第二方向为轴沿a方向旋转第五角度,使得贴装件1与贴装面2之间的夹角小于贴装精度差,然后通过沿第三方向移动贴装件1,完成贴装件1与贴装面2的贴合。其中第五角度远大于第四角度,从而通过以第二方向为轴沿a方向的较大角度旋转来一次性地确保贴装件的第二侧边8到贴装面的距离h大于第一侧边7到贴装面的距离。可选地,步骤s401与s402发生在步骤3之后步骤s4之前,以及在步骤s401中还检查贴装件1的第二侧边8到贴装面2的距离h是否为0,在h=0时执行步骤s401的其他操作。依然可选地,步骤s401与s402发生在步骤s3之前,来确保步骤s3执行后,贴装件1的第二侧边8(而不是第一侧边7)与贴装面接触。
112.实施例3:
113.作为举例,图1中,第一识别组件4和第二识别组件5分别为相机,角度θx、θy、θz分别为以第一方向、第二方向、第三方向为轴心的贴装件1的旋转角度。贴装件1大体为矩形平面,贴装件2大体为矩形平面。
114.如图1所示,通过第一识别组件4观测贴装件1,同时对角度θz进行初步调节,使第一识别组件4观测到的贴装件1的边缘所在直线与贴装面2各光电组件6中心的连线所在直线平行。调整后的角度只是耦合初始角度,后续实际耦合时,还需进一步调整。可以理解地,第一识别组件4观测到的贴装件1的边缘所在直线,是贴装件1在第一方向与第二方向所在平面的投影。特别地,第一识别组件4观测到的贴装件1的边缘,是贴装件1沿第二方向延伸
的边缘,或者延伸方向与多个光电组件6排列方向大体一致的边缘。
115.通过第二识别组件5可观察到贴装件1底面边缘和贴装面2边缘的锐角夹角θx,旋转六轴调节架3使锐角夹角θx为0,即第二识别组件5中能观察到的贴装件1底面边缘与贴装面2边缘平行。此处观察到的贴装件1底面边缘与贴装面2边缘沿第二方向延伸。可以理解地,贴装件1底面边缘是例如第二侧边8,如图4,而第一侧边7因被第二侧边8遮挡,而难以由第二识别组件5观察。
116.以第二方向的负方向为视图方向,该方向视图如图3所示。设定以第二方向为轴心进行顺时针旋转为方向1,沿方向1旋转六轴调节架3,使贴装件1处于初始位置,保证图3的视图中,靠近第二识别组件5的贴装件1的第二侧边8与贴装面2的垂直距离,大于远离第二识别组件5的贴装件1底部另一侧的第一侧边7与贴装面2的垂直距离,即贴装件1相对于贴装面2存在图3所示的锐角倾角θ。由于沿第二方向上未设置相机,只能大幅度绕第二方向的方向1旋转,使倾角θ足够大,通过人眼也可以观察到,从而得到贴装件1与贴装面2的初始相对位置。
117.通过第二识别组件5监控贴装件1与贴装面2的相对距离,沿第三方向移动贴装件1。通过第二识别组件5可观察到贴装件1与贴装面2的距离不断减小,当第二识别组件5观察到的贴装件1与贴装面2的距离(为h)不再减小时,说明贴装件1与贴装面2在远离第二识别组件5的一侧(第一侧边7)接触,如图4所示。
118.需要说明的是,在实际生产中,第二识别组件5的光源照射到远离第二识别组件5的第一侧边7时,无法形成明暗分明的轮廓,因此远离第二识别组件5的第一侧边7与贴装面2的相对距离难以被第二识别组件5清晰拍摄到,所以第二识别组件5仅能够拍摄到的贴装件1与贴装面2的距离,是靠近第二识别组件5的贴装件1底部一侧(第二侧边8)与贴装面2表面的垂直距离。
119.为方便说明本发明内容,图4中只保留贴装件1与贴装面2。在第一侧边7与贴装面2接触后,垂直向上移动贴装件1,以形成供贴装件1再次旋转的空间。以第二方向为旋转轴,沿与方向1相反的方向2(即逆时针方向)旋转,使贴装件1与贴装面2的锐角夹角θ(也参看图3的夹角θ)减小。从而使得贴装件1与贴装面2更接近平行。
120.再次通过第二识别组件5监控贴装件1与贴装面2的相对距离,通过六轴调节架3向下(沿第三方向)移动贴装件1,可从第二识别组件5观察到贴装件1与贴装面2的距离不断减小。当贴装件1与贴装面2的距离为h(也参看图4的h)不再减小时,说明贴装件1与贴装面2在远离第二识别组件5的一侧(第一侧边7)接触。
121.不断重复上述动作,包括沿第三方向向上抬起贴装件1,然后以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1,使贴装件1与贴装面2的锐角夹角θ减少,再沿第三方向向下移动贴装件1使之接触贴装面2,来使得贴装件1与贴装面2逐步接近平行。可以理解地,每次以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度为例如较小值,从而在保持第二侧边8相比第一侧边7更远离贴装面2的情况下,逐步减少夹角θ,直到贴装件与贴装面2大体平行。
122.可以理解的,在贴装件1沿第三方向向下移动过程中,第二识别组件5中观察到的靠近第二识别组件5一侧的第二侧边8到贴装面2的间距h不断减小。
123.可选地,在上述重复动作中,每次以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度可以是固定的值,也可以是随检测到的高度h而变化的值。在第一侧边7与贴装面接触时,
高度h若大于指定阈值,在以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度也相对较大;而高度h若不大于指定阈值,在以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度也相对较小。
124.需要注意的是,当h小到一定程度,例如50μm以内时,需不断减少以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度,使多次重复动作中h逐渐趋近于0,避免以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度旋转幅度过大,导致在贴装件1与贴装面2接触时,靠近第二识别组件5的贴装件1一侧(第二侧边8)与贴装面2的距离,小于远离第二识别组件5的贴装件1一侧(第一侧边7)与贴装面2的距离。
125.经过上述0次、1次或多次重复的过程,当贴装件1与贴装面2接触时,若在第二识别组件5中观察到贴装件1(第二侧边8)与贴装面2间距h为0,此时的贴装件1与贴装面2的锐角夹角θ为0
°
,即贴装件1在第二方向上完成调平。需要说明的是,实际生产时锐角夹角θ控制在0
°±
0.1
°
即可满足精度要求,在该角度范围内,θ底部两侧(第一侧边7与第二侧边8)与贴装面2的间距差值在8μm内。从而,在上述重复过程中,每次以第二方向为旋转轴沿方向2旋转贴装件1的角度可以小于0.1
°

126.在实施例3中,在多次重复过程中,逐步绕第二方向旋转贴装件1来实现贴装件1与贴装面2的调平。然而,其需要多次重复调整,导致调平的时间变长,生产效率有待提高。
127.实施例4:
128.如图1所示,通过第一识别组件4,使得贴装件1以第三方向为轴旋转,使贴装件1的边缘所在直线与贴装面2上表面各光电6中心的连线所在直线平行或重合。该步同实施例3的对应操作类似。
129.通过第二识别组件5观察贴装件1的第二侧边8与贴装面的夹角,同时通过六轴调节架3以第一方向为轴旋转贴装件1,使得贴装件1的第二侧边8与贴装面2的夹角为0。
130.通过第二识别组件5监控贴装件1与贴装面2相对距离(第二侧边8与贴装面2的距离h),通过六轴调节架3向下(沿第三方向)移动贴装件1。在六轴调节架3上设置压力传感器,当压力传感器识别出贴装件1与贴装面2接触时停止移动。
131.在贴装件1与贴装面2的初始相对关系未知的情况下,向下(沿第三方向)移动贴装件1,在贴装件1与贴装面2接触时有2种可能:第一侧边7与贴装面2接触,或者第二侧边8与贴装面2接触(也可能第一侧边7与第二侧边8同时与贴装面2接触,此时贴装件1与贴装面2的调平已实现)。
132.如图4所示,如果贴装件1向下移动并停止后,与贴装面2在远离相机1的一侧接触(即第一侧边7与贴装面2接触),通过第二识别组件5测量贴装件1与贴装面2在靠近第二识别组件5的一侧(第二侧边8)的间距为h,通过公式sinθ=h/l,其中l为贴装件1底板宽度(贴装件1沿第一方向的边缘宽度),计算得到θ=arcsin(h/l)。继而,通过六轴调节架3控制贴装件1以第二方向为轴在方向2旋转角度θ=arcsin(h/l),即完成贴装件1在第二方向上调平。
133.通常情况下,在实施例4中,通过一次性旋转角度θ,即实现了贴装件1与贴装面2的调平,极大缩短了光器件耦合时间。
134.如果向下(沿第三方向)移动贴装件1并且贴装件1与贴装面2接触时,第二识别组件5测量贴装件1与贴装面2在靠近第二识别组件5的一侧(第二侧边8到贴装面2)的间距为0,说明贴装件1与贴装面2在靠近相机1的一侧(第二侧边8)接触。此时,第一侧边7与贴装面
2可能未贴合。为此,通过六轴调节架3控制贴装件1(沿第三方向)上抬,来为贴装件1的旋转提供空间。通过六轴调节架3控制贴装件1以第二方向为轴在方向1旋转θ0,θ0为预设的一预定值。θ0可以是例如较小的角度值,例如小于0.1
°
。θ0也可以相对较大,以确保第二侧边8到贴装面2的距离大于第一侧边7到贴装面2的距离。可选地,θ0也可以取其他值。
135.接下来,再次沿第三方向向下移动贴装件1,当贴装件1与贴装面2接触时停止移动(通过例如压力传感器识别接触)。如果贴装件1与贴装面2在远离第二识别组件5的一侧(第一侧边7)接触,通过第二识别组件5测量耦合贴装件1与贴装面2在靠近相机1的一侧(第二侧边8)的间距为h2。通过六轴调节架3控制贴装件1在方向2旋转角度θ2=arcsin(h2/l),即完成贴装件1在绕第二方向为轴旋转角度的调平。
136.当贴装件1与贴装面2接触时(通过例如压力传感器识别接触),如果第二识别组件5测量贴装件1与贴装面2在靠近相机1的一侧的间距依然为0,通过六轴调节架3再次控制贴装件1沿第三方向上抬,继续以第二方向为轴在方向1使贴装件1旋转θ0。再下移贴装件1,测量贴装件1与贴装面2接触时的靠近第二识别组件5一侧(第二侧边8)的间距。不断重复上述步骤,直到贴装件1与贴装面2接触时,靠近第二识别组件5一侧(第二侧边8)的间距hn不为0,通过六轴调节架3控制贴装件1以第二方向为轴在方向2旋转角度θn=arcsin(hn/l),即完成贴装件1在绕第二方向为轴旋转角度的调平。
137.本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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