一種光模塊殼體的生產加工工藝的制作方法
【專利摘要】一種光模塊殼體的生產加工工藝，包括步驟：采用鋅合金將光模塊殼體壓鑄成型，表面鍍鎳，蓋板厚度0.4～0.55mm，底座厚度0.6～0.8mm；去除蓋板與底座表層氧化物及雜質；將底座放入夾具內，在底座與蓋板之間涂助焊劑，厚度0.02mm；將蓋板放底座上，不能錯位；用力壓下蓋板，使蓋板、助焊劑及底座三者緊密接觸；擦掉殘留助焊劑，保持清潔；確保縫焊電極表面清潔、干燥；在縫焊電極內孔壁上涂導電脂，厚度0.02mm，將縫焊電極安裝在平行縫焊機上，以能夠輕微旋轉為宜，保持整個縫焊電極干凈；在蓋板與底座接觸處中心位置縫焊一個點，將縫焊電極運動到最右或最左端開始縫焊；得到合格產品。本發明解決光模塊殼體生產成本高，封裝時氣密性、牢固性差及鍍層遭到破壞的問題。
【專利說明】
一種光模塊殼體的生產加工工藝
技術領域
:
[0001]本發明涉及光通信系統中的光模塊殼體，具體講是一種光模塊殼體的生產加工工
-H-
O
【背景技術】
:
[0002]光模塊殼體廣泛應用于現代光通信系統以及國內軍工、航天、航海等領域。
[0003]隨著信息技術的不斷發展，人們對通信技術的要求越來越高。光通信技術以其獨有的速度快、帶寬高、架設成本低等諸多優點，已逐步在各個領域取代傳統的電信號通訊，尤其在航天航空、互聯網應用以及軍用信息技術等領域，光通信正發揮著無可替代的作用。光模塊作為光通信系統的重要光源，發展其相適應的封裝技術是十分必要的，封裝成本占光模塊成本的50%?60%，降低光模塊成本，其實就是降低光模塊的封裝成本。
[0004]現有的光模塊殼體(由底座和蓋板組成)一般為不銹鋼或招合金材料，表面鍍鎳，厚度為0.6mm，這種厚度及材質的光模塊殼體只能采用機械加工，其加工費用非常昂貴，很難降低光模塊殼體的生產成本，而經機械加工后的光模塊殼體在后續封裝時，僅能采用以下兩種方式:1、采用膠粘方式;2、采用激光焊接。上述第一種封裝方式因膠的特性以及受時間限制，致使封裝后的光模塊殼體很難在特殊環境中使用，而且膠粘的殼體氣密性、牢固性比較差，很難滿足軍用環境要求;第二種封裝方式中，激光焊接時很容易破壞光模塊殼體表面的鍍層，在特殊壞境中，起不到保護作用，焊接時還容易產生材料飛濺，焊縫的寬度過寬，一般焊縫為1mm，不能減少為0.5mm，激光能量過大，很容易擊穿底座側壁及蓋板邊緣，嚴重影響殼體的氣密性和牢固性，甚至還會損壞殼體內部有效光、電元器件。為此，曾有些企業不斷嘗試新的方案來克服上述缺陷，如采用沖壓方式將由不銹鋼材料制成的光模塊殼體變薄，然后利用平行縫焊機進行縫焊(目前，國內和國外平行縫焊機縫焊產品的厚度為0.05?0.25mm，縫焊材料一般為不銹鋼)，然而由于底座結構復雜，很難沖壓，即使沖壓制出，底座還需要經過其它工藝進行處理，如燒結工藝等，最后統計下來，生產光模塊殼體的成本仍然非常高，依舊無法降低成本。
【發明內容】
:
[0005]本發明要解決的技術問題是，提供一種光模塊殼體的生產加工工藝，能夠解決光模塊殼體的生產成本高，封裝時氣密性和牢固性差以及鍍層遭到破壞的技術問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種光模塊殼體的生產加工工藝，包括以下步驟:
[0007](I)采用鋅合金材料并通過壓鑄工藝將光模塊殼體壓鑄成型，得到厚度為0.4?
0.55mm的蓋板和厚度為0.6?0.8mm的底座；
[0008](2)蓋板和底座的表面均鍍鎳，鍍鎳厚度為8_20μπι;
[0009](3)去除蓋板與底座之間接觸部位的任何雜質；
[0010](4)將底座放入平行縫焊機的夾具內并夾緊，在底座頂面與蓋板接觸部位涂上一層助焊劑，助焊劑涂覆必須均勻，助焊劑涂層厚度為0.0l?0.05mm;
[0011 ] (5)將蓋板放在底座頂面上，保證蓋板與底座邊緣平齊，不能錯位；
[0012](6)使蓋板、助焊劑及底座三者緊密接觸，無縫隙，確保蓋板頂面平整；
[0013](7)擦掉蓋板頂面殘留的助焊劑，以及蓋板與底座接觸部位邊緣處溢出的助焊劑，并保持蓋板以及蓋板與底座接觸邊緣處的清潔；
[0014](8)確保平行縫焊機的縫焊電極表面清潔、干燥；
[0015](9)在拆卸掉的縫焊電極內孔壁上均勻涂上一層導電脂，導電脂涂層厚度為0.01?0.05mm，隨后將縫焊電極安裝在平行縫焊機上，擰上固定螺絲，安裝完成后，保持整個縫焊電極干凈；
[0016](10)將平行縫焊機的兩個縫焊電極同時落在蓋板的兩個對邊上，首先在蓋板與底座接觸處的兩個對邊中心位置縫焊一個點，用于定位，然后將縫焊電極勻速運動到蓋板的最右或最左端開始縫焊，縫焊時縫焊電極勻速運動，不能產生打火現象，鍍層不能被破壞，最終得到合格的光模塊殼體。
[0017]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝，其中所述助焊劑為Sn0.3Ag0.7Cu。
[0018]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝，其中所述導電脂型號為SMART FNS EEC-250。
[0019]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝，其中所述助焊劑的涂層厚度為0.02_。
[0020]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝，其中所述導電脂涂層的厚度為0.02_。[0021 ]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝具有以下優點:
[0022]1、本發明將光模塊殼體由鋅合金材料取代原有不銹鋼或鋁合金材料，并采用壓鑄成型，將蓋板厚度定為0.4?0.55mm，底座厚度定為0.6?0.8mm，壓鑄而成的光模塊殼體成本相對于原有采用機械加工或沖壓加工制成的光模塊殼體成本至少降低10倍以上；
[0023]2、采用平行縫焊機來對蓋板和底座進行焊接，打破平行縫焊機只能縫焊厚度為
0.05?0.25_的不銹鋼產品的束縛，平行縫焊機的使用使得光模塊殼體的生產加工成本大幅度下降；
[0024]3、本發明除了在底座頂面與蓋板接觸部位均勻涂覆一層厚度為0.01?0.05mm的助焊劑外，還在縫焊電極內孔壁上均勻涂了一層厚度為0.01?0.05mm的導電脂，根據平行縫焊機縫焊總能量公式:
[0025]w=(P*PW)/PRT*S (I)式中:P為縫焊功率;PW為脈沖寬度;PRT為縫焊周期;S為縫焊速度。其中:
[0026]P = I2R (2)1為縫焊電流，R為縫焊電阻。
[0027]涂覆的助焊劑和導電脂能夠大大減小縫焊電阻，這在平行縫焊機縫焊光模塊殼體，即縫焊蓋板與底座時，根據(2)式，縫焊電流會增大，從而使得平行縫焊機能夠縫焊超過自身最大縫焊厚度的光模塊殼體。導電脂不僅增加縫焊電極與固定螺絲之間的潤滑性，有效導出靜電，還能減少磨損，減小接觸電阻和溫升，又能提高導電性能和防腐保護作用，因此，當平行縫焊機縫焊光模塊殼體時大大提高了平行縫焊機的縫焊效果。助焊劑有效幫助和促進平行縫焊機縫焊光模塊殼體，縫焊的效果非常好，并且縫焊后殼體的氣密性和牢固性都能滿足特殊環境的使用要求；
[0028]如果不在底座頂面與蓋板接觸部位均勻涂上一層助焊劑，將很難把底座與蓋板縫焊在一起，因為光模塊殼體的厚度太厚，已遠遠超出平行縫焊機最大縫焊產品的厚度范圍，若在不涂覆助焊劑的情況下強行增大縫焊功率，根據上述公式(I)可知，縫焊總能量將增大，使縫焊時產生的熱量也增加，縫焊時容易產生打火、冒煙等現象，這不但不能縫焊光模塊殼體，反而會破壞其表面的鍍層，嚴重時還會燒壞蓋板、底座以及縫焊電極，甚至損壞光模塊殼體內部的光、電元器件，這樣，縫焊光模塊殼體的氣密性和牢固性會很差，不但不能滿足要求，反而大大浪費材料;若通過設計將光模塊殼體的厚度變薄，使其厚度變為0.05?
0.25_，這雖然滿足了平行縫焊機的縫焊范圍，但會給鋅合金壓鑄模具帶來極大的困難，壓鑄出來的蓋板很容易發生變形，導致生產出來的光模塊殼體直接報廢;如果不在縫焊電極內壁均勻涂上一層導電脂，當平行縫焊機縫焊光模塊殼體時，縫焊電極在蓋板上滾動縫焊，縫焊電極與固定螺絲之間將產生摩損，很容易損壞縫焊電極內壁，增大它們之間的接觸電阻，根據(2)公式，電阻增大，縫焊電流減小，不僅不能有效縫焊光模塊殼體，還能使縫焊殼體的氣密性、牢固性變差，使用時間短，達不到光模塊在特殊壞境下的使用要求，此外，因摩損還會使縫焊電極內部急劇溫升，從而損壞電極，嚴重時熱量則會通過縫焊電極滾輪傳遞給蓋板，加劇縫焊熱量，直接影響縫焊效果，甚至燒壞光模塊殼體內部的光、電元器件；
[0029]4、利用平行縫焊機縫焊光模塊殼體的目的是為了增強光模塊殼體的氣密性，有效保護光模塊殼體內部的元器件，增強蓋板與底座縫焊的牢固性，延長使用壽命，使光模塊能夠在特殊環境下照常使用，滿足現代光通信系統的要求，與國內外同類產品相比，經本發明工藝加工后的光模塊殼體氣密性和牢固性更好，長期在環境惡劣情況下仍能保持光模塊的特性不變。
【附圖說明】
:
[0030]圖1是本發明光模塊殼體中蓋板與底座分解時的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
:
[0031]下面結合【具體實施方式】對本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝作進一步詳細說明:
[0032]本發明一種光模塊殼體的生產加工工藝，包括以下步驟:
[0033](I)采用鋅合金材料并通過壓鑄工藝將光模塊殼體壓鑄成型，見圖1，得到厚度為
0.4?0.55mm的蓋板10和厚度為0.6?0.8mm的底座20，蓋板10和底座20的厚度不能太薄，蓋板10的厚度為0.4?0.55mm最為合適，底座20厚度為0.6?0.8mm最為合適，否則蓋板10和底座20在壓鑄時將會產生變形，不利于平行縫焊，太厚又增加成本；
[0034](2)蓋板10和底座20的表面均鍍鎳，鍍鎳厚度為18μπι，當然也可以是8_20μπι之間的其它數值；
[0035](3)去除蓋板10與底座20之間接觸部位的任何雜質，如表層氧化物和灰塵等；
[0036](4)將底座20放入平行縫焊機上安裝的夾具(圖中未示出)內并夾緊，在底座20頂面與蓋板10接觸部位涂上一層助焊劑，助焊劑涂覆必須均勻，助焊劑為Sn0.3Ag0.7Cu，助焊劑涂層厚度為0.02mm，當然也可以是0.01?0.05mm之間的其它數值;均勻涂覆的助焊劑不僅不會破壞鍍層，還有利于平行縫焊機的縫焊作業，此外，該助焊劑還能夠快速除去底座20與蓋板10接觸部位之間的殘余表面氧化物，幫助和促進平行縫焊，迅速將縫焊時產生的熱量散去，降低縫焊溫度，保護光模塊殼體內部的光、電元器件不受損害，增強底座20與蓋板10的氣密性和牢固性，使光模塊的特性在特殊壞境下不會發生變化，提升使用壽命；
[0037](5)將蓋板10放在底座20頂面上，保證蓋板10與底座20邊緣平齊，不能錯位，一旦錯位，縫焊效果將受影響，特別是縫焊殼體的氣密性會變差，滿足不了光模塊的使用要求；
[0038](6)使蓋板10、助焊劑及底座20三者緊密接觸，無縫隙，校正蓋板10頂面是否平整，如果蓋板10頂面不平整，需要更換蓋板10，使其平整，不然會影響縫焊效果；
[0039](7)用干凈的無塵布擦掉蓋板10頂面殘留的助焊劑，以及蓋板10與底座20接觸部位邊緣處溢出的助焊劑，并保持蓋板10以及蓋板10與底座20接觸邊緣處的清潔，應無任何殘留物和雜質，不然會影響平行縫焊機的縫焊效果；
[0040](8)確保平行縫焊機的縫焊電極表面清潔、干燥，不然在縫焊時容易造成縫焊電極打火，燒壞縫焊電極、蓋板10及底座20;
[0041](9)在拆卸掉的縫焊電極內孔壁上均勻涂上一層導電脂，導電脂型號為SMART FNSEEC-250，導電脂涂層厚度為0.02mm，當然也可以是0.01?0.05mm之間的其它數值。隨后將縫焊電極安裝在平行縫焊機上，擰上固定螺絲，螺絲不能擰得太緊，以輕微旋轉縫焊電極時其能夠旋轉為宜，安裝完成后，如果有多余導電脂溢出，用干凈的無塵布擦掉，無塵布自身留下的雜質也一并清理掉，保持整個縫焊電極干凈，不能讓微量的導電脂留在縫焊電極的滾輪上，防止因殘留物等雜質引起縫焊電極在縫焊處打火，損壞縫焊電極、蓋板10及底座20;在平行縫焊機兩個電極內孔壁上均勻涂覆的導電脂，既增強了縫焊電極與平行縫焊機接觸處的潤滑性，又減少了磨損，減小接觸電阻和溫升，提高了導電性能和防腐保護作用，使平行縫焊機的縫焊效果更佳，其與金屬兼容性也好，對金屬材料無腐蝕性；
[0042](10)參見圖1，蓋板10與底座20接觸后，有四個邊需要焊接，兩個長邊和兩個短邊，首先縫焊左右兩個長邊，再縫焊前后兩個短邊，具體縫焊步驟為:將平行縫焊機的兩個縫焊電極同時落在蓋板10的兩個對邊上，首先在蓋板10與底座20接觸處的兩個對邊中心位置縫焊一個點，用于定位，然后將縫焊電極勻速運動到蓋板10待焊接邊的一端開始縫焊，縫焊時縫焊電極勻速運動，不能產生打火現象，一旦打火，蓋板10、底座20及縫焊電極將被燒壞，嚴重時，縫焊電極會產生一個小洞，此外，鍍層也不能被破壞，縫焊處無任何損傷痕跡，縫焊處表面光滑，這樣縫焊后的氣密性和牢固性會更好;縫焊時，可用小擋片壓住蓋板10未焊接端，防止蓋板10和底座20—端翹起，當縫焊電極縫焊至蓋板兩對邊中心位置處時，松開小擋片，然后將其壓在縫焊好的蓋板和底座端，以防止該端翹起。上述，如果蓋板10和底座20翹起，將會導致助焊劑溢出以及縫焊電極受力不勻，非常容易產生打火現象，待縫焊完成后，便得到合格的光模塊殼體。
[0043]平行縫焊屬于電阻焊，當平行縫焊機的兩個縫焊電極壓在蓋板的兩條對邊上時，脈沖縫焊電流從平行縫焊機設備流向縫焊電極，通過蓋板和底座，再從另一縫焊電極回到電源形成回路。由于縫焊電極本身存在電阻，縫焊電極與蓋板、蓋板與底座都存在接觸電阻，縫焊電流將在這些接觸電阻處產生熱量，此熱量在助焊劑的作用下將蓋板與底座之間緊密接觸處產生熔接狀態，使蓋板牢牢縫焊在底座上，牢固性、氣密性都好。
[0044]以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種光模塊殼體的生產加工工藝，其特征在于:包括以下步驟: (1)采用鋅合金材料并通過壓鑄工藝將光模塊殼體壓鑄成型，得到厚度為0.4?0.55mm的蓋板和厚度為0.6?0.8mm的底座； (2)蓋板和底座的表面均鍍鎳，鍍鎳厚度為8-20μπι; (3)去除蓋板與底座之間接觸部位的任何雜質； (4)將底座放入平行縫焊機的夾具內并夾緊，在底座頂面與蓋板接觸部位涂上一層助焊劑，助焊劑涂覆必須均勻，助焊劑涂層厚度為0.0l?0.05mm; (5)將蓋板放在底座頂面上，保證蓋板與底座邊緣平齊，不能錯位； (6)使蓋板、助焊劑及底座三者緊密接觸，無縫隙，確保蓋板頂面平整； (7)擦掉蓋板頂面殘留的助焊劑，以及蓋板與底座接觸部位邊緣處溢出的助焊劑，并保持蓋板以及蓋板與底座接觸邊緣處的清潔； (8)確保平行縫焊機的縫焊電極表面清潔、干燥； (9)在拆卸掉的縫焊電極內孔壁上均勻涂上一層導電脂，導電脂涂層厚度為0.01?0.05mm，隨后將縫焊電極安裝在平行縫焊機上，擰上固定螺絲，安裝完成后，保持整個縫焊電極干凈； (10)將平行縫焊機的兩個縫焊電極同時落在蓋板的兩個對邊上，首先在蓋板與底座接觸處的兩個對邊中心位置縫焊一個點，用于定位，然后將縫焊電極勻速運動到蓋板的最右或最左端開始縫焊，縫焊時縫焊電極勻速運動，不能產生打火現象，鍍層不能被破壞，最終得到合格的光模塊殼體。2.根據權利要求1所述的一種光模塊殼體的生產加工工藝，其特征在于:所述助焊劑為Sn0.3Ag0.7Cuo3.根據權利要求2所述的一種光模塊殼體的生產加工工藝，其特征在于:所述導電脂型號為SMART FNS EEC-250。4.根據權利要求3所述的一種光模塊殼體的生產加工工藝，其特征在于:所述助焊劑的涂層厚度為0.02mm。5.根據權利要求4所述的一種光模塊殼體的生產加工工藝，其特征在于:所述導電脂涂層的厚度為0.02mm。
【文檔編號】B23P15/00GK106078101SQ201610503192
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】劉勇, 周雷, 吳振剛, 謝鴻志, 邊敏濤, 高進, 劉昭謙, 楊鵬毅, 司淑平, 孫磊
【申請人】中國電子科技集團公司第八研究所