技术领域

[0001] 本发明涉及光器件制造的技术领域， 具体为一种用于 5G SFP封装类光收发模块 焊接的一体化夹具， 本发明还提供了使用该夹具进行焊接的焊接方 法。

背景技术

[0002] 就目前 5G的规划来看， 速率会达到 4G网络的 10— 100倍， 在这种速率下， 基站 是必须采用光模块才能达到服务功能， 所以 5G对光模块的需求量将会远超过 4G 对光模块的需求量。 在 5G基站和 5G传输设备中的核心部件是 8G以及 100G SFP封 装类型光模块。 根据工信部数据， 全球 5G光模块市场规模总量达到 2000亿美元 。 常见的 5G光收发模块主要封装形式有为 SFP， 这种封装类型涵盖了从多模到单 模， 从双纤双向到单纤双向多个场景， 随着技术的进一步发展以及降成本和效 率的提高， 5见有 4G光收发模块的生产工艺： 排针和 OSA与 PCBA分开焊接、 良品率低、 返修困难易损坏光模块、 甚至报废、 工人装夹 PCBA时在底座上不 好装夹、 焊接合格率低。

[0003] 随着 5G技术的发展， 要求光模块的速度越来越高，成本越来越低， 灵敏度越来 越高。 然而满足这些特性的 5G光收发模块生产焊接与数量存在严重矛盾， 尤其 是大规模加工问题一直是 5G光收发模块高速率、 低成本产能的瓶颈。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 针对上述问题， 本发明提供了一种用于 5G SFP封装类光收发模块焊接的一体化 夹具， 其使得 5G SFP封装类型光收发模块生产合格率提升 10%以上， 生产周期 缩减 90%以上， 使得焊接操作方便， 焊接性能可靠， 且夹具加工简单方便。 [0005] 一种用于 5G SFP封装类光收发模块焊接的一体化夹具， 其特征在于： 其包括一 工作基台， 一软板焊接部分与一光器件焊接部分分别布置 于所述工作基台的长 度方向两端的上端位置， 所述软板焊接部分用于对 PCB电路板和 PCB软板进行预 固定和预焊接， 所述光器件焊接部分将所述软板焊接部分完成 的半成品器件、 光器件焊接成为完整的 5G SFP封装类光收发模块器件。

[0006] 其进一步特征在于： 所述工作基台为铝合金材质制作而成， 其可以使得器件和 地面进行导通；

[0007] 所述软板焊接部分具体包括焊接操作台、 焊接组合夹具， 所述焊接组合夹具具 体包括一对可翻转的压板， 所述焊接操作台位于所述工作基台的长度方向 前端 的上端面， 所述焊接操作台的中心设置有内凹孔， 所述内凹孔连通至所述工作 基台的前端面， 所述内凹孔内设置有升降支承座， 所述内凹孔的后端位置的两 侧分别设置有一块压板， 每块压板的长度中心区域分别固接有第一双弹 簧的外 凸端， 所述第一双弹簧的底部设置有松紧度调节装置 ， 两块所述压板的长度方 向内端的下端面压附待焊接的 PCB电路板和 PCB软板， 所述升降支承座的两侧和 所述内凹孔的侧壁间形成滑动长槽， 所述内凹孔的宽度距离为定值， 其使得不 同长度和高度的待焊接组件均可被放置于该焊 接操作台上进行焊接；

[0008] 所述焊接操作台可进行单面焊接或双面焊接；

[0009] 所述升降支承座四周分别设置有垂直于所述升 降支承座的上端面的第二双弹簧 ， 四个所述第二双弹簧的底部分别设置有对应的 松紧度调节装置， 位于同一侧 的所述松紧度调节装置的输入端通过连接轴传 动设置， 两侧的连接轴分别通过 中间传动齿轮连接输入齿轮， 所述输出齿轮套装于可伸缩的输入转轴， 所述输 入转轴的内端设置有轴向弹簧， 所述输入转轴的外露于所述工作基台的前端面 部分设置有径向侧凸， 锁位状态下所述径向侧凸卡装于圆周环布的大 径卡槽内 ， 根据径向侧凸卡装于大径卡槽的位置可精确获 得每根第二双弹簧的松紧度， 确保及时调整松紧度， 保证待焊接组件的合理受力；

[0010] 需要调整第二双弹簧的松紧度时、 按压输入转轴， 使得径向侧凸在轴向弹簧的 作用下内缩， 之后转动输入转轴使得径向侧凸对准需要设定 的大径卡槽， 之后 松开输入转轴， 使得输入转轴的径向侧凸在轴向弹簧的作用下 卡装于对应位置 的大径卡槽内即可；

[0011] 所述光器件焊接部分包括位于所述工作基台长 度方向后端的焊接基台， 所述焊 接基台上设置有至少一组对应型号的下凹定位 孔， 所述焊接基台的中心设置有 上凸块， 所述焊接基台的两侧分别固装有支撑杆， 每根所述支撑杆的长度方向 沿着所述工作基台的长度方向平行布置， 每根支撑杆的横截面为直角三角形结 构， 两根所述支撑杆的其中一直角边位于上端面布 置， 两个所述支撑杆的斜边 分别相向布置， 使得两个所述支撑杆和所述焊接基台的表面形 成自下而上收口 的导向槽， 所述导向槽确保器件的位置准确可靠；

[0012] 优选地， 所述焊接基台上设置有两组对应型号的下凹定 位孔， 确保对两种信号 产品的通用性；

[0013] 所述工作基台的前部的下端设置为插拔槽结构 ， 其可用于自动化焊接设备内部 进行便捷插拔， 实现了焊接翻转的自动化， 降低了原来由于翻转导致的焊接质 量的影响。

[0014] 一种用于 5G SFP封装类光收发模块焊接的焊接方法， 其特征在于： 首先将 PCB 电路板和 PCB软板在软板焊接部分进行预固定和预焊接， 之后将所述软板焊接部 分完成的半成品器件、 光器件在光器件焊接部分焊接成为完整的 5G SFP封装类 光收发模块器件。

[0015] 其进一步特征在于：

[0016] 通过手工将软板焊接的具体步骤如下：

[0017] 1、 戴上防静电手链， 将手链插入到工作台的接地点， 使手链与工作台的地相 连；

[0018] 2、 打开电烙铁， 检查烙铁是否正常。 在烙铁正常工作的情况下调节电烙铁温 度到 360±20°C， 并清洁电烙铁头；

[0019] 3、 将软板装配到对应型号的 PCB板上后， 将管脚剪到 2-6mm， 用镊子将软板 压到底， 之后加锡焊接；

[0020] 4、 焊接过程中要求焊点需要饱满且无拔尖， 无虚焊；

[0021] 5、 目检模块焊点有无虚焊、 漏焊、 短路、 拔尖， 检查管脚顺序是否焊错， 在 确保无错的状态下转入下一道工序。 [0022] 通过光器件焊接部分焊接成产品的具体步骤如 下：

[0023] 1、 将接收组件软板和发射组件软板分别焊接在 PCB后， 全铜板面朝上， 有布 线面朝下布置；

[0024] 2、 将接收组件和发射组件分别装入软板上， 软板有布线面朝上进行组件焊接

[0025] 3、 操作者按接插原则： 先小后大、 先轻后重、 先低后高、 先里后外将元器插 入 PCB板相应的焊盘孔内， 将 PCB板放入托盘转入焊接工序；

[0026] 4、 将烙铁头放在被焊件的焊盘上， 使焊点温度升高；

[0027] 5、 用焊锡丝接触到焊接处， 熔化适量的焊料， 焊锡丝从烙铁头侧面加入；

[0028] 6、 从焊锡丝开始熔化数 3秒后， 先移开焊锡丝， 再移开电烙铁；

[0029] 7、 焊点冷却后， 用斜口钳子将元器件的管脚剪掉， 剪去管脚的长度依结构图 的要求而定。

发明的有益效果

有益效果

[0030] 采用上述技术方案后， 用于 5G SFP封装类型光收发模块焊接一体化夹具采用一 整块硬度大、 重量轻、 导电率大的板材一次打磨成型， 且工作基台上设置的夹 紧机构， 与放置焊件的焊接操作台配合使用； 其通过软板焊接部分与光器件焊 接部分一体化组合， 与插拔槽结合可用于自动化焊接设备内部进行 便捷插拔， 实现了焊接翻转的自动化， 降低了原来由于翻转导致的焊接质量的影响， 简化 了工人的操作， 只需极少的手动操作， 对工人的熟练度和操作技术要求较低， 保证了焊接产品的质量， 提高了焊接效率以及自动化程度。 与此同时， 本发明 的另一特点是可最大限度的保护 5G SFP封装类型光器件的因静电问题引起的损

[0031] 本发明这种光发射一体化次模块的结构紧凑， 一体化成型， 可以有效降低制作 成本。 同时采用这种一体化焊接的方法， 缩短了焊接时间， 只需常规测试时间 的十分之一， 提高了焊接效率， 本发明对 5G SFP封装类型光收发模块质量与可 靠性的提高， 起到了极大的作用， 缩短了产品投放市场的周期； 综上， 其使得 5 G SFP封装类型光收发模块生产合格率提升 10%以上， 生产周期缩减 90%以上， 使得焊接操作方便， 焊接性能可靠， 且夹具加工简单方便。

对附图的简要说明

附图说明

[0032] 图 1为本发明的一体化夹具的立体图结构示意简� �；

[0033] 图中序号所对应的名称如下：

[0034] 工作基台 1、 软板焊接部分 2、 光器件焊接部分 3、 焊接操作台 4、 压板 5、 内凹 孔 6、 升降支承座 7、 第一双弹簧 8、 松紧度调节装置 9、 滑动长槽 10、 第二双弹 簧 11、 连接轴 12、 输入转轴 13、 径向侧凸 131、 大径卡槽 14、 焊接基台 15、 上凸 块 16、 支撑杆 17、 导向槽 18、 T046孔 19、 T056孔 20、 插拔槽结构 21。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0035] 一种用于 5G SFP封装类光收发模块焊接的一体化夹具， 见图 1 : 其包括一工作 基台 1， 一软板焊接部分 2与一光器件焊接部分 3分别布置于工作基台 1的长度方 向两端的上端位置， 软板焊接部分 2用于对 PCB电路板和 PCB软板进行预固定和 预焊接， 光器件焊接部分 3将软板焊接部分 2完成的半成品器件、 光器件焊接成 为完整的 5G SFP封装类光收发模块器件。

[0036] 工作基台 1为铝合金材质制作而成， 其可以使得器件和地面进行导通；

[0037] 软板焊接部分 2具体包括焊接操作台 4、 焊接组合夹具， 焊接组合夹具具体包括 一对可翻转的压板 5 , 焊接操作台 5位于工作基台 1的长度方向前端的上端面， 焊 接操作台 4的中心设置有内凹孔 6 , 内凹孔 6连通至所工作基台 1的前端面， 内凹 孔 6内设置有升降支承座 7 , 内凹孔 6的后端位置的两侧分别设置有一块压板 5， 每块压板 5的长度中心区域分别固接有第一双弹簧 8的外凸端， 第一双弹簧 8的底 部设置有松紧度调节装置 9 （属于现有成熟结构、 图中仅示意） ， 两块压板 5的 长度方向内端的下端面压附待焊接的 PCB电路板和 PCB软板， 升降支承座 7的两 侧和内凹孔 6的侧壁间形成滑动长槽 10, 内凹孔 6的宽度距离为定值， 其使得不 同长度和高度的待焊接组件均可被放置于该焊 接操作台上进行焊接；

[0038] 压板 5通过杠杆原理进行压附和打开， 其分别驱动压板 5长度的内端和外端即可 完成压板的压附和打开动作； [0039] 焊接操作台 4可进行单面焊接或双面焊接；

[0040] 升降支承座 7四周分别设置有垂直于升降支承座 7的上端面的第二双弹簧 11， 四 个第二双弹簧 11的底部分别设置有对应的松紧度调节装置 （图中未画出） ， 位 于同一侧的松紧度调节装置的输入端通过连接 轴 12传动设置， 两侧的连接轴 12 分别通过中间传动齿轮连接输入齿轮 （该机械传动属于成熟传动技术、 图中未 画出） ， 输出齿轮套装于可伸缩的输入转轴 13 , 输入转轴 13的内端设置有轴向 弹簧， 输入转轴 13的外露于工作基台的前端面部分设置有径向� ��凸 131， 锁位状 态下径向侧凸 131卡装于圆周环布的大径卡槽 14内， 根据径向侧凸 131卡装于大 径卡槽 14的位置可精确获得每根第二双弹簧 11的松紧度， 确保及时调整松紧度 ， 保证待焊接组件的合理受力；

[0041] 需要调整第二双弹簧 11的松紧度时、 按压输入转轴 13 , 使得径向侧凸 131在轴 向弹簧的作用下内缩， 之后转动输入转轴 13使得径向侧凸 131对准需要设定的大 径卡槽 14， 之后松开输入转轴 13 , 使得输入转轴 131的径向侧凸在轴向弹簧的作 用下卡装于对应位置的大径卡槽 14内即可；

[0042] 光器件焊接部分 3包括位于工作基台 1长度方向后端的焊接基台 15， 焊接基台 15 上设置有至少一组对应型号的下凹定位孔， 焊接基台 15的中心设置有上凸块 16 ， 焊接基台 15的两侧分别固装有支撑杆 17 , 每根支撑杆 17的长度方向沿着工作 基台 15的长度方向平行布置， 每根支撑杆 17的横截面为直角三角形结构， 两根 支撑杆 17的其中一直角边位于上端面布置， 两个支撑杆 17的斜边分别相向布置 ， 使得两个支撑杆 17和焊接基台 15的表面形成自下而上收口的导向槽 18 , 导向 槽 18确保器件的位置准确可靠。

[0043] 具体实施例中， 焊接基台上设置有两组对应型号的下凹定位孔 ， 分别 T046孔 1 9与 T056孔 20， T046孔 119与 T056孔 20是对针对 5G SFP封装类型光收发器件尺 寸定做， 其确保一体化夹具对两种型号产品的通用性；

[0044] 工作基台 1的前部的下端设置为插拔槽结构 21， 其可用于自动化焊接设备内部 进行便捷插拔， 实现了焊接翻转的自动化， 降低了原来由于翻转导致的焊接质 量的影响。

[0045] 一种用于 5G SFP封装类光收发模块焊接的焊接方法： 首先将 PCB电路板和 PCB 软板在软板焊接部分进行预固定和预焊接， 之后将软板焊接部分完成的半成品 器件、 光器件在光器件焊接部分焊接成为完整的 5G SFP封装类光收发模块器件

[0046] 通过手工将软板焊接的具体步骤如下：

[0047] 1、 戴上防静电手链， 将手链插入到工作台的接地点， 使手链与工作台的地相 连；

[0048] 2、 打开电烙铁， 检查烙铁是否正常。 在烙铁正常工作的情况下调节电烙铁温 度到 360±20°C， 并清洁电烙铁头；

[0049] 3、 将软板装配到对应型号的 PCB板上后， 将管脚剪到 2-6mm， 用镊子将软板 压到底， 之后加锡焊接；

[0050] 4、 焊接过程中要求焊点需要饱满且无拔尖， 无虚焊；

[0051] 5、 目检模块焊点有无虚焊、 漏焊、 短路、 拔尖， 检查管脚顺序是否焊错， 在 确保无错的状态下转入下一道工序。

[0052] 通过光器件焊接部分焊接成产品的具体步骤如 下：

[0053] 1、 将接收组件软板和发射组件软板分别焊接在 PCB后， 全铜板面朝上， 有布 线面朝下布置；

[0054] 2、 将接收组件和发射组件分别装入软板上， 软板有布线面朝上进行组件焊接

[0055] 3、 操作者按接插原则： 先小后大、 先轻后重、 先低后高、 先里后外将元器插 入 PCB板相应的焊盘孔内， 将 PCB板放入托盘转入焊接工序；

[0056] 4、 将烙铁头放在被焊件的焊盘上， 使焊点温度升高；

[0057] 5、 用焊锡丝接触到焊接处， 熔化适量的焊料， 焊锡丝从烙铁头侧面加入；

[0058] 6、 从焊锡丝开始熔化数 3秒后， 先移开焊锡丝， 再移开电烙铁；

[0059] 7、 焊点冷却后， 用斜口钳子将元器件的管脚剪掉， 剪去管脚的长度依结构图 的要求而定。

[0060] 焊接过程中， 移开烙铁头的时间、 方向和速度， 决定着焊接点的焊接质量， 正 确的方法是先慢后快， 烙铁头移开沿 45°角方向移动， 及时清理烙铁头；

[0061] 焊点内部填 90%以上锡为合格品， 否则为虚焊不允许； [0062] 焊点有特殊的光泽和良好颜色； 在光泽和高度及颜色上不应有凹凸不平和明暗 等明显的缺陷。 焊点不应有拉尖、 缺锡、 锡珠污物等现象， 焊接要求一次成形 ， 不要翘曲、 脱落。

[0063] 本发明专利通过软板焊接部分与光器件焊接部 分一体化组合， 与插拔槽 15结合 可用于自动化焊接设备内部进行便捷插拔， 实现了焊接翻转的自动化， 降低了 原来由于翻转导致的焊接质量的影响， 简化了工人的操作， 只需极少的手动操 作， 对工人的熟练度和操作技术要求较低， 保证了焊接产品的质量， 提高了焊 接效率以及自动化程度。 与此同时， 本发明的另一特点是可最大限度的保护 5G SFP封装类型光器件的因静电问题引起的损坏。

[0064] 本发明这种光发射一体化次模块的结构紧凑， 一体化成型， 可以有效降低制作 成本。 同时采用这种一体化焊接的方法， 缩短了焊接时间 （只需常规测试时间 的十分之一） ， 提高了焊接效率， 本发明对 5G SFP封装类型光收发模块质量与 可靠性的提高， 起到了极大的作用， 缩短了产品投放市场的周期。

[0065] 以上对本发明的具体实施例进行了详细说明， 但内容仅为本发明创造的较佳实 施例， 不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。 凡依本发明创造申请范围 所作的均等变化与改进等， 均应仍归属于本专利涵盖范围之内。