光电器件激光焊接封装焊后位移的有限元分析和实验观测

建立了晶体管外形罐(TO-can,transistor outline-can)型LD激光焊接封装的三维有限元模型,利用热-结构耦合分析方法,对焊后位移(PWS)进行数值模拟。分析结果表明:焊点位置对称时,其能量差别越大,PWS越大,PWS朝向能量合成的方向;3个焊点的位置不对称引起的PWS较小,主要是轴向位移。PWS特征的理论分析得到了实验结果的证实,因此有限元方法可以有效预测PWS。

LD圆柱形封装焊后位移的定向热补偿研究

针对LD模块的圆柱形激光焊接封装,以LD耦合进尾纤的功率变化为依据,对焊接微变形引起的光纤与LD对准位置偏移进行特征分析。优化减小焊后位移(PWS)的焊接参数,提出PWS方向判定的方法,实现单束激光补焊的定向热补偿,使对准精度提高到0.5μm内,耦合功率恢复到最佳耦合时的90%以上。

蝶形LD封装焊后偏移补偿及预测模型

针对LD封装激光焊接后变形产生的耦合偏差,本文首先设计了不同参数对焊后偏移(PWS)影响程度的实验,通过参数间排列组合的变化观测其对PWS的影响程度;进而设计出神经网络焊后偏移预测模型,并将预偏移大小、焊点位置、激光脉冲能量以及焊接前初始位置等可以实时调节的焊接参数作为神经网络输入,模型的PWS预测值与实际值吻合效果良好。实验结果表明,利用神经网络预测PWS的方法是可行的,并且在实际焊接过程中,可以借助神经网络预测模型选择最佳的焊接初始条件使PWS降至最低,大大提高了LD的封装效率和产品可靠性。