摘要：对于一些在特殊环境下使用的光电器件，需要进行密封，以防止器件中的电路模块因潮气、大气中的离子、腐蚀气氛等引起失效而对器件进行隔离、降低湿度、充以保护气体等来延长器件的使用时间。本文通过在SSEC(Solid State Equipment Company)M-2300型平行缝焊机上进行了实验总结果发现：对于夹具的设计、电极的位置、盖板与管座的匹配、封装工作参数等直接影响着平行缝焊的成品率。
关键词： 封装；平行缝焊；成品率
中图分类号：305．94 文献标识码A 1引言 光电器件的封装是把经过组装和电互连的光电器件芯片与相关的功能器件和电路等封人一特制的管壳内，并通过管壳内部的光学系统与外部实现光连接。在本所的器件中，有许多是由平行缝焊完成最后的封装，如光纤耦合器、光电探测器组件、激光器组件等。平行缝焊也就是对管座与盖板之间进行的密封封焊，它的目的是保证器件的气密性、确保管芯和电路与外界环境的隔绝、避免外界有害气氛的侵袭、限制封装腔体内水汽的含量和自由粒子的控制等。
本文将主要对平行缝焊过程中影响器件封装成品率的因素进行分析。
2平行缝焊的工作原理 它是一种电阻焊，用两个圆柱形的滚轮电极与金属盖板接触形成闭合回路，焊接的功率以电流的形式从变压器次级线圈一端经其中一电极分为两股电流，一股流过盖板，另一股流过管壳，经另一电极回到变压器次级线圈另一端。整个回路的高阻点在电极与盖板接触处，电流在接触处产生大量热量，使其呈熔融状态，凝固后即成一连串焊点。因焊接采用脉冲电流，故焊点能相互交叠，就形成了气密填充焊缝。 可以采用的封装方式有：矩形封、圆形封、椭圆封、阵列封。 封装参数有：功率P(seal经验power，watts)、脉冲PW(pulse width，ms)、周期PRT(pulse repetitionrate，ms)、速度S(seal speed，mm／s)、压力F(force，g)、脉冲间隔PS(pulse spacing，mm)。 总能量=P×PW×L/PRT×SL-管座的封装长度（1） E=I2R
3影响因素
3．1 夹具的设计 首先应考虑夹具的夹持方式，使夹具的中心与旋转台的中心基本一致，要尽可能地夹稳管座；其次还应考虑管座的散热情况，特别是对陶瓷管座。
3．2 管座与盖板的匹配 盖板的质量问题。①盖板的封装边缘最好为0.0889-0.127mm厚，边成90°(如图3)，它便能与管座缝焊面紧密地接触；②盖板上边倒圆弧，减少了盖板与电极的接触电阻，也便于减少热量(如图4)；③盖板下边倒圆弧，就形成了绝缘空隙，造成热量在封焊表面流动而影响热量的迅速散失(如图5)；④削薄的边，减少了接触电阻和热量在封焊表面的流动(如图6)；⑤加工中出现的凸边，会造成打火现象。 盖板和管座的角应倒圆弧(如图7)，否则会造成角上打火。圆弧一般应小于76.2 μm。倒成圆弧，也是为了减少热量。如果采用矩形封的方式，电极与角的接触是两次，角上产生两次热量，圆弧便可使角上漏的几率减少。盖板的尺寸与管座所要封装的尺寸最好一样(如图8)。也可稍微大点或小点，但不能比所封装的尺寸大超过25．4 μm，小超过76．2μm(如图9和图10)，否则，在封装过程中随时都有可能打火而影响封装的气密性。
3．3 电板的位置 首先应注意左、右电极的位置应尽量对称(如图1)，这样可以保证接触电阻的一致性，也可保证焊缝宽度的一致性。 其次，要注意延迟距离(delay distance)的大小(如图11)。如果打火现象发生在Pass 1或Pass 2的开始处，则是延迟距离太短。延迟距离一般可设为1．14mm或0．045× 0．0254mm，也可设在1mm左右。如果打火现象发生在Pass 1或Pass 2的结束处，则是封焊的距离(welddistance)太长。封焊的距离应为所封器件的封装长度与2倍延迟距离的和。如果打火现象发生在封焊过程中，则应调节自动高度的大小。
3．4 工作参数的调节 工作参数包括"Power(W)"(功率)，其范围是1~5000；"Pulse Width(ms)"(脉冲宽度)，其范围是1~100；REPTime(ms)(脉冲周期)；其范围是1～5000；"DetectLevel''(检测电平)，其范围是1~12000；"Delay Distance(mm)"(延迟距离)，其范围是0．00~200．00；"Weld Distance(mm或°)"(封焊距离或封焊角度)，矩形封范围是0．00~200.00mm，圆形封和椭圆封的范围是-725．00°~725．00°；"Weld speed(mm／s)"(封焊速度)，矩形封的范围是0．02 ~36．00；圆形的椭圆封的范围是0．00~4．52；"Force(g)"(压力)，其范围是1~1500。工作参数的调节，只可找出最优化的参数，没有绝对的参数。在这个过程中，尽可能的多做实验。 对16A和8A的黑陶瓷管座进行如下实验(细检≤l0-3pa.cm3／S)： 从以下实验结果可知：①压力改变，对整个封装成品率的影响不大，压力的改变，会改变接触电阻，但其变化很小，由能量公式召二FR知，接触电阻月变化小，整个能量的变化也就很小，从而管座受热冲击的改变也就小；②随着功率的增大，对整个封装的成品率影响较大。这是因为功率尸增大，能量增加，管座受热冲击增加，一些管座经受不住热冲击，便造成管座本身的损坏，使成品率的下降。不同的管座承受热冲击的能力不一样，这与管座的结构也有一定的关系。若功率过大，盖板会被烧坏。
4 结论 在平行缝焊中，夹具设计要合理、盖板与管座匹配要好、电极的位置要适中、工作参数要优化，这样成品率才能大大提高。当然，在封装过程中也有其它因素影响封装结果，要想达到一个很好的结果，必须对管座的性能(如：管座的材料、管座的强度和管座的结构设计等)也有一定的要求。只有经过多方的努力才能使封装成效有所突破。
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