垂直腔面发射激光器(VCSEL)由于高密度、高传输率平行光传输、可批量生产,成本低的优点,使其在光互连、并行光信息处理等领域和波分复用(WDM)光纤通信等领域得到了广泛的应用。封帽是VCSEL激光器生产中非常重要的一个环节,对产品的气密性和机械性能有很大的影响,进而影响产品的质量和可靠性。目前国内的封帽机,体积外形巨大,而且控制系统比较落后。因此开发一款数字控制,小型化的封帽机具有很大的实际意义。本课题的主要工作就是开发出可适用于1mm-10mm的能满足垂直腔面发射激光器的TO(Transistor Outline)封装要求的小型封帽机。此封帽机以51单片机为核心,基于电容储能焊的原理,再配上相应的电路以及机械控制部分,抽真空部分和氮气保护舱,构成一套完整的封帽系统。能够在满足小型化,数字化的基础上满足实际生产的需要,并且在此基础上,拥有安全保护系统和较高的生产效率。封帽机的设计与研究过程涉及材料、机械、电子、计算机、控制以及工艺研究等方面。整个封帽机分为外形和结构设计、硬件电路设计、系统软件设计等几个部分,其中又细分为焊机结构设计、机械运动设计、氮气舱外形设计以及电路部分设计、软件系统设计和气路系统设计等小模块。各个系统设计完整,能够协同工作。实现了控制系统的全数字化,而且具有操作简单,充放电稳定等优点。此外还针对封帽机的工艺参数选择问题,有针对性的做了VCSEL激光器封帽的工艺试验,定性的对不同参数下的封帽质量进行了分析,并且找出了最优化参数,可供实际生产人员参考和评价。