光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電子器件封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代光通訊技術(shù)中，光開關(guān)是不可缺少的器件。但只有將光開關(guān)單元(如1x2，2x2開關(guān))組成開關(guān)矩陣，和相應(yīng)的電路進(jìn)行集成，并封裝成模塊后，才能真正應(yīng)用于光通訊網(wǎng)絡(luò)之中。傳統(tǒng)的光開關(guān)陣列模塊的光電集成封裝一般都采用wire bond的方式，會(huì)產(chǎn)生較高的損耗，串?dāng)_和損耗等不利于高速信號(hào)的傳輸，而且也不適用于今后的高集成度封裝的要求。
[0003]隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，高集成度以及超高集成度的光開關(guān)陣列器件將會(huì)成為必然，高密度高集成度的光開關(guān)陣列模塊面臨的封裝問題也將會(huì)隨之而來，使用FLIP CHIP技術(shù)和基于TSV技術(shù)的3D堆疊的封裝形式可以大幅度提高對(duì)光開關(guān)陣列的集成封裝密度并使鍵合后器件的寄生電感、電阻、電容等均比傳統(tǒng)WB技術(shù)鍵合減小一個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)大大提高信號(hào)交換的速度，但是此種封裝形式下由于光開關(guān)芯片是倒扣在載板或其他芯片上的，光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)面朝下，這對(duì)光纖與光開關(guān)芯片中光學(xué)耦合結(jié)構(gòu)的對(duì)準(zhǔn)造成了相當(dāng)大的工藝難度，，實(shí)用化的光纖/波導(dǎo)耦合器件封裝設(shè)計(jì)必須從光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械、熱學(xué)等方面來綜合考慮，本專利提出來一種切角光纖陣列的封裝方法，可以很好的解決這個(gè)問題，并且工藝簡單，可靠性高，可完全適應(yīng)今后的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其關(guān)鍵在于采用在載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽的方法將光纖的纖芯固定在相應(yīng)的位置上，從而可以保證纖芯之間的距離為一定值。
[0005]本發(fā)明提供一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，包括如下步驟:
[0006]步驟1:在V型槽夾具中放置光纖，形成光纖陣列；
[0007]步驟2:將V型槽夾具中形成的光纖陣列的端面經(jīng)過一次性切割形成一致的切角；
[0008]步驟3:將經(jīng)過一次性切割形成的切角進(jìn)行研磨；
[0009]步驟4:在一載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽；
[0010]步驟5:將光纖2的纖芯固定在載板或TSV上刻蝕的V型槽上；
[0011]步驟6:使用粘接劑將光纖陣列的纖芯與載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽進(jìn)行固定;
[0012]步驟7:將一光開關(guān)陣列固定在載板或載板上的TSV上；
[0013]步驟8:在顯微對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)光開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合，固定，完成封裝。
[0014]本發(fā)明的有益效果是，此種封裝方法為光開關(guān)陣列模塊提供了一種水平封裝方法，使光纖陣列與光開關(guān)芯片呈水平排布對(duì)準(zhǔn)，該種封裝形式降低了工藝難度可實(shí)現(xiàn)光開關(guān)陣列模塊的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化。
【附圖說明】
[0015]為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中:
[0016]圖1是本發(fā)明的制備流程圖；
[0017]圖2是切角光纖的端面示意圖及局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參閱圖1及圖2所示，本發(fā)明提供一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，包括如下步驟:
[0019]步驟1:在V型槽夾具I中放置光纖2，形成光纖陣列，所述V型槽夾具I上的V型槽的角度為120度-30度；
[0020]步驟2:將V型槽夾具I中形成的光纖陣列的端面經(jīng)過一次性切割形成一致的切角，所述切割形成的切角的角度為45度；
[0021]步驟3:將經(jīng)過一次性切割形成的切角進(jìn)行研磨；
[0022]步驟4:在一載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽，所述載板的材料為高分子基的復(fù)合材料，所述載板或TSV上的V型槽的角度為120度-30度；
[0023]步驟5:將光纖2的纖芯固定在載板或TSV上刻蝕的V型槽上；
[0024]步驟6:使用粘接劑將光纖陣列的纖芯與載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽進(jìn)行固定，所述粘接劑為UV膠；
[0025]步驟7:將一光開關(guān)陣列固定在載板或載板上的TSV上；
[0026]步驟8:在顯微對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)光開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合，固定，完成封裝。
[0027]其中所述的開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合方式為光柵耦合。
[0028]其中所述光纖陣列的CTE與載板或載板上TSV的CTE保持相對(duì)一致。
[0029]其中所述封裝形式可以適應(yīng)切角光纖陣列也可以適應(yīng)普通光纖陣列或拉錐光纖陣列的耦合封裝。
[0030]其中切角光纖陣列與波導(dǎo)的耦合方式為光柵耦合，普通光纖陣列或拉錐光纖陣列與波導(dǎo)的耦合方式為反向楔形波導(dǎo)耦合。
[0031]其中在光開關(guān)陣列芯片或載板上提供對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以便為光纖陣列的放置提供依據(jù)，并將光波導(dǎo)與光纖的耦合位置設(shè)計(jì)排布在光開關(guān)芯片邊緣，使光纖陣列不會(huì)被光開關(guān)陣列芯片所遮擋，以便降低使用倒裝焊技術(shù)封裝過程中光開關(guān)陣列芯片與光纖陣列對(duì)準(zhǔn)的難度。
[0032]其中光纖先被制作成光纖陣列后再統(tǒng)一一次性切角，這樣可以保證切角光纖陣列的一致性。
[0033]其中使用刻蝕工藝為纖芯提供了精確的與光開關(guān)陣列芯片上的波導(dǎo)進(jìn)行耦合的對(duì)位結(jié)構(gòu)，降低了單一切角光纖的對(duì)位難度。
[0034]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，包括如下步驟: 步驟1:在V型槽夾具中放置光纖，形成光纖陣列； 步驟2:將V型槽夾具中形成的光纖陣列的端面經(jīng)過一次性切割形成一致的切角； 步驟3:將經(jīng)過一次性切割形成的切角進(jìn)行研磨； 步驟4:在一載板或載板上的TSV刻蝕V型槽； 步驟5:將光纖的纖芯固定在載板或TSV上刻蝕的V型槽上； 步驟6:使用粘接劑將光纖陣列的纖芯與載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽進(jìn)行固定； 步驟7:將一光開關(guān)陣列固定在載板或載板上的TSV上； 步驟8:在顯微對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)光開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合，固定，完成封裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中切割形成的切角的角度為45度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述載板的材料為高分子基的復(fù)合材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述的開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合方式為光柵耦合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述光纖陣列模塊的熱膨脹系數(shù)與載板或載板TSV的熱膨脹系數(shù)保持相對(duì)一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述V型槽夾具I上的V型槽的角度為120度-30度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述載板或TSV上的V型槽的角度為120度-30度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，其中所述粘接劑為UV膠。
【專利摘要】一種光開關(guān)陣列模塊與切角光纖陣列的封裝方法，包括：步驟1：在V型槽夾具中放置光纖，形成光纖陣列；步驟2：將V型槽夾具中形成的光纖陣列的端面經(jīng)過一次性切割形成一致的切角；步驟3：將經(jīng)過一次性切割形成的切角進(jìn)行研磨；步驟4：在一載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽；步驟5：將光纖的纖芯固定在載板或TSV上刻蝕的V型槽上；步驟6：使用粘接劑將光纖陣列的纖芯與載板或載板上的TSV上刻蝕V型槽進(jìn)行固定；步驟7：將一光開關(guān)陣列固定在載板或載板上的TSV上；步驟8：在顯微對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)光開關(guān)陣列與光纖陣列之間的耦合，固定，完成封裝。本發(fā)明可以保證纖芯之間的距離為一定值。
【IPC分類】G02B6-24
【公開號(hào)】CN104597567
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510032794
【發(fā)明人】張博, 李顯堯, 李智勇, 俞育德
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日