面向硅光芯片端面封装的FA结构设计及封装方法

面向硅光芯片端面封装的fa结构设计及封装方法
技术领域
1.本发明涉及芯片技术领域，尤其涉及一种面向硅光芯片端面封装的fa结构设计及封装方法。


背景技术：

2.端面耦合芯片在制作和裂片时，通常会留有深刻蚀的凸台，凸台虽然能对芯片有一定保护，但在fa和芯片两者的端面耦合的过程中导致fa和芯片间的距离过大，耦合效率降低，因此在做封装之前需要对硅光芯片端面耦合器一侧的凸台进行切割和打磨，使端面耦合器与芯片侧边平齐。但在fa光封装的过程中，要考虑两者间封装的稳定性，防止两者距离过近在使用、运输的过程中发生移位导致两者的损坏。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，用以解决现有技术中封装稳定性不高的技术问题。
4.还提出保护一种面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法。
5.第一方面，本发明实施例提供一种面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，包括：v型槽，底部开设有至少一个v型槽口；
6.盖板，盖设于所述v型槽口，所述盖板一端用于抵接硅光芯片，所述盖板底部通过粘胶与电路板粘接，所述盖板朝向所述v型槽的一面开设有避让切口，所述避让切口位于靠近所述硅光芯片一侧；
7.拉锥光纤，穿过所述v型槽口和所述避让切口并与所述硅光芯片上的端面耦合器通信连接。
8.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，所述避让切口经靠近所述硅光芯片一侧至远离所述硅光芯片的方向上截面尺寸递减。
9.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，所述盖板朝向所述硅光芯片的一端为抵接面，所述盖板与所述硅光芯片抵接状态下，所述抵接面与所述硅光芯片侧面抵接。
10.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，所述v型槽的材质为硅材质。
11.第二方面，本发明实施例提供一种面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，采用上述的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计实现，包括：
12.将硅光芯片安装在电路板上；
13.通过盖板和v型槽对拉锥光纤进行安装并将光纤端面与所述硅光芯片上的端面耦合器进行第一次对光；
14.采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光。
15.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，所述通过
盖板和v型槽对拉锥光纤进行安装，包括：
16.先将所述拉锥光纤安装于所述v型槽底部的v型槽口，并利用所述盖板对所述拉锥光纤的位置进行限定。
17.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，所述将光纤端面与所述硅光芯片上的端面耦合器进行第一次对光，包括：
18.调整多个所述拉锥光纤的位置确保耦合损耗符合预定要求。
19.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，所述采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光，包括：
20.对所述盖板的位置进行预固定，并通过调整所述盖板的位置使所述拉锥光纤与所述硅光芯片上的端面耦合器通信连接。
21.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，所述采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光后，还包括：
22.对所述盖板进行补胶，以使所述盖板的位置固定。
23.根据本发明一个实施例的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，所述对所述盖板进行补胶，包括：
24.对所述盖板的周侧进行补胶，并通过紫外线照射加快胶水凝固速率。
25.本发明实施例提供的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，通过在盖板上设置避让切口，盖板一端与硅光芯片抵接，盖板在通过粘胶与电路板粘接时，部分胶水会穿过盖板与硅光芯片之间的配合间隙进入避让切口，此时避让切口可以起到锁胶的作用，避免胶水将硅光芯片上的端面耦合器和光纤端面污染。
26.本发明实施例提供的面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，利用上述的面向硅光芯片端面封装的fa结构设计实现，具有面向硅光芯片端面封装的fa结构设计的有益效果，在此不做赘述。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例v型槽、盖板和拉锥光纤与硅光芯片的配合结构俯视图；
29.图2为图1所示的主视图；
30.图3为本发明实施例面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法流程图；
31.附图标记：
32.10、v型槽；110、v型槽口；
33.20、盖板；210、避让切口；220、抵接面；
34.30、硅光芯片；310、端面耦合器；
35.40、拉锥光纤；
36.50、电路板。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
40.下面结合图1和图2，本发明实施例提出保护一种面向硅光芯片端面封装的fa结构设计，包括v型槽10和盖板20，v型槽10底部开设有至少一个v型槽口110；盖板20盖设于v型槽口110，盖板20一端用于抵接硅光芯片30，盖板20底部通过粘胶与电路板50粘接，盖板20朝向v型槽10的一面开设有避让切口210，避让切口210位于靠近硅光芯片30一侧；拉锥光纤40穿过v型槽口110和避让切口210并与硅光芯片30上的端面耦合器310通信连接。
41.需要说明的是，fa结构包括v型槽10、盖板20以及拉锥光纤40，通过上述方式，可以将多个拉锥光纤40安装于v型槽10底部的v型槽口110处，并配合盖板20对拉锥光纤40的位置限定。也即使得拉锥光纤40的棱镜头位于避让切口210处并朝向硅光芯片30，进而便于拉锥光纤40的棱镜头与硅光芯片30上的端面耦合器310位置对应。v型槽口110的形状可以为v形、圆弧形或者矩形等，在此不做限定。
42.具体可以先把硅光芯片30安装在电路板50上，通过盖板20和v型槽10对拉锥光纤40固定好后，通过粘胶使得盖板20与电路板50粘接，对拉锥光纤40的位置进行限定，为进一步提高盖板20与硅光芯片30的连接稳定性，盖板20与硅光芯片30抵接处焊接，由此使得在无电路板50支撑的情况下，硅光芯片30也可以与盖板20连接，进一步实现拉锥光纤40与硅光芯片30通信连接。
43.而且，拉锥光纤40在与硅光芯片30上的端面耦合器310通信连接时，盖板20端面与硅光芯片30的端面处于抵接状态，避让切口210位于盖板20远离电路板50的一侧。当盖板20与电路板50粘接时，部分胶水会渗透过盖板20与硅光芯片30之间的配合间隙，但是由于避让切口210的设置，可以通过盖板20与硅光芯片30之间的配合间隙以及避让切口210处实现锁胶，避免胶水到达拉锥光纤40的棱镜头和端面耦合器310并将拉锥光纤40的棱镜头和端面耦合器310污染。然后在盖板20与硅光芯片30的抵接处焊接，提高硅光芯片30与盖板20之间的连接强度，然后可以对v型槽10与硅光芯片30的相对位置限定，以提高拉锥光纤40与端面耦合器310耦合的效率。
44.在本发明的一些实施例中，避让切口210经靠近硅光芯片30一侧至远离硅光芯片
30的方向上截面尺寸递减。例如，盖板20朝向硅光芯片30的方向上横截面形状为梯形。或者盖板20与避让切口210对应的端面为弧形，由此可以扩大避让切口210的尺寸，以提高锁胶的效果，避让切口210的形状在此仅为例举，并非限定。
45.需要说明的是，盖板20朝向硅光芯片30的一端为抵接面220，盖板20与硅光芯片30抵接状态下，抵接面220与硅光芯片30侧面抵接。盖板20与硅光芯片30抵接且盖板20与电路板50之间胶粘时，为减缓胶水挤压至避让切口210的速率，可以尽可能提高盖板20与硅光芯片30之间的抵接面积。
46.具体地，可以使得抵接面220为平面且为矩形形状。如此当硅光芯片30与盖板20抵接状态下，产生的缝隙面积更大，有利于减缓胶水到达避让切口210的速率，进而有效降低胶水到达拉锥光纤40和端面耦合器310的概率，由此实现锁胶的同时保护拉锥光纤40和端面耦合器310不受胶水污染。
47.在本发明的一些实施例中，对于用户的不同需求以及硅光芯片30的端面耦合器310的不同，可以通过光学仿真软件zemax进行建模和仿真，以确定拉锥光纤40的最佳位置和需要伸出的长度，进而提高拉锥光纤40与端面耦合器310耦合的效率。为使得v型槽10具有和硅光芯片30接近的热膨胀系数，v型槽10的材质可以选择硅材质，由此可以提高拉锥光纤40与硅光芯片30的耦合位置的热稳定性。因为盖板20一端与硅光芯片30抵接，如此可以提高封装的稳定性，减小温度和机械振动对端面封装的影响，例如可以降低器件在运输过程中端面封装不稳定而造成器件损坏的频率。
48.请参照图3，本发明实施例还提出保护一种面向硅光芯片的fa结构设计端面封装的方法，包括：
49.s110、将硅光芯片安装在电路板上。
50.具体可以将硅光芯片焊接在电路板上的指定区域，以使得硅光芯片与电路板电气连接。
51.s120、通过盖板和v型槽对拉锥光纤进行安装并将光纤端面与硅光芯片上的端面耦合器进行第一次对光。
52.在本发明的一些实施例中，通过盖板和v型槽对拉锥光纤进行安装，包括：先将拉锥光纤安装于v型槽底部的v型槽口，并利用盖板对拉锥光纤的位置进行限定。
53.需要说明的是，v型槽底部开设有多个对拉锥光纤定位的v型槽口，拉锥光纤卡接于v型槽口处，并配合盖板对拉锥光纤的位置进行限定。当拉锥光纤与v型槽和盖板安装完成后，移动至硅光芯片处，使得拉锥光纤的头部靠近端面耦合器，以检测耦合损耗是否符合预定要求，具体可以参照光纤连接损耗值进行判定。
54.具体地，盖板朝向硅光芯片一侧设有避让切口，避让切口经靠近硅光芯片一侧至远离硅光芯片的方向上截面尺寸递减。例如，盖板朝向硅光芯片的方向上横截面形状为梯形。或者盖板与避让切口对应的端面为弧形，由此可以扩大避让切口的尺寸，以提高锁胶的效果，避让切口的形状在此仅为例举，并非限定。
55.而且，可以通过控制盖板的伸出距离保证拉锥光纤与硅光芯片耦合时，不会使得光纤端面与硅光芯片侧面刚性撞击。而且避让切口的设置也便于观察拉锥光纤朝向端面耦合器处伸出的长度，以确保拉锥光纤与端面耦合器之间的耦合效率。
56.需要说明的是，盖板朝向硅光芯片的一端为抵接面，盖板与硅光芯片抵接状态下，
抵接面与硅光芯片侧面抵接。盖板与硅光芯片抵接且盖板与电路板之间胶粘时，为减缓胶水挤压至避让切口的速率，可以尽可能提高盖板与硅光芯片之间的抵接面积。
57.具体地，可以使得抵接面为平面且为矩形形状。如此当硅光芯片与盖板抵接状态下，产生的缝隙面积更大，有利于减缓胶水到达避让切口的速率，进而有效降低胶水到达拉锥光纤和端面耦合器的概率，由此实现锁胶的同时保护拉锥光纤和端面耦合器不受胶水污染。
58.s130、采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光。
59.具体地，采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光，包括：
60.对盖板的位置进行预固定，并通过调整盖板的位置使拉锥光纤与硅光芯片上的端面耦合器通信连接。
61.而且，采用点胶方式将盖板粘接于电路板上并进行第二次对光后，还包括：对盖板进行补胶，以使盖板的位置固定。具体地，对盖板进行补胶，包括：对盖板的周侧进行补胶，并通过紫外线照射加快胶水凝固速率。
62.也即，胶水可以选择无影胶，具体类型在此不做限定。可以先采用点胶的方式对盖板的位置先进行预固定，此时可以通过工作人员手工或者自动调整拉锥光纤40的头部的位置，进行第二次对光，当第二次对光完成后，在盖板周侧进行补胶，以使得盖板相对电路板的位置固定。当补胶完成后，为加快固定，可以采用紫外线加快胶水凝固速率。
63.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
65.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。