光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)及光纖對(duì)準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多光光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)及光纖對(duì)準(zhǔn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硅光子技術(shù)是指在硅材料上集成各種基于平面光波導(dǎo)的功能器件的技術(shù)。這種技術(shù)主要采用絕緣體上硅(SOI)晶片為基材。硅材料有可能代替?zhèn)鹘y(tǒng)光器件領(lǐng)域里使用的III/V族材料(所謂II1-V族化合物，是元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，主要包括鎵化砷(GaAs)、磷化銦(InP)和氮化鎵等)，實(shí)現(xiàn)微型、低功耗、低成本的光器件，應(yīng)用于計(jì)算機(jī)互連、通信網(wǎng)絡(luò)、傳感等領(lǐng)域?；诠韫庾蛹夹g(shù)，光器件可以直接與CMOS集成電路集成，并利用CMOS標(biāo)準(zhǔn)化的批量制造能力，在單片芯片上，實(shí)現(xiàn)高可靠性，高集成度、以及微型化的光通信和光傳感系統(tǒng)。目前，硅光子技術(shù)正受到越來(lái)越多的研宄所及公司的重視。尤其是在光通信領(lǐng)域，好些公司都推出了應(yīng)用了硅光子技術(shù)的光模塊。
[0003]光可以在平面光波導(dǎo)中傳播，硅平面光波導(dǎo)是一種以硅作為波導(dǎo)材料的平面光波導(dǎo)。平面光波導(dǎo)器件通常由一種較低折射率的襯底(例如氮化硅，二氧化硅，聚合物，空氣等)和一種較高折射率的導(dǎo)光材料(例如硅，二氧化硅，氮化硅等)，以及頂部覆蓋的較低折射率材料構(gòu)成。平面光波導(dǎo)中間的導(dǎo)光部分通常是矩形的截面，但也可以是圓形等的截面結(jié)構(gòu)。平面光波導(dǎo)可以被組合制作成各種不同的光路結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)不同的功能。
[0004]硅光芯片上的平面光波導(dǎo)通常需要與光纖對(duì)接，以實(shí)現(xiàn)光的輸入輸出。光纖與波導(dǎo)的對(duì)位精度通常比較高(通常需要〈I微米)。使用凹槽定位是目前業(yè)界一種比較常用的光纖定位方式。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中，通常一塊光芯片或光電芯片有多個(gè)光輸入/輸出端口，需分別與光纖相連。在光芯片封裝的過(guò)程中，要進(jìn)行多條光纖(兩條或以上)的耦合采用的方法為:每條光纖單獨(dú)耦合固定，即先做好一條光纖的對(duì)位，進(jìn)行初步的固定，再進(jìn)行下一條光纖的對(duì)位，并且固定，如果還有光纖需要耦合封裝，則以此類推。此種方法非常耗時(shí)，并且隨著光纖數(shù)的增加，所需的加工工時(shí)也幾乎成線性增加。成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種操作簡(jiǎn)單、制造成本低的光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)及光纖對(duì)準(zhǔn)方法。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方式提供如下技術(shù)方案:
[0008]一方面，本發(fā)明提供一種光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)，包括芯片、固定件和至少兩條光纖，所述芯片設(shè)有至少兩個(gè)用于光信號(hào)輸入輸出的光波導(dǎo)接口，所述固定件設(shè)有至少兩個(gè)通孔，每個(gè)所述至少兩條光纖的一端均連接一個(gè)其它光器件，所述至少兩條光纖分別穿過(guò)所述至少兩個(gè)通孔，通過(guò)所述固定件將所述至少兩條光纖固定并形成光纖組件，所述至少兩條光纖的另一端分別與所述光波導(dǎo)接口的端面接觸且固定，以形成所述光纖與所述光波導(dǎo)接口的光波導(dǎo)親合。
[0009]其中，所述芯片設(shè)有至少兩個(gè)耦合凹槽，每個(gè)所述耦合凹槽均包括開(kāi)口端和與所述開(kāi)口端相對(duì)設(shè)置的底壁，每個(gè)所述光波導(dǎo)接口分別位于所述耦合凹槽的底壁，所有所述光波導(dǎo)接口共面，所述至少兩條光纖之與所述光波導(dǎo)接口相接觸的面亦共面。
[0010]其中，所述固定件通過(guò)注塑工藝一體成型制成，所述通孔與所述光纖之間為間隙配合。
[0011]其中，所述至少兩條光纖與所述固定件固定后，所述至少兩條光纖之與所述波導(dǎo)接口相接觸的面之間的平面度小于等于2毫米。
[0012]其中，所述芯片還包括至少兩個(gè)附加凹槽，所述至少兩個(gè)附加凹槽與所述耦合凹槽一一對(duì)應(yīng)，用于輔助所述至少兩條光纖之與所述光波導(dǎo)接口相接觸的面的整平。
[0013]其中，每個(gè)所述附加凹槽均包括附加底壁，所有的所述附加底壁之間的共面度小于等于2毫米。
[0014]其中，所述芯片還包括阻隔結(jié)構(gòu)，所述阻隔結(jié)構(gòu)設(shè)于所述耦合凹槽的底壁且位于所述光波導(dǎo)接口的周圍，所述阻隔結(jié)構(gòu)用于在所述光纖與所述光波導(dǎo)接口接觸時(shí)，在整平所述光纖的過(guò)程中，承受所述光纖的壓力，保護(hù)所述光波導(dǎo)接口。
[0015]另一方面，本發(fā)明還提供一種光纖對(duì)準(zhǔn)方法，包括:
[0016]提供一個(gè)固定件，所述固定件設(shè)有至少兩個(gè)通孔；
[0017]提供至少兩條光纖，每個(gè)所述至少兩條光纖的一端均連接一個(gè)其它光器件；
[0018]將所述至少兩條光纖從所述至少兩個(gè)通孔處穿過(guò)所述固定件；
[0019]通過(guò)所述固定件將所述至少兩條光纖固定并形成光纖組件；
[0020]提供一個(gè)芯片，所述芯片設(shè)有至少兩個(gè)用于光信號(hào)輸入輸出的光波導(dǎo)接口，所述芯片包括至少兩個(gè)耦合凹槽，每個(gè)所述耦合凹槽均包括開(kāi)口端和與所述開(kāi)口端相對(duì)設(shè)置的底壁，每個(gè)所述光波導(dǎo)接口分別位于所述耦合凹槽的底壁；
[0021]將所述至少兩條光纖的另一端分別與所述光波導(dǎo)接口接觸且固定，以形成所述光纖與所述光波導(dǎo)接口的光波導(dǎo)耦合。
[0022]其中，“通過(guò)所述固定件將所述至少兩條光纖固定并形成光纖組件”的步驟之前還包括:整平所述至少兩條光纖的與所述光波導(dǎo)接口相接觸的平面，使得所述至少兩條光纖的與所述光波導(dǎo)接口相接觸的平面的共面度小于一個(gè)預(yù)定的距離容差。
[0023]其中，“通過(guò)所述固定件將所述至少兩條光纖固定并形成光纖組件”的步驟之前還包括:
[0024]在所述芯片上設(shè)置至少兩個(gè)附加凹槽，每個(gè)所述附加凹槽均包括附加底壁，所有的所述附加底壁之間的共面；
[0025]將所述至少兩條光纖穿過(guò)所述固定件后，在所述至少兩條光纖與所述固定件之間點(diǎn)膠；
[0026]同時(shí)將所有的所述光纖壓入所述附加凹槽中，使得所述光纖分別與所述附加底壁接觸，同時(shí)調(diào)整所述光纖相對(duì)所述固定件的位置；
[0027]固化所述光纖與所述固定件之間的膠，以固定所述光纖相對(duì)所述固定件的位置。
[0028]其中，所述附加凹槽通過(guò)半導(dǎo)體芯片工藝制成。
[0029]其中，在“將所述至少兩條光纖的另一端分別伸入所述光波導(dǎo)接口 ”步驟前，還包括:在所述芯片之所述耦合凹槽內(nèi)壁點(diǎn)膠，當(dāng)所述光纖與所述光波導(dǎo)接口接觸時(shí)，固化所述耦合凹槽內(nèi)壁的膠，完成所述光纖與所述芯片之間的耦合封裝。
[0030]其中，在“將所述至少兩條光纖的另一端分別伸入所述光波導(dǎo)接口 ”步驟前，還包括:在所述芯片之所述耦合凹槽的底壁設(shè)置阻隔結(jié)構(gòu)，所述阻隔結(jié)構(gòu)位于所述光波導(dǎo)接口周圍；在所述光纖與所述光波導(dǎo)接口接觸的過(guò)程中，所述阻隔結(jié)構(gòu)承受所述光纖的壓力，保護(hù)所述光波導(dǎo)接口。
[0031]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠同時(shí)進(jìn)行多條光纖的耦合對(duì)準(zhǔn)，提高了封裝效率，降低制造成本。而且通過(guò)所述固定件將所述至少兩條光纖固定并形成光纖組件，固定件成本低，亦于加工和組裝，解決了帶狀光纖陣列所占體積大，成本高的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以如這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)的示意圖，其中不包括芯片部分。
[0034]圖2是本發(fā)明一種實(shí)施方式提供的光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)的平面示意圖，將光纖組裝在芯片的耦合凹槽內(nèi)的示意圖。
[0035]圖3是本發(fā)明提供的光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)之另一種實(shí)施方式的示意圖。
[0036]圖4是本發(fā)明提供的光纖與芯片對(duì)準(zhǔn)的封裝結(jié)構(gòu)之又一種實(shí)施方式的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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