本发明公开了一种大规模光纤阵列封装固定装置及封装方法，包括光纤阵列夹具组件、夹具角度固定组件、夹具固定底座组件、夹具高度调节组件，光纤阵列夹具组件内设有用于放置放置光纤阵列及光纤阵列带纤的光纤阵列安装件，夹具角度固定组件包括支撑杆，夹具固定底座组件包括螺纹套和固定板，本发明将光纤阵列夹具组件用作在光学耦合对准过程中夹持固定光纤阵列和光纤阵列的带纤两部分，而且也将光纤阵列夹具组件用作光纤阵列与光电子芯片封装固定装置的一部分，省去了人为将光纤阵列夹具组件与光纤阵列分离的步骤，将光学封装后需要对光纤阵列和光纤阵列的带纤两部分的加固变为对光纤阵列夹具组件的加固，极大的降低了人为操作带来的风险。
1.一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：包括光纤阵列夹具组件(10)、夹具角度固定组件(20)、夹具固定底座组件(30)、夹具高度调节组件(40)，所述光纤阵列夹具组件(10)内设有用于放置光纤阵列及光纤阵列带纤的光纤阵列安装件(11)，所述光纤阵列安装件(11)下端固定设有紧固板(15)，所述夹具角度固定组件(20)包括支撑杆(22)，所述夹具固定底座组件(30)包括安装套(34)和固定板(32)，所述固定板(32)上设有定位螺栓(35)和弧形槽(33)，所述支撑杆(22)一端与所述夹具固定底座组件(30)转动连接，所述支撑杆(22)另一端与所述光纤阵列安装件(11)滑动连接，所述支撑杆(22)中部设有圆形定位孔(23)，所述夹具高度调节组件(40)包括螺纹杆(43)，所述螺纹杆(43)安装在所述安装套(34)内，所述螺纹杆(43)上活动连接有支撑滑轨(41)，所述光纤阵列安装件(11)上部滑动连接在所述支撑滑轨(41)内。
2.如权利要求1所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述光纤阵列安装件(11)上固定安装有若干组加固盖板(12)，所述紧固板(15)上设有若干个定位孔。
3.如权利要求2所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述加固盖板(12)为U型槽结构，所述加固盖板(12)两侧设有定位长槽，所述光纤阵列安装件(11)上设有若干组螺纹孔(13)，所述加固盖板(12)通过定位长槽和螺纹孔(13)及螺钉固定安装在所述光纤阵列安装件(11)上。
4.如权利要求1所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述固定板(32)与所述安装套(34)通过底座(31)固定连接。
5.如权利要求4所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述定位螺栓(35)贯穿所述圆形定位孔(23)与所述固定板(32)固定连接，所述支撑杆(22)一端安装有滑动螺栓(24)，所述滑动螺栓(24)在所述弧形槽(33)内滑动。
6.如权利要求1所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述支撑杆(22)末端可拆卸连接有角度固定滑轨(21)，所述光纤阵列安装件(11)上固定设有滑块(14)，所述角度固定滑轨(21)滑动连接在所述滑块(14)内。
7.如权利要求1所述的一种大规模光纤阵列封装固定装置，其特征在于：所述螺纹杆(43)上端转动连接有连接件(42)，所述连接件(42)与所述支撑滑轨(41)铰接。
8.一种基于权利要求1所述的大规模光纤阵列封装固定装置的封装方法，其特征在于：
步骤一：将光纤阵列放置于光纤阵列安装件(11)内收纳槽内，利用光纤阵列安装件(11)下方紧固板(15)上的定位孔旋入螺丝固定光纤阵列，将加固盖板(12)安装在光纤阵列安装件(11)上，固定光纤阵列的带纤；
步骤二：将光纤阵列与光电子芯片上的光栅耦合器进行光学耦合对准并利用UV胶固化；
步骤三：将夹具角度固定组件(20)和夹具高度调节组件(40)分别安装在夹具固定底座组件(30)上，并根据固化后的光纤阵列安装件(11)的倾斜角度和高度，调整夹具角度固定组件(20)的角度和夹具固定底座组件(30)的高度；
步骤四：将步骤三中组合并调整好角度和高度的夹具角度固定组件(20)和夹具固定底座组件(30)分别与光纤阵列安装件(11)进行连接。
9.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于：所述步骤三的具体过程为：将夹具角度固定组件(20)的支撑杆(22)活动安装在固定板(32)上，其中支撑杆(22)通过圆形定位孔(23)转动连接在固定板(32)的定位螺栓(35)上，支撑杆(22)末端的滑动螺栓(24)布置于弧形槽(33)内，将夹具高度调节组件(40)的螺纹杆(43)旋入安装套(34)内，根据光纤阵列安装件(11)的倾斜角度，调整支撑杆(22)的位置，使得光纤阵列安装件(11)上的滑块(14)与支撑杆(22)位置垂直，并拧紧滑动螺栓(24)使得支撑杆(22)位置固定，通过旋转螺纹杆(43)，使得支撑滑轨(41)的高度与光纤阵列安装件(11)上部高度一致。
10.如权利要求8所述的封装方法，其特征在于：所述步骤四的具体过程为：将支撑滑轨(41)与光纤阵列安装件(11)上部末端滑动连接，将角度固定滑轨(21)与光纤阵列安装件(11)上的滑块(14)滑动连接，移动组合完成的夹具固定底座组件(30)、夹具角度固定组件(20)、夹具高度调节组件(40)，移动的同时，需转动螺纹杆(43)，使得底座(31)始终紧贴下方电路板，使移动至支撑杆(22)末端与角度固定滑轨(21)紧贴，通过螺钉将支撑杆(22)和角度固定滑轨(21)进行固定。
一种大规模光纤阵列封装固定装置及封装方法
技术领域
[0001] 本发明涉及硅基光电子芯片的光学封装技术领域，特别涉及一种大规模光纤阵列封装固定装置及封装方法。
背景技术
[0002] 随着半导体行业的快速发展，光电子芯片的集成度越来越高，针对光电子芯片的光纤阵列封装技术也随之不断的发展。在光纤阵列封装技术中，首先是将光纤阵列与电子封装完成后的光电子芯片上光栅耦合器进行光学耦合，耦合损耗达到最低后，利用UV胶水把光纤阵列和光电子芯片粘贴在一起并进行固化，最后再将光纤阵列进行加固处理。目前的光纤阵列封装加固装置及其封装方法较为单一，一般都是在用UV胶水将光纤阵列与光电子芯片粘贴并固化后，先将光纤阵列的夹具装置与光纤阵列进行分离，再对光纤阵列或者光纤阵列的带纤进行加固。如附图1和附图2所示。这种单一的封装加固装置及其封装方法会给光纤阵列与光电子芯片的封装带来一系列可靠性问题：比如（1）光纤阵列夹具装置需在UV胶水固化后进行人为分离，增加了人为拆卸夹具操作对光纤阵列与光电子芯片耦合损耗增大的风险。（2）撤离光纤阵列夹具装置再加固光纤阵列的封装方法较为复杂，增加了光纤阵列因为受到光纤阵列的带纤的各向应力影响而与光电子芯片发生移位的影响。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种大规模光纤阵列封装固定装置及封装方法，以克服现有技术中的不足。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0005] 本发明公开了一种大规模光纤阵列封装固定装置，包括光纤阵列夹具组件、夹具角度固定组件、夹具固定底座组件、夹具高度调节组件，所述光纤阵列夹具组件内设有用于放置光纤阵列及光纤阵列带纤的光纤阵列安装件，所述夹具角度固定组件包括支撑杆，所述夹具固定底座组件包括安装套和固定板，所述支撑杆一端与所述夹具固定底座组件转动连接，所述支撑杆另一端与所述光纤阵列安装件滑动连接，所述夹具高度调节组件包括螺纹杆，所述螺纹杆安装在所述安装套内，所述螺纹杆上活动连接有支撑滑轨，所述光纤阵列安装件上部滑动连接在所述支撑滑轨内。
[0006] 作为优选的，所述光纤阵列安装件上固定安装有若干组加固盖板，所述光纤阵列安装件下端固定设有紧固板，所述紧固板上设有若干个定位孔。
[0007] 作为优选的，所述加固盖板为U型槽结构，所述加固盖板两侧设有定位长槽，所述光纤阵列安装件上设有若干组螺纹孔，所述加固盖板通过定位长槽和螺纹孔及螺钉固定安装在所述光纤阵列安装件上。
[0008] 作为优选的，所述固定板与所述安装套通过底座固定连接，所述固定板上设有定位螺栓和弧形槽。
[0009] 作为优选的，所述支撑杆中部设有圆形定位孔，所述定位螺栓贯穿所述圆形定位孔与所述固定板固定连接，所述支撑杆一端安装有滑动螺栓，所述滑动螺栓在所述弧形槽内滑动。
[0010] 作为优选的，所述支撑杆末端可拆卸连接有角度固定滑轨，所述光纤阵列安装件上固定设有滑块，所述角度固定滑轨滑动连接在所述滑块内。
[0011] 作为优选的，所述螺纹杆上端转动连接有连接件，所述连接件与所述支撑滑轨铰接。
[0012] 本发明公开了一种大规模光纤阵列封装方法，包括以下步骤：
[0013] 步骤一：将光纤阵列放置于光纤阵列安装件内收纳槽内，利用光纤阵列安装件下方紧固板上的定位孔旋入螺丝固定光纤阵列，将加固盖板安装在光纤阵列安装件上，固定光纤阵列的带纤；
[0014] 步骤二：将光纤阵列与光电子芯片上的光栅耦合器进行光学耦合对准并利用UV胶固化；
[0015] 步骤三：将夹具角度固定组件和夹具高度调节组件分别安装在夹具固定底座组件上，并根据固化后的光纤阵列安装件的倾斜角度和高度，调整夹具角度固定组件的角度和夹具固定底座组件的高度。
[0016] 步骤四：将步骤三中组合并调整好角度和高度的夹具角度固定组件和夹具固定底座组件分别与光纤阵列安装件进行连接。
[0017] 作为优选的，所述步骤三的具体过程为：将夹具角度固定组件的支撑杆活动安装在固定板上，其中支撑杆通过圆形定位孔转动连接在固定板的定位螺栓上，支撑杆末端的滑动螺栓布置于弧形槽内，将夹具高度调节组件的螺纹杆旋入安装套内，根据光纤阵列安装件的倾斜角度，调整支撑杆的位置，使得光纤阵列安装件上的滑块与支撑杆位置垂直，并拧紧滑动螺栓使得支撑杆位置固定，通过旋转螺纹杆，使得支撑滑轨的高度与光纤阵列安装件上部高度一致。
[0018] 作为优选的，所述步骤四的具体过程为：将支撑滑轨与光纤阵列安装件上部末端滑动连接，将角度固定滑轨与光纤阵列安装件上的滑块滑动连接，移动组合完成的夹具固定底座组件、夹具角度固定组件、夹具高度调节组件，移动的同时，需转动螺纹杆，使得底座始终紧贴下方电路板，使移动至支撑杆末端与角度固定滑轨紧贴，通过螺钉将支撑杆和角度固定滑轨进行固定。
[0019] 本发明的有益效果：本发明一种大规模光纤阵列封装固定装置及封装方法，将光纤阵列夹具组件用作在光学耦合对准过程中夹持固定光纤阵列和光纤阵列的带纤两部分，而且也将光纤阵列夹具组件用作光纤阵列与光电子芯片封装固定装置的一部分，省去了人为将光纤阵列夹具组件与光纤阵列分离的步骤，将光学封装后需要对光纤阵列和光纤阵列的带纤两部分的加固变为对光纤阵列夹具组件的加固，极大的降低了人为分离操作带来的风险，减少了封装步骤，优化了光学封装方法，另外，光纤阵列夹具组件的固定方式简单，可与一般的光学实验平台易于连接，兼容性较高；夹具角度固定组件和夹具高度调节组件能够进行灵活调节对光纤阵列夹具组件的支撑角度和高度，适用于多种耦合角度的光纤阵列与光电子芯片封装。同时将光纤阵列与光纤阵列的带纤进行了加固，不仅大大降低了光纤阵列与光电子芯片移位的风险，而且加强了光纤阵列的带纤的稳定性，将封装后的光纤阵列、光电子芯片、封装加固装置以及封装所用的电路板连接为一个整体，在加固整个光纤阵列与芯片稳定性的同时也大大加强了整体封装装置的稳定性。
附图说明
[0020] 图1是现有技术光纤阵列封装的结构示意图；
[0021] 图2是现有技术光纤阵列封装带加固的结构示意图；
[0022] 图3是本发明实施的结构示意图；
[0023] 图4是本发明实施光纤阵列夹具组件的结构示意图；
[0024] 图5是本发明实施光纤阵列夹具组件和夹具高度调节组件的结构示意图；
[0025] 图中：10‑光纤阵列夹具组件、11‑光纤阵列安装件、12‑加固盖板、13‑螺纹孔、14‑滑块、15‑紧固板；20‑夹具角度固定组件、21‑角度固定滑轨、22‑支撑杆、23‑圆形定位孔、24‑滑动螺栓；30‑夹具固定底座组件、31‑底座、32‑固定板、33‑弧形槽、34‑安装套；40‑夹具高度调节组件、41‑支撑滑轨、42‑连接件、43‑螺纹杆。
具体实施方式
[0026] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0027] 在光纤阵列与光电子芯片封装后，图1中则是利用简单的固定块将光纤阵列进行加固处理，其光纤阵列的带纤则是自由的放置，如此则忽略了光纤阵列的带纤所带来的各向应力，容易造成光纤阵列与芯片之间的脱离或者位移，损耗增大。图2中则是在图1的基础上利用一个桥梁结构进行光纤阵列的带纤进行加固，如此光纤阵列虽然进行了全部的加固处理，但是此种光纤阵列的封装及加固方法，会增加光纤阵列夹具撤销分离容易使得光纤阵列与芯片的移位的风险，降低了封装的成功率。
[0028] 从上述结构中可以看出光纤阵列封装及加固装置都较为片面，支撑力度不足，封装方法也是顾此失彼，难以兼顾光纤阵列与光纤阵列的带纤部分，给光纤阵列封装技术留下很多的失败的隐患。
[0029] 如图3‑图5所示，本发明实施例提供了一种大规模光纤阵列封装固定装置，包括光纤阵列夹具组件10、夹具角度固定组件20、夹具固定底座组件30、夹具高度调节组件40。
[0030] 所述光纤阵列夹具组件10内设有用于放置光纤阵列及光纤阵列带纤的光纤阵列安装件11，所述光纤阵列安装件11上固定安装有若干组加固盖板12，所述光纤阵列安装件11下端固定设有紧固板15，所述紧固板15上设有若干个定位孔。所述加固盖板12为U型槽结构，所述U型槽边缘设有定位长槽，所述光纤阵列安装件11上设有若干组螺纹孔13，所述加固盖板12通过定位长槽和螺纹孔13及螺钉固定安装在所述光纤阵列安装件11上，所述光纤阵列安装件11上固定设有滑块14。光纤阵列夹具组件10的固定方式简单，可与一般的光学实验平台易于连接，兼容性较高。
[0031] 所述夹具角度固定组件20包括支撑杆22，所述支撑杆22中部设有圆形定位孔23，所述支撑杆22一端安装有滑动螺栓24，所述支撑杆22另一端可拆卸连接有角度固定滑轨21，所述角度固定滑轨21与所述滑块14滑动连接。所述夹具角度固定组件20以圆形定位孔为圆心，转动夹具角度固定组件20，即可调节其支撑的角度，以适配光纤阵列夹具组件10最终的倾斜角度。
[0032] 所述夹具固定底座组件30包括安装套34和固定板32，所述固定板32与所述安装套34通过底座31固定连接，所述固定板32上设有定位螺栓35和弧形槽33，所述滑动螺栓24在所述弧形槽33内滑动，所述定位螺栓35贯穿所述圆形定位孔23与所述固定板32固定连接。
[0033] 所述夹具高度调节组件40包括螺纹杆43，所述螺纹杆43螺纹连接在所述安装套34内，所述螺纹杆43上活动连接有支撑滑轨41，所述光纤阵列安装件11上部滑动连接在所述支撑滑轨41内，所述螺纹杆43上端转动连接有连接件42，所述连接件42与所述支撑滑轨41铰接。
[0034] 本发明装置同时将光纤阵列与光纤阵列的带纤进行了加固，不仅大大降低了光纤阵列与光电子芯片移位的风险，而且加强了光纤阵列的带纤的稳定性。
[0035] 本发明装置将封装后的光纤阵列、光电子芯片、封装加固装置以及封装所用的电路板连接为一个整体，在加固整个光纤阵列与芯片稳定性的同时也大大加强了整体封装装置的稳定性。
[0036] 本发明装置中，加固盖板12的材料采用聚四氟乙烯（PTFE）材料，不仅减少对光纤阵列的带纤的摩擦，也减轻了重量。光纤阵列夹具组件10、夹具角度固定组件20、夹具固定底座组件30、夹具高度调节组件40均采用铝合金材质，在加固整体装置的同时，减少负荷的重量。
[0037] 本发明实施例还提供了一种大规模光纤阵列封装方法，包括以下步骤：
[0038] 步骤一：将光纤阵列放置于光纤阵列安装件内收纳槽内，利用光纤阵列安装件下方紧固板上的定位孔旋入螺丝固定光纤阵列，将加固盖板安装在光纤阵列安装件上，固定光纤阵列的带纤；
[0039] 步骤二：将光纤阵列与光电子芯片上的光栅耦合器进行光学耦合对准并利用UV胶固化；
[0040] 步骤三：将夹具角度固定组件和夹具高度调节组件分别安装在夹具固定底座组件上，并根据固化后的光纤阵列安装件的倾斜角度和高度，调整夹具角度固定组件的角度和夹具固定底座组件的高度。
[0041] 步骤四：将步骤三中组合并调整好角度和高度的夹具角度固定组件和夹具固定底座组件分别与光纤阵列安装件进行连接。
[0042] 所述步骤三的具体过程为：将夹具角度固定组件的支撑杆活动安装在固定板上，其中支撑杆通过圆形定位孔转动连接在固定板的定位螺栓上，支撑杆末端的滑动螺栓布置于弧形槽内，将夹具高度调节组件的螺纹杆旋入安装套内，根据光纤阵列安装件的倾斜角度，调整支撑杆的位置，使得光纤阵列安装件上的滑块与支撑杆位置垂直，并拧紧滑动螺栓使得支撑杆位置固定，通过旋转螺纹杆，使得支撑滑轨的高度与光纤阵列安装件上部高度一致。
[0043] 所述步骤四的具体过程为：将支撑滑轨与光纤阵列安装件上部末端滑动连接，将角度固定滑轨与光纤阵列安装件上的滑块滑动连接，移动组合完成的夹具固定底座组件、夹具角度固定组件、夹具高度调节组件，移动的同时，需转动螺纹杆，使得底座始终紧贴下方电路板，使移动至支撑杆末端与角度固定滑轨紧贴，通过螺钉将支撑杆和角度固定滑轨进行固定。
[0044] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
