CN115542479B - 一种光纤与芯片耦合的调节装置、耦合装置及耦合方法 - Google Patents

一种光纤与芯片耦合的调节装置、耦合装置及耦合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光纤与芯片耦合的调节装置，用以对光纤阵列与芯片进行耦合，包括：调整机构，具有底座和六轴微调架；支撑板，设置在六轴微调架上，支撑板的上表面放置有光纤阵列；夹持机构，安装在六轴微调架上，所述夹持机构包括水平夹持部和竖直夹持部；以及吸取机构，可调节地设置在底座上，所述吸取机构通过真空吸取芯片，调整吸取机构位置以靠近光纤阵列的端部，使吸取机构吸取硅基芯片；通过水平夹持部和竖直夹持部调整调整光纤阵列的位置，使光纤阵列与芯片进行耦合。同时还提供了一种光纤与芯片的耦合装置及耦合方法，在芯片与光纤阵列耦合时可以调整芯片以及光纤阵列的位置，提高了芯片和光纤阵列的耦合效率以及性能。

Description

一种光纤与芯片耦合的调节装置、耦合装置及耦合方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光纤与芯片耦合的调节装置、耦合装置及耦合方法。
背景技术
目前，FA(光纤矩阵)与单个PCBA(印刷电路板装配)上的发光源或者单个CHIP(芯片)之间的组合均为常规的产品，还没有出现过FA+CHIP+FA并具有跳线转向扣的尾部的产品，所以也没有能够实现这一功能的耦合装置及设备。
现有技术当中的FA与芯片耦合装置，常规的方案是单FA尾部通过陶瓷插芯连接跳线然后直接与芯片耦合，耦合过程之间的FA与芯片的接近状态(贴合后的力度检测)未能有效的检测，从而难以实现有效的耦合，尤其在耦合需要贴近时，力度过大，会使得FA和芯片碎裂。
另外，光纤阵列FA和芯片在进行耦合时，受到压块的挤压会发生轻微的形变，当松开压块时，FA和芯片会回弹，位置发生偏移，造成不良品，从而导致耦合光功率降低，组件性能劣化、输出光功率不稳定。
发明内容
本发明提供了一种光纤与芯片的调节装置、耦合装置及耦合方法，以解决现有技术中光纤阵列FA和芯片在进行耦合时因形变发生位置偏移、影响性能的技术问题。
为解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种光纤与芯片耦合的调节装置，用以对光纤阵列与芯片进行耦合，包括：
调整机构，具有底座和安装在所述底座上的六轴微调架；
支撑板，设置在所述六轴微调架上，所述支撑板的上表面放置有所述光纤阵列；
夹持机构，安装在所述六轴微调架上，所述夹持机构包括水平夹持部和竖直夹持部，所述夹持机构能够对所述光纤阵列形成夹紧状态或松开状态；以及
吸取机构，可调节地设置在所述底座上，调整所述吸取机构的位置以靠近所述光纤阵列的端部，使所述吸取机构吸取所述芯片；
通过所述水平夹持部和竖直夹持部调整所述支撑板的位置，进而调整所述光纤阵列的位置，使所述光纤阵列与所述芯片进行耦合。
优选的，所述水平夹持部包括连接板、卡接在所述连接板上的第一螺杆、螺纹连接在所述连接板与所述第一螺杆之间的第一滑动板、连接在所述连接板的一端的第一固定块和位于所述第一固定块上表面的第一卡块，所述第一卡块靠近所述连接板的一侧穿过第一固定块与所述连接板卡接。
优选的，所述支撑板靠近所述第一卡块的一侧具有倾斜的平面和插接槽，所述第一卡块靠近所述平面的一侧具有与所述平面相配合的推移面。
优选的，所述竖直夹持部包括连接座和竖直连接在所述连接座上的第二螺杆，所述连接座上开设有竖直的第一滑槽，所述第二螺杆适于穿过所述第一滑槽，并与所述支撑板连接。
优选的，所述连接座包括座本体及与所述座本体的一端固定连接的压刀，所述座本体适于插接在所述支撑板的插接槽内，且所述压刀适于压合在所述支撑板的上表面。
优选的，所述吸取机构包括竖直安装在所述底座上的支撑座、连接在所述支撑座上的调节座和一体连接在所述调节座顶部的气道结构。
优选的，所述气道结构包括气道结构本体和设在所述气道结构本体内的气道，所述气道结构本体上还开设有均与所述气道连通的通气孔、放气槽和吸气孔，所述放气槽适于在所述连接板移动时封堵，所述芯片放置在所述吸气孔上以形成封堵，所述通气孔与抽真空装置通过气管连接，当抽真空装置抽气时，所述气道内形成真空以将所述芯片吸附固定。
本发明的第二目的在于提供一种光纤与芯片的耦合装置，包括：上述所述的光纤与芯片耦合的调节装置。
本发明的第三目的在于提供一种光纤与芯片的耦合方法，基于上述所述的光纤与芯片耦合的调节装置，所述耦合方法具体包括如下步骤：
S1：将夹持机构安装在调整机构上，并将光纤阵列放置在支撑板上，并用竖直夹持部夹紧固定所述光纤阵列的前端；
S2：将芯片放置在吸取机构的上表面，控制所述吸取机构吸取所述芯片；
控制所述夹持机构对所述硅基芯片形成松开状态，使所述硅基芯片悬空；
S3：通过水平夹持部和竖直夹持部调整所述光纤阵列的位置，使所述光纤阵列与所述芯片进行点胶耦合固定；
S4：调整夹持机构整体取下所述支撑板与所述光纤阵列，控制所述吸取机构不吸取所述芯片，取出完成耦合的所述芯片和所述光纤阵列，并放入到UV灯固化炉中固化；
S5：固化完成后，从所述支撑板上取下所述光纤阵列与所述芯片。
优选的，在所述的步骤S3中，点胶机或手动进行点胶时，点出的胶点为圆点。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
通过吸取机构和夹持机构，在光纤阵列与芯片耦合时可以调整光纤阵列的位置，避免了光纤阵列进行耦合时需要提前与芯片固定的不足，提高了光纤阵列和芯片的耦合效率以及器件性能。
附图说明
图1为本发明实施例中光纤与芯片的调节装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中光纤与芯片的调节装置的主视结构示意图；
图3为本发明实施例中光纤与芯片的调节装置的侧视结构示意图；
图4为本发明实施例中夹持机构的结构示意图；
图5为本发明实施例中夹持机构的分解结构示意图；
图6为本发明实施例中夹持机构的结构示意图；
图7为本发明实施例中气道结构的结构示意图；
图8为本发明实施例中光纤与芯片的耦合方法的流程示意图。
附图标记说明：
1-调整机构；11-底座；12-六轴微调架；
2-支撑板；21-平面；22-插接槽；
3-夹持机构；
31-水平夹持部；311-连接板；312-第一螺杆；313-第一滑动板；314-第一固定块；315-第一卡块；3151-推移面；
32-竖直夹持部；321-连接座；3211-座本体；3212-压刀；3213-第一滑槽；322-第二螺杆；
4-吸取机构；
41-支撑座；42-调节座；43-气道结构；431-气道结构本体；4311-通气孔；4312-放气槽；4313-吸气孔；432-气道；
5-光纤阵列；
6-芯片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
如图1-7所示，本发明的实施例提供一种光纤与芯片耦合的调节装置，用以对光纤阵列5与芯片6进行耦合，所述调节装置包括调整机构1、支撑板2、夹持机构3和吸取机构4，其中：
调整机构1具有底座11和六轴微调架12，六轴微调架12安装在底座11上，而底座11作为调节装置的支撑平台，便于能够对调节装置进行调平，六轴微调架12作为调整架，可以对调整机构1进行六个方向位移的调节，从而对支撑板2和光纤阵列5的位置进行精调。
支撑板2设置在六轴微调架12上，支撑板2的上表面放置有光纤阵列5，支撑板2作为一个平台载动光纤阵列5移动到所需要的位置。
夹持机构3安装在六轴微调架12上，其中夹持机构3包括水平夹持部31和竖直夹持部32，通过水平夹持部31和竖直夹持部32的微调，夹持机构3能够对光纤阵列5形成夹紧状态或松开状态。
吸取机构4可调节地设置在底座11上，，调整吸取机构4位置以靠近光纤阵列5的端部，吸取机构4通过真空吸取芯片6。
通过水平夹持部31和竖直夹持部32调整支撑板2的位置，进而调整光纤阵列5的位置，使光纤阵列5与芯片6进行耦合。
由此，通过调整吸取机构4以靠近光纤阵列5，使吸取机构4吸取芯片6，使芯片6悬空，再通过夹持机构3调整支撑板2的位置，以调整光纤阵列5的位置，进而使光纤阵列5与芯片6进行点胶耦合。
本申请实施例提供的吸取机构4和夹持机构3，在光纤阵列5与芯片6耦合时，可以调整光纤阵列5的位置，避免了光纤阵列5进行耦合时需要提前与芯片6固定的不足，提高了光纤阵列5和芯片6的耦合效率以及器件性能。
具体地，请参阅图2、4、5所示，在本发明的实施例当中，水平夹持部31包括连接板311、第一螺杆312、第一滑动板313、第一固定块314和第一卡块315，其中：
第一螺杆312的一端卡接在连接板311上，第一滑动板313螺纹连接在连接板311与第一螺杆312之间，第一螺杆312穿过第一滑动板313，并在外端面设置旋钮，便于人工微调。第一固定块314连接在连接板311背离第一滑动板313的一端，第一卡块315位于第一固定块314的上表面，第一卡块315靠近连接板311的一侧穿过第一固定块314并与连接板311卡接。
通过水平夹持部31的设置，能够实现对支撑板2的水平微调，并能够在竖直方向上对支撑板2提供一定的压力，保证不发生滑移。
具体地，请参阅图4、5所示，在本发明的实施例当中，支撑板2靠近第一卡块315的一侧具有倾斜的平面21和插接槽22，第一卡块315靠近平面21的一侧具有与平面21相配合的推移面3151。
由此，通过支撑板2的倾斜的平面21，而第一卡块315上设有对应的推移面3151，当在斜面上施加水平力时，由于力的分解，可以分为水平力和竖直力，其中水平力能够推动支撑板2平移，以能够达到光纤阵列5与芯片6的位置对齐。
具体地，请参阅图3、4、5所示，在本发明的实施例当中，竖直夹持部32包括连接座321和竖直连接在连接座321上的第二螺杆322，连接座321上开设有竖直的第一滑槽3213，第二螺杆322适于穿过第一滑槽3213，并与支撑板2连接。
由此，通过竖直夹持部32的设置，实现对支撑板2的竖直限位固定。
具体地，请参阅图5所示，在本发明的实施例当中，连接座321包括座本体3211及与座本体3211的一端固定连接的压刀3212，座本体3211适于插接在支撑板2的插接槽22内，且压刀3212适于压合在支撑板2的上表面。
具体地，在本发明的实施例当中，吸取机构4包括竖直安装在底座11上的支撑座41、连接在支撑座41上的调节座42和一体连接在调节座42顶部的气道结构43。
由此，通过调节气道结构43使得靠近芯片6，以使吸头吸取芯片6。
具体地，请参阅图5、6、7所示，气道结构43包括气道结构本体431和设在气道结构本体431内的气道432，气道结构本体431上还开设有均与气道432连通的通气孔4311、放气槽4312和吸气孔4313，放气槽4312适于在连接板311移动时封堵，芯片6放置在吸气孔4313上以形成封堵，通气孔4311与抽真空装置通过气管连接，当抽真空装置抽气时，气道432内形成真空以将芯片6吸附固定。
本申请实施例的另一方面，还提供了一种光纤与芯片的耦合装置，所述耦合装置包括上述所述的光纤与芯片耦合的调节装置。
本申请实施例提供的光纤与芯片的耦合装置，通过调整吸取机构4以靠近芯片6，使吸取机构4吸取芯片6，使芯片6悬空，再通过调整机构1调整夹持机构3的位置，以调整光纤阵列5的位置。通过同时调整芯片6以及光纤阵列5的位置，进而使芯片6与光纤阵列5进行点胶耦合，避免了芯片6进行耦合时需要提前与光纤阵列5固定的不足，提高了芯片6和光纤阵列5的耦合效率以及器件性能。
请参阅图8所示，本发明的又一实施例提供了一种光纤与芯片的耦合方法，基于所述的光纤与芯片耦合的调节装置，所述耦合方法具体包括如下步骤：
S1：将夹持机构3安装在调整机构1上，并将光纤阵列5放置在支撑板2上，并用竖直夹持部32夹紧固定光纤阵列5的前端；
S2：将芯片6放置在吸取机构4的上表面，控制吸取机构4吸取芯片6；
S3：通过水平夹持部31和竖直夹持部32调整光纤阵列5的位置，使光纤阵列5与芯片6进行点胶耦合固定；
S4：调整夹持机构3整体取下支撑板2与光纤阵列5，控制吸取机构4不吸取芯片6，取出完成耦合的芯片6和光纤阵列5，并放入到UV灯固化炉中固化；
S5：固化完成后，从支撑板2上取下光纤阵列5与芯片6。
优选的，在所述的步骤S3中，点胶机或手动进行点胶时，点出的胶点为圆点。
由此，施加一定压力后进行固化，或者固化时在条状芯片上方施加一定压力，这样保证软胶胶体厚度，同时保证条状芯片表面平整度。
虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种光纤与芯片耦合的调节装置，用以对光纤阵列（5）与芯片（6）进行耦合，其特征在于，包括：
调整机构（1），具有底座（11）和安装在所述底座（11）上的六轴微调架（12）；
支撑板（2），设置在所述六轴微调架（12）上，所述支撑板（2）的上表面放置有所述光纤阵列（5）；
夹持机构（3），安装在所述六轴微调架（12）上，所述夹持机构（3）包括水平夹持部（31）和竖直夹持部（32），所述夹持机构（3）能够对所述光纤阵列（5）形成夹紧状态或松开状态；以及
吸取机构（4），可调节地设置在所述底座（11）上，调整所述吸取机构（4）位置以靠近所述光纤阵列（5）的端部，使所述吸取机构（4）吸取所述芯片（6）；
所述水平夹持部（31）包括连接板（311）、卡接在所述连接板（311）上的第一螺杆（312）、螺纹连接在所述连接板（311）与所述第一螺杆（312）之间的第一滑动板（313）、连接在所述连接板（311）的一端的第一固定块（314）和位于所述第一固定块（314）上表面的第一卡块（315），所述第一卡块（315）靠近所述连接板（311）的一侧穿过第一固定块（314）与所述连接板（311）卡接；
所述竖直夹持部（32）包括连接座（321）和竖直连接在所述连接座（321）上的第二螺杆（322），所述连接座（321）上开设有竖直的第一滑槽（3213），所述第二螺杆（322）适于穿过所述第一滑槽（3213），并与所述支撑板（2）连接；
通过所述水平夹持部（31）和竖直夹持部（32）调整所述支撑板（2）的位置，进而调整所述光纤阵列（5）的位置，使所述光纤阵列（5）与所述芯片（6）进行耦合。
2.根据权利要求1所述的光纤与芯片耦合的调节装置，其特征在于：所述支撑板（2）靠近所述第一卡块（315）的一侧具有倾斜的平面（21）和插接槽（22），所述第一卡块（315）靠近所述平面（21）的一侧具有与所述平面（21）相配合的推移面（3151）。
3.根据权利要求1所述的光纤与芯片耦合的调节装置，其特征在于：所述连接座（321）包括座本体（3211）及与所述座本体（3211）的一端固定连接的压刀（3212），所述座本体（3211）适于插接在所述支撑板（2）的插接槽（22）内，且所述压刀（3212）适于压合在所述支撑板（2）的上表面。
4.根据权利要求1所述的光纤与芯片耦合的调节装置，其特征在于：所述吸取机构（4）包括竖直安装在所述底座（11）上的支撑座（41）、连接在所述支撑座（41）上的调节座（42）和一体连接在所述调节座（42）顶部的气道结构（43）。
5.根据权利要求4所述的光纤与芯片耦合的调节装置，其特征在于：所述气道结构（43）包括气道结构本体（431）和设在所述气道结构本体（431）内的气道（432），所述气道结构本体（431）上还开设有均与所述气道（432）连通的通气孔（4311）、放气槽（4312）和吸气孔（4313），所述放气槽（4312）适于在所述连接板（311）移动时封堵，所述芯片（6）放置在所述吸气孔（4313）上以形成封堵，所述通气孔（4311）与抽真空装置通过气管连接，当抽真空装置抽气时，所述气道（432）内形成真空以将所述芯片（6）吸附固定。
6.一种光纤与芯片的耦合装置，其特征在于：包括：权利要求1～5任意一项所述的所述光纤与芯片耦合的调节装置。
7.一种光纤与芯片的耦合方法，基于权利要求1-5任一项所述的光纤与芯片耦合的调节装置，其特征在于：所述耦合方法具体包括如下步骤：
S1：将夹持机构（3）安装在调整机构（1）上，并将光纤阵列（5）放置在支撑板（2）上，并用竖直夹持部（32）夹紧固定所述光纤阵列（5）的前端；
S2：将芯片（6）放置在吸取机构（4）的上表面，控制所述吸取机构（4）吸取所述芯片（6）；
S3：通过水平夹持部（31）和竖直夹持部（32）调整所述光纤阵列（5）的位置，使所述光纤阵列（5）与所述芯片（6）进行点胶耦合固定；
S4：调整夹持机构（3）整体取下所述支撑板（2）与所述光纤阵列（5），控制所述吸取机构（4）不吸取所述芯片（6），取出完成耦合的所述芯片（6）和所述光纤阵列（5），并放入到UV灯固化炉中固化；
S5：固化完成后，从所述支撑板（2）上取下所述光纤阵列（5）与所述芯片（6）。
8.根据权利要求7所述的光纤与芯片的耦合方法，其特征在于：在所述的步骤S3中，点胶机或手动进行点胶时，点出的胶点为圆点状。
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