CN211905789U - 一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光子集成芯片测试技术领域，公开了一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，包括芯片承载装置、光纤承载装置、点胶装置、图像放大装置和固化装置；该用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统通过利用图像放大装置呈现芯片及光纤的放大图像，在其指引下，利用芯片承载装置和光纤承载装置调整芯片以及光纤的位置，将芯片和光纤调整至最优耦合位置，实现光纤的光栅耦合，利用点胶装置给光纤点涂胶体，利用固化装置使光纤上的胶体固化，将芯片和光纤在最优耦合位置固定，从而实现光子芯片和光纤的简易封装，操作简洁，可靠性高，适用于长时间高稳定度的芯片测试工作。

Description

一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统

技术领域

本实用新型涉及光子集成芯片测试技术领域，具体涉及一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统。

背景技术

光子集成芯片具有速度快、能耗低的优势，是目前芯片技术研究的热点领域。在光子集成芯片测试过程中，可能需要对芯片进行长期测试，要求保证芯片的光纤耦合状态保持不变，为此，可以采用对芯片进行简易的滴胶封装的方式来保证光纤一直处于耦合状态。现有技术中缺少对光子集成芯片进行简易胶粘封装的专用系统，使得为完成光子集成芯片测试而进行的准确的简易胶粘封装工作极为不便。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，该系统能够精准调节光子集成芯片和光纤的相对位置，准确控制光纤和芯片处于最佳耦合位置，然后在光纤上点胶，使光纤和芯片在最佳耦合位置固化。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，包括：芯片承载装置，用于固定芯片并调整芯片的位置；至少一组光纤承载装置，设置于所述芯片承载装置的一侧，用于固定光纤并调整光纤的位置；点胶装置，用于点涂胶体，包括胶池和胶池位移机构，所述胶池固定于所述胶池位移机构上，所述胶池用于盛放胶体，所述胶池位移机构用于调节所述胶池的位置。

在本实用新型中，优选的，所述胶池位移机构包括胶池平移部件、胶池升降部件和胶池固定臂。

在本实用新型中，优选的，还包括图像放大装置，用于呈现芯片及光纤的放大图像。

在本实用新型中，优选的，所述图像放大装置包括横向放大装置和纵向放大装置，所述横向放大装置和纵向放大装置均包括放大部件、放大部固定臂和放大部调节机构，所述放大部件固定于所述放大部固定臂上，所述放大部固定臂固定于所述放大部调节机构上。

在本实用新型中，优选的，所述横向放大装置和纵向放大装置均还包括显示部件，与所述放大部件电性连接，用于显示芯片和光纤的放大图像。

在本实用新型中，优选的，所述芯片承载装置包括芯片固定机构和芯片位置调整机构，所述芯片固定机构固定于所述芯片位置调整机构上。

在本实用新型中，优选的，所述芯片固定机构包括吸附台和吸气管，所述吸附台上设置有吸气孔，所述吸气孔通过所述吸气管连接吸气装置。

在本实用新型中，优选的，所述光纤承载装置包括光纤固定机构和光纤位移机构，所述光纤固定机构固定于所述光纤位移机构上。

在本实用新型中，优选的，还包括固化装置，用于使胶体快速固化。

在本实用新型中，优选的，所述固化装置为激光固化装置，用于产生激光并使激光照射胶体而使其固化。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统通过利用图像放大装置呈现芯片及光纤的放大图像，在其指引下，利用芯片承载装置和光纤承载装置调整芯片以及光纤的位置，将芯片和光纤调整至最优耦合位置，实现光纤的光栅耦合，利用点胶装置给光纤点涂胶体，利用固化装置使光纤上的胶体固化，将芯片和光纤在最优耦合位置固定，从而实现光子芯片和光纤的简易封装，操作简洁，可靠性高，适用于长时间高稳定度的芯片测试工作。

附图说明

图1为用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统的结构示意图。

图2为用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统另一角度的结构示意图。

图3为芯片承载装置和光纤承载装置的结构示意图。

图4为芯片承载装置和光纤承载装置另一角度的结构示意图。

图5为图像放大装置的结构示意图。

图6为横向放大装置的结构示意图。

图7为纵向放大装置的结构示意图。

图8为点胶装置和固化装置的结构示意图。

图9为点胶装置和固化装置另一角度的结构示意图。

附图中：1-芯片承载装置、101-芯片平移部件、102-芯片旋转部件、103-芯片升降部件、104-吸附台、105-吸气管、2-光纤承载装置、201-左三维调节台、202-左光纤支架、203-右三维调节台、204-右光纤支架、3-图像放大装置、301-综合支架、302-第一下平移台、303-第一上平移台、304-第一支座、305-第一纵移台、306-横向放大部固定臂、307-横向放大部件、308-第一显示屏、312-第二下平移台、313-第二上平移台、314-第二支座、315-第二纵移台、316-纵向放大部固定臂、317-纵向放大部件、318-第二显示屏、4-点胶装置、401-胶池、402-第三下平移台、403-第三上平移台、404-第三支座、405-第三纵移台、406-胶池固定臂、5-固化装置、501-激光发射台、502-紫外激光发射器、503-反射镜、504-反射镜支架、6-多孔固定板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参见图1至图9，本实用新型一较佳实施方式提供一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，包括芯片承载装置1、光纤承载装置2和点胶装置4。

在本实施方式中，芯片承载装置1可以将放置在其上的芯片固定，并且其承载芯片的部分可以在一定空间范围内移动，从而调整芯片的位置。光纤承载装置2的数量至少为一组，每一组光纤承载装置2设置在芯片承载装置1的一个侧方，可以将光纤固定在光纤承载装置2上，其承载光纤的部分可以在一定空间范围内移动，方便将光纤调整至最优耦合位置。点胶装置4设置于芯片承载装置1附近，包括胶池401和胶池位移机构，胶池401固定于胶池位移机构上，胶池401用于盛放胶体，胶池位移机构用于调节胶池的位置，使胶池401可以在一定空间范围内移动，从而可以在光纤不发生移动的情况下胶池401主动靠近光纤，将光纤头浸入胶池401的胶体中，完成对光纤点涂胶体的工序。对光纤点涂过胶体后，可以继续利用芯片承载装置1和光纤承载装置2微调芯片和光纤的位置，使二者保持在光纤最佳耦合位置粘接，然后使胶体固化即可。胶体可以采用各类用于固定光纤的粘合胶体，既可以使胶体自然固化，也可以利用其他设备使胶体快速固化。

在本实施方式中，优选地，胶池位移机构包括胶池平移部件、胶池升降部件和胶池固定臂406，胶池平移部件包括第三下平移台402和第三上平移台403，胶池升降部件包括第三支座404和第三纵移台405。第三下平移台402固定于芯片承载装置1附近，第三下平移台402的顶面为可移动面，第三上平移台403固定于第三下平移台402的可移动面上，第三上平移台403的顶面为可移动面，第三支座404固定于第三上平移台403的可移动面上，第三纵移台405固定于第三支座404上，第三纵移台405的侧面为可移动面，胶池固定臂406横向设置，其一端固定于第三纵移台405的可移动面上，另一端与胶池401固定连接。通过控制第三下平移台402、第三上平移台403和第三纵移台405，胶池固定臂406可以在三个维度上移动，从而使胶池401可以到达光纤所在的位置，实现光纤位置不变的情况下使光纤头蘸取紫外固化胶的目的。

在本实施方式中，优选地，还包括图像放大装置3，用于呈现芯片和光纤的放大图像。图像放大装置3设置于芯片承载装置1附近，能够清晰呈现芯片承载装置1上的芯片以及光纤的放大图像即可，可以从单一的角度呈现放大的图像，也可以从多个角度呈现放大的图像。技术人员利用图像放大装置3观察芯片和光纤的放大图像，可以更精确地调整它们的位置。

在本实施方式中，优选地，图像放大装置3包括综合支架301、横向放大装置和纵向放大装置，横向放大装置包括横向放大部件307、横向放大部固定臂306和横向放大部调节机构，横向放大部调节机构包括第一下平移台302、第一上平移台303、第一支座304和第一纵移台305，纵向放大装置包括纵向放大部件317、纵向放大部固定臂316和纵向放大部调节机构，纵向放大部调节机构包括第二下平移台312、第二上平移台313、第二支座314和第二纵移台315。综合支架301固定于芯片承载装置1的一侧，用于支撑图像放大装置3的其他部件。第一下平移台302固定于综合支架301上，第一下平移台302的顶面为可移动面，第一上平移台303固定于第一下平移台302的可移动面上，第一上平移台303的顶面为可移动面，第一支座304固定于第一上平移台303的可移动面上，第一纵移台305固定于第一支座304上，第一纵移台305的侧面为可移动面，横向放大部固定臂306的一端固定于第一纵移台305的可移动面上，另一端与横向放大部件307固定连接，横向放大部件307位于芯片承载装置1侧方，可以从侧面对芯片和光纤进行放大，方便工作人员通过观察放大图像调整光纤至最佳耦合位置。通过控制第一下平移台302、第一上平移台303和第一纵移台305，横向放大部件307可以在三个维度上移动，从而可以调节横向放大部件307的角度。第二下平移台312固定于综合支架301上，第二下平移台312的顶面为可移动面，第二上平移台313固定于第二下平移台312的可移动面上，第二上平移台313的顶面为可移动面，第二支座314固定于第二上平移台313的可移动面上，第二纵移台315固定于第二支座314上，第二纵移台315的侧面为可移动面，纵向放大部固定臂316的一端固定于第二纵移台315的可移动面上，另一端与纵向放大部件317固定连接，纵向放大部件317位于芯片承载装置1上方，可以从上方对芯片和光纤进行放大，方便工作人员通过观察放大图像调整光纤至最佳耦合位置。通过控制第二下平移台312、第二上平移台313和第二纵移台315，纵向放大部件317可以在三个维度上移动，从而可以调节纵向放大部件317的角度。通过设置横向放大部件307和纵向放大部件317，从两个不同的角度显示芯片承载装置1上放大后的情景，工作人员可以更准确地把握光纤之间以及和芯片的位置关系，达到精准控制光纤耦合的目的。

在本实施方式中，优选地，图像放大装置3还包括横向显示部件和纵向显示部件，横向显示部件为第一显示屏308，纵向显示部件为第二显示屏318。第一显示屏308和第二显示屏318固定于综合支架301上，第一显示屏308与横向放大部件307电性连接，第二显示屏318与纵向放大部件317电性连接。横向放大部件307和纵向放大部件317可采用数码显微镜，能够直接实现放大和传输图像的功能；也可以使用普通显微镜和摄像机，将普通显微镜的目镜和摄像机的摄像头固定到一起，从而也能够实现放大和传输放大图像的功能。通过与横向放大部件307电性连接，第一显示屏308可以从侧视角度显示芯片和光纤放大后的情景，通过与纵向放大部件317电性连接，第二显示屏318可以从俯视角度显示芯片和光纤放大后的情景。

本实施方式中，优选地，芯片承载装置1包括芯片固定机构和芯片位置调整机构，芯片位置调整机构包括芯片平移部件101、芯片旋转部件102和芯片升降部件103。芯片平移部件101固定于多孔固定板6上，芯片平移部件101的顶面为可移动面，芯片旋转部件102固定于芯片平移部件101的可移动面上，芯片旋转部件102的顶面为可旋转面，芯片升降部件103固定于芯片旋转部件102的可旋转面上，芯片升降部件103的顶面为可移动面，芯片固定机构固定于芯片升降部件103的可移动面上。依次设置的芯片平移部件101、芯片旋转部件102和芯片升降部件103，可以控制芯片固定机构在三维空间中任意移动，并且可以旋转。

本实施方式中，优选地，芯片固定机构包括吸附台104和吸气管105。吸附台104固定于芯片升降部件103的可移动面上。吸附台104的顶面设置有若干吸气孔，吸气孔深入到吸附台104内部，在吸附台104内部，吸气孔与固定于吸附台104侧面的吸气管105连通，吸气管105的另一端与吸气泵等吸气装置连接，从而可以通过吸气孔将芯片固定在吸附台104上，防止吸附台104运动过程中芯片掉落。

本实施方式中，优选地，光纤承载装置2的数量为两组，分别固定于芯片承载装置1的两侧。光纤承载装置2包括光纤固定机构和光纤位移机构，光纤固定机构为光纤支架，包括左光纤支架202和右光纤支架204，光纤位移机构为三维调节台，包括左三维调节台201和右三维调节台203。左三维调节台201固定于芯片承载装置1的左侧，左三维调节台201的顶面为可移动面，左光纤支架202的一端固定于左三维调节台201的可移动面上，另一端设置有光纤夹持部，用于夹持光纤。右三维调节台203固定于芯片承载装置1的右侧，右三维调节台203的顶面为可移动面，右光纤支架204的一端固定于右三维调节台203的可移动面上，另一端设置有光纤夹持部。通过控制左三维调节台201和右三维调节台203，左光纤支架202和右光纤支架204的光纤加持部中的光纤可以在三个维度上移动，从而可以调节光纤的位置使之到达最佳耦合位置。

在本实施方式中，优选地，还包括固化装置5，用于使胶体快速固化。根据胶体的特性，固化装置5可以是采用发射激光、加热、吹风等方式使胶体快速固化的装置。技术人员利用固化装置5使胶体快速固化，可以节约芯片简易封装的时间。

在本实施方式中，优选地，固化装置5为激光固化装置，包括激光发射台501、激光发射器502、反射镜503和反射镜支架504。激光发射台501固定于芯片承载装置1的附近，位于右三维调节台203的右侧，激光发射器502固定于激光发射台501上，反射镜支架504固定于芯片承载装置1的一侧，且位于激光发射器502光线射出的方向上，反射镜503固定于反射镜支架504上，位于激光发射器502光线射出的路径上，且位于芯片承载装置1的上方，与激光发射器502的光线成45度，从而能够将激光发射器502的光线反射到反射镜503下方的芯片承载装置1上，使沾有胶体的光纤头和芯片受到激光照射，从而胶体能快速固化。为了加快胶体固化、节约封装时间，本实施例中采用紫外固化胶作为粘合胶体，所以激光发射器502采用紫外激光发射器，如果采用其他光纤粘合胶体，也可以根据粘合胶体的性质选择其他的激光发射器对粘合胶体进行固化。激光发射器502上设置有风扇，用于激光发射器502散热。

为了方便安装，本实施方式还采用了多孔固定板6。多孔固定板6上设置有大量螺纹孔，可以方便各种设备在其上的任意位置安装固定。芯片承载装置1、光纤承载装置2、图像放大装置3、点胶装置4和固化装置5均以螺纹连接的方式固定在多孔固定板6上。

工作原理：

用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统运行时，反射镜503和反射镜支架504暂不安装，可以避免反射镜503和反射镜支架504干扰调整光纤至耦合以及点涂紫外固化胶的过程。将光子集成芯片放置到吸附台104上，由于吸附台104上的吸气孔在吸气管105的作用下不停吸气，光子集成芯片被吸附在吸附台104上，并且不会移动位置。将需要耦合并胶粘封装的两根光纤，分别固定在左光纤支架202和右光纤支架204的光纤加持部上。观察第一显示屏308和第二显示屏318中的图像，可以看到放大后的光纤之间以及与光子集成芯片的位置关系。如果第一显示屏308和第二显示屏318中显示的观察位置和角度不佳，可以分别控制第一下平移台302、第一上平移台303、第一纵移台305、第二下平移台312、第二上平移台313和第二纵移台315，调整横向放大部件307和纵向放大部件317的位置和角度。通过第一显示屏308和第二显示屏318图像的指引，工作人员可以控制芯片承载装置1的芯片平移部件101、芯片旋转部件102和芯片升降部件103，使光子集成芯片达到合适的位置和角度；同时还可以控制光纤承载装置2的左三维调节台201和右三维调节台203，使左右两侧的光纤达到光栅耦合，并调整至最优耦合位置。光纤达到最优耦合位置后，控制芯片平移部件101、芯片旋转部件102和芯片升降部件103，使吸附台104移动的其他位置，达到不干扰胶池401向光纤头点涂紫外固化胶的程度即可。之后控制第三下平移台402、第三上平移台403和第三纵移台405，使胶池401移动到一侧光纤的位置，使光纤头浸入胶池401中，从而在光纤头上点涂紫外固化胶，这样就完成了向一侧光纤头点涂紫外固化胶的工序，再移动胶池401，完成对另一侧光纤头点涂紫外固化胶的工序，接着移开胶池401。之后控制芯片平移部件101、芯片旋转部件102和芯片升降部件103，使光子集成芯片回到最优耦合位置，并对光纤和光子集成芯片的位置进行微调，保证三者处于最优的耦合位置。之后将反射镜503和反射镜支架504安装到原定的位置，开启激光发射器502，激光发射器502发出紫外线激光，入射到反射镜503上，由于反射镜503与紫外线激光成45度角，紫外线激光经反射镜503反射后向反射镜503下方射出。此时，光纤头被微小紫外固化胶滴包裹，紫外线激光照射到光纤头的紫外固化胶上，紫外固化胶固化，将光纤和光子集成芯片在最优耦合位置粘在一起，实现了对光子集成芯片的简易胶粘封装。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。

Claims (10)

1.一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，包括：

芯片承载装置，用于固定芯片并调整芯片的位置；

至少一组光纤承载装置，设置于所述芯片承载装置的一侧，用于固定光纤并调整光纤的位置；

点胶装置，用于点涂胶体，包括胶池和胶池位移机构，所述胶池固定于所述胶池位移机构上，所述胶池用于盛放胶体，所述胶池位移机构用于调节所述胶池的位置。

2.根据权利要求1所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述胶池位移机构包括胶池平移部件、胶池升降部件和胶池固定臂。

3.根据权利要求1所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，还包括图像放大装置，用于呈现芯片及光纤的放大图像。

4.根据权利要求3所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述图像放大装置包括横向放大装置和纵向放大装置，所述横向放大装置和纵向放大装置均包括放大部件、放大部固定臂和放大部调节机构，所述放大部件固定于所述放大部固定臂上，所述放大部固定臂固定于所述放大部调节机构上。

5.根据权利要求4所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述横向放大装置和纵向放大装置均还包括显示部件，与所述放大部件电性连接，用于显示芯片和光纤的放大图像。

6.根据权利要求1所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述芯片承载装置包括芯片固定机构和芯片位置调整机构，所述芯片固定机构固定于所述芯片位置调整机构上。

7.根据权利要求6所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述芯片固定机构包括吸附台和吸气管，所述吸附台上设置有吸气孔，所述吸气孔通过所述吸气管连接吸气装置。

8.根据权利要求1所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述光纤承载装置包括光纤固定机构和光纤位移机构，所述光纤固定机构固定于所述光纤位移机构上。

9.根据权利要求1所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，还包括固化装置，用于使胶体快速固化。

10.根据权利要求9所述的一种用于光子集成芯片测试的简易胶粘封装系统，其特征在于，所述固化装置为激光固化装置，用于产生激光并使激光照射胶体而使其固化。

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