TWI805350B - 一種光學探頭封裝結構 - Google Patents

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Abstract

一種光學探頭封裝結構，其係應用於測試晶圓上的複數光學晶片之測試環境中，該光學探頭封裝結構包含有：本體、光纖、光纖定位區、模場轉換波導結構、光波導。其中，該模場轉換波導結構係用於轉換該光訊號的傳播場型，並且該模場轉換波導結構傳輸的該光訊號進入該光波導，該光波導具有一發射端，且該發射端設置有一刻面，該刻面具有一刻面角度，該刻面角度使得模場轉換後的該光訊號產生全反射並沿一第二方向輸出，全反射後的該光訊號進入該等光學晶片。藉此，提供一種可以在晶圓切割拋光之前即進行測試之光學探頭封裝結構，實現一種高速、有效、可靠的檢測方案。

Description

一種光學探頭封裝結構
本發明係關於一種光學探頭封裝結構，特別係關於一種應用於未切割晶圓一體形成有複數光學晶片的光學探頭封裝結構。
平面光學元件是基於光波導技術的光學元件，它製作在各種類型的平面基板上。基於該光波導技術的光學晶片可以包含三類元件（包括被動、主動與電子元件），其中，被動元件包括光波導、方向耦合器、馬赫─曾德爾干涉儀、環型共振腔等單個元件，或可以是由多種元件和功能組成的光子積體電路。這些光學晶片是在平面基板上製造的。通常，單個晶片在由例如 Si 或 InP 製成的半導體晶圓上批量製造。這些晶圓經過各種製造步驟，如材料沉積和蝕刻，通常涉及光蝕刻，以在基板材料中或基板頂部形成分立光學元件。
在先前技術中，晶圓級之平面光學元件的檢測通常是藉由表面耦光來達成，將光耦合到晶片中以利用與晶圓的電連接進行標準的晶圓上光訊號測試。然而，欲達成表面耦光，平面光學元件必須在耦光面製作光柵結構，並用光纖陣列連接器對準耦光，但由於光柵結構之耦合效率難以提升，使得上述先前技術難以有所突破。並且就對準角度的準確度而言，光柵耦合方式的光纖不僅要在水平方向與光柵保持一定的間距，在垂直方向也要保證一定的高度，這就需要設計特殊的結構來保證垂直耦合的精度，造成成本以及測試元件的尺寸大幅增加。
在先前技術中，另一種檢測方式為利用晶圓代工製作出端面耦光積體光學元件，以在晶圓切割拋光後透過光纖進行檢測，然而此種檢測方式除成本高且費時之外，也無法在第一時間分析元件製程良率並改善製程，容易產生額外的製作成本及增加產品的開發週期。此外，晶圓級之平面光學元件的測試中如果是使用人工手動進行耦合，所能進行測試的結構將受到極大的限制，且測試效率亦低。如果需要將晶片大規模生產，則必須實現一種高速、有效、可靠的檢測方案。
有鑑於上述缺點，發明人乃針對該等缺點研究改進之道，終於有本發明產生。
本發明之主要目的在於提供一種光學探頭封裝結構，其係應用於未切割晶圓一體形成有光學晶片之測試環境中，其中，該光學探頭封裝結構的底部設置有刻面，該光學探頭封裝結構的厚度介於0.4mm至0.8mm，且該刻面具有刻面角度使光纖傳輸的光訊號產生全反射，全反射後的光訊號通過微透鏡進入光學晶片的光波導，透過該刻面將模場轉換後的該光訊號耦光至晶圓上的光學晶片。藉此，提供一種可以在晶圓切割拋光之前即可深入光學晶片進行測試之光學探頭封裝結構，實現在第一時間分析元件製程良率並改善製程，減少產生額外的製作成本及產品的開發週期，同時提升端面耦光的檢測精準度及便利性，兼具廣泛適用性及高度準確性。
本發明之另一目的在於提供一種光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構的材料與光學晶片的材料一致，並透過模場轉換波導結構轉換光訊號的模場直徑(Mode-Field Diameter, MFD)，使得光訊號的傳播場型與光學晶片之傳播場型匹配，大幅提高光學探頭封裝結構與光學晶片的耦合效率。此外，由於光波導的通道數不受限制，非常適合大量生產，藉以解決上述習用技術的所有問題。
本發明之又一目的在於提供一種光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構上設置有光纖定位區，光纖定位區包含有複數V型槽，每個V型槽最多只容置單一光纖，並透過光學探頭封裝結構確保光纖對晶圓上的光學晶片測試時的角度及位置，保證垂直耦合的精度，從而提升對準精度及檢測效率，並減少容差及校正對準時間。
為達成上述目的及功效，本發明提供一種光學探頭封裝結構，其係應用於測試一晶圓上的複數光學晶片之測試環境中，該光學接頭包含有：一本體；複數光纖，其係耦接於該本體，該等光纖設置於一基板上，該等光纖係用於傳輸沿一第一方向傳輸的一光訊號；一光纖定位區，其係設置於該本體上，該光纖定位區包含有複數V型槽，該等V型槽中的每一個容置該等光纖中的其中之一，並由該等V型槽定位該等光纖；一模場轉換波導結構，其係設置於該本體上並且耦接於該等光纖，該模場轉換波導結構係用於接收該等光纖中的該光訊號，並且轉換該光訊號的一模場直徑，該模場轉換波導結構具有一入射端，該光纖傳輸的該光訊號由該入射端進入該模場轉換波導結構；一光波導，其係設置於該本體上並耦接於該模場轉換波導結構，該光波導具有一發射端，且該發射端設置有一刻面，該刻面具有一刻面角度；其中，該刻面角度使得模場轉換後的該光訊號產生全反射，並沿一第二方向從該光波導的該發射端輸出，全反射後的該光訊號進入該等光學晶片。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該刻面角度介於37度至45度之間。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該光訊號轉換前的模場直徑介於3um至10um之間，該光訊號轉換後的模場直徑介於0.2 um至0.9 um之間。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構的材料包含有矽材料。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該等光纖包含有一膜層以及一芯部，該膜層包覆該芯部，該光訊號於該芯部內傳輸。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構的材料與該光學晶片的材料一致。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其進一步包含複數微透鏡，其係設置於該模場轉換波導結構的該發射端上，該等微透鏡聚焦從該刻面全反射的該光訊號，使得全反射後的該光訊號通過該等微透鏡聚焦進入該等光學晶片。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其中，該等光學晶片具有一切割道，該切割道係用於供該光學探頭封裝結構插入，使得該光學探頭封裝結構耦接於該晶圓上的該等光學晶片。
較佳地，根據本發明之光學探頭封裝結構，其係進一步包含有一定位塊，該定位塊係設置於該本體前端，該定位塊的形狀係對應於該切割道。
綜上，本發明所提供之光學探頭封裝結構，透過模場轉換波導結構的底部設置有刻面，該光學探頭封裝結構的厚度介於0.4mm至0.8mm，且該刻面具有刻面角度使光纖傳輸的光訊號產生全反射，全反射後的光訊號通過微透鏡進入光學晶片的光波導，透過該刻面將模場轉換後的該光訊號耦光至晶圓上的光學晶片。藉此，提供一種可以在晶圓切割拋光之前即可深入光學晶片進行測試之光學探頭封裝結構，實現在第一時間分析元件製程良率並改善製程，減少產生額外的製作成本及產品的開發週期，同時提升端面耦光的檢測精準度及便利性，兼具廣泛適用性及高度準確性。此外，由於光學探頭封裝結構的材料與光學晶片的材料一致，並透過光波導以及模場轉換波導結構轉換光訊號的傳播場型與光學晶片場型匹配，藉此，提高光學探頭封裝結構與光學晶片的耦合效率外，由於光波導的通道數不受限制，非常適合大量生產。
爲使熟悉該項技藝人士瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體實施例，並配合所附之圖式，對本發明詳加說明如下。
現在將參照其中示出本發明概念的示例性實施例的附圖 在下文中更充分地闡述本發明概念。以下藉由參照附圖更詳細地闡述的示例性實施例，本發明概念的優點及特徵以及其達成方法將顯而易見。然而，應注意，本發明概念並非僅限於以下示例性實施例，而是可實施為各種形式。因此，提供示例性實施例僅是為了揭露本發明概念並使熟習此項技術者瞭解本發明概念的類別。在圖式中，本發明概念的示例性實施例並非僅限於本文所提供的特定實例且為清晰起見而進行誇大。
本文所用術語僅用於闡述特定實施例，而並非旨在限制本發明。除非上下文中清楚地另外指明，否則本文所用的單數形式的用語「一」及「該」旨在亦包括複數形式。本文所用的用語「及/或」包括相關所列項其中一或多者的任意及所有組合。應理解，當稱元件「連接」或「耦合」至另一元件時，所述元件可直接連接或耦合至所述另一元件或可存在中間元件。
相似地，應理解，當稱一個元件(例如層、區或基板)位於另一元件「上」時，所述元件可直接位於所述另一元件上，或可存在中間元件。相比之下，用語「直接」意指不存在中間元件。更應理解，當在本文中使用用語「包括」、「包含」時，是表明所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在或添加。
此外，將藉由作為本發明概念的理想化示例性圖的剖視圖來闡述詳細說明中的示例性實施例。相應地，可根據製造技術及/或可容許的誤差來修改示例性圖的形狀。因此，本發明概念的示例性實施例並非僅限於示例性圖中所示出的特定形狀，而是可包括可根據製造製程而產生的其他形狀。圖式中所例示的區域具有一般特性，且用於說明元件的特定形狀。因此，此不應被視為僅限於本發明概念的範圍。
亦應理解，儘管本文中可能使用用語「第一」、「第二」、「第三」等來闡述各種元件，然而該些元件不應受限於該些用語。該些用語僅用於區分各個元件。因此，某些實施例中的第一元件可在其他實施例中被稱為第二元件，而此並不背離本發明的教示內容。本文中所闡釋及說明的本發明概念的態樣的示例性實施例包括其互補對應物。本說明書通篇中，相同的參考編號或相同的指示物表示相同的元件。
此外，本文中參照剖視圖及/或平面圖來闡述示例性實施例，其中所述剖視圖及/或平面圖是理想化示例性說明圖。因此，預期存在由例如製造技術及/或容差所造成的相對於圖示形狀的偏離。因此，示例性實施例不應被視作僅限於本文中所示區的形狀，而是欲包括由例如製造所導致的形狀偏差。因此，圖中所示的區為示意性的，且其形狀並非旨在說明裝置的區的實際形狀、亦並非旨在限制示例性實施例的範圍。
請參閱圖1-4所示，圖1為根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構的示意圖；圖2為根據本發明第一實施例之本體的示意圖；圖3為根據本發明第一實施例之晶圓的示意圖；圖4為說明根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構與光學晶片進行端面耦光的示意圖。如圖1所示，根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構100，其係應用於測試晶圓200上的複數光學晶片21之測試環境中，光學探頭封裝結構100包括：本體11、光纖12、光纖定位區13、光波導15、以及模場轉換波導結構14。
具體地，請參閱圖3所示，根據本發明第一實施例之測試晶圓200上可以具有複數光學晶片21，且光學晶片21上可以具有切割道211，其中，切割道211係用於供該光學探頭封裝結構100插入切割道211中，使得光學探頭封裝結構100耦接於晶圓200上的光學晶片21。在本實施例中，該切割道211形成方法可以透過蝕刻或物理去除等方式產生，例如不穿過整個晶圓200之底部的淺切片，更具體而言，切割道211的深度可以僅大於該模場轉換波導結構14的長度，然而本發明不限於此。
具體地，請參閱圖1-2所示，根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構100具有本體11，本體11係耦接於光纖12，且本體11上具有光纖定位區13、光波導15以及模場轉換波導結構14。更具體而言，在本實施例中，光學探頭封裝結構100之本體11的材料可以包含有矽材料，其原因在於，一般進行光學通訊時光訊號的傳輸波長為1310nm以及1550nm，而矽材料本身對於這兩個波長皆不會吸收，使得上述波段之光訊號可以無阻礙地通過，達成減少光損耗的目的。
具體地，請參閱圖1所示，根據本發明第一實施例之光纖12，其係耦接於本體11，光纖12設置於基板121上，光纖12係用於傳輸沿第一方向x傳輸的光訊號L。需要進一步說明的是，在本實施例中，光纖12可以包含有膜層122以及芯部123，其中，膜層122包覆芯部123，並且該芯部123的一端與第一方向x之間具有導角θ2(圖未示)，光訊號L於芯部123內進行傳輸。具體地，導角θ2可以是小於10度，更具體而言，導角θ2可以介於2度至10度之間。需要進一步說明的是，導角θ2主要係用於使芯部123與光學晶片的耦光距離更靠近，其所傳輸的光訊號L達到減少光損耗的目的，亦可以防止對光學晶片21進行測試時產生的反射，藉此進一步達成減少光損耗的目的。
值得一提的是，在本實施例中，光學探頭封裝結構100之本體11的材料可以與光學晶片21的材料一致，藉此，提高光學探頭封裝結構與光學晶片的耦合效率，提升傳輸效率以及穩定度。
具體地，請參閱圖5所示，圖5為說明本發明第一實施例之光纖定位區之剖視圖。具體地，如圖1-5所示，根據本發明第一實施例之光纖定位區13，其係設置於本體11上，光纖定位區13包含有複數V型槽131，V型槽131中的每一個容置光纖12中的其中之一，並由V型槽131定位該等光纖12。更具體而言，如圖5所示，V型槽131的夾角θ3可以為約70度，深度介於0.4mm至1mm之間，且尺寸對應光纖12。藉此，本發明第一實施例之光學探頭封裝結構100透過V型槽131，使得本發明之光學探頭封裝結構100於封裝固定時更為快速及準確，減少校正對準時間，提升封裝效率。
具體地，請參閱圖1-4所示，根據本發明第一實施例之模場轉換波導結構14，其係設置於本體11上並耦接於光纖12，模場轉換波導結構14係用於轉換光訊號L的傳播場型，使得原本於光纖12中傳輸的光訊號L之模場直徑與光學晶片21相互匹配。此外，根據本發明之模場轉換波導結構14具有入射端141，光纖12傳輸的光訊號L由入射端141進入模場轉換波導結構14。需要進一步說明的是，請參閱下方公式(1)及(2)所示，公式(1)係用於計算光訊號L之模場直徑，其中，a係表示光纖12之芯部123的半徑，V係表示光纖12之V值。公式(2)係用於計算光纖12之V值，其中，NA係表示光纖12之數值孔徑（Numerical aperture, NA），λ係表示光纖12的截止波長(cut-off wavelength)。由公式(1)及(2)可知，模場直徑係由數值孔徑和光纖的截止波長進行計算，且與光纖12之芯部123的直徑相關聯。由於模場直徑的運算為本技術領域具有通常知識者所熟悉，故在此不再贅述。更具體而言，在本實施例中，光訊號L的波長介於1.2um至1.6um之間，光訊號L轉換前的模場直徑介於3um至10um之間，而光訊號L轉換後的模場直徑介於0.2 um至0.9 um之間，然而本發明不限於此。如此一來，本發明透過模場轉換波導結構14將原本於光纖12中傳輸的光訊號L之模場直徑與光學晶片21相互匹配，從而減少耦合損耗，實現減少光訊號L在模場轉換波導結構14與光學晶片21之間所傳輸的損耗之功效。
Figure 02_image001
……(1)
Figure 02_image003
aNA……(2)
具體地，請參閱圖1-4所示，根據本發明第一實施例之光波導15，其係設置於本體11上並且耦接於模場轉換波導結構14，光波導15係用於接收模場轉換波導結構14轉換後的光訊號L並傳輸與光學晶片21模場直徑相互匹配的光訊號L。具體地，在本實施例中，光波導15之結構可以包含波導、脊型波導等，光波導15主要係用於幫助傳遞光訊號。此外，在一些實施例中，光波導15可以具有複數通道，並且透過模場轉換波導結構14將光訊號L進行模場轉換及傳輸至不同的光波導15，使得本發明之光學探頭封裝結構100可以同時傳輸不同傳播場型之光訊號L至光學晶片21。藉此，大幅增進本發明之適用性，且由於光波導15的通道數不受限制，非常適合大量生產。
需要進一步說明的是，光波導15具有發射端151，且發射端151設置有刻面1511，該刻面1511具有刻面角度θ1，其中，刻面角度θ1主要係用於使傳輸至刻面1511的光訊號L產生全反射，全反射後的光訊號L沿第二方向y傳輸並從光波導15的發射端151傳播出去。在一些實施例中，第一方向x與第二方向y相互正交。更具體而言，在一些實施例中，光波導15必須進行精準的斜角切割，刻面1511可以是透過對光波導15之端部進行拋光形成，並且刻面角度θ1約為45度，然而本發明不限於此。
此外，如果刻面1511的刻面角度θ1所造成光訊號L的傳輸方向之變化足夠進行應用，舉例而言，如果光訊號L的傳輸方向之變化足以在光學探頭封裝結構100和光學晶片21之間實現可接受的耦合損耗，則刻面角度θ1可以介於37度至45度之間。在另一些實施例中，刻面1511上可以覆蓋有介電鏡像疊層，該疊層可以設置為針對光訊號L的波長提供反射。值得再提的是，如果刻面1511上的反射率足以將光訊號L偏轉到所需的方向，則刻面1511上也可以在沒有任何塗層的情況下使用。值得再提的是，刻面1511也可以是彎曲的形狀，而非直線的形狀。在另一些實施例中，刻面1511可以設置為曲線形，曲線形之刻面1511可以進一步提供聚焦或准直之等功效，使用者可視其需求選擇何種方式較為適切，本發明不應被解釋為僅限於此。
值得一提的是，在本實施例中，光學探頭封裝結構100對晶圓200上的複數光學晶片21進行測試時，是將光學探頭封裝結構100貼近光學晶片21的切割道211，透過光纖12垂直耦出光訊號L，並經由光波導15底部之刻面1511產生全反射，使得光訊號L從垂直傳輸轉換進入光學晶片21中。更具體而言，在本實施例中，由於光學探頭封裝結構的厚度介於0.4mm至0.8mm，並搭配刻面角度θ1介於37度至45度之間，使得本發明之光學探頭封裝結構100可以深入光學晶片21的切割道211進行測試，以實現在第一時間分析元件製程良率並改善製程。此外，就對準角度的準確度而言，光學探頭封裝結構100與晶圓200呈直角連接的方式相較其他角度在耦合的精度可以更為準確，大幅提升本發明之穩定性及可靠性，然而本發明不限於此。
以下，參照圖式，說明本發明的光學探頭封裝結構100的其他示例，以使本發明所屬技術領域中具有通常知識者更清楚的理解可能的變化。以與上述相同的元件符號指示的元件實質上相同於上述參照圖1-5所敘述者。與光學探頭封裝結構100相同的元件、特徵、和優點將不再贅述。
請參閱圖6-7所示，圖6為根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構的示意圖；圖7為根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構的放大圖。如圖6所示，根據本發明之光子積體電路的光學探頭封裝結構100，其係包括：本體11、光纖12、光纖定位區13、模場轉換波導結構14、光波導15、以及微透鏡16。
具體地，請參閱圖6-7所示，根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構100，其係進一步包含有複數微透鏡16，該等微透鏡16聚焦從該刻面1511全反射的光訊號L，使得全反射後的光訊號L通過該等微透鏡16聚焦進入該等光學晶片21。在本實施例中，該等微透鏡16可以是由光學透明材料硬化後所形成，該光學透明材料可以是與光學晶片21傳輸之光訊號相互場型匹配的折射率匹配膠(Index Matching Oil)，微透鏡16可以是設置於光學探頭封裝結構100與光學晶片21之間，進一步減少光訊號L在光學探頭封裝結構100中與光學晶片212之間傳輸損耗。更詳細地說，該等微透鏡16主要是用於減少光學探頭封裝結構100與光學晶片21間的耦光損耗，原因在於，由於空氣與玻璃和光學晶片21的材料之折射率相差甚大，從而在光訊號L傳輸至不同介面時容易產生較強的反射，因此透過使用折射率與兩者較接近的矽、玻璃或液體(即折射率匹配膠)，製作成光學微透鏡放置於本體前，並於光學探頭封裝結構100與光學晶片21進行對準，接著在特定溫度下以紫外光使光學透明材料固化。更具體而言，微透鏡16可以聚焦或準直化光訊號L進入光學晶片21，從而減少耦合損耗，然而本發明不限於此。
請參閱圖8所示，圖8為根據本發明第三實施例之光學探頭封裝結構的示意圖。如圖8所示，根據本發明之光子積體電路的光學探頭封裝結構100，其係包括：本體11、光纖12、光纖定位區13、模場轉換波導結構14、光波導15、定位塊17。
具體地，請參閱圖8所示，根據本發明第三實施例之光學探頭封裝結構100，其係進一步包含有定位塊17，定位塊17係設置於本體前端上，該定位塊17的形狀係對應於切割道211。在本實施例中，定位塊17主要係用於測試前放置位置的校正對準之用。如此一來，根據本發明第三實施例之光學探頭封裝結構100透過定位塊17之設置，確保光學探頭封裝結構100對晶圓200上的光學晶片21測試時的角度及位置，進一步保證垂直耦合的精度，從而提高了光學探頭封裝結構100與光學晶片21的耦合效率，提升對準精度及檢測效率，並減少容差及校正對準時間。
可以理解的是，本發明所屬技術領域中具有通常知識者能夠基於上述示例再作出各種變化和調整，在此不再一一列舉。
藉此，本發明具有以下之實施功效及技術功效：
其一，根據本發明之光學探頭封裝結構100，該光學探頭封裝結構的厚度介於0.4mm至0.8mm，且透過發射端151設置有刻面1511，該刻面1511具有刻面角度θ1使光訊號L產生全反射，全反射後的光訊號L沿第二方向y傳輸並從模場轉換波導結構14的發射端151傳播出去。藉此，提供一種可以在晶圓切割拋光之前即進行測試之前即可深入光學晶片進行測試之光學探頭封裝結構100，實現在第一時間分析元件製程良率並改善製程，減少產生額外的製作成本及產品的開發週期，同時提升端面耦光的檢測精準度及便利性，兼具廣泛適用性及高度準確性。
其二，根據本發明之光學探頭封裝結構100，其中，本體11的材料可以包含有矽材料，由於矽材料本身對於進行光學通訊時光訊號的傳輸波長為1310nm以及1550nm皆不會吸收，使得上述波段之光訊號可以無阻礙地通過，達成減少光損耗的目的。此外，光學探頭封裝結構100之本體11的材料可以與光學晶片21的材料一致，藉此，提高光學探頭封裝結構與光學晶片的耦合效率，提升傳輸效率以及穩定度。
其三，根據本發明之光學探頭封裝結構100，其係具有光纖定位區13，該等光纖定位區13包含複數V型槽131，以透過V型槽131定位該等光纖12，每個V型槽131最多只容置單一光纖12，並透過光學探頭封裝結構100確保光纖12、模場轉換波導結構14及光波導15對晶圓200上的光學晶片21測試時的角度及位置，使得本發明之光學探頭封裝結構100於封裝固定時更為快速及準確，減少校正對準時間，提升封裝效率。
其四，根據本發明之光學探頭封裝結構100，其係具有光波導15，且光波導15可以具有複數通道，並且透過不同模場轉換波導結構14將光訊號L進行模場轉換及傳輸至不同的光波導15，使得本發明之光學探頭封裝結構100可以同時傳輸不同傳播場型之光訊號L至光學晶片21。藉此，大幅增進本發明之適用性，且由於光波導15的通道數不受限制，非常適合大量生產。
其五，根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構100， 其係透過將微透鏡16設置於光學探頭封裝結構100與光學晶片21之間，實現聚焦或準直化光訊號L進入光學晶片21，從而減少耦合損耗，進一步減少光訊號L在光學探頭封裝結構100與光學晶片21之間的耦光損耗。
其六，根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構100透過定位塊17之設置，確保光學探頭封裝結構100對晶圓200上的光學晶片21測試時的角度及位置，進一步保證垂直耦合的精度，從而提高了光學探頭封裝結構100與光學晶片21的耦合效率，提升對準精度並減少容差。
以上係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，所屬技術領域具有通常知識者可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之範圍；凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之專利範圍內。
100:光學探頭封裝結構 11:本體 12:光纖 121:基板 122:膜層 123:芯部 13:光纖定位區 131:V型槽 14:模場轉換波導結構 141:入射端 15:光波導 151:發射端 1511:刻面 16:微透鏡 17:定位塊 200:晶圓 21:光學晶片 211:切割道 L:光訊號 x:第一方向 y:第二方向 θ1:刻面角度 θ2:導角 θ3:夾角
圖1為根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構的示意圖； 圖2為根據本發明第一實施例之本體的示意圖； 圖3為根據本發明第一實施例之晶圓的示意圖； 圖4為說明根據本發明第一實施例之光學探頭封裝結構與光學晶片進行端面耦光的示意圖； 圖5為說明本發明第一實施例之光纖定位區之剖視圖； 圖6為說明根據本發明第一實施例之光訊號藉由模場轉換波導結構改變傳播場型的示意圖； 圖7為根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構的放大圖； 圖8為根據本發明第二實施例之光學探頭封裝結構的示意圖。
100:光學探頭封裝結構
11:本體
12:光纖
121:基板
122:膜層
123:芯部
13:光纖定位區
14:模場轉換波導結構
141:入射端
15:光波導
151:發射端
1511:刻面

Claims (9)

  1. 一種光學探頭封裝結構，其係應用於測試一晶圓上的複數光學晶片之測試環境中，該光學接頭包含有： 一本體； 複數光纖，其係耦接於該本體，該等光纖設置於一基板上，該等光纖係用於傳輸沿一第一方向傳輸的一光訊號； 一光纖定位區，其係設置於該本體上，該光纖定位區包含有複數V型槽，該等V型槽中的每一個容置該等光纖中的其中之一，並由該等V型槽定位該等光纖； 一模場轉換波導結構，其係設置於該本體上並且耦接於該等光纖，該模場轉換波導結構係用於接收該等光纖中的該光訊號，並且轉換該光訊號的一模場直徑，該模場轉換波導結構具有一入射端，該光纖傳輸的該光訊號由該入射端進入該模場轉換波導結構； 一光波導，其係設置於該本體上並耦接於該模場轉換波導結構，該光波導具有一發射端，且該發射端設置有一刻面，該刻面具有一刻面角度； 其中，該刻面角度使得模場轉換後的該光訊號產生全反射，並沿一第二方向從該光波導的該發射端輸出，全反射後的該光訊號進入該等光學晶片。
  2. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其中，該刻面角度介於37度至45度之間。
  3. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其中，該光訊號轉換前的模場直徑介於3um至10um之間，該光訊號轉換後的模場直徑介於0.2 um至0.9 um之間。
  4. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構的材料包含有矽材料。
  5. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其中，該等光纖包含有一膜層以及一芯部，該膜層包覆該芯部，該光訊號於該芯部內傳輸。
  6. 如請求項5所述之光學探頭封裝結構，其中，該光學探頭封裝結構的材料與該光學晶片的材料一致。
  7. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其進一步包含複數微透鏡，其係設置於該模場轉換波導結構的該發射端上，該等微透鏡聚焦從該刻面全反射的該光訊號，使得全反射後的該光訊號通過該等微透鏡聚焦進入該等光學晶片。
  8. 如請求項1所述之光學探頭封裝結構，其中，該等光學晶片具有一切割道，該切割道係用於供該光學探頭封裝結構插入，使得該光學探頭封裝結構耦接於該晶圓上的該等光學晶片。
  9. 如請求項8所述之光學探頭封裝結構，其係進一步包含有一定位塊，該定位塊係設置於該本體前端，該定位塊的形狀係對應於該切割道。
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