[發明專利]有熱AWG芯片的封裝方法及其封裝結構

在審

• 申請號: 201711087973.3
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107817553A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 李素霞;張汛
• 申請（專利權）人: 深圳新飛通光電子技術有限公司
• 主分類號: G02B6/12
• 分類號: G02B6/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光電通信技術領域，尤其涉及一種芯片的封裝方法及其新的封裝結構。

背景技術

隨著現在光網絡的容量的不斷擴展，陣列波導光柵(AWG：Arrayed Waveguide Grating)型的密集波分復用/解復用器，在骨干網和城域網中的應用越來越廣泛。

利用硅基二氧化硅技術制作的AWG，由于二氧化硅的折射率和尺寸都隨溫度的變化而改變，會導致AWG芯片在陣列波導中傳輸的同一波長的相位差發生變化，最終使得AWG各個輸出通道的波長隨溫度而改變，變化值約11pm/℃，中心波長的偏移會導致插入損耗，帶寬和隔離度等指標改變。為了保證而應用于可重構光分插復用器(ROADM：Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)和光可調波分復用器(VMUX)等產品中的AWG的正常運行，通常會給它增加一個溫度反饋式電路和加熱器，使得AWG芯片恒溫工作在某個特定溫度下，一般為65℃至85℃之間，從而使得AWG芯片的各個通道波長穩定工作在ITU波長。

現有技術有熱AWG的封裝工藝中，通常將AWG晶元(Wafer)沿指定的直線切成長條型，然后在恒定溫度下對單個芯片測試，如果測得的中心波長偏移ITU(International Telecommunication Union國際電信聯盟)波長在-0.55nm～-0.3nm之間，則表示這些芯片可以在65℃至85℃之間工作，那么這些芯片就可用于生產制作AWG模塊；反之，如果測得的中心波長偏移不在-0.55nm～-0.3nm之間，表示這些芯片的工作溫度或者低于65℃，或者高于85℃，都屬于溫度超標的芯片，那么這些芯片將被報廢掉。芯片測試結束后，通過切割設備，把AWG芯片分成單粒，然后挑選出測試合格的芯片，跟輸入/輸出光纖陣列(Fiber array)耦合在一起，然后把這個子組件組裝到帶有加熱器的基板上。上述工藝被許多廠家用于大規模生產，技術成熟穩定，但是由于其AWG芯片利用率低的缺點，導致成品成本較高，因此有必要對其進行改進。

發明內容

本發明的目的在于，提出一種有熱AWG芯片的封裝方法及其封裝結構，其通過合理利用溫度超標的AWG芯片進行封裝，可以極大的提高AWG芯片的利用率，降低產品成本。

為實現上述目的，本發明提供了一種有熱AWG芯片的封裝方法，其包括如下步驟：

步驟a：將篩選出的溫度不合格且已切成單粒的AWG芯片與輸入/輸出光纖陣列耦合形成一子組件；

步驟b：在AWG芯片的輸入端或輸出端平板波導區域，沿任意角度直線切割，將AWG芯片切開成兩段；

步驟c：把切斷的AWG芯片兩部分重新耦合，耦合環境溫度為T1，調節切縫兩側的平板波導，保證AWG芯片的中心波長偏移ITU波長在(T1-T2)×0.011nm，其中T2為芯片的工作溫度；

步驟d：在耦合好的AWG芯片的切縫處，填充折射率等同的匹配液，并對切縫兩邊的AWG芯片進行定位固定；

步驟e：將上述整個組件用導熱膠粘在加熱器上。

可選擇的，所述步驟b還包括步驟b1.1：將步驟a中的子組件粘在一基板上；步驟b1.2：在AWG芯片的輸入端或輸出端平板波導區域，沿任意角度直線切割，將AWG芯片和基板同時切開成兩段。

具體的，所述基板可以為硅片基板、Pyrex耐熱玻璃基板或Invar基板。

進一步地，所述步驟d包括步驟d1.1：在耦合好的芯片的切縫處填充折射率匹配的紫外膠水；步驟d1.2：在基板的切縫處蓋上兩塊Pyrex耐熱玻璃，并用紫外膠水固定。

或者，所述步驟d還包括步驟d2.1：在耦合好的AWG芯片的切縫處，填充折射率匹配的紫外膠水；步驟d2.2：在切縫上方蓋一塊Pyrex耐熱玻璃，周圍點紫外膠水固化。

本發明還提供一種有熱AWG芯片的封裝結構，其包括：一基板及粘在基板上的子組件，所述子組件內包括一經篩選后溫度不合格且已切成單粒的AWG芯片，該AWG芯片靠近輸入端平面波導的一側耦合有輸入光纖陣列，AWG芯片靠近輸出端平面波導的一側耦合有輸出光纖陣列；所述AWG芯片的輸入端或輸出端平板波導區域有一直線切割的切縫，該切縫將AWG芯片和基板同時切開成兩段；所述AWG芯片的切縫處填充有折射率等同的匹配液，基板的切縫處設有定位裝置。

其中，所述基板可以為硅片基板、Pyrex耐熱玻璃基板或Invar基板。