光纤与芯片对准的封装结构及光纤对准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多光光纤与芯片对准的封装结构及光纤对准方法。
【背景技术】
[0002]硅光子技术是指在硅材料上集成各种基于平面光波导的功能器件的技术。这种技术主要采用绝缘体上硅(SOI)晶片为基材。硅材料有可能代替传统光器件领域里使用的III/V族材料(所谓II1-V族化合物，是元素周期表中III族的B，Al，Ga，In和V族的N，P，As，Sb形成的化合物，主要包括镓化砷(GaAs)、磷化铟(InP)和氮化镓等)，实现微型、低功耗、低成本的光器件，应用于计算机互连、通信网络、传感等领域。基于硅光子技术，光器件可以直接与CMOS集成电路集成，并利用CMOS标准化的批量制造能力，在单片芯片上，实现高可靠性，高集成度、以及微型化的光通信和光传感系统。目前，硅光子技术正受到越来越多的研宄所及公司的重视。尤其是在光通信领域，好些公司都推出了应用了硅光子技术的光模块。
[0003]光可以在平面光波导中传播，硅平面光波导是一种以硅作为波导材料的平面光波导。平面光波导器件通常由一种较低折射率的衬底(例如氮化硅，二氧化硅，聚合物，空气等)和一种较高折射率的导光材料(例如硅，二氧化硅，氮化硅等)，以及顶部覆盖的较低折射率材料构成。平面光波导中间的导光部分通常是矩形的截面，但也可以是圆形等的截面结构。平面光波导可以被组合制作成各种不同的光路结构，以实现不同的功能。
[0004]硅光芯片上的平面光波导通常需要与光纤对接，以实现光的输入输出。光纤与波导的对位精度通常比较高(通常需要〈I微米)。使用凹槽定位是目前业界一种比较常用的光纤定位方式。
[0005]现有技术中，通常一块光芯片或光电芯片有多个光输入/输出端口，需分别与光纤相连。在光芯片封装的过程中，要进行多条光纤(两条或以上)的耦合采用的方法为:每条光纤单独耦合固定，即先做好一条光纤的对位，进行初步的固定，再进行下一条光纤的对位，并且固定，如果还有光纤需要耦合封装，则以此类推。此种方法非常耗时，并且随着光纤数的增加，所需的加工工时也几乎成线性增加。成本很高。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、制造成本低的光纤与芯片对准的封装结构及光纤对准方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明实施方式提供如下技术方案:
[0008]一方面，本发明提供一种光纤与芯片对准的封装结构，包括芯片、固定件和至少两条光纤，所述芯片设有至少两个用于光信号输入输出的光波导接口，所述固定件设有至少两个通孔，每个所述至少两条光纤的一端均连接一个其它光器件，所述至少两条光纤分别穿过所述至少两个通孔，通过所述固定件将所述至少两条光纤固定并形成光纤组件，所述至少两条光纤的另一端分别与所述光波导接口的端面接触且固定，以形成所述光纤与所述光波导接口的光波导親合。
[0009]其中，所述芯片设有至少两个耦合凹槽，每个所述耦合凹槽均包括开口端和与所述开口端相对设置的底壁，每个所述光波导接口分别位于所述耦合凹槽的底壁，所有所述光波导接口共面，所述至少两条光纤之与所述光波导接口相接触的面亦共面。
[0010]其中，所述固定件通过注塑工艺一体成型制成，所述通孔与所述光纤之间为间隙配合。
[0011]其中，所述至少两条光纤与所述固定件固定后，所述至少两条光纤之与所述波导接口相接触的面之间的平面度小于等于2毫米。
[0012]其中，所述芯片还包括至少两个附加凹槽，所述至少两个附加凹槽与所述耦合凹槽一一对应，用于辅助所述至少两条光纤之与所述光波导接口相接触的面的整平。
[0013]其中，每个所述附加凹槽均包括附加底壁，所有的所述附加底壁之间的共面度小于等于2毫米。
[0014]其中，所述芯片还包括阻隔结构，所述阻隔结构设于所述耦合凹槽的底壁且位于所述光波导接口的周围，所述阻隔结构用于在所述光纤与所述光波导接口接触时，在整平所述光纤的过程中，承受所述光纤的压力，保护所述光波导接口。
[0015]另一方面，本发明还提供一种光纤对准方法，包括:
[0016]提供一个固定件，所述固定件设有至少两个通孔；
[0017]提供至少两条光纤，每个所述至少两条光纤的一端均连接一个其它光器件；
[0018]将所述至少两条光纤从所述至少两个通孔处穿过所述固定件；
[0019]通过所述固定件将所述至少两条光纤固定并形成光纤组件；
[0020]提供一个芯片，所述芯片设有至少两个用于光信号输入输出的光波导接口，所述芯片包括至少两个耦合凹槽，每个所述耦合凹槽均包括开口端和与所述开口端相对设置的底壁，每个所述光波导接口分别位于所述耦合凹槽的底壁；
[0021]将所述至少两条光纤的另一端分别与所述光波导接口接触且固定，以形成所述光纤与所述光波导接口的光波导耦合。
[0022]其中，“通过所述固定件将所述至少两条光纤固定并形成光纤组件”的步骤之前还包括:整平所述至少两条光纤的与所述光波导接口相接触的平面，使得所述至少两条光纤的与所述光波导接口相接触的平面的共面度小于一个预定的距离容差。
[0023]其中，“通过所述固定件将所述至少两条光纤固定并形成光纤组件”的步骤之前还包括:
[0024]在所述芯片上设置至少两个附加凹槽，每个所述附加凹槽均包括附加底壁，所有的所述附加底壁之间的共面；
[0025]将所述至少两条光纤穿过所述固定件后，在所述至少两条光纤与所述固定件之间点胶；
[0026]同时将所有的所述光纤压入所述附加凹槽中，使得所述光纤分别与所述附加底壁接触，同时调整所述光纤相对所述固定件的位置；
[0027]固化所述光纤与所述固定件之间的胶，以固定所述光纤相对所述固定件的位置。
[0028]其中，所述附加凹槽通过半导体芯片工艺制成。
[0029]其中，在“将所述至少两条光纤的另一端分别伸入所述光波导接口 ”步骤前，还包括:在所述芯片之所述耦合凹槽内壁点胶，当所述光纤与所述光波导接口接触时，固化所述耦合凹槽内壁的胶，完成所述光纤与所述芯片之间的耦合封装。
[0030]其中，在“将所述至少两条光纤的另一端分别伸入所述光波导接口 ”步骤前，还包括:在所述芯片之所述耦合凹槽的底壁设置阻隔结构，所述阻隔结构位于所述光波导接口周围；在所述光纤与所述光波导接口接触的过程中，所述阻隔结构承受所述光纤的压力，保护所述光波导接口。
[0031]相较于现有技术，本发明能够同时进行多条光纤的耦合对准，提高了封装效率，降低制造成本。而且通过所述固定件将所述至少两条光纤固定并形成光纤组件，固定件成本低，亦于加工和组装，解决了带状光纤阵列所占体积大，成本高的问题。
【附图说明】
[0032]为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本发明一种实施方式提供的光纤与芯片对准的封装结构的示意图，其中不包括芯片部分。
[0034]图2是本发明一种实施方式提供的光纤与芯片对准的封装结构的平面示意图，将光纤组装在芯片的耦合凹槽内的示意图。
[0035]图3是本发明提供的光纤与芯片对准的封装结构之另一种实施方式的示意图。
[0036]图4是本发明提供的光纤与芯片对准的封装结构之又一种实施方式的示意图。
【具体实施方式】
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