[发明专利]芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件，具体是涉及一种激光器或光电二极管的芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件及其制备方法。

背景技术

为了适应人们对通信带宽需求的日益增加，增加传输容量及减小功耗是光纤通信领域的重中之重，并行光学技术由此日益发展。目前利用并行光学技术的产品主要有QSFP光模块、雷电（Thunderbolt）线缆和光有源HDMI线缆等。并行光学技术的主要特征是在一个单独器件或模块中有多路激光二极管或光电二极管对准多路光纤。因此，如何将多路光纤与多路激光二极管或光电二极管同时对准，这就涉及到耦合对准的方法。

如图6揭示了一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的传统方法：多路光纤利用V型糟或MPO/MT插芯加工成并行光纤3，先将并行光纤耦合对准透镜阵列6固定，再将并行光纤与透镜阵列固定到多维调整架上，通过反复调节调整架，同时观测VCSEL（垂直腔面发射激光器）的光功率或者PD（光电二极管）光电流的大小，才能实现透镜阵列6与芯片阵列1（VCSEL芯片阵列或PD芯片阵列）的耦合对准。

一般VCSEL及PD芯片阵列两两之间的间距为250μm，间距精度误差约为0.2μm，要想将VCSEL芯片阵列并行发射的每一路激光均匀的耦合对准到每条光纤中，然后再将每条光纤中的激光均匀的耦合到PD芯片阵列中，这需要透镜阵列和并行光纤的精度误差必须控制到1μm之内，所以制备透镜阵列和并行光纤的技术要求较高，同样成本也居高不下。而且还需要通过反复调节调整架同时观测VCSEL的光功率及PD光电流来实现耦合对准，工艺复杂且耗时较长。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件及其制备方法，该组件结构简单，制作成本低，通过该组件能够简单易行的实现芯片阵列与并行光纤的耦合对准，且对准精度高，耦合效率高，易于实现，适用于各种采用并行光纤技术的产品。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件，包括一芯片阵列、一基板、一并行光纤和一电路板，所述芯片阵列的光电转换面上间隔形成有若干个光电转换区，对应每个光电转换区，所述基板上形成有与所述光电转换区尺寸相匹配的通孔；所述芯片阵列具有光电转换面的一侧贴装到所述基板的一侧，使每个光电转换区的中心与对应的通孔的中心正对；所述基板定位于所述电路板上，所述芯片阵列与所述电路板上所需连接的其他电子元件电连接；对应每个通孔，所述并行光纤设有一路具有裸光纤部的光纤，每路光纤的裸光纤部从背向所述芯片阵列的一侧插置于所述基板上对应的通孔内。

作为本发明的进一步改进，所述芯片阵列的光电转换面上间隔形成有四个所述光电转换区，且每个光电转换区和对应的通孔均为圆形。

作为本发明的进一步改进，所述芯片阵列为VCSEL芯片阵列和PD芯片阵列中的一种，所述芯片阵列为VCSEL芯片阵列时，所述光电转换区为VCSEL芯片阵列的发光区；所述芯片阵列为PD芯片阵列时，所述光电转换区为PD芯片阵列的感光区。

作为本发明的进一步改进，所述芯片阵列的光电转换面上间隔形成有若干个芯片焊盘；对应每个芯片焊盘，所述基板一侧形成有一基板焊盘，所述芯片阵列的每个芯片焊盘与所述基板上对应的基板焊盘焊接在一起。

作为本发明的进一步改进，所述基板上形成有与所述电路板上所需连接的其他电子元件的电路图形相对应的金线图形，所述金线图形与所述电路图形电连接，且所述金线图形与所述芯片阵列电连接。

作为本发明的进一步改进，所述基板的材质为单晶硅片和陶瓷板中的一种，所述基板焊盘的材质为金锡合金。

作为本发明的进一步改进，所述金线图形与所述电路图形电连接的方式为导电胶固定、金锡焊料焊接和金线键合中的一种。

作为本发明的进一步改进，所述通孔的内径比所述裸光纤的外径大2微米到9微米。

作为本发明的进一步改进，另设有一用于支撑所述并行光纤的固定块，所述固定块位于所述基板背向所述芯片阵列的一侧，所述并行光纤的每路光纤固设于所述固定块上。

一种芯片阵列与并行光纤耦合对准的组件的制备方法，包括如下步骤：

a）准备一芯片阵列，该芯片阵列的光电转换面上间隔形成有若干个圆形光电转换区，且该芯片阵列的光电转换面上间隔形成有若干个芯片焊盘；

b）准备一电路板，该电路板上形成有所需连接的其他电子元件的电路图形；