[发明专利]一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法

说明书

一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法，包括夹持基座和L型推刀两部分，在两个水平夹持块相对的上表面边缘设有下凹式台阶状沟槽，用来夹持不同底板厚度的器件；在下凹式台阶状沟槽的中央设有矩形槽；在两个夹持块下方的长方形基座上，设有螺纹配合的调节螺栓，通过调节螺栓可以调节夹持块的间距；同时基座用来和剪切力测试仪载台固定。L型推刀是在原有垂直推刀的基础上增加一段水平部分，水平部分呈圆柱体，这样保证了圆柱体与接触芯片的平面垂直。本发明采用带有下凹式台阶状沟槽且中央设有矩形槽的夹持基座水平或垂直夹持器件，利用L型推刀确保推刀施加力的方向与粘接面平行，使Y波导集成光学器件芯片剪切力测试结果更加准确。

所属技术领域

本发明涉及一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法，属于剪切试验工装技术领域。

背景技术

Y波导集成光学器件是光纤陀螺中的关键光电子器件，集分光/合光、起偏/检偏、调制多个功能于一体，采用Y波导集成光学器件的闭环光纤陀螺是光纤陀螺的主流方案。我国经过近三十余年的研究和发展，光纤陀螺目前已经在海陆空天多个领域实现了工程化应用。在工程化应用过程中，Y波导集成光学器件长寿命和可靠性就显得格外重要。

破坏性物理分析(DPA)是评价器件可靠性的有效手段之一。针对Y波导集成光学器件的结构特征和工艺特点，芯片剪切力测试是重要的DPA必做项目，该项试验用于评价芯片与管壳以及芯片与光纤固定块之间的粘接质量。如果粘接强度不足，会导致器件在环境应力下出现耦合移位直至失效。一般Y波导集成光学器件芯片和光纤固定块之间存在15度角度偏差，通常的芯片剪切测试仪的推刀是垂直向下，做剪切力时沿着光纤固定块的侧面做平推，这样由于剪切力的方向与粘接面不平行而是存在角度，导致测试得到的剪切力无论朝向着芯片方向还是背离芯片方向施加力都偏大，对器件实际粘接强度无法做出正确判断。

目前，国内外未见关于Y波导集成光学器件芯片剪切的专利和文章。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提供一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装。采用本发明的办法，可以准确测量出芯片与光纤固定块之间的剪切力。

本发明的技术解决方案是：一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，包括：两个夹持块、基座、调节螺栓、推刀、测试头；

两个夹持块能够在基座上沿轴向运动；两个夹持块相对的上表面边缘分别设置有相同的下凹式台阶状沟槽，两个夹持块的下凹式台阶状沟槽相对设置用于夹持Y波导集成光学器件；

调节螺栓设于基座一侧，能够调节两个夹持块的间距；推刀的剪切面为平面，能够向Y波导集成光学器件施加推力。

还包括测试头，能够实时采集推刀施加在Y波导集成光学器件上的力，并输出Y波导集成光学器件芯片和光纤固定块能够承受的最大推力。

Y波导集成光学器件，包括：金属管壳、芯片、光纤固定块、光纤以及电极引线；在金属管壳内部，光纤一端固定于光纤固定块上，另一端通过粘接胶固定于金属管壳上，并穿过金属管壳延伸至金属管壳外；芯片的两侧粘接有光纤固定块，其中一侧为一个，另一侧为两个，金属管壳为中空长方体，中空长方体的底面向内凸起形成底座，芯片粘接固定在底座上；光纤固定块位于金属管壳内，与金属管壳不接触；电极引线键合在金属管壳引线柱与芯片电极上。

金属管壳两侧或一侧设有向外突起的安装件，安装件被两个夹持块的下凹式台阶状沟槽相对设置形成的夹持部分夹住。

光纤固定块的形状为：横截面为直角梯形的长方体，直角梯形的斜边所对应的腰所在的面与芯片的侧面粘接。

光纤固定块的厚度大于芯片的厚度。

推刀为“L”型，包括水平部分和垂直部分，“L”型推刀的水平部分为圆柱体，一端为推刀的剪切面，另一端与“L”型推刀的垂直部分连接。垂直部分安装在测试头上，能够控制推刀的水平部分沿直线运动，并控制推刀的水平部分的歩进距离。