耦合調試類夾具總結

1、耦合調試類夾具總結 耦合概述 耦合夾具及工裝 一種通用耦合夾具 目前耦合夾具設計難點及解決思路 幾種非典型耦合夾具應用一、耦合概述 耦合標準定義：指兩個或兩個以上的電路元件或電網(wǎng)絡的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響，并通過相互作用從一側向另一側傳輸能量的現(xiàn)象；概括的說耦合就是指兩個或兩個以上的實體相互依賴于對方的一個量度。 1、耦合定義、耦合定義 用于耦合的器件、裝置或者模塊稱之為耦合器。 光纖耦合常用技術指標有：(1) 插入損耗(2) 附加損耗(3) 分光比(4) 隔離度。 2、器件研發(fā)部、器件研發(fā)部(原開三原開三)耦合夾具需求耦合夾具需求 目前，器件研發(fā)部的耦合主要是光纖和波導器件的耦

2、合，其中用到的光纖分為裸纖，單芯FA，多芯FA，透鏡光纖，保偏光纖，波導器件分為二氧化硅波導（AWG），硅波導（SOI、 VOA），鈮酸鋰波導（Y波導），另外目前有新的項目涉及到部分有源芯片耦合（相干接收機，OLT項目），例如二氧化硅波導+PD，二氧化硅波導（或硅波導）+激光器。 每個項目對耦合夾具要求各不相同，除了常規(guī)的六維耦合調試，Y波導還涉及到消光比控制。相干接收機項目要求在封裝盒內進行耦合對準，空間小，對工裝夾具要求較高。OLT項目需要將激光器芯片和波導對準，要求耦合夾具具備多個芯片加電，溫控，散熱，夾持功能，要求繁多。 除了以上內容，所有耦合都需要固化，將光路調試到最佳位置后，如何能

3、將芯片脫離微調架，將所有調試組件固定在一起，也是耦合夾具要實現(xiàn)的功能。二、耦合夾具及工裝 1、耦合夾具結構三要素、耦合夾具結構三要素 一套耦合夾具不管簡單還是復雜，大體上要實現(xiàn)三個功能：耦合器件的夾持、光路調節(jié)對準、器件位置固化。夾具對應的也劃分為三個結構功能區(qū)：器件夾持結構調節(jié)對準結構(上微調架)位置固化結構 2、耦合夾具設計要求、耦合夾具設計要求 耦合夾具的設計，跟一般工裝夾具設計要求一樣，要求夾持可靠、裝卸快捷、操作方便，等等。除此之外，還應該考慮如下幾條特殊需求：A、器件夾持控制夾持力大小，兼顧牢固和強度。器件部現(xiàn)在的耦合器件大部分是芯片、 FA、波導、AWG、光纖，等，材料大部分是S

4、iO2玻璃，易碎。夾持力方面要注意。B、器件的粗調與微調。光學耦合精度一般要求比較高，最后的耦合基本 上在很小距離(角度)范圍內調節(jié)；而器件的裝卸過程則需要較大的空間。這就要求夾具(包括微調架)在調節(jié)時粗調和微調區(qū)分開。C、器件的固化定位結構部分要求盡量能夠移動。器件部現(xiàn)在絕大部分耦合固化都使用的是紫外膠，紫外燈頭燈光的焦點距離比較小。要求燈頭 在耦合時離芯片近，而在裝卸時離芯片遠。 3、目前耦合夾具解決問題的辦法、目前耦合夾具解決問題的辦法 結合我司和器件部目前的一些耦合夾具，討論一下上述幾個問題的解決辦法：A、器件夾持。目前的解決辦法主要有三種：一是塑料材料、器件夾持。目前的解決辦法主要有

5、三種：一是塑料材料+彈簧的夾彈簧的夾 持方式；二是真空吸附；三是速凝、速固類材料持方式；二是真空吸附；三是速凝、速固類材料(主要是石蠟主要是石蠟)。、塑料材料+彈簧夾持駿河精機夾具演變芯片夾持FA夾持其它芯件夾持、真空吸附一般用來吸附AWG等不規(guī)則形狀器件，或者工作臺面溫度較高的場合(如熱沉)；由于增加了抽真空裝置，氣管及一些控制裝置使得夾具整體龐大，操作工序也相對多些。、快速凝固類材料這個主要是應用石蠟，使用Tec(ThermoelectricCooler)即半導體致冷器，進行加熱和制冷，目前只是在無熱AWG上使用過。、大尺寸FA夾持問題駿河的夾持方法效果并不理想現(xiàn)在使用的方法夾持96通道F

6、A，效果理想由于多通道FA尺寸較寬，涂覆層與蓋玻片面不平整，而且有尾纖，普通彈簧夾持容易使FA翹起，需要在上面再壓緊一下。章師傅的通用“壓緊塊”解決了這個問題。(跟FA接觸部分鉚接有塑料王塊)B、粗調和微調問題、粗調和微調問題一種方法是：微調架本身的粗調和精調功能另一種方法是：微調架上再加上自制的一些夾具，可解決問題C、固化結構部分、固化結構部分(紫外固化燈頭等相關結構件紫外固化燈頭等相關結構件)方式一：紫外固化燈頭通過導軌移動。在無熱AWG產品上有成熟應用。方式二：紫外固化燈頭不動，芯片固定架可快速裝卸。整個固定架拿下來，裝好芯片，并夾持好后，再作為一個整體放倒紫外固化燈下。D、快速裝卸、快

7、速裝卸芯片夾持部分FA部分此通用結構用到激光器耦合上快鎖結構組合快速定位模塊E、散熱問題、散熱問題(VOA系列耦合中的溫度飄移問題系列耦合中的溫度飄移問題)改進新型芯片耦合時，發(fā)現(xiàn)芯片夾持部分隨著紫外固化燈照射時間變化，會產生溫升膨脹，發(fā)生位置漂移。最大為20微米，對耦合有較大影響。改進對底座進行線切割，中間加隔熱脂。位置漂移減為10微米。切割線完全分離，中間用塑料王墊塊隔開，位置漂移減到很小。解決問題。塑料王墊塊三、一種通用耦合夾具（芯片和FA之間耦合）上燈頭座上、下、左、右及角度根據(jù)需求可以調整芯片夾持這塊根據(jù)芯片尺寸及耦合位置，可稍微對幾個零件調整下燈頭座同上燈頭座底座和主立臂可不變通用

8、耦合夾具具體應用目前，器件絕大部分研發(fā)課題芯片耦合均用到該夾具，如VOA系列課題，PLC，Y波導，AWG，OLT等。制七部分轉產VOA也使用該型耦合夾具進行生產。四、目前耦合夾具設計難點及解決思路代表性：代表性：Y波導芯片波導芯片UV耦合夾具耦合夾具芯片夾持部分三維圖 工藝間耦合效果 需求：FA位于微調架旋轉中心， q旋轉軸垂直 于FA端面 難點與存在的問題： 1.六維微調架 旋轉中心已經固定死了，外漏部分尺寸較小，空間方面不好設計；2、芯片夾持和定位設計有難度。耦合示意簡圖 目前狀況：可以使用，但效率不高，差不多2小時耦合一個片子。目前耦合夾具設計最大的難點：目前耦合夾具設計最大的難點：1、

9、微小芯件的夾持；、微小芯件的夾持；2、特殊操作需求、特殊操作需求這類耦合難點總結 ：1、微小尺寸芯片及FA(長寬高尺寸小于3mm)的夾持問題；2、有保偏(相位)要求的調節(jié)。已有的夾持方法：三個角度自由度的調節(jié)：如果能夠設計過渡件，重新安裝三個微調架的順序，則需求的相位調節(jié)步驟問題可以解決。XYZY軸旋轉軸旋轉X軸旋轉軸旋轉Z軸旋轉軸旋轉難點：原來的空間旋轉中心為一個定點，重新安裝后，對不準旋轉中心(即無旋轉中心)。六維微調架旋轉中心示意圖Y波導芯片波導芯片UV耦合夾具最終狀態(tài)：耦合夾具最終狀態(tài)：Y1、Y2、Y3三路耦合均單獨做成小模塊，跟微調架固定的部分使用通用固定架，夾持FA的模塊可快速裝卸。應用效果：FA裝夾時，耦合點理論設計位置是在微調架旋轉中心上，但由于機械加工精度問題、FA批量制作尺寸不穩(wěn)定問題，實際位置會偏離00.3mm左右；雖然不能達到在差損保持不變的情況直接調節(jié)消光比，但較之以前夾具版本，操作效率明顯提高，完全滿足小批量生產的制作需求。代表性：四列激光器耦合夾具代表性：四列激光器耦合夾具激光器芯片尺寸：1.51.30.3，并排四列耦合，間距為0.3；一版壓裝方式，缺點：力量大二版真空吸附四版壓裝，彈簧力五、幾種非典型耦合夾具應用1、OLT課題課題TOSA模塊耦合夾具模塊耦合