阵列波导器件封装用UV胶粘接力学性能分析.pdfVIP

诎 A学CAD术EMI论CPA文PER 4 m：E1t4W—T生代 收稿日期：2008一”一19 COrncn。 作者简介：孙小燕(1981一)，女，博士，讲师，主要从事光电于器件封装方面的研究，E—mail：sunxiaoyanchina63@yahoo 基金项目：国家自然科学基金重点资助项目：国家863资助项目f2007AA042344)。 阵列波导器件封装用UV胶粘接力学性能分析 孙小燕‘2，胡友吒“2，曾雪飞‘殿吉安” 11．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，湖南长沙410083) ■■：以阵列先纤与波导芯片的粘接力学性能为研究对 象，首先理论分析uv固化胶的不同布胶方式下封装器件承受 的最大拉伸力、剪切力和穹曲力，然后运用有限元软件对接 头受力所产生的应力分布进行仿真分析。通过对模型的计算 和仿真结果的对比分析，在经济性、可靠性和可操作性等原 则下，提出了在耦舍端面涂胶的优化布胶方式。 关譬谓：粘接强度；紫外光固化胶粘荆；阵列波导；有 限元分析 中田分类号：TG494；0436文献标识码：A文章一 号：1001-5922(2009)05—0044-03 1969年贝尔实验室的S．E．Miller首次提出光集成的概 念，经过20多年的发展，取得了长足的进展。特别是近 10年来，光通信向高速率、大容量的方向发展，对于光 集成器件的需求越来越迫切。光波导是光波的传播所规 定的通道，是光集成的核心。阵列波导器件的封装，利 用亚微米精度运动平台，将波导芯片与阵列光纤进行对 准耦合后用紫外光固化胶粘剂固定，实现器件的高性 能。为进一步提高粘接强度，增强器件的粘接可靠性， (a)胶液分布在耦合端面闯(”胶液以划线方式分布在藕合端面上端 有必要深入研究胶液分布形态对接头强度和应力分布的 田1阵列波导矗件封羹中uv胶的分布示意圈 SchematicofUVcurableadhesivedistribution 影响”。。o Fig．1 diagram in ofAWGdevice packaging 1 粘接接头的受力模型 2分析与讨论 阵列波导器件封装中UV胶的分布方式主要有2种， 一种是UV胶位于光纤阵列和波导芯片耦合端面之间，如 由于本文讨论的是UV月x*的粘接性能，故排除光纤阵 图1(a)所示，由于耦合端面间隙仅为10um，无法看到胶 列／波导芯片发生断裂的情况。模型的力学性能参数为： 液，右上角为将端面处放大的图像，浅色为胶液。另一 光纤阵列／波导芯片的拉伸强度【6，】和剪切强度【T、l远远优 种是UV胶以点状或线状分布在器件耦合端面上端，如图 于紫外固化胶的强度。选用的紫外固化胶是DYMAX公 1《b)所示。芯片的尺寸采用1分32路阵列波导芯片的尺 司的OP一54胶，其拉伸强度【62】_51．7MPa，剪切强度 寸，即L(长)×Wf宽)XH(高)=18．6mm×4．7 · ·044 ‘糖叠囊毫社瞢■■■：0710．3820251．025／833传真：0710—3820811 万方数据 一t：www．zhlnjie．corn．cn 【T MPa