專利名稱：一種光纖焊接技術的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種集成光學器件的制備方法，具體涉及一種光纖和硅芯片的V型槽結合的方法。
背景技術：
集成光學器件在許多領域得到了廣泛的應用。在制作工藝中，光纖和Si芯片之間需要結合在一起。一般采用的方法是在Si基體上腐蝕出V型槽，把光纖放入槽中，利用環氧樹脂、激光焊接等方法將光纖和V型槽結合起來。而激光焊接需要一個鐵箍、比較麻煩，環氧樹脂容易老化，并且環氧樹脂干時光纖容易移位，與激光耦合時，光纖移位后，光線不能進入光纖；另外，環氧樹脂是有機物，會對半導體激光器腔面造成危害。發明內容
本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種光纖焊接技術，能夠使光纖與硅片穩定的結合，并且光線很容易進入光纖。
本發明的技術方案是以下述步驟進行的:一種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:a、在光纖圓周鍍上廣3μπι的銀層，之后鍍上5 20μπι的銦層；b、在硅片的V型槽上鍍上一層I飛μ m的銀層,之后再填充一層1(Γ 00 μ m的硼娃酸玻璃層或者NaSiO2層；c、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T200°C，持續1-50分鐘。
所述步驟b中硼硅酸玻璃是利用熱蒸發或者磁控濺射方法完成的。
所述步驟b中的NaSiO2制備方法是將NaSiO2溶液充滿V型槽，之后在15(T350°C保溫30 120分鐘。
本發明在光纖外鍍上金屬銦，由于銦是軟焊料，有較大的延展性，減少光纖與硅片之間由于熱膨脹系數造成的危害，防止熱膨脹系數不同使光纖與硅片脫離。與現有技術相t匕，本發明避免使用環氧樹脂。另外，在V型槽中先鍍上一層銀，增加了焊接時的導電性；而V型槽底部填充滿硼硅酸玻璃，增加光纖與V型槽接觸面積，焊接更牢固。
圖1是本發明的光纖在V型槽中焊接狀態示意圖。
具體實施方式
實施例1:一種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的: a、在光纖I圓周鍍上I ym的銀層2，之后鍍上5μπι的銦層3 ;在光纖的周圍鍍上銀是因為銀可以形成好的反射，避免光纖中的光逸出。在銀上鍍銦之后銦容易氧化，另外銦具有延展性，可以調節光纖使光纖的熱膨脹系數和硅片的熱膨脹系數接近，防止由于熱膨脹系數不同導致光纖脫落，不會因為溫度變化導致器件損毀。
b、在硅片6的V型槽上鍍上一層I μ m的銀層5，之后再填充一層10 μ m的硼硅酸玻璃層4，其中硼硅酸玻璃層的制備可以采用熱蒸發法或者磁控濺射法；在V型槽上鍍銀可以在電場輔助焊接時增加導電性。C、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T20(TC，持續1-50分鐘，加電場的時候光纖接正極、硅片接負極，加熱硅片之后可以促進離子的移動。實施例2:—種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:
a、在光纖圓周鍍上2μ m的銀層，之后鍍上8 μ m的銦層；
b、在硅片的V型槽上鍍上一層2μ m的銀層，之后再填充一層20 μ m的NaSiO2層，制備時先將NaSiO2溶液充滿V型槽，之后在15(T350°C保溫30 120分鐘；NaSi02層可以把V型槽底部填充滿，使光纖與硅片有充分的接觸，增大了焊接面積，使得焊接更牢固。C、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T20(TC，持續1-50分鐘。其他同實施例1。實施例3:—種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:
a、在光纖圓周鍍上3μ m的銀層，之后鍍上12 μ m的銦層；
b、在硅片的V型槽上鍍上一層3μ m的銀層，之后再填充一層30 μ m的硼硅酸玻璃層，其中硼硅酸玻璃的制備可以采用熱蒸發法或者磁控濺射法；
C、將步驟a中得到的光 纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T20(TC，持續 1-50 分鐘。其他同實施例1。實施例4:一種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:
a、在光纖圓周鍍上3μ m的銀層，之后鍍上15 μ m的銦層；
b、在娃片的V型槽上鍍上一層4μηι的銀層,之后再填充一層50μ m的NaSiO2層,制備時先將NaSiO2溶液充滿V型槽，之后在15(T350°C保溫30 120分鐘。；
C、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T20(TC，持續 1-50 分鐘。其他同實施例1。實施例5:—種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:
a、在光纖圓周鍍上2μ m的銀層，之后鍍上18 μ m的銦層；
b、在硅片的V型槽上鍍上一層5μ m的銀層，之后再填充一層70 μ m的硼硅酸玻璃層，其中硼硅酸玻璃的制備可以采用熱蒸發法或者磁控濺射法；
C、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T20(TC，持續 1-50 分鐘。其他同實施例1。實施例6:—種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的:
a、在光纖圓周鍍上Iμ m的銀層，之后鍍上20 μ m的銦層；
b、在硅片的V型槽上鍍上一層6μ m的銀層，之后再填充一層100 μ m的NaSiO2層，制備時先將NaSiO2溶液充滿V型槽，之后在15(T350°C保溫3(Tl20分鐘。；C、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱娃片至80~200O，持續 1-50 分鐘。
其他同實施例1。
權利要求
1.一種光纖焊接技術，其特征在于是按照下述步驟進行的:a、在光纖圓周鍍上Γ3 μ m的銀層，之后鍍上5 20 μ m的銦層；b、在硅片的V型槽上鍍上一層I飛μ m的銀層，之后再填充一層1(Γ100 μ m的硼硅酸玻璃層或者NaSiO2層；c、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在10(Γ700ν電壓下、加熱硅片至8(T200°C，持續1_50分鐘。
2.根據權利要求1所述的光纖焊接技術，其特征在于:所述步驟b中硼硅酸玻璃是利用熱蒸發或者磁控濺射方法完成的。
3.根據權利要求1所述的光纖焊接技術，其特征在于:所述步驟b中的NaSiO2制備方法是將NaSiO2溶液充滿V型槽， 之后在15(T350°C保溫3(Tl20分鐘。
全文摘要
本發明公開一種光纖焊接技術，是按照下述步驟進行的a、在光纖圓周鍍上1～3μm的銀層，之后鍍上5～20μm的銦層；b、在硅片的V型槽上鍍上一層1～6μm的銀層，之后再填充一層10～100μm的硼硅酸玻璃層或者NaSiO2層；c、將步驟a中得到的光纖放入步驟b的V型槽內，在100～700v電壓下、加熱硅片至80～200℃，持續1-50分鐘。本發明在光纖外鍍上金屬銦，由于銦是軟焊料，有較大的延展性，減少光纖與硅片之間由于熱膨脹系數造成的危害，防止熱膨脹系數不同使光纖與硅片脫離。與現有技術相比，本發明避免使用環氧樹脂。另外，在V型槽中先鍍上一層銀，增加了焊接時的導電性；而V型槽底部填充滿硼硅酸玻璃，增加光纖與V型槽接觸面積，焊接更牢固。
文檔編號G02B6/255GK103207431SQ20121000782
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者程東明 申請人:鄭州大學