一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法技术

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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装及剪切方法所属
本专利技术涉及一种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

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：提供一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装。采用本专利技术的办法，可以准确测量出芯片与光纤固定块之间的剪切力。本专利技术的技术解决方案是：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。推刀进行剪切时，水平部分一端的剪切面对准光纤固定块的上表面即直角梯形面，沿光纤固定块的上表面的垂直方向，从远离光纤固定块的上表面位置向着光纤固定块的上表面运动，当接触到光纤固定块后继续运动，输出芯片与光纤固定块分离或达到推力上限值时，推刀施加在光纤固定块上的推力；夹持块上设置的下凹式台阶状沟槽的深度与宽度与Y波导集成光学器件的金属管壳的底部厚度匹配，使被剪切的Y波导集成光学器件牢固固定于两个夹持块的下凹式台阶状沟槽间。下凹式台阶状沟槽的中央设有矩形槽，用来放置Y波导集成光学器件的引线或光纤固定块引出的光纤。推刀为“L”型，水平部分一端的剪切面为圆形。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过夹持基座夹持块的两级下凹式台阶状沟槽设置，便于不同底板厚度的器件夹持的更加牢固，同时便于器件垂直放置时，调节器件露出夹持块的高度；(2)本专利技术在夹持块下凹式台阶状沟槽的中央设有矩形槽，对于有引线或光纤的器件，当器件垂直放置时，便于通过此矩形槽放置器件引线或光纤；(3)本专利技术L型推刀的设计，使推刀与接触光纤固定块的平面垂直，同时使施加于光纤固定块表面的力与芯片粘接面平行，因此，Y波导芯片与光纤固定块之间剪切力的测试结果更加准确。本专利技术克服Y波导集成光学器件DPA芯片剪切测试存在不准确问题，采用“L”型推刀和夹持基座解决了上述问题，该测试方案得到应用取得很好的测试效果。(4)本专利技术“L”型推刀水平部分设计成不同直径尺寸的圆柱体，根据Y波导集成光学器件光纤固定块的大小，选择适宜直径尺寸的推刀，使推刀的接触面与光纤固定块尺寸相匹配。(5)本专利技术采用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。附图说明图1Y波导集成光学器件内部结构图。图2Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装夹持基座示意图。图3“L”型推刀进行芯片与光纤固定块之间剪切力的示意图。图4芯片剪切强度标准。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，包括夹持基座和“L”型推刀两部分。夹持基座分为两个水平夹持块和基座，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，当器件垂直放置时，用来放置器件引线或光纤；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。本专利技术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。本专利技术的Y波导集成光学器件结构主要包括：金属管壳、芯片、光纤固定块、光纤以及电极引线，内部结构如图1所示。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。Y波导集成光学器件将光束分/合、光的调制和光的起偏/检偏多项功能集为一体。其中，芯片起到核心作用，它是由制作在LiNbO3衬底上的Y分支构成，在Y分支波导的两臂上制作两个推挽结构的相位调制器，通过在Y分支的基波导上进行金属涂覆或者通过质子交换产生单模偏振波导来获得偏振滤波。光纤为光传输的介质，光纤固定块负责将光纤与芯片耦合在一起。本专利技术的一种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、记录模块。对于夹持基座的设计，考虑器件为长方形的金属管壳且两端带光纤的结构，因此夹持器件的工装设计为两个平行的金属夹持块，靠丝杠通过调节螺栓控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于包括：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。

【技术特征摘要】
1.一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于包括：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。2.根据权利要求1所述的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于：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。3.根据权利要求1所述的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于：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。4.根据权利要求3所述的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于：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。5.根据权利要求3所述的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于：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。6.根据权利要求3所述的一种Y波导集成光学器件芯片剪切试验工装，其特征在于：光纤固...

【专利技术属性】
技术研发人员：相艳荣，柳建春，汪飞琴，郑大坤，杨长望，衣玲学，郑玮嘉，
申请(专利权)人：北京航天时代光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11