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光纤阵列(Fiber Array, FA)是平面光波导分路器、阵列波导光栅、硅光芯片等光器件的核心耦合部件,其 V 槽内光纤的位置精度,直接决定器件插入损耗、回波损耗等关键光学指标。在 FA 封装工序中,光纤定位胶与耦合粘接胶的固化一致性,是保障多通道光学性能均匀性的核心瓶颈。传统汞灯固化存在能量分布不均、热形变显著、固化时序差异大等问题,易引发光纤偏移、通道插损离散度超标,难以适配高速光通信器件的量产要求。UVLED 固化光源凭借全域匀光、低温无应力、同步固化的技术特性,已成为 FA 封装高精度固化的主流工艺方案。

FA 封装的固化工序主要分为 V 槽光纤定位固化与 FA - 波导耦合粘接固化两步,核心难点集中在三个方面:
定位精度要求严苛:光纤定位偏差需控制在亚微米级,胶层收缩与热形变均可能引发耦合效率下降,最终影响器件光学性能;
多通道一致性难保障:整排阵列需同步完成固化,分时固化易产生应力差,导致各通道受力不均,插损差异超出管控范围;
深层固化难度大:V 槽缝隙狭窄、上方有盖板遮挡,传统光源难以穿透至槽底,易出现底部胶层欠固化,影响器件长期可靠性。
二、UVLED 固化的核心技术支撑
采用矩阵式芯片排布搭配匀光透镜系统,有效照射面内能量分布均匀,可完整覆盖多通道 V 槽阵列,一次性同步照射消除了分时固化带来的应力差,使各通道光纤受力一致,显著提升器件通道间的插损一致性。
输出光谱与 FA 封装常用环氧类胶材的光引发体系高度匹配,紫外光可深入微米级缝隙直达 V 槽底部,实现槽内胶层表里同步交联,避免表层固化过快、底部欠固化的缺陷;搭配氮气保护模块,可解决氧气阻聚导致的表层发粘问题。
冷光源设计完全滤除红外热辐射,固化过程中玻璃与硅基材温升可控,从根源避免 V 槽基材热形变与光纤位置漂移;配合低能量预固化 + 高能量主固化的阶梯输出模式,可将胶层收缩率控制在极低水平,保障固化后光纤位置精度长期稳定。

针对光纤入槽后的定位头胶固化,采用面光源全域照射,可快速完成整排光纤同步固化。固化后光纤位置偏移量小,阵列端面平整度达标,可直接进入后续研磨工序;胶层附着力优异,经高低温循环测试后无光纤松动,满足器件长期可靠性要求。
完成主动对准耦合后,对粘接胶区进行定点或全域照射固化,可快速锁止对准位置,避免胶层流动导致的光轴偏移。低温特性避免了波导芯片受应力损伤,耦合后器件插损波动小,生产良率与性能一致性均有显著提升。
四、应用价值与结语
UVLED 固化方案应用于 FA 封装后,可有效降低通道插损离散度,提升器件光学性能一致性,同时大幅缩短固化工序节拍,提升产线自动化水平。相较于传统汞灯工艺,其能耗更低、无臭氧排放、设备维护成本更低,契合光通信产业规模化、绿色化的发展趋势。
随着高速光模块与硅光集成技术的持续普及,光器件对封装精度与可靠性的要求不断提升,UVLED 高精度固化技术将进一步向智能化、集成化方向演进,为光通信器件的高性能量产提供稳定的工艺支撑。
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