專利名稱：光纖陣列組件凹槽基板的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通訊元件的制造技術，具體是一種光纖陣列組件凹槽基板的制造方法。
背景技術：
平面光波導分光器是目前光纖到戶三網融合系統(tǒng)中的重要器件，如何大規(guī)模、低成本生產是生產者的重要課題。平面光波導分光器主要由單纖陣列、光芯片、光纖陣列(fiber Array)組成。其中，凹槽基板是光纖陣列的重要組成部分。要滿足目前設備對平面光波導分光器的高需求， 凹槽基板要滿足以下要求1.精度高，每道槽之間的間距誤差在較小的范圍；2.性能穩(wěn)定，最好采用與芯片一致的材料進行加工；3.成本低，最大程度使用廉價材料和加工設備； 4.工藝簡單，盡可能擺脫人為因素影響，提高成品合格率；5.盡可能加工形成較深的V型槽，有利于固定光纖，提高光纖陣列，穩(wěn)定性，可靠性。目前，國內市場上的石英材料凹槽基板主要有三種制作方法
一是采用傳統(tǒng)機器加工方法，它的優(yōu)點是采用金剛砂輪切割刀，可以使槽做成任意的角度和形狀，缺點是1.對加工機器和金剛砂輪切割刀的性能要求較高，成本很高；2.金剛砂輪切割刀的壽命短，切割過程中由于石英玻璃硬度高，容易打刀，壞刀，需經常修磨，切割效率無法提高；3.在切割的槽數較多時，會出現(xiàn)累計誤差，產品合格率低；4.使用這種方法生產出的槽成本大，價格高，不能適應光通訊的大規(guī)模生產。二是采用反應離子刻蝕光刻工藝(干法蝕刻)方法。它的優(yōu)點是生產出的槽的精度與槽數無關，成本相對較低，缺點是1.這種工藝生成的槽形狀為矩形，深度不夠，在制作光纖陣列時會造成光纖入槽困難，只能使用專業(yè)生產的配套夾具，與現(xiàn)有光纖陣列生產廠家不配套，限制該產品大規(guī)模投放市場；2.由于槽深不夠，紫外膠用量不足，容易造成脫膠，不能通過環(huán)境測試，產品的可靠性較低；3.光纖與矩形槽定位接觸僅靠矩形槽的兩個邊緣區(qū)，容易造成光纖受傷或折斷，光纖耦合時損耗增加。三是濕法腐蝕方法，例如公開號CN101762971 A的中國專利申請公開的一種采用光刻技術加工光纖陣列槽的方法。它的優(yōu)點也是生產出的槽的精度與槽數無關，成本相對較低，缺點是1.工藝復雜，腐蝕深度位置不能精確控制，要么腐蝕過量，要么是腐蝕不到位置，狀態(tài)不穩(wěn)定；2.腐蝕出的槽邊緣粗糙，容易崩口，良率低，會造成光纖陣列(fiber Array)在制作過程中不易于點膠固化，耗時耗力，影響大規(guī)模光纖陣列生產；3.腐蝕深度超過20 30um時，鉻保護層出現(xiàn)針孔，無法繼續(xù)保護石英玻璃，石英基板出現(xiàn)玻璃麻點、花斑，造成腐蝕出的槽深度不夠，容易出現(xiàn)槽破損現(xiàn)象；4.槽的深度不夠，在制作光纖陣列時會造成光纖入槽困難和點膠效率低，降低光纖陣列生產合格率。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，在現(xiàn)有濕法腐蝕方法的基礎上進行改進，提供一種制造精度高、成本低、產品良率高、可形成大深度V型槽的光纖陣列組件凹槽基板的制造方法。本發(fā)明的光纖陣列組件凹槽基板的制造方法依次包括以下步驟
a.在清洗干凈的石英材料上涂一層抗蝕劑保護層，并均膠、烘干；
b.在完成上述步驟的石英材料上蓋上掩模母板，進行紫外曝光。c.顯影去除抗蝕劑保護層透光部分，清洗干凈烘干；
d.采用濃度40%的氟化銨緩沖溶液濕法腐蝕抗蝕劑保護層中透光的部分；
e.腐蝕深度至30士 10 μ m處，拿出清洗干凈；
f.將石英材料放進烘箱做抗蝕劑保護層堅膜，溫度為120 148°C，時長10 30分
鐘；
g.再腐蝕石英玻璃深至45um 62um之間；
h.使用有機溶劑，去除抗蝕劑保護層；
i.磨倒角，用切割機將其分切成小塊，最后形成石英凹槽基板。上述步驟中，所述石英材料為JGSl石英材料。本發(fā)明的方法經實際使用和檢測，證明具有以下優(yōu)點 ①制作工藝簡單，無人為因素影響，產品合格率可達100%。②采用氟化銨緩沖溶液濕法腐蝕，反應的時間、速率可精確控制。③通過堅膜工序，使抗蝕劑能持續(xù)、長久的保護石英基板，腐蝕出的凹槽形狀穩(wěn)定，線條精密、光滑、透亮，光潔度高，有利于光纖陣列制作過程中的點膠、滑膠，極大提高生產效率。④腐蝕出的凹型槽較深，加入堅膜工序后，以抗蝕劑作為保護層可腐蝕超過60um 以上的深度，腐蝕角度60度左右，延續(xù)傳統(tǒng)機械加工方法優(yōu)點。⑤采用JGSl石英材料做成的光纖陣列，應用在平面光波導分光器上，與光芯片使用材料一致，使光器件的環(huán)境溫度穩(wěn)定性，可靠性得到提高。⑥與現(xiàn)有加工方法相比，有產能大，投入少，精度高，且精度不受槽數影響的優(yōu)勢， 槽間距精度可以達到士0. 20um，適合大規(guī)模，批量化、低成本生產。⑦采用此法制成的凹槽，由于腐蝕石英玻璃，各向同性，可形成開口 60度左右的V 形槽，并會形成圓弧形槽底部。有利于產生毛細管效應，自動吸膠，不易產生氣泡，易點膠， 滑膠，制作效率提高。⑧由于凹槽為開口 60度左右的V形槽，光纖入槽，直接與凹槽兩邊光滑腐蝕面接觸，形成面接觸固定，定位精度有了保證。同時不易碰傷光纖，提高了制作良率。
具體實施例方式本發(fā)明方法的實施例步驟如下
a.在清洗干凈的JGSl石英材料上涂一層抗蝕劑保護層，并均膠、烘干；
b.在完成上述步驟的石英材料上蓋上掩模母板，進行紫外曝光。c.顯影去除抗蝕劑保護層透光部分，清洗干凈、烘干；
d.采用濃度40%的氟化銨緩沖溶液濕法腐蝕抗蝕劑保護層中透光的部分；
e.腐蝕深度至30um處，拿出清洗干凈；f.將石英材料放進烘箱做抗蝕劑保護層堅膜，溫度為120°C，時長約30分鐘；
g.再腐蝕石英玻璃深至45um 62um之間；
h.使用有機溶劑，去除抗蝕劑保護層；
i.磨倒角，用切割機將其分切成小塊，最后形成石英凹槽基板。
權利要求
1. 一種光纖陣列組件凹槽基板的制造方法，其特征是它依次包括以下步驟，a.在清洗干凈的石英材料上涂一層抗蝕劑保護層，并均膠、烘干；b.在完成上述步驟的石英材料上蓋上掩模母板，進行紫外曝光；c.顯影去除抗蝕劑保護層透光部分，清洗干凈烘干；d.采用濃度40%的氟化銨緩沖溶液濕法腐蝕抗蝕劑保護層中透光的部分；e.腐蝕深度至30士 10 μ m處，拿出清洗干凈；f.將石英材料放進烘箱做抗蝕劑保護層堅膜，溫度為120 148°C，時長10 30分鐘；g.再腐蝕石英玻璃深至45μ m 62 μ m之間；h.使用有機溶劑，去除抗蝕劑保護層；i.磨倒角，用切割機將其分切成小塊，最后形成石英凹槽基板。
2.根據權利要求1所述的光纖陣列組件凹槽基板的制造方法，其特征是所述石英材料為JGSl石英材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及光通訊元件的制造技術，具體是一種光纖陣列組件凹槽基板的制造方法。該方法包括以下步驟a.在石英材料上涂一層抗蝕劑保護層，并均膠、烘干；b.在石英材料上蓋上掩模母板，進行紫外曝光；c.顯影去除抗蝕劑保護層透光部分，清洗干凈烘干；d.采用氟化銨緩沖溶液濕法腐蝕抗蝕劑保護層中透光的部分；e.腐蝕深度至30±10μm處，拿出清洗干凈；f.將石英材料放進烘箱做抗蝕劑保護層堅膜；g.再腐蝕石英玻璃深至45um～62um之間；h.使用有機溶劑，去除抗蝕劑保護層；i.磨倒角、分切形成石英凹槽基板。本發(fā)明制造精度高、成本低、產品良率高、可形成大深度V型槽。
文檔編號G03F7/00GK102243437SQ201110158388
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權日2011年6月14日
發(fā)明者衛(wèi)勇 申請人:揚中市華瑞通訊儀器有限公司