[发明专利]加固的光子晶体传感器封装

说明书

背景技术

本公开涉及光子晶体。尤其，涉及加固的光子晶体传感器封装。

发明内容

本公开涉及一种用于加固的光子晶体传感器封装的方法、系统和装置。在一个或更多实施例中，一种用于气密地密封传感器芯片的公开方法包含以多纳圈样式(donut pattern)使传感器芯片金属化。在一个或更多实施例中，多纳圈样式匹配柯伐管的直径和壁厚。方法还包含使传感芯片中心定于柯伐管一个末端的中轴线。同样，方法包含焊接芯片到柯伐管的末端以形成传感器芯片组件。此外，方法包含使纤维(例如光导纤维)金属化。此外，方法包含通过焊接金属化纤维到金属套管内部而装配金属化纤维到金属套管。此外，方法包含插入金属套管到传感器芯片组件的柯伐管内部。此外，方法包含对准金属化纤维的一个末端到传感器芯片组件的传感器芯片。而且，方法包含焊接金属套管的外表面到传感器芯片组件的柯伐管的内表面。

在一个或更多实施例中，三轴架工具被用于使传感器芯片中心定于柯伐管的中轴线。在至少一个实施例中，三轴架被用于对准金属化纤维的一个末端到传感器芯片。在一些实施例中，射频(RF)感应加热被用于焊接传感器芯片到柯伐管末端。在一个或更多实施例中，RF感应加热和多纳圈形预成型焊料被用于焊接金属套管到柯伐管的内表面。

在至少一个实施例中，一种用于气密密封传感器芯片的方法包含通过多纳圈样式玻璃焊料覆盖传感器芯片。在一个或更多实施例中，多纳圈式玻璃焊接与陶瓷管的直径和壁厚相匹配。同样，方法包含使传感器芯片中心定于陶瓷管一个末端的中轴线。方法还包含焊接传感器芯片到陶瓷管末端以形成传感器组件。此外，方法包含通过焊接纤维到陶瓷套管内部而用纤维装配陶瓷套管。此外，方法包含插入陶瓷管到传感器芯片组件的陶瓷管内部。此外，方法包含对准纤维的一个末端到传感器芯片组件的传感器芯片。而且，方法包含焊接陶瓷套管的外表面到传感器芯片组件的陶瓷管的内表面。

在一个或更多实施例中，三轴架工具被用于使传感器芯片中心定于陶瓷管的中轴线。在一些实施例中，三轴架工具用于对准纤维的末端到传感器芯片。在至少一个实施例中，局部常热式加热(thermal heating)及玻璃焊料被用于焊接传感器芯片到陶瓷管的末端。在一个或更多实施例中，局部常热式加热和多纳圈形玻璃预成型焊料被用于焊接陶瓷套管的外表面到陶瓷管的内表面。

在至少一个实施例中，一种用于气密地密封传感器芯片的方法，包含密封传感器芯片到主封装体的前突出部(front snout)的一个末端。方法还包含插入纤维到主封装体的后突出部(back snout)的一个末端。同样，方法还包含对准纤维一个末端到传感器芯片。此外，方法包含在纤维基座上锁定纤维。在一个或更多实施例中，纤维基座是位于主封装体内部。此外，方法包含在主纤维封装体的后突出部末端上密封纤维。此外，方法包含应用纤维套到纤维一个末端，该末端与被对准到传感器芯片的末端相反，其中一部分纤维套是位于主封装体的后突出部内部。此外，方法包含密封后突出部的内腔。同样，方法包含连接纤维靴到后突出部末端和至少一部分纤维套。此外，方法包含使主封装体、传感器芯片、纤维、纤维基座、纤维套、纤维靴排气。而且，方法包含在主封装体的上侧密封盖子。

在一个或更多实施例中，密封传感器芯片到前突出部是通过自动对准方法实现的，其利用当焊料冷却和凝固时回流焊料的表面张力以使传感器芯片中心自动地定于前突出部的中轴线。在至少一个实施例中，高精度三维微定位器被用于对准纤维末端到传感器芯片。在一些实施例中，公开的方法还包含应用军用级别环氧树脂保护层到前突出部，以保护传感器芯片的侧壁并且加强传感器芯片到前突出的密封。

在一个或更多实施例中，公开的方法还包含使至少部分纤维金属化。对于这种方法，在一些实施例中，密封传感器到前突出部末端的实现，是通过使用高温焊料以及通过以匹配前突出部末端的圆周尺寸和形状样式使传感器芯片金属化。在至少一个实施例中，高温焊料是铅锡(PbSn)焊料和/或金锡(AuSn)焊料。同样使用这种方法，在一个或更多实施例中，高温焊料用于在纤维基座上锁定纤维。此外，在一些实施例中，对于这种方法，预成型焊料被用于在后突出部末端上密封纤维。对于这种方法，盖子是金属盖子。同样对于这种方法，在至少一个实施例中，滚动加热器被用于密封主封装体顶端的金属盖子。