Зі швидким розвитком оптоелектронних технологій гібридна друкована плата фотонної інтегральної схеми, як ключовий носій, що з’єднує фотонні чіпи та електронні системи, стає основним компонентом для подолання вузьких місць у -сферах високого класу, таких як зв’язок, датчики та квантові обчислення. На відміну від традиційних друкованих плат, які забезпечують передачу лише електричного сигналу, гібридні друковані плати з фотонними інтегральними схемами потребують одночасної передачі фотонних сигналів із низькими втратами та стабільного взаємозв’язку електричних сигналів. Їх технічні характеристики та вимоги до обробки є складнішими, а їхня підтримка розвитку промисловості стає дедалі помітнішою.
Основні технічні характеристики гібридної друкованої плати фотонної інтегральної схеми
Основна цінність гібридної друкованої плати фотонної інтегральної схеми полягає в реалізації спільної передачі та ефективної інтеграції двох типів сигналів через спеціальну структуру «оптичної електричної інтеграції». З точки зору вибору матеріалу, цей тип друкованої плати потрібно поєднувати зі спеціальними матеріалами, які поєднують низькі діелектричні втрати та високу теплопровідність -, наприклад, високо-плати з високою частотою можуть зменшити ослаблення фотонних сигналів під час передачі, забезпечуючи швидкість зв’язку оптичних модулів; Технологія стиснення змішаного середовища може точно поєднувати матеріали з різними характеристиками (наприклад, опорні підкладки та оптичні середовища передачі), що відповідає вимогам структурної стабільності, не впливаючи на якість передачі фотонних сигналів.
На рівні структурного компонування та адаптації процесу гібридні друковані плати фотонних інтегральних схем демонструють характеристики «високої точності та високої інтеграції». Щоб досягти точного стикування оптоелектронних компонентів, друковані плати повинні мати надзвичайно високу точність міжшарового вирівнювання, щоб уникнути втрати зв’язку оптичного сигналу, спричиненого зміщенням; У той же час застосування мікропористої технології має вирішальне значення, оскільки лазерне свердління з надзвичайно малими отворами може досягти високо-щільного з’єднання, забезпечуючи можливість для мініатюрного компонування оптоелектронних пристроїв. Крім того, стабільність контролю імпедансу безпосередньо впливає на злагоджену роботу електричних і оптичних сигналів. Необхідно контролювати допуск імпедансу в строгому діапазоні за допомогою тонких хімічних процесів, щоб запобігти коливанням продуктивності, викликаним перешкодами сигналу.
Ключові труднощі в обробці гібридної друкованої плати фотонної інтегральної схеми
Обробка гібридної друкованої плати фотонної інтегральної схеми стикається з трьома основними проблемами: адаптація матеріалу, синергія процесу та контроль якості. По-перше, існує проблема обробки та адаптації спеціальних матеріалів, оскільки фізичні властивості різних матеріалів значно відрізняються. Наприклад, діелектричні матеріали, що використовуються для передачі фотонного сигналу, можуть мати особливий коефіцієнт теплового розширення, і під час процесу пресування необхідний точний контроль температури та тиску, щоб уникнути деформації пластини або відокремлення прошарку, викликаного нерівномірною усадкою матеріалу; Застосування товстої мідної фольги та інших матеріалів вимагає процесів травлення з високою точністю, щоб запобігти впливу нерівномірної товщини мідного шару на провідність струму та ефективність розсіювання тепла.
По-друге, існує високий попит на співпрацю між кількома етапами процесу. Гібридні друковані плати з інтегральною схемою Photon часто потребують інтеграції кількох спеціальних процесів, наприклад забезпечення того, щоб отвори смолою заглушки були заповнені без бульбашок, щоб уникнути впливу на шляхи передачі сигналу; Процес ступінчастого канавки та зенкерування потрібно точно узгоджувати з вимогами до встановлення компонентів, і відхилення розмірів можуть призвести до того, що компоненти не будуть зібрані належним чином. Крім того, при виборі поверхневих покриттів також необхідно враховувати електричні характеристики та сумісність. Наприклад, хімічні нікель-паладієві покриття повинні забезпечувати однорідність, щоб відповідати вимогам щодо низького контактного опору оптоелектронних пристроїв, які вимагають від постачальників послуг обробки зрілих можливостей інтеграції процесу.
Нарешті, складність контролю якості набагато перевищує складність звичайних друкованих плат. Дефекти продуктивності гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем можуть безпосередньо призвести до відмови оптоелектронних систем, тому необхідно встановити повну систему моніторингу якості процесу - від тестування продуктивності сировини, коли вона надходить на завод, щоб переконатися, що спеціальні матеріали відповідають технічним стандартам; Онлайн-перевірка під час виробничого процесу з використанням високо-точного обладнання для усунення таких проблем, як дефекти лінії та відхилення діафрагми; Кожен крок потрібно точно контролювати, щоб усунути ризики якості.
Галузеве застосування гібридної друкованої плати Photon Integrated Circuit
У сфері зв’язку гібридна друкована плата фотонної інтегральної схеми є основним компонентом базових станцій 5G/6G і модулів оптичного зв’язку. Характеристики низької втрати сигналу можуть забезпечити стабільну-передачу високочастотних-сигналів на великі-відстані, допомагаючи мережам зв’язку досягти вищої пропускної здатності та меншої затримки; У сфері медичного обладнання високо{5}}точні діагностичні інструменти (такі як обладнання для візуалізації та біохімічні аналізатори), оснащені цим типом друкованих плат, можуть покращити точність-продуктивність даних виявлення в реальному часі завдяки точному узгодженню оптичних і електричних сигналів; У сфері квантових обчислень і зондування характеристики високої інтеграції та низьких перешкод фотонних інтегральних схем, змішаних із друкованими платами, можуть забезпечити підтримку стабільної роботи квантових чіпів і сприяти практичному застосуванню квантової технології в лабораторії.