挠性基板光电互联结构的热应力可靠性研究

为了研究挠性光电互联结构在实际工程应用中的可靠性,建立了埋入光纤挠性基板光电互联结构有限元模型,根据光器件Telcordia GR-468标准加载热循环试验条件,对光电互联结构中的焊点应力、光纤应力和光电耦合效率进行仿真分析。热-结构仿真结果表明,焊点和光纤的最大等效应力均在安全范围内,光电耦合产生的最大损耗为0.7 dB,光电传输未受到显著影响,可以判定挠性光电互联结构在标准热循环作用下能够保证光电传输的稳定性。

光电互联技术及其发展

概述了光电互联的概念、特点、基本原理和基本方式,以及器件与模块光电互联、印制板之间光电互联、整机级光电互联等光电互联基本工艺技术,介绍了波导互联方式、自由空间互联方式等光电互联的主要技术及其研究与发展状况,并分析了光电互联技术发展中存在的问题。

光电互联组装工艺流程设计

光电互联技术是解决电子设备向高频率、高速度、高集成发展瓶颈的关键技术,而组装工艺技术在光电互联中处于重要地位。针对光电互联要求高精度定位、高兼容性的特点,在分析光电互联技术原理的基础上,从新的角度提出光电互联的组装工艺难题,提出组装工艺解决方案,设计关键组装工艺流程。分析表明,通过控制组装工艺关键技术参数,设计合理的组装工艺流程,能够解决所提出的新组装工艺难题,满足基于光波导的光电互联技术的组装要求。

光电互联电路中激光器与光纤间接耦合仿真分析

随着大数据、云计算、5G通信等新兴产业的蓬勃发展,数据中心的信息量成指数增长。光电互联电路可实现数据中心服务器内部板间、组件之间、芯片之间的高速、高带宽、高密度、低功耗、低损耗的信息传输,可有效解决高速电互联技术的传输瓶颈。采用光纤作为传输介质可有效降低光电互联电路的制作成本,激光器与光纤的耦合对准技术则是实现光电互联电路的关键技术之一。文中利用ZEMAX光学软件建立了激光器与光纤间接耦合模型,仿真分析了激光器纵向偏移误差、横向偏移误差、角度偏移误差和45°耦合机构倾斜角角度加工误差对耦合效率的影响。仿真结果可为光电互联电路的设计与制造提供指导。

光电互联电路中激光器与光纤直接耦合对准误差仿真分析

光电互联电路可实现电子系统内高速、高带宽、高密度和低功耗的信息传输,可有效解决高速电互联传输瓶颈问题。采用光纤作为传输介质可降低光电互联电路制作成本,激光器与光纤耦合对准技术则是光电互联电路实现的难点之一。利用ZEMAX光学软件建立了激光器与光纤直接耦合模型,仿真分析了纵向偏移误差、横向偏移误差和角度偏移误差对耦合效率的影响。仿真结果可为光电互联电路的设计与制造提供指导。

光电互联PCB随机振动响应分析

研究随机振动对光电互联PCB可靠性的影响.在其产品概念设计阶段,建立光电互联PCB的三维有限元模型,对4点固支条件下获得的光电互联PCB模态参数进行研究.分析表明1、2阶频率差值和4、5阶频率差值较小,相邻阶之间容易发生多阶共振现象.在GJB150.16—86试验条件下采用分块兰索斯法对光电互联PCB进行随机振动响应分析,重点关注随机振动载荷对光电互联PCB翘曲度、焊点可靠性、光耦合效率和光纤带可靠性的影响.

光电互联技术分析

随着电子产品向高容量、高速度、高频率的方向发展，电互联技术成为电子产品更快、更好发展的障碍，光电互联技术的出现弥补了电互联的不足。本文在分析光电互联原理的基础上，介绍应用于光电互联领域的光电器特性和封装特点，并总结光互联的发展方向和研究难点。

板级光电互联技术发展现状与趋势

光电互联技术在光电通信、光电导航等军事领域,高性能处理器以及民用通信等领域有着独特的优势。对于目前高性能计算和高速率通信系统中,无论是板到板还是板内各模块之间的链路,对更高带宽的需求持续增加,光电互联可代替传统电互联解决这一问题,同时降低系统成本与功耗,使系统微型化、高性能化。光电互联技术按光传输介质可分为自由空间光互联技术、聚合物光波导光电互联技术、光纤光电互联技术三类。简要介绍了光电互联技术的定义与三类光电互联技术,阐述了国内外聚合物光波导光电互联技术与光纤光电互联技术的发展动态,讨论对比了三类光电互联技术优缺点,指出了该领域的关键技术与发展趋势,为我国在该领域未来的研究方向提供参考。

以攻克高速光电互联为目标 围绕新型极化激元开展系统研究——国家纳米科学中心戴庆研究员团队

攻克高速光电互联是世界性难题,用纳米材料的表面波(极化激元)为媒介实现高效光电互联为解决这一难题提供了新的思路。极化激元是一种存在于材料表界面上的电磁模式,能将光场压缩聚焦至很小尺度,因而可实现在纳米尺度上的光信息传输和处理。近年来,国家纳米科学中心戴庆研究员团队围绕新型极化激元的物理机制、光场调控、工艺制备和测试技术方面展开系统研究,在极化激元的产生、压缩、传输、调制和检测等纳米光学功能设计与器件应用方面取得一系列原创成果,为纳米尺度光电融合与集成重大挑战提供科学依据。

挠性光电印制电路板工艺光纤特性仿真与测试

挠性光电印制电路板(Flexible Electro-Optical Printed Circuit Board,FEOPCB)在高温层压制作过程中,埋入光纤会产生热应力,造成光纤损坏等缺陷,影响其可靠性和高速信号传输性能。为了降低FEOPCB弯曲半径并提升其可靠性,将在双面覆铜聚酰亚胺(PI)基板上设计制作高精度矩形光纤定位槽。首先建立有/无涂覆层光纤埋入挠性基板有限元仿真模型,对FEOPCB制造工艺进行模拟仿真,并对埋入光纤应力及影响因素进行分析。结果表明,有涂覆层光纤所受应力远小于无涂覆层光纤。针对有涂覆层光纤,采用激光刻蚀技术在双面覆铜PI基板上制作了高精度矩形定位槽,通过高温层压工艺完成了FEOPCB制作。FEOPCB完成了温度冲击、低温、高温、湿热和10万次弯曲疲劳可靠性试验,利用光学显微镜观察分析,埋入光纤无高温降解和破裂等缺陷。FEOPCB最小弯曲半径小至2 mm,弯曲损耗分别为0.57 dB(90°)和1.12 dB(180°),且相邻光纤之间无串扰,在850 nm波长条件下通信速率可达10 Gbps,误码率小于10^(-16)。

电子产品先进制造中的电气互联技术发展新动态

电气互联技术是电子产品先进制造技术的典型技术,具有机电结合技术综合度高的特点。电气互联技术已经由以表面组装技术(SMT)、微组装技术、立体组装技术和高密度组装技术等技术为标志的发展时期,逐步进入了以光电互联技术、结构功能构件互联技术等为标志的新技术发展时期,其特征是技术综合度更高、机电关联性更强、互联工艺难度更大、对电子装备系统性能和功能的影响更为直接。简介了电气互联技术及其光电互联、结构功能构件互联新技术的基本概念和发展动态。

埋入光纤挠性基板的光电耦合模块设计

为了提高埋入光纤挠性基板光电互联系统中激光束与光纤之间的耦合效率,设计了一种可分离式的高效光电耦合模块。对耦合模块的结构尺寸进行了设计,并运用Matlab软件分析了激光束经过45°全反射镜时的能流变化情况;针对芯径为62.5μm、数值孔径为0.25的多模光纤,利用Zemax软件仿真模拟光纤耦合系统,并用正交下降法优化耦合系统结构,将单路波长为1 310 nm、输出功率为1 W的垂直腔面激光束耦合进光纤。分析结果表明,耦合效率与轴向偏差、角向偏差成中心对称分布,当制造误差最大时,耦合效率达到79.37%,耦合损耗为1. 00 d B。该光电耦合模块具有较高的定位误差,最高耦合效率可达85.35%,最低耦合损耗为0.69 d B。

耐温裸光纤在挠性光电电路中的应用

裸光纤埋入式挠性光电电路(flexible electro-optical printed circuit board,FEOPCB)可有效解决电互联方式的传输瓶颈,还可实现不同子系统间的柔性互联,但要求埋入裸光纤与电路板层压工艺相兼容。首先对3种类型的裸光纤在层压工艺条件下的物理特性展开验证研究,经过光学显微镜观察分析,耐温裸光纤在高温、高压条件下无高温降解和破裂等缺陷。在聚酰亚胺基材上加工裸光纤定位结构,埋入耐温裸光纤并制作挠性光电电路,测试了其高速信号传输性能,在850 nm波长条件下通信速率可达10 Gbit/s,误码率小于10^(-16),试验结果表明耐温裸光纤可承受印制电路板加工过程的高温高压。

片上光互联网络损耗分析

光互联具有低损耗、高吞吐率、低延迟等无可比拟的优势,但由于光互联技术面临光缓存和光处理两大障碍,因此有机地结合电互联网络是当前发展的主要趋势。本文主要介绍了三种最近几年新提出的片上光电混合网络结构:Corona,Dragonfly和Firefly,通过MATLAB工具建立了三种拓扑结构的功耗模型。通过对比研究,发现在少核芯片上,Corona拓扑结构的损耗相对较少,而对于多核芯片,Firefly拓扑结构有较好的损耗特性。

基于断裂机理的板级电路光纤埋入结构设计

板级光电互联中,光纤埋入结构的设计既要保证光路地对准,又要保证光纤在层压工艺过程中不被破坏,这大大增加了PCB制造的难度。针对光纤埋入工艺过程中可能出现的问题进行分析研究,设计一种新的光纤埋入结构。对光纤埋入工艺与光纤断裂机理进行理论分析;基于有限元理论建立光纤埋入结构的仿真模型,对光纤埋入工艺进行数值模拟分析。结果表明,填充环氧树脂胶可降低层压过程中光纤所受最大应力,并且刻槽形状对光纤所受最大应力也有影响。设计一种新的槽型结构并对它进行了光纤埋入过程中的应力分析,研究光纤所受最大应力与槽底角度和侧壁间距的关系,并结合工程实际,分析了光纤尺寸公差和划片机加工精度对其应力的影响。研究表明,该板级电路光纤埋入结构设计在保证光路对准的基础上,制造过程中光纤所受的最大应力明显降低,具有较好的可加工性。