Зі швидким розвитком оптоелектронних технологій гібридні друковані плати фотонних інтегральних схем, як ключовий носій, що з’єднує фотонні чіпи та електронні системи, стають основними компонентами для подолання вузьких місць у -галузях високого класу, таких як зв’язок, датчики та квантові обчислення. На відміну від традиційних друкованих плат, які передають лише електричні сигнали, гібридні друковані плати з фотонними інтегральними схемами мають одночасно забезпечувати передачу фотонних сигналів із низькими-втратами та стабільне взаємозв’язок електричних сигналів. Їх технічні характеристики та вимоги до обробки є складнішими, а їх допоміжна роль у розвитку промисловості стає дедалі помітнішою.
Основні технічні характеристики гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем. Основна цінність гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем полягає в досягненні узгодженої передачі та ефективної інтеграції двох сигналів через спеціальну структуру «оптичного-електричного синтезу». З точки зору вибору матеріалу, ці друковані плати потребують спеціальних матеріалів із низькими діелектричними втратами та високою теплопровідністю-наприклад, високочастотні плати-можуть зменшити ослаблення фотонного сигналу під час передачі, забезпечуючи швидкість зв’язку оптичного модуля; тоді як технологія гібридного діелектричного ламінування може точно поєднувати матеріали з різними властивостями (такими як опорна підкладка та середовище оптичної передачі), відповідаючи вимогам структурної стабільності, не впливаючи на якість передачі фотонних сигналів.
З точки зору структурного розташування та адаптації процесу, гібридні друковані плати фотонних інтегральних схем демонструють характеристики «високої точності та високої інтеграції». Щоб досягти точної стикування оптоелектронних компонентів, друкованій платі потрібна надзвичайно висока точність міжшарового вирівнювання, щоб уникнути втрати зв’язку оптичного сигналу через зміщення; водночас застосування технології мікровимірювання має вирішальне значення, оскільки лазерне свердління з надзвичайно малими отворами забезпечує високу-щільність взаємозв’язку, забезпечуючи можливість мініатюризації оптоелектронних пристроїв. Крім того, стабільність контролю імпедансу безпосередньо впливає на узгоджену роботу електричних і оптичних сигналів. Потрібні вдосконалені процеси для контролю допусків імпедансу в жорстких діапазонах, щоб запобігти коливанням продуктивності, викликаним перешкодами сигналу.
Ключові проблеми у виготовленні фотонних інтегральних гібридних друкованих плат
Процес виготовлення гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем стикається з трьома основними проблемами: сумісність матеріалів, координація процесу та контроль якості. По-перше, це проблема адаптації спеціальних матеріалів. Різні матеріали мають суттєво різні фізичні властивості-наприклад, діелектричний матеріал, який використовується для передачі фотонного сигналу, може мати спеціальний коефіцієнт теплового розширення. Під час ламінування необхідно точно контролювати температуру і тиск, щоб уникнути деформації плити або розшарування проміжних шарів через нерівномірну усадку матеріалу. Застосування таких матеріалів, як товста мідна фольга, вимагає більш точного процесу травлення, щоб запобігти впливу нерівномірної товщини мідного шару на провідність струму та ефективність розсіювання тепла.
По-друге, вимоги до координації кількох етапів процесу надзвичайно високі. Гібридні друковані плати фотонних інтегральних схем часто потребують інтеграції кількох спеціальних процесів. Наприклад, смоляна пробка повинна забезпечити повне заповнення отворів без бульбашок повітря, щоб уникнути впливу на шлях передачі сигналу; Процеси ступінчастих канавок і потайних отворів повинні точно узгоджуватися з вимогами до монтажу компонентів, оскільки відхилення в розмірах можуть перешкодити правильному монтажу компонентів. Крім того, вибір поверхневих покриттів повинен враховувати як електричні характеристики, так і сумісність. Наприклад, золоте покриття нікелем-паладієм-неелектричним способом має забезпечити однорідність, щоб відповідати вимогам щодо низького контактного опору оптоелектронних пристроїв. Це вимагає, щоб постачальник послуг обробки мав розвинені можливості інтеграції процесу.
Нарешті, контроль якості набагато складніший, ніж зі звичайними друкованими платами. Дефекти продуктивності гібридних друкованих плат для фотонних інтегральних схем можуть безпосередньо призвести до відмови оптоелектронних систем. Таким чином, має бути створена комплексна система моніторингу якості-від перевірки продуктивності сировини після прибуття, щоб переконатися, що спеціальні матеріали відповідають технічним стандартам; для онлайн-інспекції під час виробництва з використанням високо-точного обладнання для виявлення дефектів схеми, відхилень діафрагми та інших проблем; кожен крок повинен точно контролюватися, щоб усунути ризики якості.
Галузеве застосування гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем
У сфері зв’язку гібридні друковані плати фотонних інтегральних схем є основними компонентами базових станцій 5G/6G і модулів оптичного зв’язку. Їх низькі характеристики втрати сигналу забезпечують стабільну-передачу високочастотних сигналів на великі-відстані, допомагаючи мережам зв’язку досягти вищої пропускної здатності та меншої затримки. У галузі медичного обладнання високоточні діагностичні інструменти (наприклад, обладнання для обробки зображень і біохімічні аналізатори), оснащені цим типом друкованої плати, можуть підвищити точність і ефективність-тестових даних у реальному часі завдяки точному узгодженню оптичних і електричних сигналів. У сфері квантових обчислень і зондування характеристики високої інтеграції та низькі перешкоди гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем підтримують стабільну роботу квантових чіпів, просуваючи квантову технологію від лабораторії до практичного застосування.
З постійним удосконаленням вимог до продуктивності в-сфері високоякісної електроніки ринковий попит на гібридні друковані плати з фотонними інтегральними схемами продовжуватиме зростати, що також висуває вищі вимоги до технічної потужності та можливостей обслуговування постачальників послуг обробки. Shenzhen Pulin Circuit Co., Ltd. багато років активно займається обробкою друкованих плат. Він не лише має здатність обробляти різноманітні спеціальні матеріали (наприклад, високочастотні плати, змішані діелектрики, товсту мідну фольгу тощо), але й опанував такі ключові процеси, як мікровимірювання, забивання смолою та ступінчасті канавки. Завдяки вдосконаленим технологічним рішенням і ефективним системам доставки він може забезпечити надійну підтримку для обробки гібридних друкованих плат фотонних інтегральних схем, допомагаючи клієнтам впроваджувати інновації та розвиватися в-сфері високоякісної електроніки.