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光波導(dǎo)電路板未來發(fā)展

作者:sdxyx    發(fā)布時間:2023-03-13 14:04:23    瀏覽量:

聲音、圖像、乃至影像等多媒體信息與數(shù)據(jù)的高速及高容量傳輸需求,使現(xiàn)有的訊號傳輸方式遇到瓶頸,傳統(tǒng)以金屬導(dǎo)線傳送訊號的方式因頻率增加到 GHz以上范圍所導(dǎo)致的導(dǎo)線集膚效應(yīng)(Skin Effect)?m嚴(yán)重,使線路設(shè)計困難而影響傳輸效率與訊號的完整性。


正因為如此,HDI電路板正被設(shè)計應(yīng)用于非常高傳速的產(chǎn)品上。光學(xué)電的挑戰(zhàn)以及整合于PCB上的技術(shù),正在起飛中。2010年以前,預(yù)期光電電路板PCB的需求將成長至每年25億美金。


極端細(xì)密的腳距小型化、極端快速的時鐘速度“以及訊號頻寬,正挑戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計師,去發(fā)現(xiàn)更好的方法來克服RFI 、EMI(Radio Frequency Interference,Electro-Magnetic Interference)等所帶來的負(fù)面效應(yīng),影響產(chǎn)品的效能。


由于光能夠不受干擾、傳訊快速的特性受到電子業(yè)的親睞。許多需要大量 信息交換的產(chǎn)品,都期待光電技術(shù)與電子產(chǎn)品的整合。但是目前光訊號傳輸, 仍多限于骨干網(wǎng)路的傳輸,連大分支網(wǎng)絡(luò)都還未建置完成,因此要全面的實用 化有待使用端的大量普及。


當(dāng)然光電用于電路板上訊號的傳輸,就是一個普及光電應(yīng)用的指標(biāo)。 若能在未來將光路與電路共存在電路板上,電路板制作的價格也與現(xiàn)在的電路板相當(dāng),則光電時代就會來臨。


—般對于光路的描述是以光波導(dǎo)(Optical Wave Guide)來稱呼,目前的課題在于如何的引用對的材料、如何與電整合、如何讓光90度轉(zhuǎn)向、如何與現(xiàn)有電路板兼容等問題上。雖然目前的狀況是理論多于實際,許多光波導(dǎo)的概念及產(chǎn)品仍屬于實驗室的階段,但許多跡象顯示目前最大問題仍在量產(chǎn)及材料兼容性的問題上。目前半導(dǎo)體領(lǐng)域已有較多的測試成果出爐,未來或可借鏡以用于光波導(dǎo)電路板制作。圖1是1999年德國SIMENS發(fā)表的光波導(dǎo)的電路板雛形,英文稱之為 EOCB-Electrical-Optical Circuit Board。其光波導(dǎo)材質(zhì)是有機(jī)高分子。


光波導(dǎo)的電路板雛形


pcba

圖1   1999年德國SIMENS發(fā)表的光波導(dǎo)的電路板雛形


除E0CB外,另有兩種研究的成果較具代表性,分別是 PolyGuide 及 TOP Cat。


(1) PolyGuide : 10年前杜邦發(fā)展出來的光敏感高分子,圖2是早在1995年Hewlett-packard實驗室的研發(fā),訊號是從左邊面型雷射二極管驅(qū)動陣列所發(fā)出,經(jīng)一12通道的高分子波導(dǎo)(PolyGuide)及連接器,至光纖線頭?;貋淼挠嵦杽t從另一個同一 處理器上的第二個12通道的高分子波導(dǎo),至一影像偵測器,然后回到計算機(jī)。


光波導(dǎo)的PCBA板雛形


pcba

圖2 早在1995年Hewlett-packard實驗室的研發(fā)


(2) TOP Cat :是另一種平面高分子波導(dǎo),其材質(zhì)是polynorbornene(聚 順丁烯酐)。圖3是此平面高分子波導(dǎo)完成品的切面。


光波導(dǎo)的電路板雛形

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