简介:爱尔兰科克郡Tyndall研究所目前正在探寻高性能光电子器件的组建方案。研究所特别研究小组利用热显微镜系统中的FLIR制冷型中波热成像仪,清晰地呈现了新一代无源光网络的硅光子光网络单元(ONU)图像。
消费品技术日新月异,电信网络也在努力跟进。智能手机和平板电脑日益普及,而高分辨率视频和游戏传输的大量无线流媒体信息也对目前的网络体系造成了巨大压力。为此,设备制造商不断探寻提高装置和元件集成度的新方案,不断满足电子通信发展的需要。
提高集成度意味着不仅需要大幅度变更硬件设计,而且在热管理方面还将面临巨大挑战。通过整合更多功能并缩小封装空间可提高集成度,但热管理难度也会随之增大。将大量功能整合到一个尺寸更小的封装焊盘内会大幅度提高热密度。
新一代无源光网络(PON)
Tyndall光电子封装小组研究经理Dr.LeeCarroll表示:“过去的十年见证了硅光子从出现到成为新一代信息通信技术应用媒介的发展过程。采用面对面叠加法(3D集成)在硅光子集成电路(Si-PIC)顶部安装驱动器电子集成电路是一种基于光电子平台实现高速电子解调与高效分配的实用方案。
Tyndall研究目前正在研发用于高速家用光纤网络连接的新一代无源光网络(PON)演示模块。Si-PIC是PON的核心,它负责在编码额外信息之后以及反射光信号之前接收输入光信号(下载)相关信息。
在该装置中,连接于Si-PIC顶部的电子集成电路能够分配驱动光子芯片中光调制器所需的电子定时信号。
硅光子芯片EIC和SI-PIC的温度测量(复合热图像)
高频定时信号产生的热量会提高EIC和Si-PIC的温度,进而严重影响光子芯片的性能和可靠性。
热性能研究
“硅光子对温度变化非常敏感”,封装小组研究员Dr. Kamil Gradkowski介绍。“封装Si-PIC的热性能会影响设备的性能、稳定性和寿命。”我们综合采用了热模拟和温度测量方法来描述已封装PIC的热性能。
Tyndall研究目前采用FLIR X6530sc热成像仪模拟测量EIC和Si-PIC在不同工作条件下的温度,从而确定使光子芯片保持热稳定性为有效的方式。
Dr.Kamil Gradkowski说道:“迄今为止热成像技术已完全越了其他技术。以往我们一直利用热敏电阻能够随温度变化这一特性研究电子电路的热性能。但该技术的缺点是只能测量某个点的温度,无法测量整个面的温度变化。
除此之外,将热敏电阻放置在电路上也会影响电路温度及读数。而热成像仪能够在不接触电路的条件下测量整个表面温度,因而其技术优势更为明显。