Modh comhtháthú optoelectronic

Optoleictreonachmodh comhtháthaithe

Comhtháthú nafótóinicagus tá leictreonaic mar phríomhchéim chun cumais na gcóras próiseála faisnéise a fheabhsú, ag cur ar chumas rátaí aistrithe sonraí níos tapúla, tomhaltas cumhachta níos ísle agus dearaí gléasanna níos dlúithe, agus deiseanna ollmhóra nua a oscailt le haghaidh dearadh córais. Roinntear modhanna comhtháthaithe go ginearálta i dhá chatagóir: comhtháthú monolithic agus comhtháthú il-sliseanna.

Comhtháthú monolithic
Is éard atá i gceist le comhtháthú monolithic comhpháirteanna fótónacha agus leictreonacha a mhonarú ar an tsubstráit chéanna, ag baint úsáide as ábhair agus próisis chomhoiriúnacha de ghnáth. Díríonn an cur chuige seo ar chomhéadan gan uaim a chruthú idir solas agus leictreachas laistigh de sliseanna amháin.
Buntáistí:
1. Caillteanais idirnaisc a laghdú: Má chuirtear fótóin agus comhpháirteanna leictreonacha i ngaireacht dóibh laghdaítear caillteanais chomharthaí a bhaineann le naisc eis-sliseanna.
2, Feidhmíocht fheabhsaithe: Is féidir luasanna aistrithe sonraí níos tapúla a bheith mar thoradh ar chomhtháthú níos déine mar gheall ar chosáin chomhartha níos giorra agus latency laghdaithe.
3, Méid níos lú: Ceadaíonn comhtháthú monolithic feistí an-dhlúth, atá tairbheach go háirithe d'iarratais spás-teoranta, mar shampla ionaid sonraí nó gléasanna láimhe.
4, tomhaltas cumhachta a laghdú: deireadh a chur leis an ngá atá le pacáistí ar leithligh agus idirnaisc fad-achair, ar féidir leo ceanglais chumhachta a laghdú go suntasach.
Dúshlán:
1) Comhoiriúnacht ábhair: D'fhéadfadh sé a bheith dúshlánach ábhair a aimsiú a thacaíonn le leictreoin ardcháilíochta agus le feidhmeanna fótónacha toisc go mbíonn airíonna éagsúla ag teastáil uathu go minic.
2, comhoiriúnacht próisis: Is tasc casta é próisis déantúsaíochta éagsúla leictreonaic agus fótóin a chomhtháthú ar an tsubstráit chéanna gan feidhmíocht aon chomhpháirt amháin a dhíghrádú.
4, Déantúsaíocht choimpléascach: Méadaíonn an cruinneas ard atá ag teastáil le haghaidh struchtúir leictreonacha agus fhótóineacha castacht agus costas déantúsaíochta.

Comhtháthú il-sliseanna
Ceadaíonn an cur chuige seo solúbthacht níos mó maidir le hábhair agus próisis a roghnú do gach feidhm. Sa chomhtháthú seo, tagann na comhpháirteanna leictreonacha agus fótónacha ó phróisis éagsúla agus ansin cuirtear le chéile iad agus cuirtear ar phacáiste coiteann nó ar fhoshraith (Fíor 1). Anois déanaimis liosta de na modhanna nasctha idir sliseanna optoelectronic. Nascáil dhíreach: Is éard atá i gceist leis an teicníocht seo ná teagmháil dhíreach fhisiceach agus nascadh dhá dhromchla plánach, arna éascú de ghnáth ag fórsaí nasctha móilíneacha, teas agus brú. Tá an leas a bhaint as simplíocht agus naisc a d'fhéadfadh a bheith an-íseal caillteanais, ach éilíonn sé dromchlaí ailínithe go beacht agus glan. Cúpláil snáithín/grátála: Sa scéim seo, déantar an t-eagar snáithíní nó snáithíní a ailíniú agus a nascadh le himeall nó le dromchla an tslis fhótóinigh, rud a fhágann gur féidir solas a chúpláil isteach agus amach as an sliseanna. Is féidir an gríl a úsáid freisin le haghaidh cúplála ingearach, feabhas a chur ar éifeachtúlacht tarchurtha solais idir an sliseanna fótónach agus an snáithín seachtrach. Poill trí-sileacain (TSVanna) agus micrea-bumps: Tá poill trí-sileacain idirnasc ingearach trí fhoshraith sileacain, rud a ligeann do na sliseanna a chruachadh i dtrí thoise. In éineacht le pointí micrea-dhronnacha, cabhraíonn siad le naisc leictreacha a bhaint amach idir sliseanna leictreonacha agus fótónacha i bhfoirmíochtaí cruachta, atá oiriúnach do chomhtháthú ard-dlúis. Ciseal idirghabhálaí optúla: Is foshraith ar leith é an ciseal idirghabhálaí optúla ina bhfuil treoracha tonn optúla a fheidhmíonn mar idirghabhálaí chun comharthaí optúla a ródú idir sliseanna. Ceadaíonn sé ailíniú beacht, agus éighníomhach breisecomhpháirteanna optúlais féidir é a chomhtháthú le haghaidh solúbthachta nasctha méadaithe. Nascáil hibrideach: Comhcheanglaíonn an teicneolaíocht nasctha chun cinn seo nascáil dhíreach agus teicneolaíocht micrea-bump chun naisc leictreacha ard-dlúis a bhaint amach idir sliseanna agus comhéadain optúla ardcháilíochta. Tá sé geallta go háirithe maidir le comh-chomhtháthú optoelectronic ardfheidhmíochta. Nascáil bump solder: Cosúil le nascáil sliseanna smeach, úsáidtear bumps solder chun naisc leictreacha a chruthú. Mar sin féin, i gcomhthéacs comhtháthú optoelectronic, ní mór aird ar leith a thabhairt ar damáiste do chomhpháirteanna fótóinic de bharr strus teirmeach a sheachaint agus ailíniú optúil a chothabháil.

Figiúr 1 : : Scéim um nascáil sliseanna-go-sliseanna leictreon/fótóin

Is suntasach na buntáistí a bhaineann leis na cineálacha cur chuige seo: De réir mar a leanann domhan CMOS ag leanúint le feabhsuithe i nDlí Moore, beifear in ann gach glúin de CMOS nó Bi-CMOS a oiriúnú go tapa ar shlis fhótóinic sileacain saor, ag baint leasa as na próisis is fearr i. fótóinic agus leictreonaic. Toisc nach n-éilíonn fótónaic go ginearálta struchtúir an-bheag a mhonarú (tá príomhmhéideanna de thart ar 100 nanaiméadar tipiciúil) agus go bhfuil feistí mór i gcomparáid le trasraitheoirí, beidh claonadh ag cúinsí eacnamaíocha feistí fótóinic a bhrú le monarú i bpróiseas ar leith, scartha ó aon cinn chun cinn. leictreonaic a theastaíonn don táirge deiridh.
Buntáistí:
1, solúbthacht: Is féidir ábhair agus próisis éagsúla a úsáid go neamhspleách chun an fheidhmíocht is fearr de chomhpháirteanna leictreonacha agus fótóinic a bhaint amach.
2, aibíocht an phróisis: is féidir le húsáid próisis déantúsaíochta aibí do gach comhpháirt an táirgeadh a shimpliú agus costais a laghdú.
3, Uasghrádú agus cothabháil níos éasca: Ceadaíonn scaradh na gcomhpháirteanna comhpháirteanna aonair a athsholáthar nó a uasghrádú níos éasca gan tionchar a imirt ar an gcóras iomlán.
Dúshlán:
1, caillteanas idirnasctha: Tugann an nasc lasmuigh den sliseanna isteach caillteanas comhartha breise agus d'fhéadfadh go mbeadh gá le nósanna imeachta casta ailínithe.
2, castacht agus méid méadaithe: Éilíonn comhpháirteanna aonair pacáistiú agus idirnaisc bhreise, rud a fhágann go mbeidh méideanna níos mó agus costais a d'fhéadfadh a bheith níos airde.
3, tomhaltas cumhachta níos airde: Féadfaidh cosáin comhartha níos faide agus pacáistiú breise ceanglais chumhachta a mhéadú i gcomparáid le comhtháthú monolithic.
Conclúid:
Braitheann roghnú idir comhtháthú monolithic agus il-sliseanna ar riachtanais a bhaineann go sonrach le hiarratais, lena n-áirítear spriocanna feidhmíochta, srianta méide, breithnithe costais, agus aibíocht teicneolaíochta. In ainneoin castacht déantúsaíochta, tá comhtháthú monolithic buntáisteach d'iarratais a éilíonn miniaturization mhór, tomhaltas ísealchumhachta, agus tarchur sonraí ardluais. Ina áit sin, cuireann comhtháthú il-sliseanna níos mó solúbthachta dearaidh ar fáil agus baintear úsáid as cumais déantúsaíochta atá ann cheana féin, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir nuair is mó na fachtóirí seo ná na buntáistí a bhaineann le comhtháthú níos déine. De réir mar a théann taighde ar aghaidh, táthar ag iniúchadh cineálacha cur chuige hibrideacha a chomhcheanglaíonn gnéithe den dá straitéis chun feidhmíocht an chórais a bharrfheabhsú agus ag an am céanna na dúshláin a bhaineann le gach cur chuige a mhaolú.