Modules d'émetteur-récepteur optoélectroniques substrat en céramique d'alumine
Le substrat en céramique d'oxyde d'aluminium pour les modules de l'émetteur-récepteur optoélectronique est une partie vraiment importante. Il joue un rôle très important dans la création de systèmes de communication optique-électriques modernes fonctionnant efficacement. Il agit comme une base fiable pour assembler différents composants optoélectroniques. Cela permet de transmettre des signaux et de recevoir en douceur.
1. Propriétés des matériaux
(1) Contenu en alumine élevée
En règle générale, ces substrats sont composés d'oxyde d'aluminium à haute pureté (al₂o₃), souvent avec un niveau de pureté de 96% ou plus. L'alumine élevée - pureté offre d'excellentes propriétés d'isolation électrique. Avec une résistivité de volume dépassant généralement 10¹⁴ ω · cm, il empêche efficacement les fuites électriques et la diaphonie entre différents chemins électriques sur le substrat. Ceci est de la plus haute importance dans les modules d'émetteur-récepteur optoélectroniques où plusieurs signaux électriques à grande vitesse sont traités simultanément.
(2) Conductivité thermique Le substrat en céramique d'oxyde d'aluminium a une conductivité thermique décente, généralement dans la plage de 15 à 30 W / (M · K). Dans les modules de l'émetteur-récepteur optoélectronique, la chaleur est générée lors du fonctionnement de composants tels que les lasers et les photodétecteurs. La capacité du substrat à effectuer la chaleur loin de ces éléments de la chaleur aide à maintenir leurs températures de fonctionnement optimales. En dissipant efficacement la chaleur, il réduit le risque de dégradation des performances thermiques ou même de défaillance des composants, assurant la stabilité et la fiabilité à long terme du module.
(3) coefficient de dilatation thermique Il dispose d'un coefficient de dilatation thermique relativement faible, généralement autour de 6 à 8 × 10⁻⁶ / ° C. Cette caractéristique est bénéfique car elle garantit que les dimensions du substrat restent relativement stables sur une large gamme de températures. Dans les applications optoélectroniques, où des fluctuations de température peuvent se produire en raison de changements dans l'environnement de fonctionnement ou de la chaleur générée par les composants eux-mêmes, une dimension de substrat stable est essentielle pour maintenir l'alignement précis des composants optiques et électriques. Toute expansion ou contraction significative du substrat pourrait entraîner un désalignement des fibres optiques, des lentilles ou des connecteurs électriques, entraînant une perte ou une dégradation du signal.
(4) résistance mécanique et dureté Le substrat présente une bonne résistance mécanique et dureté. Il a une résistance à la flexion qui peut aller de 200 à 350 MPa, ce qui lui permet de résister aux contraintes mécaniques pendant le processus de fabrication, telles que la coupe, le broyage et le polissage, ainsi que les contraintes physiques qui peuvent survenir pendant le transport et l'installation de le module d'émetteur-récepteur. La dureté du substrat, avec une dureté MOHS d'environ 9, fournit une résistance contre les rayures et les abrasions. Cela garantit que la surface du substrat reste lisse et exempte de dommages, ce qui est crucial pour le dépôt précis et la connexion des composants optoélectroniques.
2. Caractéristiques de surface
(1) finition de surface lisse
La surface du substrat en céramique d'oxyde d'aluminium est soigneusement polie pour obtenir une finition lisse. La rugosité de surface est généralement inférieure à 0,5 μm. Cette surface lisse fournit une plate-forme idéale pour le placement précis et la liaison des composants optoélectroniques tels que les lasers semi-conducteurs, les photodiodes et les circuits optiques intégrés. Il permet une meilleure adhérence des composants et minimise la diffusion des signaux lumineux, améliorant ainsi l'efficacité de couplage optique entre différents composants optiques.
(2) Compatibilité de la métallisation
Le substrat est très compatible avec les processus de métallisation. Les couches métalliques telles que l'or (Au), l'argent (AG) ou le cuivre (Cu) peuvent être facilement déposées sur la surface par des techniques telles que la pulvérisation ou l'électroples. Ces couches métallisées servent de contacts électriques et d'interconnexions pour les composants optoélectroniques. La bonne adhérence entre le métal et le substrat en céramique assure des connexions électriques fiables, qui sont essentielles pour la transmission de signaux électriques à haute vitesse dans et hors du module de l'émetteur-récepteur.
3. Application dans les modules d'émetteur-récepteur optoélectroniques
(1) montage et interconnexion des composants
Le substrat en céramique d'oxyde d'aluminium fournit une plate-forme stable et fiable pour monter une variété de composants optoélectroniques. Les lasers, qui émettent des signaux optiques, et les photodétecteurs, qui reçoivent et convertissent les signaux optiques en signaux électriques, peuvent être placés avec précision et interconnectés sur le substrat. Les connexions électriques entre ces composants et d'autres circuits associés, tels que les puces de conducteur et les circuits d'amplificateur, sont fabriqués à travers les modèles métallisés sur le substrat. Cela permet la conversion et la transmission efficaces des signaux électriques optiques dans le module de l'émetteur-récepteur.
( 2) l'intégrité du signal et la transmission à grande vitesse
Dans les modules d'émetteur-récepteur optoélectroniques, la transmission de données à grande vitesse est une exigence critique. Les excellentes propriétés électriques du substrat en céramique d'oxyde d'aluminium, y compris son isolation élevée - pureté et les chemins électriques à faible perte, contribuent au maintien de l'intégrité du signal. Il aide à réduire l'atténuation du signal, la diaphonie et les interférences électromagnétiques, garantissant que les signaux électriques optiques sont transmis avec précision et reçus à grande vitesse. Ceci est particulièrement important dans des applications telles que les systèmes de communication en fibre de fibre, où les débits de données peuvent atteindre plusieurs gigabits par seconde ou même plus.
(3) Alignement et couplage optiques
Les caractéristiques physiques et de surface stables du substrat jouent un rôle crucial dans l'alignement optique et le couplage. Le positionnement précis des composants optiques sur la surface lisse du substrat, ainsi que sa stabilité dimensionnelle, permet un alignement précis des fibres optiques et d'autres éléments optiques. Cela maximise l'efficacité de couplage optique, minimisant la perte de puissance optique pendant la transmission et la réception des signaux. En conséquence, les performances globales du module de récepteur optoélectronique en termes de transmission et de réception optique du signal sont considérablement améliorées.
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