2024年3月25日，荷蘭貝亨奧普佐姆——全球多元化化工企業(yè)SABIC將在2024年美國光纖通訊展覽會(huì)及研討會(huì)（OFC）上展示其EXTEM? RH系列樹脂，該產(chǎn)品曾榮獲愛迪生獎(jiǎng)（Edison Award），在生產(chǎn)和組裝商用板載和共封裝光學(xué)器件的微透鏡陣列（MLA）方面極具優(yōu)勢。此次展會(huì)期間，由廷德爾國家研究所（Tyndall National Institute）和芯片集成技術(shù)中心（CITC）分別打造的兩個(gè)展品將亮相SABIC展位（#1204）。

SABIC特材部技術(shù)總經(jīng)理Scott Fisher表示：“在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)的推動(dòng)下，數(shù)據(jù)流量呈指數(shù)級增長，因此迅速采用光電技術(shù)成為了提高數(shù)據(jù)中心帶寬容量和能源效率的關(guān)鍵。大規(guī)模制造和組裝用于共封裝光學(xué)器件等應(yīng)用的光學(xué)元件非常困難和復(fù)雜，而且成本高昂。為了應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，我們開發(fā)了EXTEM RH樹脂，它可以提供生產(chǎn)透鏡陣列所需的關(guān)鍵性能和加工特性。這種樹脂既具有傳統(tǒng)材料的可擴(kuò)展性和可制造性，又為推進(jìn)光學(xué)元件的設(shè)計(jì)、性能和生產(chǎn)技術(shù)開辟了新的機(jī)遇。”

支持低損耗擴(kuò)展光束耦合

基于硅或其他基材的光子集成電路（PIC）不僅設(shè)計(jì)緊湊，而且數(shù)據(jù)速率更高。不過，挑戰(zhàn)在于，硅光子波導(dǎo)的較小光模場和較大單模光纖之間存在尺寸差異。

在2024年OFC展會(huì)上，SABIC將展示一種解決這個(gè)問題的有效方法：利用擴(kuò)展光束光學(xué)接口進(jìn)行連接。光束擴(kuò)展型光學(xué)元件（本例為自由形式透鏡陣列）安裝在光學(xué)連接器接口的每側(cè)，以便將光纖陣列與較大自由空間光束耦合起來。采用擴(kuò)展光束耦合可以放寬橫向?qū)?zhǔn)公差，并降低灰塵顆粒等污染物的遮斷效應(yīng)。

本設(shè)計(jì)的陣列由EXTEM RH樹脂微成型，這種樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為280°C，可以注塑成型各種自由形式的光學(xué)透鏡設(shè)計(jì)。

該連接器組件由廷德爾打造，將展示SABIC材料解決方案如何利用成熟的光纖連接技術(shù)，幫助改進(jìn)此類設(shè)計(jì)的光學(xué)元件集成。展會(huì)觀眾可以親自查看組件，了解如何利用光學(xué)透明的EXTEM樹脂實(shí)現(xiàn)光學(xué)集成，該樹脂能夠承受JEDEC回流焊接或表面貼裝技術(shù)（SMT）的極端溫度。

提高制造效率

加快新興光學(xué)技術(shù)的采用，要求微光學(xué)器件能夠以相對較低的單位成本大批量、高效率制造，但使用熔融二氧化硅或玻璃無法達(dá)成這一目標(biāo)。相較于這些傳統(tǒng)材料，EXTEM RH樹脂提供了多種方法來提高微光學(xué)器件加工和組裝的規(guī)模和成本效率。

首先，EXTEM RH樹脂的微成型能夠以數(shù)百萬的規(guī)模交付毫米級元件，而且具有高信號完整性和低光學(xué)損耗的特點(diǎn)。這樣有助于推動(dòng)尖端的光學(xué)封裝和耦合技術(shù)，更快地應(yīng)用于數(shù)據(jù)服務(wù)器背板、電信交換機(jī)、超級計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

此外，EXTEM RH樹脂模制的微光學(xué)器件可以在回流焊接步驟之前，使用光學(xué)透明粘合劑與光纖和PIC對準(zhǔn)，以簡化封裝過程。

SABIC在2024年OFC展會(huì)上展示的另一個(gè)展品，將用于展示公司與CITC合作開發(fā)的一種工藝：使用替代性互連材料（納米燒結(jié)銀膏）將MLA與電路板對齊。該材料可以取代標(biāo)準(zhǔn)環(huán)氧樹脂粘合劑，這種粘合劑具有缺乏長期穩(wěn)定性和CTE不匹配等缺點(diǎn)，并且需要紫外線透明透鏡材料進(jìn)行固化。

此外，SABIC還將展示使用全內(nèi)反射的復(fù)雜形狀透鏡陣列，它能夠?qū)?biāo)準(zhǔn)MT卡套連接器中的VCSEL/PD和PIC之間的光學(xué)耦合彎曲90度。

超越傳統(tǒng)材料

耐高溫的EXTEM RH樹脂獲得了“2023年愛迪生新一代制造金獎(jiǎng)”。這種先進(jìn)的熱塑性塑料克服了MLA傳統(tǒng)材料的缺點(diǎn)。與玻璃和熱固性樹脂不同，EXTEM RH樹脂可以為復(fù)雜幾何形狀的透鏡設(shè)計(jì)提供更大的自由度。微成型避開了研磨和拋光等二次操作，有助于快速、大批量生產(chǎn)，從而降低成本。

為了幫助客戶充分發(fā)揮這種材料的潛力，SABIC位于荷蘭的光學(xué)卓越中心可以在熱塑性塑料加工、元件設(shè)計(jì)和光學(xué)性能評估方面提供先期支持。此外，公司還制作了宣傳冊，介紹EXTEM樹脂在光學(xué)互連和透鏡領(lǐng)域的潛在用途，并且制作了視頻，說明EXTEM樹脂為共封裝光學(xué)連接器帶來的潛在益處。

在此次展會(huì)上，SABIC還將展示連接器、電線和電纜應(yīng)用的材料解決方案，以及可插拔光學(xué)器件和新興的板載和共封裝技術(shù)。2024年OFC展會(huì)將于3月26-28日在美國加利福尼亞州圣地亞哥市圣地亞哥會(huì)議中心舉辦。