PLC 스플리터 패키징 기술

PLC 스플리터  패키지는 평면 도파관 스플리터의 광도파로 경로(즉, 광섬유 도파관 경로)와 광섬유 어레이를 정렬한 후, 플라스틱(예: 에폭시 접착제)으로 접착하는 결합 기술입니다. PLC 스플리터와 광섬유 어레이의 정렬 정확도가 이 기술의 핵심입니다. PLC 스플리터 패키지는 6차원 광섬유 어레이와 도파관을 밀접하게 정렬하는 것이 어렵습니다. 수동 조작 시 효율이 낮고 재현성이 낮으며, 인적 요소가 많아 대량 생산이 어렵다는 단점이 있습니다.

PLC 스플리터 생산

PLC 스플리터는 반도체 공정(리소그래피, 부식, 개발 기술)을 사용하여 생산됩니다. 칩 표면에 도파관 어레이가 배치되고, 션트 기능은 칩에 통합되어 있으며, 이는 칩 1, 1에 구현됩니다. 칩의 양쪽 끝은 각각 입력 및 출력 다채널 광섬유 어레이에 연결되어 캡슐화됩니다.

융합 테이퍼 스플리터와 비교하여 PLC 스플리터의 장점은 다음과 같습니다. (1) 파장 손실이 민감하지 않아 다양한 파장의 전송 요구를 충족할 수 있습니다. (2) 분광 광도계가 균일하여 신호를 사용자에게 할당할 수 있습니다. (3) 소형이고 크기가 작아 다양한 전송 상자에 직접 설치할 수 있으며 설치 공간이 많이 남지 않습니다. (4) 단일 장치 션트 채널은 32개 이상에 도달할 수 있습니다. (5) 다중 채널, 저비용, 점점 더 큰 포인트가 많아 비용상의 이점이 더욱 분명합니다.

동시에 PLC 스플리터의 주요 단점은 다음과 같습니다. (1) 장치 제조 공정의 복잡성, 높은 기술 임계값, 현재 칩은 여러 외국 기업이 독점하고 있으며 국내 기업은 대량 패키징을 생산할 수 없습니다. (2) 퓨즈 콘 스플리터의 비용이 더 높은 것과 비교하여 특히 저채널 스플리터의 경우 불리합니다.

PLC 스플리터 패키징 기술

PLC 스플리터 패키지 공정에는 커플링 정렬 및 본딩 작업이 포함됩니다. PLC 스플리터 칩과 파이버 어레이는 수동 및 자동 모드로 커플링되며, 하드웨어는 6차원 정밀 미세 조정 프레임, 광원, 파워 미터, 현미경 관찰 시스템 등에 의존합니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 자동 정렬이며, 이는 광 파워 피드백 폐루프 제어를 통해 형성되어 도킹 정확도와 도킹 효율을 향상시킵니다.

PLC 스플리터 패키지의 주요 프로세스는 다음과 같습니다.
정렬을 준비합니다. (1) 먼저 도파관을 청소하고 도파관 선반에 조심스럽게 설치합니다. 그런 다음 광섬유를 청소하고, 랙의 입사면을 정밀하게 조정하여 한쪽 끝을 설치하고, 다른 쪽 끝에 광섬유 광원  (6.328마이크론의 붉은색 빛을 먼저 선택하여 관찰을 위한 예비 디버깅 조명을 만듭니다).
(2) 현미경 관찰 시스템을 사용하여 입사면 광섬유와 도파관의 위치를 ​​관찰하고, 컴퓨터 명령어를 사용하여 광섬유와 도파관의 평행도와 끝 간격을 수동으로 조정합니다.
(3) 레이저 광원을 열고 관찰된 현미경 시스템의 X축과 Y축 이미지를 기반으로 도파관 출력의 지점을 통해 입사면 광섬유와 도파관의 결합 정렬을 예비 판단하여 광섬유와 도파관의 맞대기 조명 효과를 얻습니다.
(4) 현미경 관찰 시스템이 도파관 출력의 지점을 관찰하여 원하는 효과를 얻으면 현미경 관찰 시스템을 제거합니다.

(5) 도파관 출력 광섬유 어레이(FA)와 8번째 채널을 깨끗하게 청소하고 송풍 건조기를 사용합니다.단계 (2) 도파관 출력 광섬유 어레이를 연결하고 적절한 위치에 초기 조정합니다.그런 다음 두 개의 듀얼 채널 파워 미터 프로브 인터페이스에 연결합니다.
(6) 광섬유 어레이 입사단은 6.328마이크론 파장의 광 스위치를 1.310/1.550마이크론 빛에 대해 작동시키면 광 파워 검색 프로그램이 자동으로 도파관 출력 광섬유 어레이의 위치를 ​​조정합니다.도파관이 수신한 광 파워 값과 두 샘플링 채널의 광 파워 값이 같아야 합니다(즉, 출력 광섬유 어레이를 자동으로 조정하여 도파관의 입사면과 정밀하게 정렬하여 전체 결합 효율을 높입니다).

(7) 도파관 출력 파이버 어레이 광 전력의 값이 가장 크고 가능한 한 같을 때 분배 작업을 수행합니다.
(8) 단계(6)을 반복하여 수신된 광 전력의 최대값을 다시 찾아 도파관과 광섬유 어레이의 최적 결합을 보장합니다.분배 및 경화 후 후속 작업을 수행하여 패키지를 완성합니다.
위의 정렬 공정에서 PLC 스플리터 8채널과 각 채널은 도파관 칩과 광섬유 어레이(FA) 제조 공정의 정밀한 정렬을 통해 각 채널의 상대적 위치를 보장해야 하므로 PLC 스플리터만 FA의 첫 번째 채널과 8번째 채널의 정렬과 동시에 정렬하여 다른 채널도 정렬을 달성할 수 있도록 하여 패키지의 복잡성을 줄일 수 있습니다.위의 패키지 작동에서 가장 중요한 기술적 어려움은 작동 시 결합이며, 여기에는 두 단계의 정밀한 정렬을 조기에 조정하는 것이 포함됩니다.도파관의 초기 목적은 좋은 빛을 낼 수 있습니다. 최적의 광 파워 결합 지점의 정밀한 위치 결정을 완료하기 위한 정밀 정렬은 광 파워 탐색에 의존하여 최대의 프로그램을 달성하는 것입니다. 도킹 도파관은 6자유도를 갖습니다. 3개의 병진(X, Y, Z)과 3개의 회전(알파, 베타, g)을 가지며, 패키지 도파관 소자의 성능을 최적화하기 위해 정렬의 병진 정확도는 0.5마이크론 이하, 회전 정확도는 0.05도 이상이어야 합니다.

1 x 8 분기 PLC 스플리터 패키지

PLC 스플리터 패키지의 한 분야인 패키지 커플링 정렬 공정은 위에서 설명한 캡슐화 공정입니다. 패키지 구성 요소는 PLC 스플리터 칩과 파이버 어레이를 정렬하여 패키지를 정렬합니다. 연결의 기계적 강도와 장기 신뢰성을 보장하기 위해 PLC 스플리터 칩은 유리 접착제에 접합됩니다. 유리판 위에 파이버 어레이를 기계적인 방법으로 250μm 간격으로 V자형 홈으로 가공한 후, 이 홈에 파이버 어레이를 배치합니다. 8코어 파이버 어레이는 평균 누적 간격 오차가 0.48μm로 매우 높아 높은 정확도를 자랑합니다. PLC 스플리터 칩과 광섬유 어레이는 조립 공정의 다양한 부품과 연결되며, 조립 시간을 단축하기 위해 UV 경화 접착제를 사용합니다. 파이버 연결 인터페이스는 신뢰성과 장기적 안정성을 유지해야 하며, 습기에 강하고 불소계 에폭시 수지와 실란 사슬 재료가 혼합된 접착제를 사용해야 합니다. 8° 연삭 기술을 사용하여 단면 반사를 줄입니다. 양호한 광섬유 배열을 금속(알루미늄) 튜브 셸에 패키징한 후 PLC 분배기 칩을 연결 및 조립합니다. 분기 부품 치수는 약 73입니다.