Przemysł elektroniczny |
Produkcja zintegrowanych optyczno/ elektronicznych PCB
W ramach projektu IeMRC, analizowano systemy łączy optoelektronicznych zintegrowanych na PCB dla aplikacji komunikacyjnych szybkiej transmisji danych na niewielkich odległościach. Celem projektu jest zastąpienie miedzianych linii szybkiego przesyłu danych, które powodują występowanie poważnych zakłóceń i konsekwencji, zmniejszenie strat i kosztów w przypadku szybkości wymiany danych ponad 10 Gb/s.
Cyfrowe informacje, zakodowane w postaci sygnałów świetlnych są przesyłane za pomocą światłowodów na odległość od kilku metrów do tysięcy kilometrów. Światłowody w dużej mierze zastąpiły już tradycyjne kable miedziane w wysokiej wydajności szerokopasmowych sieciach komunikacyjnych na odległość ponad metra i oferują takie korzyści, jak niższe koszty, odporność na zakłócenia elektryczne i niewielką wagę.
Płyty tylne, zbudowane na bazie PCB, są szeroko stosowane w obudowach elektrycznych lub stojakach montażowych. Ich celem jest umożliwienie dołączenia i odłączenia pod właściwym kątem innych PCB.
Rysunek 1: Schemat systemu architektury płyty tylnej.
Istnieje obecnie duże zainteresowanie wprowadzeniem ‘okablowania optycznego’, wykorzystującego światłowody zintegrowane na dużych płytkach PCB, łączących w sobie połączenia elektryczne i optyczne (optical and electrical interconnections, OPCB). Miałyby one znaleźć zastosowanie w takich aplikacjach jak komputery o najwyższych prędkościach, systemy składowania danych na dyskach twardych, łączność pomiędzy centralnymi matrycami procesora i przełączniki przekierowywania sieciowego danych.
W ramach projektu IeMRC (Integrated Optical and Electronic Interconnect PCB Manufacturing), analizowano systemy łączy optoelektronicznych zintegrowanych na PCB dla aplikacji komunikacyjnych szybkiej transmisji danych na niewielkich odległościach. Celem projektu jest zastąpienie miedzianych linii szybkiego przesyłu danych, które powodują występowanie poważnych zakłóceń i konsekwencji, zmniejszenie strat i kosztów w przypadku szybkości wymiany danych ponad 10 Gb/s.
Trzyletni projekt badawczy analizował metody produkcji warstwy światłowodów, bezpośrednio zintegrowanej za pomocą laminowania z płytką PCB i zbadał ich zgodność z technologiami już stosowanymi przez producentów PCB.
Zbadano i porównano cztery różne techniki produkcji polimeru światłowodowego: fotolitografia, bezpośrednie ‘pisanie’ laserem, ablację laserową i nadruk. Niektóre z tych technik były zupełnie nowe, podczas gdy inne były już lepiej znane, choć w każdym przypadku ich rozwój i dostosowanie do szerokiego zastosowania przez producentów PCB pozostaje znaczącym wyzwaniem.
Technika produkcji fotolitograficznej jest już dość dobrze znana, w związku z czym, światłowody wykonane tą metodą przez dwie firmy były poddane pomiarom i wykorzystywane jako punkt odniesienia do porównania z wykonanymi za pomocą innych metod, opracowywanych w trakcie tego projektu.
Innym celem badań było wykorzystanie wniosków w dostosowaniu istniejących programów komputerowych, stosowanych do projektowania wzorów ścieżek miedzianych, do nowych zasad, właściwych do projektowania optycznych układów światłowodowych w OPCB.
W ramach współpracy z dostawcami materiałów, należącymi do konsorcjum, opracowano i scharakteryzowano też nowy skład polimeru, odpowiedniego do szybkiej produkcji światłowodów dla płytek o dużej powierzchni. Ponadto, badania dotyczyły niskokosztowych metod polerowania zakończeń światłowodu w celu zwiększenia przepustowości światła. Światłowody były testowane w warunkach wysokiej temperatury i wilgotności, w celu ustalenia wpływu nowych metod na straty przesyłu.
W skład projektu IeMRC wchodzą następujące instytucje:
- The Electronic and Electrical Engineering Department, University College London, UCL (Instigator, Principal Investigator and Technical Project Leader)
- The School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University, Edinburgh
- The Wolfson School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Loughborough University
- Xyratex Technology (Project Manager and manufacturer of petabyte data storage systems)
- BAE Systems (global aerospace, security and defence company)
- Renishaw
- Dow Corning USA (polymer supplier)
- Exxelis (polymer supplier)
- Stevenage Circuits Ltd. (PCB manufacturer),
- Cadence Design Systems (PCB layout software supplier)
- National Physical Laboratory (national standards laboratory)
-----
Autor: David R. Selviah, Dept. of Electronic and Electrical Engineering, UCL
Rysunek 1: Schemat systemu architektury płyty tylnej.
Istnieje obecnie duże zainteresowanie wprowadzeniem ‘okablowania optycznego’, wykorzystującego światłowody zintegrowane na dużych płytkach PCB, łączących w sobie połączenia elektryczne i optyczne (optical and electrical interconnections, OPCB). Miałyby one znaleźć zastosowanie w takich aplikacjach jak komputery o najwyższych prędkościach, systemy składowania danych na dyskach twardych, łączność pomiędzy centralnymi matrycami procesora i przełączniki przekierowywania sieciowego danych.
W ramach projektu IeMRC (Integrated Optical and Electronic Interconnect PCB Manufacturing), analizowano systemy łączy optoelektronicznych zintegrowanych na PCB dla aplikacji komunikacyjnych szybkiej transmisji danych na niewielkich odległościach. Celem projektu jest zastąpienie miedzianych linii szybkiego przesyłu danych, które powodują występowanie poważnych zakłóceń i konsekwencji, zmniejszenie strat i kosztów w przypadku szybkości wymiany danych ponad 10 Gb/s.
Trzyletni projekt badawczy analizował metody produkcji warstwy światłowodów, bezpośrednio zintegrowanej za pomocą laminowania z płytką PCB i zbadał ich zgodność z technologiami już stosowanymi przez producentów PCB.
Zbadano i porównano cztery różne techniki produkcji polimeru światłowodowego: fotolitografia, bezpośrednie ‘pisanie’ laserem, ablację laserową i nadruk. Niektóre z tych technik były zupełnie nowe, podczas gdy inne były już lepiej znane, choć w każdym przypadku ich rozwój i dostosowanie do szerokiego zastosowania przez producentów PCB pozostaje znaczącym wyzwaniem.
Technika produkcji fotolitograficznej jest już dość dobrze znana, w związku z czym, światłowody wykonane tą metodą przez dwie firmy były poddane pomiarom i wykorzystywane jako punkt odniesienia do porównania z wykonanymi za pomocą innych metod, opracowywanych w trakcie tego projektu.
Innym celem badań było wykorzystanie wniosków w dostosowaniu istniejących programów komputerowych, stosowanych do projektowania wzorów ścieżek miedzianych, do nowych zasad, właściwych do projektowania optycznych układów światłowodowych w OPCB.
W ramach współpracy z dostawcami materiałów, należącymi do konsorcjum, opracowano i scharakteryzowano też nowy skład polimeru, odpowiedniego do szybkiej produkcji światłowodów dla płytek o dużej powierzchni. Ponadto, badania dotyczyły niskokosztowych metod polerowania zakończeń światłowodu w celu zwiększenia przepustowości światła. Światłowody były testowane w warunkach wysokiej temperatury i wilgotności, w celu ustalenia wpływu nowych metod na straty przesyłu.
W skład projektu IeMRC wchodzą następujące instytucje:
- The Electronic and Electrical Engineering Department, University College London, UCL (Instigator, Principal Investigator and Technical Project Leader)
- The School of Engineering and Physical Sciences, Heriot-Watt University, Edinburgh
- The Wolfson School of Mechanical and Manufacturing Engineering, Loughborough University
- Xyratex Technology (Project Manager and manufacturer of petabyte data storage systems)
- BAE Systems (global aerospace, security and defence company)
- Renishaw
- Dow Corning USA (polymer supplier)
- Exxelis (polymer supplier)
- Stevenage Circuits Ltd. (PCB manufacturer),
- Cadence Design Systems (PCB layout software supplier)
- National Physical Laboratory (national standards laboratory)
-----
Autor: David R. Selviah, Dept. of Electronic and Electrical Engineering, UCL
