Optoelektronische Transceivermodule Aluminina -Keramik -Substrat
Das Aluminiumoxid -Keramiksubstrat für optoelektronische Transceiver -Module ist ein wirklich wichtiger Teil. Es spielt eine sehr wichtige Rolle bei der effizienten Funktionsweise moderner optisch-elektrischer Kommunikationssysteme. Es wirkt als zuverlässige Basis, um verschiedene optoelektronische Komponenten zusammenzustellen. Auf diese Weise können Signale übertragen und reibungslos empfangen werden.
1. Materialeigenschaften
(1) Hoch -Reinheit -Aluminiumoxid -Inhalt
Typischerweise bestehen diese Substrate aus hohem Reinheitaluminiumoxid (al₂o₃), häufig mit einem Reinheit von 96% oder höher. Die hochkarätige Aluminiumoxid bietet hervorragende Eigenschaften der elektrischen Isolierung. Bei einem Volumenwiderstand von über 10¹⁴ ω · cm verhindert es effektiv elektrisches Leckagen und Übersprechen zwischen verschiedenen elektrischen Pfaden am Substrat. Dies ist bei optoelektronischen Transceiver -Modulen von größter Bedeutung, bei denen elektrische Signale mit hoher Geschwindigkeit gleichzeitig verarbeitet werden.
(2) Wärmeleitfähigkeit Das Aluminiumoxid -Keramik -Substrat hat eine anständige thermische Leitfähigkeit, die im Allgemeinen im Bereich von 15 bis 30 W/(M · k) ist. Bei optoelektronischen Transceivermodulen wird während des Betriebs von Komponenten wie Lasern und Fotodetektoren Wärme erzeugt. Die Fähigkeit des Substrats, Wärme von diesen Wärme wegzuführen - erzeugt Elemente, hilft bei der Aufrechterhaltung ihrer optimalen Betriebstemperaturen. Durch effizientes Ablösen der Wärme verringert es das Risiko einer thermischen Leistungsverschlechterung oder sogar eines Komponentenversagens, wodurch die langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit des Moduls sichergestellt wird.
(3) Wärmeleiterkoeffizient Es verfügt über einen relativ niedrigen thermischen Expansionskoeffizienten, normalerweise um 6 bis 8 × 10 ° C /° C. Dieses Merkmal ist vorteilhaft, da sie sicherstellt, dass die Dimensionen des Substrats über einen weiten Temperaturbereich relativ stabil bleiben. In optoelektronischen Anwendungen, bei denen Temperaturschwankungen aufgrund von Änderungen in der Betriebsumgebung oder der von den Komponenten selbst erzeugten Wärme auftreten können, ist eine stabile Substratdimension für die Aufrechterhaltung der genauen Ausrichtung der optischen und elektrischen Komponenten von wesentlicher Bedeutung. Jede signifikante Expansion oder Kontraktion des Substrats kann zu einer Fehlausrichtung von optischen Fasern, Linsen oder elektrischen Anschlüssen führen, was zu einem Signalverlust oder einer Verschlechterung führt.
(4) mechanische Stärke und Härte Das Substrat zeigt eine gute mechanische Stärke und Härte. Es hat eine Biegefestigkeit, die zwischen 200 und 350 MPa reichen kann, sodass es den mechanischen Spannungen während des Herstellungsprozesses stand Das Transceiver -Modul. Die Härte des Substrats mit einer MOHS -Härte von etwa 9 bietet Widerstand gegen Kratzer und Abrieb. Dies stellt sicher, dass die Oberfläche des Substrats glatt und frei von Beschädigungen bleibt, was für die genaue Ablagerung und den Zusammenhang von optoelektronischen Komponenten von entscheidender Bedeutung ist.
2. Oberflächeneigenschaften
(1) glatte Oberflächenbeschaffung
Die Oberfläche des Aluminiumoxid -Keramik -Substrats ist sorgfältig poliert, um ein glattes Finish zu erzielen. Die Oberflächenrauheit beträgt typischerweise weniger als 0,5 μm. Diese glatte Oberfläche bietet eine ideale Plattform für die genaue Platzierung und Bindung von optoelektronischen Komponenten wie Halbleiterlasern, Fotodioden und integrierten optischen Schaltungen. Es ermöglicht eine bessere Adhäsion der Komponenten und minimiert die Streuung von Lichtsignalen, wodurch die optische Kopplungseffizienz zwischen verschiedenen optischen Komponenten verbessert wird.
(2) Metallisationskompatibilität
Das Substrat ist mit Metallisationsprozessen stark kompatibel. Metallische Schichten wie Gold (AU), Silber (AG) oder Kupfer (CU) können durch Techniken wie Sputtern oder Elektrieren leicht auf die Oberfläche abgelagert werden. Diese metallisierten Schichten dienen als elektrische Kontakte und Verbindungen für die optoelektronischen Komponenten. Die gute Haftung zwischen Metall und Keramiksubstrat sorgt für zuverlässige elektrische Verbindungen, die für die Übertragung von elektrischen Signalen mit hoher Geschwindigkeit im und aus dem Transceiver -Modul wesentlich sind.
3. Anwendung in optoelektronischen Transceivermodulen
(1) Komponentenmontage und Zusammenfassung
Das Aluminiumoxid -Keramik -Substrat bietet eine stabile und zuverlässige Plattform für die Montage einer Vielzahl von optoelektronischen Komponenten. Laser, die optische Signale und Fotodetektoren absenden, die optische Signale wieder in elektrische Signale empfangen und umwandeln, können genau auf dem Substrat platziert und miteinander verbunden werden. Die elektrischen Verbindungen zwischen diesen Komponenten und anderen zugehörigen Schaltkreisen, z. B. Treiberchips und Verstärkerschaltungen, werden durch die metallisierten Muster auf dem Substrat hergestellt. Dies ermöglicht die effiziente Umwandlung und Übertragung von optischen elektrischen Signalen innerhalb des Transceiver -Moduls.
( 2) Signalintegrität und Hochgeschwindigkeitsübertragung
Bei optoelektronischen Transceiver -Modulen ist die Übertragung mit hoher Geschwindigkeitsdaten eine kritische Anforderung. Die hervorragenden elektrischen Eigenschaften des Aluminiumoxid -Keramik -Substrats, einschließlich seiner hohen Reinheitsisolierung und der elektrischen Verluste, tragen zur Aufrechterhaltung der Signalintegrität bei. Es hilft bei der Reduzierung der Signalschwächung, des Übersprechens und der elektromagnetischen Interferenz, um sicherzustellen, dass die optischen elektrischen Signale genau übertragen und mit hohen Geschwindigkeiten empfangen werden. Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen wie Glasfaser - optischer Kommunikationssysteme, bei denen die Datenraten mehrere Gigabit pro Sekunde oder sogar höher erreichen können.
(3) optische Ausrichtung und Kopplung
Die stabilen physikalischen und Oberflächeneigenschaften des Substrats spielen eine entscheidende Rolle bei der optischen Ausrichtung und Kopplung. Die genaue Positionierung der optischen Komponenten auf der glatten Oberfläche des Substrats und der dimensionalen Stabilität ermöglicht eine genaue Ausrichtung von optischen Fasern und anderen optischen Elementen. Dies maximiert die optische Kopplungseffizienz und minimiert den Verlust der optischen Leistung während der Übertragung und Empfang von Signalen. Infolgedessen wird die Gesamtleistung des optoelektronischen Transceivermoduls in Bezug auf die optische Signalübertragung und -empfang erheblich verbessert.
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