MOEMS ഉപകരണങ്ങളുടെ PCB രൂപകൽപ്പനയും പാക്കേജിംഗ് രീതി വിശകലനവും

ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ജനപ്രിയമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഒന്നായി മാറിയ ഒരു വളർന്നുവരുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് MOEMS. MOEMS ഒരു ഫോട്ടോണിക് സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു മൈക്രോ-ഇലക്ട്രോ മെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റമാണ് (MEMS). ഇതിൽ മൈക്രോ-മെക്കാനിക്കൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്ററുകൾ, മൈക്രോ മെക്കാനിക്കൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്വിച്ചുകൾ, IC-കൾ, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെയും ഇലക്ട്രിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെയും തടസ്സമില്ലാത്ത സംയോജനം നേടുന്നതിന് MEMS സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ മിനിയേറ്ററൈസേഷൻ, മൾട്ടിപ്ലസിറ്റി, മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലളിതമായി പറഞ്ഞാൽ, സിസ്റ്റം-ലെവൽ ചിപ്പുകളുടെ കൂടുതൽ സംയോജനമാണ് MOEMS. വലിയ തോതിലുള്ള ഒപ്‌റ്റോ മെക്കാനിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, പിസിബി ഡിസൈൻ MOEMS ഉപകരണങ്ങൾ ചെറുതും ഭാരം കുറഞ്ഞതും വേഗതയേറിയതും (ഉയർന്ന അനുരണന ആവൃത്തിയുള്ളതും) ബാച്ചുകളിൽ നിർമ്മിക്കാവുന്നതുമാണ്. വേവ്‌ഗൈഡ് രീതിയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഈ ഫ്രീ സ്പേസ് രീതിക്ക് കുറഞ്ഞ കപ്ലിംഗ് നഷ്ടവും ചെറിയ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കും ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ഫോട്ടോണിക്‌സിലെയും വിവരസാങ്കേതികവിദ്യയിലെയും മാറ്റങ്ങൾ MOEMS-ന്റെ വികസനത്തെ നേരിട്ട് പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു. മൈക്രോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, മൈക്രോമെക്കാനിക്‌സ്, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ്, ഫൈബർ ഒപ്‌റ്റിക്‌സ്, എംഇഎംഎസ്, എംഒഇഎംഎസ് എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ചിത്രം 1 കാണിക്കുന്നു. ഇക്കാലത്ത്, വിവരസാങ്കേതികവിദ്യ അതിവേഗം വികസിക്കുകയും നിരന്തരം അപ്ഡേറ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, 2010-ഓടെ പ്രകാശം തുറക്കുന്നതിന്റെ വേഗത Tb/s ൽ എത്താം. വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന ഡാറ്റാ നിരക്കുകളും ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള പുതിയ തലമുറ ഉപകരണങ്ങളുടെ ആവശ്യകതകളും MOEMS-നും ഒപ്റ്റിക്കൽ ഇന്റർകണക്‌ടുകൾക്കുമുള്ള ഡിമാൻഡ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് മേഖലയിൽ PCB ഡിസൈൻ MOEMS ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രയോഗം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

PCB ഡിസൈൻ MOEMS ഉപകരണങ്ങളും സാങ്കേതികവിദ്യയും PCB ഡിസൈൻ MOEMS ഉപകരണങ്ങളെ അവയുടെ ശാരീരിക പ്രവർത്തന തത്വങ്ങൾക്കനുസരിച്ച് ഇടപെടൽ, വ്യതിചലനം, സംപ്രേഷണം, പ്രതിഫലന തരങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു (പട്ടിക 1 കാണുക), അവയിൽ മിക്കതും പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കഴിഞ്ഞ കുറച്ച് വർഷങ്ങളായി MOEMS ഗണ്യമായ വികസനം കൈവരിച്ചിട്ടുണ്ട്. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, അതിവേഗ ആശയവിനിമയത്തിനും ഡാറ്റാ ട്രാൻസ്മിഷനുമുള്ള ആവശ്യം വർദ്ധിച്ചതിനാൽ, MOEMS സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും അതിന്റെ ഉപകരണങ്ങളുടെയും ഗവേഷണവും വികസനവും വളരെയധികം ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെട്ടു. ആവശ്യമായ കുറഞ്ഞ നഷ്ടം, കുറഞ്ഞ EMV സംവേദനക്ഷമത, കുറഞ്ഞ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഉയർന്ന ഡാറ്റാ നിരക്ക് എന്നിവ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന ലൈറ്റ് PCB ഡിസൈൻ MOEMS ഉപകരണങ്ങൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

ഇക്കാലത്ത്, വേരിയബിൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ അറ്റൻവേറ്ററുകൾ (VOA) പോലുള്ള ലളിതമായ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ട്യൂണബിൾ വെർട്ടിക്കൽ കാവിറ്റി സർഫേസ് എമിറ്റിംഗ് ലേസർ (VCSEL), ഒപ്റ്റിക്കൽ മോഡുലേറ്ററുകൾ, ട്യൂണബിൾ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള സെലക്ടീവ് ഫോട്ടോഡെറ്റക്ടറുകൾ, മറ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ നിർമ്മിക്കാൻ MOEMS സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിക്കാം. സജീവ ഘടകങ്ങളും ഫിൽട്ടറുകളും, ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്വിച്ചുകളും, പ്രോഗ്രാമബിൾ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ആഡ്/ഡ്രോപ്പ് മൾട്ടിപ്ലക്സറുകളും (OADM) മറ്റ് ഒപ്റ്റിക്കൽ നിഷ്ക്രിയ ഘടകങ്ങളും വലിയ തോതിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ക്രോസ്-കണക്റ്റുകളും (OXC).

വിവരസാങ്കേതികവിദ്യയിൽ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ താക്കോലുകളിൽ ഒന്ന് വാണിജ്യവത്കൃത പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളാണ്. മോണോലിത്തിക്ക് ലൈറ്റ് സ്രോതസ്സുകൾക്ക് പുറമേ (താപ വികിരണ സ്രോതസ്സുകൾ, LED-കൾ, LD-കൾ, VCSEL-കൾ പോലുള്ളവ), സജീവമായ ഉപകരണങ്ങളുള്ള MOEMS പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകൾ പ്രത്യേകിച്ചും ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന VCSEL-ൽ, മൈക്രോമെക്കാനിക്സ് വഴി റെസൊണേറ്ററിന്റെ നീളം മാറ്റുന്നതിലൂടെ റെസൊണേറ്ററിന്റെ എമിഷൻ തരംഗദൈർഘ്യം മാറ്റാനാകും, അതുവഴി ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഡബ്ല്യുഡിഎം സാങ്കേതികവിദ്യ തിരിച്ചറിയാനാകും. നിലവിൽ, ഒരു സപ്പോർട്ട് കാന്റിലിവർ ട്യൂണിംഗ് രീതിയും സപ്പോർട്ട് ആം ഉള്ള ചലിക്കുന്ന ഘടനയും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

OXC, പാരലലിംഗ്, ഓൺ/ഓഫ് സ്വിച്ച് അറേകൾ എന്നിവ കൂട്ടിച്ചേർക്കുന്നതിനായി മോവബിൾ മിററുകളും മിറർ അറേകളുമുള്ള MOEMS ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്വിച്ചുകളും വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ചിത്രം 2 ഒരു ഫ്രീ-സ്പേസ് MOEMS ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് സ്വിച്ച് കാണിക്കുന്നു, അതിൽ ഫൈബറിന്റെ ലാറ്ററൽ ചലനത്തിനായി ഒരു ജോടി U- ആകൃതിയിലുള്ള കാന്റിലിവർ ആക്യുവേറ്ററുകൾ ഉണ്ട്. പരമ്പരാഗത വേവ്ഗൈഡ് സ്വിച്ചുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ കുറഞ്ഞ കപ്ലിംഗ് നഷ്ടവും ചെറിയ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കും ആണ്.

തുടർച്ചയായി ക്രമീകരിക്കാവുന്ന വിശാലമായ ശ്രേണിയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫിൽട്ടർ ഒരു വേരിയബിൾ DWDM നെറ്റ്‌വർക്കിലെ വളരെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഉപകരണമാണ്, കൂടാതെ വിവിധ മെറ്റീരിയൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന MOEMS F_P ഫിൽട്ടറുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ഡയഫ്രത്തിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ ഫ്ലെക്സിബിലിറ്റിയും ഫലപ്രദമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ കാവിറ്റി നീളവും കാരണം, ഈ ഉപകരണങ്ങളുടെ തരംഗദൈർഘ്യ ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ശ്രേണി 70nm മാത്രമാണ്. ജപ്പാനിലെ OpNext കമ്പനി റെക്കോർഡ് ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന വീതിയുള്ള MOEMS F_P ഫിൽട്ടർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഫിൽട്ടർ ഒന്നിലധികം InP/air gap MOEMS സാങ്കേതികവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത ഇൻപി ഡയഫ്രങ്ങളുടെ 6 പാളികൾ ചേർന്നതാണ് ലംബ ഘടന. സിനിമ ഒരു വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ഘടനയാണ്, അതിനെ മൂന്നോ നാലോ സസ്പെൻഷൻ ഫ്രെയിമുകൾ പിന്തുണയ്ക്കുന്നു. ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പിന്തുണ പട്ടിക കണക്ഷൻ. അതിന്റെ തുടർച്ചയായ ട്യൂണബിൾ F_P ഫിൽട്ടറിന് വളരെ വിശാലമായ സ്റ്റോപ്പ് ബാൻഡ് ഉണ്ട്, രണ്ടാമത്തെയും മൂന്നാമത്തെയും ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ വിൻഡോകൾ (1 250 ~ 1800 nm), അതിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യ ട്യൂണിംഗ് വീതി 112 nm-ൽ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ ആക്ച്വേഷൻ വോൾട്ടേജ് 5V വരെ കുറവാണ്.

MOEMS ഡിസൈനും പ്രൊഡക്ഷൻ ടെക്നോളജിയും മിക്ക MOEMS പ്രൊഡക്ഷൻ ടെക്നോളജിയും ഐസി വ്യവസായത്തിൽ നിന്നും അതിന്റെ നിർമ്മാണ നിലവാരത്തിൽ നിന്നും നേരിട്ട് വികസിച്ചതാണ്. അതിനാൽ, MOEMS-ൽ ശരീരവും ഉപരിതലവും മൈക്രോ-മെഷീനിംഗും ഹൈ-വോളിയം മൈക്രോ-മെഷീനിംഗ് (HARM) സാങ്കേതികവിദ്യയും ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നാൽ ഡൈ സൈസ്, മെറ്റീരിയൽ യൂണിഫോം, ത്രിമാന സാങ്കേതികവിദ്യ, ഉപരിതല ഭൂപ്രകൃതിയും അന്തിമ സംസ്കരണവും, അസമത്വവും താപനില സംവേദനക്ഷമതയും പോലുള്ള മറ്റ് വെല്ലുവിളികളുണ്ട്.