SABIC将展示适用于共封装光学器件的微透镜阵列EXTEM™树脂

SABIC将在2024年美国光纤通讯展览会及研讨会（OFC）上展示其EXTEM™ RH系列树脂，该产品曾荣获爱迪生奖（Edison Award），在生产和组装商用板载和共封装光学器件的微透镜阵列（MLA）方面极具优势。此次展会期间，由廷德尔国家研究所（Tyndall National Institute）和芯片集成技术中心（CITC）分别打造的两个展品将亮相SABIC展位（#1204）。

SABIC特材部技术总经理Scott Fisher表示：“在人工智能、物联网和5G技术的推动下，数据流量呈指数级增长，因此迅速采用光电技术成为了提高数据中心带宽容量和能源效率的关键。大规模制造和组装用于共封装光学器件等应用的光学元件非常困难和复杂，而且成本高昂。为了应对这一挑战，我们开发了EXTEM RH树脂，它可以提供生产透镜阵列所需的关键性能和加工特性。这种树脂既具有传统材料的可扩展性和可制造性，又为推进光学元件的设计、性能和生产技术开辟了新的机遇。”

支持低损耗扩展光束耦合

基于硅或其他基材的光子集成电路（PIC）不仅设计紧凑，而且数据速率更高。不过，挑战在于，硅光子波导的较小光模场和较大单模光纤之间存在尺寸差异。

在2024年OFC展会上，SABIC将展示一种解决这个问题的有效方法：利用扩展光束光学接口进行连接。光束扩展型光学元件（本例为自由形式透镜阵列）安装在光学连接器接口的每侧，以便将光纤阵列与较大自由空间光束耦合起来。采用扩展光束耦合可以放宽横向对准公差，并降低灰尘颗粒等污染物的遮断效应。

本设计的阵列由EXTEM RH树脂微成型，这种树脂的玻璃化转变温度为280°C，可以注塑成型各种自由形式的光学透镜设计。

该连接器组件由廷德尔打造，将展示SABIC材料解决方案如何利用成熟的光纤连接技术，帮助改进此类设计的光学元件集成。展会观众可以亲自查看组件，了解如何利用光学透明的EXTEM树脂实现光学集成，该树脂能够承受JEDEC回流焊接或表面贴装技术（SMT）的极端温度。

提高制造效率

加快新兴光学技术的采用，要求微光学器件能够以相对较低的单位成本大批量、高效率制造，但使用熔融二氧化硅或玻璃无法达成这一目标。相较于这些传统材料，EXTEM RH树脂提供了多种方法来提高微光学器件加工和组装的规模和成本效率。

首先，EXTEM RH树脂的微成型能够以数百万的规模交付毫米级元件，而且具有高信号完整性和低光学损耗的特点。这样有助于推动尖端的光学封装和耦合技术，更快地应用于数据服务器背板、电信交换机、超级计算机和网络架构。

此外，EXTEM RH树脂模制的微光学器件可以在回流焊接步骤之前，使用光学透明粘合剂与光纤和PIC对准，以简化封装过程。

SABIC在2024年OFC展会上展示的另一个展品，将用于展示公司与CITC合作开发的一种工艺：使用替代性互连材料（纳米烧结银膏）将MLA与电路板对齐。该材料可以取代标准环氧树脂粘合剂，这种粘合剂具有缺乏长期稳定性和CTE不匹配等缺点，并且需要紫外线透明透镜材料进行固化。

此外，SABIC还将展示使用全内反射的复杂形状透镜阵列，它能够将标准MT卡套连接器中的VCSEL/PD和PIC之间的光学耦合弯曲90度。

超越传统材料

耐高温的EXTEM RH树脂获得了“2023年爱迪生新一代制造金奖”。这种先进的热塑性塑料克服了MLA传统材料的缺点。与玻璃和热固性树脂不同，EXTEM RH树脂可以为复杂几何形状的透镜设计提供更大的自由度。微成型避开了研磨和抛光等二次操作，有助于快速、大批量生产，从而降低成本。

为了帮助客户充分发挥这种材料的潜力，SABIC位于荷兰的光学卓越中心可以在热塑性塑料加工、元件设计和光学性能评估方面提供先期支持。此外，公司还制作了宣传册，介绍EXTEM树脂在光学互连和透镜领域的潜在用途，并且制作了视频，说明EXTEM树脂为共封装光学连接器带来的潜在益处。

在此次展会上，SABIC还将展示连接器、电线和电缆应用的材料解决方案，以及可插拔光学器件和新兴的板载和共封装技术。2024年OFC展会将于3月26-28日在美国加利福尼亚州圣地亚哥市圣地亚哥会议中心举办。