Fotonica e Circuiti Fotonici al Silicio: Automazione della Tecnologia di Assemblaggio e Connessione
L'assemblaggio e il packaging dei dispositivi fotonici giocano un ruolo importante in termini di produttività e costi di produzione. Il più alto livello di automazione possibile è, quindi, molto ricercato; tuttavia, è difficile da raggiungere. Poiché sono richieste precisioni di posizionamento nella gamma submicrometrica - e in sei gradi di libertà. Per esempio, per accoppiare con poche perdite le fibre di vetro / gli array di fibre a strutture portanti la luce o a foto / diodi laser o LED. Anche la manipolazione delle delicate fibre di vetro è un compito complesso.
Al fine di realizzare tecnicamente questo complesso compito di automazione, PI ha sviluppato diverse soluzioni che si basano essenzialmente su due pilastri: Sistemi di posizionamento meccanico di alta precisione e algoritmi sviluppati da PI per compiti come la ricerca della prima luce o la ricerca del gradiente, con cui è possibile seguire continuamente la massima trasmissione del segnale.
Una delle prime aziende che ha sviluppato sistemi completi basati su questa tecnologia per automatizzare l'assemblaggio di circuiti integrati fotonici (PIC) è la società olandese TEGEMA B.V.
L'Anello Mancante
TEGEMA B.V. (NL), il multidisciplinare integratore di sistemi, ha sviluppato una piattaforma di macchine modulari per l'assemblaggio automatizzato di componenti ottici, in particolare di circuiti integrati fotonicamente (PIC). Il sistema, che lavora con precisione submicrometrica, può evolvere dai compiti di ricerca e sviluppo dei PIC fino alla loro produzione in serie grazie alla sua architettura intelligente. Consente una notevole riduzione del tempo di ciclo, che è 10 volte più breve rispetto alle soluzioni attuali sul mercato. I sistemi di allineamento attivi ultraveloci e di alta precisione di PI sono il cuore di questa piattaforma di assemblaggio per la fotonica.
Una vera svolta per i circuiti fotonici integrati
Arno Thoer, Direttore Tecnologia e Ingegneria di TEGEMA
"La mancanza di una tale soluzione ha finora ostacolato il mercato dei componenti fotonici. In un certo senso, con questa piattaforma abbiamo creato l'anello mancante tra il front-end e il back-end - un vero passo avanti per i circuiti fotonici integrati," Arno Thoer, Direttore Technology & Engineering di TEGEMA, sottolinea l'importanza dello sviluppo.
Piattaforma Versatile
>> L'architettura della piattaforma modulare di TEGEMA è la base della macchina; essa permette di collegare moduli hardware specifici per l'applicazione in esame. Per il test e l'imballaggio dei PIC, sono utilizzati sistemi di visione artificiale per il posizionamento di massima, un dispenser di adesivo, una fonte di luce UV per l'indurimento dell'adesivo e una piattaforma di rotazione per trasportare i singoli elementi e, in seguito, i componenti finiti nella macchina. E al cuore della piattaforma: Il sistema di allineamento attivo.
Il Cuore della Piattaforma
Nascosto in profondità, il sistema di allineamento attivo di PI costituisce il cuore della piattaforma. La meccanica di movimento e di posizionamento e le routine del firmware di PI rendono possibile un allineamento ultrarapido degli elementi ottici in scala submicrometrica. La modalità di tracking compensa i cambiamenti di posizione degli elementi ottici indotti dalle sollecitazioni che si verificano durante l'indurimento dell'adesivo. Questa modalità speciale fa parte dell'algoritmo per la ricerca del gradiente.
Mentre finora erano necessari dai cinque ai venti minuti per il test e il packaging dei PIC, la macchina di TEGEMA fornisce un componente completamente assemblato, incluso l'allineamento attivo e la finitura della fibra, in circa 30 secondi. Il posizionamento richiede normalmente solo qualche frazione di secondo.
A seconda dei requisiti reali dell'applicazione, vengono utilizzate diverse versioni dei sistemi di allineamento di PI - anche fino ad arrivare al >> sistema di allineamento su due lati F-712.HA2.
La Modularità Permette la Crescita e il Basso Costo di Gestione
Il design compatto e la modularità sono ciò che rende speciale la piattaforma di TEGEMA. Con un ingombro di quasi un metro quadrato, occupa pochissimo spazio - il che riduce il costo complessivo quando viene utilizzato in costose camere bianche.
Il sistema può essere configurato per l'uso in ambienti di ricerca e sviluppo, per esempio in aziende startup, e quindi rende possibile un rapido assemblaggio di PIC con fibre di vetro portatrici di segnali / array di fibre, ad un costo di investimento relativamente basso. Se il volume di produzione aumenta, i moduli possono essere aggiunti per riconfigurare il sistema. Pertanto, la macchina cresce con le esigenze di produzione.
Allineamento di Grandi Formati - La tecnologia di Allineamento Veloce Utilizza il Controllo ACS
Gli algoritmi e le routine utilizzati per ottimizzare l'accoppiamento che sono implementati nel firmware del controller dell'Hexapod sono stati ora estesi per comprendere i controlli ACS. Questo significa che i vantaggi della produttività avanzata possono essere utilizzati per varie applicazioni di larga scala come il test dei wafer fotonici, il packaging dei componenti e il test dei chip, fino alla produzione di laser e dispositivi ottici.
Scopri di Più nel Nostro Webinar: Assembly and Packaging of Photonic Integrated Circuits. Un Approccio Modulare Verso un Processo Completamente Automatizzato.
Il costo dei componenti fotonici è determinato dai processi di assemblaggio e imballaggio. Questo è un freno che ostacola la loro adozione in un momento in cui è necessaria una rapida scalabilità globale della connettività. La prima parte del webinar riguarda la presentazione della nuova "Piattaforma di macchine modulari che consente un'innovazione nella velocità di assemblaggio nella fotonica" di TEGEMA
La seconda parte del webinar ci porta "Dentro la soluzione: Micro-robotica intelligente per l'automazione della produzione fotonica ad alta produttività." Spiega perché l'allineamento preciso dei singoli elementi dei circuiti integrati fotonici è così importante per i costi e la resa. Scoprite la tecnologia e il suo utilizzo all'interno della piattaforma di assemblaggio modulare di TEGEMA.
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