热循环加载条件下焊点形态参数对板 级光互连模块对准偏移影响分析

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摘 要： 建立光互连模块有限元分析模型并进行热循环加载有限元分析，获取了垂直腔面发射激光器（Ｖｅｒｔｉｃａｌ ＣａｖｉｔｙＳｕｒｆａｃｅＥｍｉｔｔｉｎｇＬａｓｅｒ，ＶＣＳＥＬ）与耦合元件间的位置偏移；采用正交实验设计法设计了不同焊点结构参数组合并 建立有限元模型，计算相应焊点形态参数组合下的位置偏移数据并进行方差分析．结果表明：在一个热循环周期内低 温保温结束时刻位置偏移最大；外端光通道的位置偏移比中间光通道的偏移值大；在置信度为 ９５％时 ＶＣＳＥＬ焊点高 度对对准偏移具有显著影响，因素显著性排序由大到小依次为：ＶＣＳＥＬ焊点高度、陶瓷基板焊点高度、ＶＣＳＥＬ焊点体积 和陶瓷基板焊点体积；单因子变量分析表明，位置偏移随 ＶＣＳＥＬ焊点高度增加而增大．
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关键词： 光互连模块；位置偏移；耦合效率；热循环加载；有限元分析

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/ n; v' x4 }, L& `/ F) b$ Z) @+ w& o     采用光作为信息载体的光互连技术拥有传输速度 高、光波独立传播无干扰、互连数目大、互连密度高、功 耗低等优点，能有效解决传统的电互连网络中，由于互 连导线的物理特性限制所遇到的带宽、互连密度、时钟 扭歪、能耗、抗干扰等方面的限制瓶颈［１］．将光引入到电 路板中，用“光互连”代替“电互连”发展高速光电印制电路板波导 光互连技术［２，３］，对于促进高速光互连集成电路信息处 理和传输具有重要的应用价值．
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