光电印制电路板用聚合物光波导材料

文章摘要：当介质中具有大的极化率和小的分子体积的基团时，该物质将显示高的折射率。由于重金属离子具有小的离子半径和大的极化率，所以将此类重金属离子引入透明聚合物材料中可以达到提高折射率的目的。这类含金属离子的可反映单体通常可以表示如下：式中，R为H、烷烃、含苯环的基团等：Me 为Pb 、Ba 、Ti 、Zr 、Sr 、Zn 、Sb 、Tn 、Sn等金属；n为结构单元数。(5) 掺杂纳米颗粒在PMMA中掺杂纳米TiO2颗粒可显著提高折射率。(6) 掺杂染料在PMMA 中掺杂染料（如分散红）来提高其折射率，随着染料掺杂浓度的增加，折射率呈线性上升，芯层和包层可以通过调节掺杂浓度得到精确控制(7) 引入环状基团

光电印制电路板用聚合物光波导材料,标签：pcb培训,pcb是什么,pcb软件,http://www.88dzw.com

　　当介质中具有大的极化率和小的分子体积的基团时，该物质将显示高的折射率。由于重金属离子具有小的离子半径和大的极化率，所以将此类重金属离子引入透明聚合物材料中可以达到提高折射率的目的。这类含金属离子的可反映单体通常可以表示如下：

　　式中，R为H、烷烃、含苯环的基团等：Me 为Pb 、Ba 、Ti 、Zr 、Sr 、Zn 、Sb 、Tn 、Sn等金属；n为结构单元数。

　　(5) 掺杂纳米颗粒

　　在PMMA中掺杂纳米TiO2颗粒可显著提高折射率。

　　(6) 掺杂染料

　　在PMMA 中掺杂染料（如分散红）来提高其折射率，随着染料掺杂浓度的增加，折射率呈线性上升，芯层和包层可以通过调节掺杂浓度得到精确控制

　　(7) 引入环状基团

　　PMMA的酯基取代基若含有共轭结构的苯环分子，则折射率较大。对于含有相同碳原子的碳氢基团，折射率按：支化链<直链<环状链的顺序而变大，而聚合物中含有甲基和氟原子使聚合物折射率降低，根据基团结构决定分子体积的原理，在相同碳数基团中应尽可能采用环状基团，以此设计出高折射率的材料。

　　2.3 降低光传播损失

　　(1) 重原子代替氢

　　目前普遍采用的方法是用氘、卤素（如氯、氟）等代替氢，例如C-D和C-F伸缩振动波长是C-H 的1.4倍和2.8倍，使振动吸收向长波方向移动即所谓红移，从而减少近红外区的吸收衰减，使光在1.3m和1.55m处有很高的透明性。又如在分子中引人氟原子后，由于氟原子具有很强的电负性，会破坏聚合物分子链中具有发色功能的共扼结构，破坏了分子的平面结构，减少分子内或分子间电荷转移络合物的形成，从而大大降低了材料在通讯波段的光学损耗。

　　(2) 掺杂光引发剂

　　在PMMA中掺杂光引发剂二苯基乙二酮制成光波导，当光引发剂浓度大约为10%时，通过检测总损失可降到最小值0.015dB。

　　(3) 控制弯曲半径

　　减小弯曲损失的方法是采用弯曲半径大于15mm。

　　(4) 降低翘曲

　　采用较薄的光学积层层和较少表面涂层，或者应用较为刚性基板可以显著降低基板翘曲，从而将光波导散射损失。

　　(5) 增大透明度

　　薄膜的透明度越高、色泽越浅，波导损耗越小。

　　(6) 选用高沸点溶剂

　　用高沸点溶剂(如环己酮)，溶剂沸点越高，挥发性越小，所成薄膜表面粗糙度越小，平整度越好，高沸点溶剂可显著改善薄膜表面平整度，以降低波导的散射损耗。

　　3　聚合物光波导主要的制作成型工艺

　　3.1 反应离子蚀刻

　　选择相应的化学气体，利用在等离子体腔中产生的低温等离子体，通过对被蚀刻基片的物理溅射轰击和化学反应双重作用，获得抗蚀剂掩蔽下的精细三维微浮雕结构。通常蚀刻工艺有四种：化学蚀刻、离子蚀刻、等离子化学蚀刻和反应离子蚀刻。

　　3.2 平版影印

　　首先是在基板上用旋转涂布的方法涂上一低折射率的下包层，再在其上涂布作为芯层材料的高折射率层，并将其用曝光显影的方式设计出符合需要的波导芯层的尺寸大小，最后再在其上涂布与下包层相同材料的上包层，这样就完成了整个平版影印光波导制程。

　　3.3 激光烧蚀

　　将激光照射到材料上，使之熔化然后蒸发掉的工艺称为激光烧蚀。

　　3.4 加热模压

　　需要针对所需导光层的图案进行压模的制作，在温度和压力的作用下，将模板上的图形转印在光聚合物材料上，去模后，就可获得所需要的光波导凹槽，然后，在凹槽中填入光波导材料，最后再在顶端覆盖一层上包层，即完成了导光层的制作。

　　3.5 激光直接写入

　　无需掩膜，易于实现柔性化，加工精度高，速度快，无污染，成本低，因此被认为是具有工业化应用前景的柔性布线技术而持续成为国外的研究热点。

　　3.6 电子束写入法

　　利用高能量的电子束直接射入低折射率的覆盖层中。因为有机光波导材料的分子结构会受到高能量电子束的照射而产生结构变化，使得其折射率增加而形成高折射率的芯层部分，这种方法可简化光波导制程，因而是一种很被看好的技术。

上一页  [1] [2] [3] [4]  下一页