Packaging of photonic integrated circuits for PON networks

Abstract

Nowadays, optical communication systems are capable of providing high bit rates. With technological evolution of these systems, it is necessary to study and improve domains like their packaging techniques, such as optical, electrical, thermal, mechanical and chemical packaging. In an early stage of this work, packaging design rules currently used in opto-electronic integrated circuit (OEIC) are listed. Furthermore, thermal dependence of some components placed in a photonic integrated circuit (PIC) is presented. Later on, the electrical packaging is performed which consists of developing a printed circuit board (PCB) for testing a photonic integrated circuit (PIC). The connection between the microscopic optical circuit and the electric circuit is made through wire-bonding technology. This work is finalized with thermal packaging where it is created a list of thermal design rules TDRs containing information about the minimum distance between active components in an optical integrated circuit for not having thermal interference.

Hoje em dia, os sistemas de comunicação ótica são capazes de oferecer elevadas velocidades de transmissão. Com o desenvolvimento destes sistemas é necessário estudar e melhorar domínios como as suas técnicas de encapsulamento, nomeadamente encapsulamento ótico, elétrico, térmico, mecânico e químico. Esta dissertação aborda encapsulamento elétrico e térmico. Numa fase inicial deste trabalho são descritas regras de encapsulamento atualmente usadas num circuito integrado ótico-elétrico (OEIC) e é apresentada a dependência térmica de alguns componentes presentes num circuito ótico integrado (PIC). De seguida, é feito encapsulamento elétrico que consiste no desenvolvimento de um circuito impresso para teste de um circuito ótico. A sua conexão com o circuito ótico, de dimensões microscópicas, é feito através da tecnologia de wire-bonding. Este trabalho termina com um estudo acerca do encapsulamento térmico em que é criada uma lista de regras de design térmicas (TDRs). Estas regras contêm informação acerta da distancia mínima entre componentes num circuito ótico para que não haja interferência térmica.