SABIC, “OFC 2024”에서CO-PACKAGED OPTICS용도MICRO-LENS ARRAYS에 최적화된EXTEM^™ 수지 선보이다

2024년 3월 19일, 네덜란드, 베르헌옵좀 - 세계적인 종합화학기업 사빅(SABIC)은 “2024 OFC (Optical Fiber Communication and Exhibition)”에서 에디슨 어워드를 수상한 EXTEM™ RH 시리즈 수지가 상용 On board 및 co-packaged optics분야에 적용되는 마이크로 렌즈 어레이(MLA) 생산 및 조립 시 제공하는 이점들을 선보인다. 행사 기간 동안 틴들 국립연구소 (Tyndall National Institute)와 칩 통합 기술 센터(Chip Integration Technology Center, CITC)가 제작한 2 대의 시연장비가 전시될 예정이다. (사빅 부스 #1204)

사빅 스페셜티즈 테크놀로지 부문의 제너럴매니저, 스캇 피셔 (Scott Fisher)는 "AI, IoT 및 5G 기술에 힘입어 데이터 트래픽이 기하급수적으로 증가함에 따라 데이터 센터 대역폭 용량과 에너지 효율성을 개선하기 위해 광전자의 신속한 도입이 필요하다”며, "co-packaged optics와 같은 애플리케이션용 광학 부품을 대규모로 제조, 조립하는 것은 어렵고 복잡할 뿐만 아니라 비용이 많이 든다. 이 문제 해결을 위해 사빅은 렌즈 어레이에 핵심 성능과 가공 역량을 제공할 수 있는 EXTEM RH 수지를 개발했다. 이 새로운 수지는 기존 소재가 안고 있는 확장성 및 제조가능성 우려를 해결하고, 광학 부품 설계, 성능 및 생산에서 최첨단 기술을 발전시킬 수 있는 새로운 기회를 창출해냈다”고 말했다.

손실이 낮은 확장 빔 커플링을 지원하다

실리콘 혹은 기타 기판에서의 광 집적 회로(PIC) 개발을 통해, 보다 신속하게 데이터를 전송하는 컴팩트한 설계가 가능해지고 있다. 그러나 실리콘 광학 웨이브가이드의 소형 광학 모드 필드와 그 보다 사이즈가 큰 싱글 모드 광섬유 간의 사이즈 차이는 해결해야 할 과제이다. 이에 사빅은 “2024 OFC”에서 확장형 빔 광학 인터페이스를 활용하는 탁월한 접근방법을 선보일 예정이다. 빔 확장 광학 구성요소들은 (이 경우 자유형 렌즈 어레이) 광 커넥터 인터페이스의 각 측면에 설치되어 광섬유 어레이를 더 큰 프리 스페이스 빔(free-space beam)에 연결시킨다.

확장된 빔 커플링의 사용을 통해, 측면 정렬 공차를 완화하고 먼지 입자와 같은 오염으로 인한 폐색 현상을 줄일 수 있다. 이 모델 어레이를 마이크로 성형 구현하는 EXTEM RH 레진은 280°의 유리전이 온도를 가지며, 다양한 자유 형상 광학 렌즈 설계를 만족시키는 사출 성형이 가능하다.

틴들 국립연구소가 제작한 커넥터 어셈블리는 사빅의 소재 솔루션이 어떻게 기존의 광섬유연결 기술을 사묭 해 설계된 개별 광학 부품들의 연결성을 향상시킬 수 있는지 보여줄 예정이다. “2024 OFC” 방문객들은 이러한 어셈블리에서 사빅의 수지가 JEDEC 리플로우 (Reflow) 혹은 표면 실장 기술(SMT)의 극한 온도를 견디며 이루어낸 광학 집적화를 확인할 수 있다.

제조 효율성 향상

새로운 광학 기술 도입을 가속화하기 위해서는 마이크로 광학장치를 부품당 비교적 낮은 비용으로 간소화된 공정을 통해 대량 생산할 수 있어야 한다. 이는 용융 실리카(fused silica)나 유리로는 불가능하다. 이러한 기존 소재들과는 대조적으로 EXTEM RH 수지는 마이크로 광학 가공 및 조립 규모와 비용 효율성을 개선시킬 수 있는 여러 방법들을 제공한다.

첫째, EXTEM RH 수지의 마이크로 몰딩은 높은 수준의 신호 무결성과 낮은 광학 손실로 밀리미터 크기의 부품을 수백만 개 규모로 생산할 수 있다. 이 기능은 데이터 서버 백플레인, 통신 스위치, 슈퍼컴퓨터 및 네트워크 패브릭에 최첨단 광학 패키징 및 커플링 기술의 도입을 앞당길 수 있다. 더 나아가 리플로우 단계 전에 광학용 투명 접착제를 사용하여 EXTEM RH 레진으로 성형된 마이크로 옵틱을광섬유 및 PIC를 정렬시켜 패키징 공정을 간소화할 수 있다.

이 외에도 사빅은 “2024 OFC“에서 CITC와 공동 개발한 공정을 또 다른 시연을 통해 공개할 예정이다. MLA와 기판의 정렬시 대체 상호 연결 재료인 나노 실버 소결 페이스트를 사용한 이 공정을 통해 경화시 UV 투과 렌즈 소재가 필요하고, CTE 불일치 및 장기 안정성이 부족하다는 단점을 안고 있는 에폭시 접착제 대체가 가능해진다.

사빅은 내부 전반사가 가능한 복잡한 형상의 렌즈 어레이를 사용하여 표준 MT 페룰 커넥터에서 VCSEL/PD와 PIC 사이의 광학 커플링을 90도 구부릴 수 있는 방법도 시연할 예정이다.

기존 소재를 뛰어넘다

고열 EXTEM RH 수지는 2023년 에디슨 어워드의 차세대 제조 부문에서 금메달을 획득했다. 이 첨단 열가소성 수지는 MLA용 기존 소재의 단점을 해결해주는 솔루션을 제공하며, 유리 및 열경화성 수지와는 달리 복잡한 렌즈 기하학적 형상을 자유로이 설계할 수 있다. 또한 마이크로 몰딩은 연삭 및 연마와 같은 2차 공정을 필요로 하지 않으므로 신속한 대량 생산을 통해 비용을 절감할 수 있다.

사빅은 고객사들이 이러한 소재들의 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 네덜란드에 위치한 사빅의 옵티컬 센터오브 엑설런스 (Optical Center of Excellence)에서 열가소성 플라스틱 가공, 부품 설계 및 광학 성능 측정에 대한 첨단 지원을 제공한다. 광학 인터커넥트 및 렌즈에 사용할 수 있는 EXTEM 수지를 소개하는 브로셔와 co-packaged 광학 커넥터에서 EXTEM 수지가 가지는 잠재적 이점을 설명하는 동영상도 제작했다. “2024 OFC”에서 사빅은 커넥터, 와이어 및 케이블 애플리케이션용 소재 솔루션, 플러그형 광학 및 새로운 On board 및 co-packaged 기술도 선보일 예정이다. “2024 OFC ”는 3월 26일부터 28일까지 미국 캘리포니아주 샌디에고에 소재한 샌디에고 컨벤션 센터(San Diego Convention Center)에서 개최된다.

Reader Enquiries

SABIC

WTC Tower Ten Strawinskylaan 1475
1077 XX Amsterdam
Netherlands

+1 973 618 6175

alison.deutsch@​sabic-hpp.com

www.sabic.com