materials for optical packaging

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R S I L I C AT F O R S C H U N G I S C
Optical properties
Optical loss (non-fluorinated systems)
< 0.1 dB/cm
< 0.2 dB/cm
< 0.55 dB/cm
@ 633 nm
@ 1310 nm
@ 1550 nm
Refractive index n (@ 635 nm)
1.44-1.59
Other properties
1
Degradation (TG)
Soldering stability
Young´s Modulus
1
Water uptake
1 Deflection prism (replicated),
fiber holder (lithography patter-
2
up to 400 °C
270 °C/> 1min
MPa-GPa
(adjustable)
< 0.5 %
2
ORMOCER®S – MATERIALS FOR
OPTICAL PACKAGING
ned) and POF inserted
2 Transmitter and receiver
The demand for integrated optical and pre-
The ORMOCER® materials´ properties for
module with ORMOCER® wave-
cise micro-optical devices has become a
optical applications (Table) result from the
guide and dielectrics
key factor in the expansion and globaliza-
formation of the inorganic and organic net-
tion of communication networks. This de-
work as well as from the kind and concen-
velopment is driven by the constant need
tration of non-polymerizable functional
for higher data rates able to cope with the
groups (network transformer). Microstruc-
Fraunhofer-Institut für
further increasing data volume. Integrated
tures (e.g. waveguides, prisms and micro-
Silicatforschung ISC
optical structures are one of the key com-
lenses) can be generated into ORMOCER®s
Neunerplatz 2
ponents in today´s and tomorrow´s infor-
by photo-lithography, (UV-assisted) replica-
97082 Würzburg, Germany
mation technology as they can meet ever
tion or laser processing (laser-direct-writ-
increasing requirements, especially when
ing, laser ablation or two-photon polymeri-
Contact
combined with microoptical structures.
zation). In this manner optical devices like
Optics and Electronics
Today, it is mostly by time consuming thin
fan-out elements with ORMOCER®s as core
film technology that commercial optical
and cladding or deflection prisms can be
components are manufactured, such as by
produced.
Gerhard Domann
dry etching or lithography, using quartz or
Phone +49 931 4100-551
silicon substrates. Thus, there is an urgent
The thermal form stability of these in-
[email protected]
call for cheap and reliable modules which
organic-organic materials is an outstanding
can be produced with conventional tech-
feature vis-a-vis other optical polymers
nologies such as UV lithography, replication
(e. g. PMMA). Finally, the low optical loss
technology or with a combination of both.
values in the NIR region as well as the opti-
Those modules would satisfy the growing
cal refractive index adjustable over a broad
demand while at the same time enabling
region offer further crucial advantages for
the required data transfer rates with low
the user.
www.isc.fraunhofer.de
optical losses in the respective wavelength
regime.
F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R S I L I C AT F O R S C H U N G I S C
Optische Eigenschaften
Dämpfung (nicht-fluorierte Systeme)
< 0,1 dB/cm
< 0,2 dB/cm
< 0,55 dB/cm
@ 633 nm
@ 1310 nm
@ 1550 nm
Brechzahl n (@ 635 nm)
1.44-1.59
Sonstige Eigenschaften
1
Degradation (TG)
Lötstabilität
E-Modul
1
2
Wasseraufnahme
1 Prisma (repliziert),
Faserhalterung (strukturiert durch
Photolithographie) und POF
2 Multichipmodul (MCM) für 4
bis zu 400 °C
270 °C/> 1min
MPa-GPa
(einstellbar)
< 0.5 %
2
ORMOCER®E – MATERIALIEN
FÜR DIE AUFBAU- UND VERBINDUNGSTECHNIK
Module, Transmitter und
Empfänger
Zukünftige Telekommunikations- und
Die Materialeigenschaften der ORMOCER®e
Datennetzwerke erfordern zuerst die
für optische Anwendungen (vgl. Tabelle)
Entwicklung neuer Netzwerkkomponen-
resultieren aus der Ausgestaltung des an-
ten, um den immer höheren Datendurch-
organischen und organischen Netzwerks
Fraunhofer-Institut für
satz zu bewältigen. Integrierten optischen
sowie aus der Art und Konzentration von
Silicatforschung ISC
Bauteilen, zum Teil auch in Kombination
nicht polymerisierbaren, funktionellen
Neunerplatz 2
mit mikro-optischen Strukturen und Kom-
Gruppen (Netzwerkwandlern). Mikrostruk-
97082 Würzburg
ponenten, kommt eine wichtige Schlüs-
turen (z. B. Wellenleiter, Prismen und
selrolle zu, da der Bedarf an kostengüns-
Mikrolinsen) in ORMOCER®en können
Ansprechpartner
tigen Schnittstellen steigt. Die bisher für
durch Photolithographie, (UV-unterstütz-
Optik und Electronik
diesen Zweck verwendeten und kom-
te) Replikation oder Laserverfahren (Laser-
merziell erhältlichen Bauteile werden in
Direkt-Schreiben, Laserablation oder Zwei-
Gerhard Domann
aufwendiger Weise durch Dünnschicht-
Photonen-Polymerisation) erzeugt werden.
Telefon +49 931 4100-551
technik (z. B. Trockenätztechniken, Litho-
So können optische Bauteile, wie z. B.
[email protected]
graphie) auf Quarz- oder Siliciumsubstra-
Fan-out-Elemente mit ORMOCER®en als
ten hergestellt. Gefordert sind hier preis-
Wellenleiterkern und -mantel oder
werte, zuverlässige Module, gefertigt mit
Prismen, hergestellt werden.
www.isc.fraunhofer.de
kostengünstigen Technologien, z. B. optische Lithographie, Replikation oder einer
Im Vergleich zu anderen optischen Polyme-
Kombination von beiden. Solche Module
ren (z.B. PMMA) zeigen ORMOCER®e eine
können den Bedarf an günstigen Kompo-
bessere thermische Formstabilität. Schließ-
nenten ebenso befriedigen wie die Forde-
lich bieten die geringen Dämpfungswer-
rung nach hohen Datentransferraten bei
te im NIR-Bereich sowie die in weiten Be-
geringen optischen Verlusten in den nutz-
reichen einstellbare optische Brechzahl der
baren Wellenlängenbereichen.
ORMOCER®e weitere entscheidende
Vorteile für die Anwender.