光電子器件設計
關注創建者：匿名 創建時間：2026-01-05
光電子器件設計的實例教程
前言
根據全球半導體貿易協會的說法，半導體行業細分為：集成電路、光電子、分立器件以及傳感器。其中光電子器件占整個半導體產業的比例在7%-10%之間。光電子元器件是通信行業的核心，具有光信號發射、接受、信號處理功能。
從目前的產業發展周期來看，光電元器件行業依然處于行業早期，未來市場潛力巨大。光電子元器件可分為光電芯片、光器件和光模塊。
納米粒子與光的相互作用使其具有驚人的電、光、磁等性質，具有廣泛的應用前景。
等離子體納米粒子可以將光以局域表面等離子激元的形式捕獲到亞波長的體積中，這種增強的模式體積對于光化學、光物理、生物傳感、光催化、光子器件、等離子體增強手性、非線性物理等等都是非常重要的。然而，降低由于電子的高散射率而造成的歐姆損耗，以及用成本低廉的方法大規模組裝等離子體積木，仍然是具有挑戰性的。
在這項研究中，來自萊布尼茨聚合物研究所等單位的研究人員報道了干涉光刻和納米壓印光刻在不同靶襯底上的融合，從透射電子顯微鏡柵格上的碳膜到無機和可摻雜的聚合物半導體。
這種簡單的膠體印刷技術在硅、玻璃、金薄膜和萘二酰亞胺聚合物上進行了演示，因此標志著光電子器件大規模實施的一個重要里程碑。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adfm.202105054
使用膠體墨水和IL生產的聚二甲基硅氧烷印章，一維等離子體光子晶體在厘米尺度上以75%的成品率打印
出來。另一方面，采用原子光滑、單晶、單分散的金(Au)納米膠體積木，在二氧化鈦(TiO
2
)平板波導上印刷一維
等離子體光柵，產生光譜線寬為10 nm的波導-等離子體偏振子模式。等離子體激元誘導的超熱電子通過雙端電流測量在引導條件下具有更高的光響應性。制備的具有Au/TiO
2
異質結的雜化結構增強了光催化過程，如利用產生的熱電子降解甲基橙(MO)染料分子。
總的來說，本文提出了一種廉價、快速、簡便和可重復的技術，該技術有可能使用膠體墨水作為壓印抗蝕劑，在大面積上以高分辨率打印所需的結構。該技術是IL和NIL的結合，可用于在不同的靶襯底上制備不同形貌、不同電導率和不同疏水性的一維金屬光子晶體。
展開 在電子器件及系統技術中PCB扮演的角色越來越重要，隨著系統體積縮小的趨勢，IC 制程及封裝技術不斷向更細更小的連接及體積發展，作為器件及系統連接角色的PCB也朝向連接細微化的高密度PCB發展。另一方面，隨著電子產品發熱密度的不斷提升，對于PCB層級散熱設計的需求也越來越受到重視。本文中將介紹PCB的發展趨勢、材質及結構之熱傳特性、器件布局的散熱影響以及內藏式基板的發熱問題等，供設計之參考。
介紹
由于電子裝置的性能提升、模塊化、計算機速度高速化的結果，對于PCB的種類造成很大的改變。PCB的發展趨勢如圖一所示，發展主流由30 年前的單面板到20 年前的雙面板到十年前的多層板的開發，并由多層板朝高層板化（三層＞四層＞六層＞八層＞十層…＞二十層＞…＞…五十層＞..）。除了高層數的趨勢之外，也朝向薄板化發展，一般PCB的板厚標準為1.6mm，然而隨著裝置體積的縮減，開始采用更薄的PCB（1.6mm>1.0mm>0.6mm>…..）。此外，隨著封裝設計的內部連接間距越來越小，數據傳輸速率的提升要求越來越高，基板和電路相互的連接也越來越精細，由傳統的玻璃/環氧基樹脂制程到新的技術如ALIVH及雷射鉆孔等技術的發展，使得繞線和空間的設計由1996 年的100μm降到2000年50μm。
在封裝的發展趨勢中，功能提升及縮小化造成發熱密度越來越高，一些高頻通訊產品，只靠封裝設計已無法散去足夠的熱，必須藉由PCB的設計來加強散熱功能。目前最新的內藏式機板的設計技術把被動器件如電阻、電感及電容等埋在PCB中，如此可將表面的器件密度提升。而技術更高的目標則是結合光通訊器件以及內藏式機板的集成型光機板(EOCB)，如圖二所示。其溫度的控制將非常嚴苛，更將使機板設計的困難度提升。
展開 今天我們來分享下無源器件熱損耗的計算。什么叫無源器件呢？上篇文章有提到過，簡單地講，需要電能（源）的器件叫有源器件，無需電能（源）的器件就是無源器件。無源器件一般用來進行信號傳輸，或者通過方向性進行“信號放大”，容、阻、感都是無源器件。
提到無源器件的熱損耗，不得不提到一位著名的科學家（如下照片），他是誰呢？
還沒猜中？再提示一下，是誰發現了這個規律：電流通過導體所產生的熱量和導體的電阻成正比，和通過導體的電流的平方成正比，和通電時間成正比。
對，他就是著名的焦耳，他發現了著名的焦耳定律。很多無源器件的熱損耗都是通過焦耳定律來計算的。下面我們來一一介紹：
（1）導線
連接導線的穩態熱損耗是由焦耳定律給出，即：
（2）電阻
電阻的穩態熱損耗也由焦耳定律給出，即：
（3）電容器
雖然電容器通常被認為沒有熱損耗，但實際上由于電容器內部也有阻抗，因而也會產生熱損耗。正弦波激勵的電容器熱損耗的計算式為：
（4）電感器和變壓器
電感器和變壓器的熱損耗的計算方法與電阻類似，即：
以上就是今天分享的無源器件熱損耗理論計算。實際工程應用中，很多熱損耗是可以從規格書里查到的，如果查不到，可以用這些理論公式計算。
展開 尊敬的女士/先生：
電子技術日新月異的發展對船舶、航空、航天、通信、汽車、軍工等各行業都產生了極其深遠的影響。在電子系統設計中我們需特別關注其可靠性，而在影響電子產品可靠性的幾個關鍵問題中，散熱問題最為核心。基于此，為幫助高校及國內科研單位提升電子產品熱設計水平，海基科技將聯合Mentor Graphics公司共同舉辦“電力電子器件可靠性之熱設計交流會”，本次活動于2016年5月27日在北京開幕，誠邀您參加。
本次活動中，您將有機會與多位散熱專家共同探討熱仿真、熱測試相關話題；了解半導體器件的熱瞬態測試方法、半導體器件的功率循環及壽命預測、電子器件進行計算模型的校準等相關技術；并有機會親自參觀體驗先進的半導體器件熱特性測試儀器T3Ster。
報名請點擊：https://jinshuju.net/f/FqmKbghttps://jinshuju.net/f/FqmKbg
專家介紹
Andras Vass-Varnai：布達佩斯技術與經濟大學電氣工程專業博士，2007年加入MicRed團隊，擔任歐盟資助的 NANOPACK 項目技術主管，開發出DynTIM產品。在工業級功率循環測試系統PWT1500A（Power Tester 1500A）的設計和推廣中有深刻研究。2015年榮升為高級產品經理負責熱測試的相關研究。他的主要研究領域包括電子設備的熱管理、熱瞬態測試的高級應用、TIM材料的屬性、高功率半導體器件的可靠性研究，在國際上發表相關文章30多篇。
許欽淳：博士，Mentor Graphics MAD（機械分析部）高級應用工程師，工作地點臺灣。2008年獲得臺灣淡江大學機械專業博士學位。研究方向為熱管理，擅長電子冷卻、熱管、兩相流和流體機械。在T3Ster熱瞬態測試設備和熱管理方面，擁有多年研究經驗。
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來源 | Advanced Materials
01
背景介紹
通過設計熱學超材料的結構構型，可實現熱流的操縱與控制，從而獲得超常熱功能，如：熱隱身、熱集中、熱偽裝、熱旋轉等。熱學超材料設計涉及高維設計空間、多個局部極值、巨大計算成本，以及熱學屬性與單胞結構間多種對應關系等，這給熱學超材料的智能設計帶來了巨大的挑戰
摘要
本文目的：設計一個自聚焦棒，觀察其仿真結果，并對耦合效率進行仿真，得到相應的結果。
首先是新創建一個設計文件。在本次仿真中做了如下設置。如圖1所示。
圖1 創建新設計
在這一步中，設置光波長為1.55um，外界折射率為1.6。波導寬度為100。接著繪制波導模擬自聚焦棒。
圖2 自聚焦棒模擬圖
界面中的紅色部分即是在軟件中模擬的自聚焦棒，即繪制一段波導來模擬
金屬納米顆粒是納米技術的重要組成部分。納米粒子與光的相互作用使其具有驚人的電、光、磁等性質，具有廣泛的應用前景。 等離子體納米粒子可以將光以局域表面等離子激元的形式捕獲到亞波長的體積中，這種增強的模式體積對于光化學、光物理、生物傳感、光催化、光子器件、等離子體增強手性、非線性物理等等都是非常重要的。然而，降低由于電子的高散射率而造成的歐姆損耗，以及用成本低廉的方法大規模組裝等離子體積木，仍然是具有
前言 根據全球半導體貿易協會的說法，半導體行業細分為：集成電路、光電子、分立器件以及傳感器。其中光電子器件占整個半導體產業的比例在7%-10%之間。光電子元器件是通信行業的核心，具有光信號發射、接受、信號處理功能。 從目前的產業發展周期來看，光電元器件行業依然處于行業早期，未來市場潛力巨大。光電子元器件可分為光電芯片、光器件和光模塊。 01 光電子器件概述 光電芯片 光電芯片是光器件的核心部件，按
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