Universiteit Twente en Fraunhofer zetten stap voor assemblagelijn fotonica

Het Fraunhofer Project Center heeft een machine ontwikkeld die glasvezels aan chips kan lijmen. De ontwikkeling is een stap op weg naar assemblagelijnen voor fotonicachips, om de techniek op grote schaal toe te passen.

Het verbinden van de glasvezels met de chips moest tot nu toe handmatig gebeuren, wat het productieproces arbeidsintensief en dus duur maakte. Dat dit nu geautomatiseerd kan, zorgt er volgens de Universiteit Twente meteen voor dat er minder kwaliteitsverschillen tussen de chipverbindingen zijn.

De machine legt zestien glasvezels nauwkeurig op de minuscule van lijm voorziene gleufjes. Op termijn opent dit de weg naar massaproductie en assemblage van fotonicachips. De verwachting is dat fotonica een grote vlucht zal nemen, maar volgens de UT staat of valt het succes met de mogelijkheid om chips in grote aantallen te produceren en te assembleren. Onder andere voor 5g en datacenters kunnen fotonicachips een belangrijke rol gaan spelen, dankzij de eigenschap efficiënt grote hoeveelheden data te kunnen verwerken.

De machine komt uit de koker van het Fraunhofer Project Center, een samenwerkingsverband tussen de Universiteit Twente, het Fraunhofer IPT en Saxion. Het centrum werkte op zijn beurt samen met het bedrijf PHIX Photonics Assembly, dat zich specialiseert in de fabricage van fotonicamodules.

Reacties (22)

[zynex]

Ik snap dat het een stap in de goede richting is en moedig het daarom zeker aan, maar om eerlijk te zijn ben ik niet echt onder de indruk. De persoon in het filmpje kan de glasvezel kabel met zijn hand al vastpakken (Het is dus niet ontzettend klein. We zitten al in een tijdperk waar we veel met nano technologie bezig zijn). En vervolgens doet de machine er ook nog eens lang over om de kabel te plaatsen. Verandert deze elke keer van plek? Ik neem aan dat je een batch van dezelfde chips maakt met alle kabels op dezelfde plek. Dan hoef je toch niet meer die machine te laten zoeken naar de kabel en de positie van de chip? En dan nog moet dat veel sneller kunnen zonder extreem moeilijke technologie.

Ik ken pick n place machines die veel kleinere onderdelen ontzettend snel plaatsen met extreem hoge precisie. Ze hoeven het wiel toch niet opnieuw uit te vinden? Het lijkt me dat dit op dit moment al veel sneller en efficiënter kan, enkel door bestaande technieken te gebruiken.

[Reactie gewijzigd door zynex op 22 juli 2024 20:51]

[BartOtten]

De persoon in het filmpje kan de glasvezel kabel met zijn hand al vastpakken

Bedoel je de bescherming om de glasvezel? Het zo echt vervelend worden als de glasvezel microscopisch dun is en de onderzoekers het steeds kwijt zijn. Vandaar het laagje er omheen; dat is wat je ziet. Niet datgene wat op de chip belandt.

Dan nog kan ik er ook niet echt bij dat deze machine ze 1 voor 1 gaat plaatsen. Maar ik denk dat ze er zelf wel over nagedacht hebben en dat dit best wel State of the Art is.

[GrtA]

Wat je hier ziet is een zg. fiber-array met max 16 fibers op een rij. Het is een silicium plaatjes met daarin V-groeven waarin de fibers liggen. Het is geen optische chip met actieve componenten.

Doordat de fibers in die V-groeven van de array liggen is de kern van de fibers zeer nauwkeurig bepaald. Dit maakt dan dat je relatief makkelijk zo'n array tegen de eigenlijke optische chip kunt plaatsen waarmee je dan in een keer de 16 fibers aangesloten hebt.

De fibers zelf hebben inderdaad een beschermingsmantel (of meerdere). De glasvezel zelf heeft slechts (uit m'n hoofd) een diameter van 100-200 micron (0.1 - 0.2) mm. De kern, waar het licht doorheen geleid word, is, afhankelijk van de toepassing, een paar micron in diameter. Voor telecom gebruiken ze 'single-mode' fibers bij een golflengte van 1550nm; hier is de kern in de orde van 4 8 micron. En deze kern moet je dus ook met dit soort toleranties voor de kern van het optische kanaal op de chip kunnen plaatsen. Vandaar dus de fiber-array.

(ter info: ik ben afgestudeerd bij de groep aan de UT waar dit soort onderzoek gedaan werd (in 2001). Toen heb ik ook zelf lopen pielen met voorlopers van deze technologie.Het doet me goed om te zien dat de fotonica nu een aantal stappen aan het zetten is richting massaproductie.)

Edit: single-mode @ 1550nm is blijkbaar 8micron; 4 micron is voor rood licht

[Reactie gewijzigd door GrtA op 22 juli 2024 20:51]

[Cerebriform]

Ja ik was ook underwhelmed. Als ik op alibaba kijk en zoek naar "high precision pick place machine" dan staan er machines tussen zoals deze en die adverteren met een precisie van 2 micron.

Het filmpje en het persbericht leggen beide niet uit hoe dit zich verhoudt tot de huidige stand van zaken / waarom dit zo bijzonder is en vermelden niet hoe groot of klein het ''miniscule" glasvezeltje is. Ik kan ook geen bijbehorende publicatie vinden voor meer informatie.

Als ze het zo naar buiten brengen zal het wel bijzonder zijn, maar lijkt nu niet echt bijzonder.

[dasiro]

vreemd dat deze machine nu pas gemaakt wordt, want het concept van onderdelen nauwkeurig plaatsen is ondertussen al ouder dan de meeste straatstenen

[k.franken]

Daar gaat het hier ook niet om. Aan de UT zijn ze al meer dan 20 jaar bezig met (Silicon) Photonics, waaruit onder andere bedrijven als Lionix zijn ontstaan. De uitdaging qua kosten bij dit soort chips die werken met licht in plaats van elektronen is niet de fabricage van de chips zelf maar het integreren in (elektronische) systemen. Ook ervoor zorgen is dat je met fibers kan inkoppelen in de chips is iets wat erg veel werk kost, het uitlijnen gebeurt nu namelijk grotendeels handmatig door dure PhD'ers of researchers. Ik werk zelf regelmatig met dergelijke chips en in een lab opstelling kan dat uitlijnen in extreme gevallen zelfs een uur duren! Dat daar nu deze oplossing voor is, is dan zeker een stap in de goede richting en alleen feasible omdat deze de techniek de kosten laag houdt. Bij electronics zorgde betaalbaarheid en schaalbaarheid voor de doorbraak van die industrie. Hopelijk hier ook

[Morress]

want het concept van onderdelen nauwkeurig plaatsen is ondertussen al ouder dan de meeste straatstenen

Concept...
En appels en peren.
Het is niet alsof deze gasten hebben liggen slapen en ineena hebben bedacht hoe dit moet. Hier zit oneindig veel kennis en inzet in, al dan niet direct.

[dasiro]

in het filmpje zie ik de grote vernieuwing niet: lijm aanbrengen, guidance tot op het exacte punt en vastzetten zijn ook in de traditionele chipproductie technieken die al lang gebruikt worden.

[gjmi]

Er zal vast wel iets anders aan zijn, wat niet meteen duidelijk is. Anders zou het inderdaad stom zijn om niet even verder te kijken naar wat er nog meer voor machines er zijn in de wereld.

[laptopleon]

Ja, ik had iets spannders verwacht dan dit

[Conjacq]

Als ik naar het filmpje kijk, dan maakt de machine eerst rustige bewegingen en op het laatst een brute bewegingen (bijv. het oppakken en neerleggen van de glasvezel). Ik had eerder verwacht dat hij steeds kleinere bewegingen maakt totdat hij bij zijn doel is. Waarom doet de machine dit?

[Reactie gewijzigd door Conjacq op 22 juli 2024 20:51]

[BartOtten]

De gebruikte lijm is van het type FFG, wat staat voor FearFul Glue. Dit type lijm verhardt bij de minste en geringste dreiging van penetratie. Wat je ziet is dat ze daarom eerst een 'schijnbeweging' maken en pas op het laatste moment de vezel in de lijm penetreren. Zo kunnen ze maximaal gebruik maken van de eigenschappen van FFG en zit de glasvezel direct vast.

edit: typo's

[Reactie gewijzigd door BartOtten op 22 juli 2024 20:51]

[altan]

Goeie grap rechtstreeks uit Harry Potter.

In werkelijkheid is het waarschijnlijk UV cured epoxy adhesive. Bijvoorbeeld deze: https://www.azooptics.com/Article.aspx?ArticleID=276

[The_Curly]

FFG heb ik ook nog nooit van gehoord na 11 jaar in de electronics dispensing markt, UV-curable is inderdaad aannemelijker. Bij optische toepassingen wordt vaak gebruik gemaakt van lijmen van Delo. Een alternatief is een optische 2-componenten silicone maar hiervoor zijn andere ventielen nodig.

[BartOtten]

Spotlight: 1
Informatief: 6
Off-topic / Irrelevant :10

Sorry mensen, FGG bestaat niet.

[gjmi]

Als dat gebruikt word. zou er dan geen kans zijn dat de lijm uithard bij het verlaten van de spuit?

[Verwijderd]

Onder andere voor 5g en datacenters kunnen fotonicachips een belangrijke rol gaan spelen

Het lijkt me stug dat deze chips nog iets voor 5g kunnen gaan betekenen aangezien de 5g specificatie al is afgerond en wordt uitgerold, terwijl deze chips nog nauwelijks in een laboratorium gemaakt kunnen worden.

[Marty007]

In die context zal dus de nieuwe generatie cpu en gpu ook nutteloos zijn voor de huidige games en servers en besturingssystemen.?

[Verwijderd]

Nee, ik bedoel dat tegen de tijd dat deze chips rendabel zijn we al met 6g/7g bezig zijn.

[Marty007]

Okay ik had je ietwat verkeerd opgevat dan.

Ik denk wel dat je wat snel de 5 al uitgefaseerd hebt. Het zal nog lange tijd na ebben en dan zijn die chips misschien al lang in gebruik

[janbaarda]

Dit is de techniek voor de toekomst! Ik hoop dat dit niet opgekocht wordt door een US tech gigant en Europa nog meer afhsnkelijk wordt van de POTUS grillen.

[The_Curly]

Het aanbrengen van de lijm kan ook nog wel wat sneller met een jet i.p.v. het xQR41 MicroDot ventiel. In productie kunnen ze dan nog de twee processen splitsen naar twee machines en dan gaat het al weer een heel stuk sneller!