基于焊點(diǎn)形態(tài)的光互連模塊熱循環(huán)與隨機(jī)振動(dòng)加載條件下對(duì)準(zhǔn)偏移研究.pdf

1、密級(jí)桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目題目基于焊點(diǎn)形態(tài)的光互連模塊熱循環(huán)與隨機(jī)振動(dòng)加載條件下對(duì)準(zhǔn)偏移研究（英文）（英文）ResearchofOpticalInterconnectModuleAlignmentOffsetCouplingEfficiencyunderThermalCyclingRomVibrationLoadBasedonSolderJointShape研究生學(xué)號(hào):112011223研究生姓名:吳松指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教

2、師姓名、職務(wù):黃春躍教授申請(qǐng)學(xué)位門類:工學(xué)學(xué)科、專學(xué)科、專業(yè)名稱:機(jī)械電子工程提交論文日期:2014年04月論文答辯日期:2014年06月摘要I摘要本文通過有限元仿真分析，研究了板級(jí)波導(dǎo)光互連模塊在熱循環(huán)條件下、隨機(jī)振動(dòng)條件下的關(guān)鍵位置對(duì)準(zhǔn)偏移，以及對(duì)準(zhǔn)偏移對(duì)耦合效率的影響規(guī)律。首先，運(yùn)用有限元軟件ANSYS建立了板級(jí)光互連模塊的有限元分析模型，分析了光互連模塊在熱循環(huán)加載條件下垂直腔面發(fā)射激光器（VerticalCavitySurfa

3、ceEmittingLaserVCSEL）與耦合元件間的對(duì)準(zhǔn)偏移。研究結(jié)果表明：在熱循環(huán)加載條件下，光互連模塊中VCSEL與耦合元件間會(huì)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)偏移并且偏移量會(huì)隨著溫度改變而改變；在一個(gè)循環(huán)周期中，低溫保溫結(jié)束時(shí)期溫度偏移最大；光互連模塊的12路光通道中，位于光通道外側(cè)的VCSEL與耦合元件的對(duì)準(zhǔn)偏移明顯比中間通道的偏移值大；對(duì)準(zhǔn)偏移數(shù)據(jù)的方差分析表明：VCSEL焊點(diǎn)高度對(duì)對(duì)準(zhǔn)偏移有顯著性影響，VCSEL焊點(diǎn)體積、陶瓷基板焊點(diǎn)高度和陶瓷

4、基板焊點(diǎn)體積對(duì)對(duì)準(zhǔn)偏移無顯著影響；四個(gè)因素的顯著性排序由大到小依次為：VCSEL焊點(diǎn)高度，其次是陶瓷基板焊點(diǎn)高度，再次是VCSEL焊點(diǎn)體積，最后是陶瓷基板焊點(diǎn)體積；顯著因素的單因子分析表明隨著VCSEL焊點(diǎn)高度的增加，VCSEL與耦合元件的對(duì)準(zhǔn)偏移越來越大。然后，對(duì)光互連模塊有限元模型在隨機(jī)振動(dòng)加載條件下進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)分析。研究結(jié)果表明：在隨機(jī)振動(dòng)加載條件下，板級(jí)光互連模塊中VCSEL與耦合元件間會(huì)產(chǎn)生對(duì)準(zhǔn)偏移。對(duì)對(duì)準(zhǔn)偏移數(shù)據(jù)的方差分

5、析表明：陶瓷基板焊點(diǎn)高度與VCSEL焊點(diǎn)高度對(duì)VCSEL與耦合元件的對(duì)準(zhǔn)偏移有高度顯著性影響，陶瓷基板焊點(diǎn)體積對(duì)對(duì)準(zhǔn)偏移有顯著性影響，VCSEL焊點(diǎn)體積對(duì)對(duì)準(zhǔn)偏移無顯著影響；對(duì)影響VCSEL與耦合元件對(duì)準(zhǔn)偏移高度顯著的因子做單因子分析表明：在所選擇的高度范圍內(nèi)，隨著陶瓷基板焊點(diǎn)高度的增加VCSEL與耦合元件的對(duì)準(zhǔn)偏移越來越大，隨著VCSEL焊點(diǎn)高度的增加對(duì)準(zhǔn)偏移也越來越大。最后，通過計(jì)算偏移過程中VCSEL聚焦在耦合元件光纖端面的聚焦光