基于断裂机理的板级电路光纤埋入结构设计.pdf

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1、第52卷第9期机械工程学报Vol.52No.92016年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2016DOI：10.3901/JME.2016.09.158*基于断裂机理的板级电路光纤埋入结构设计122成磊周德俭吴兆华(1.西安电子科技大学机电工程学院西安710071；2.桂林电子科技大学机电工程学院桂林541004)摘要：板级光电互联中，光纤埋入结构的设计既要保证光路地对准，又要保证光纤在层压工艺过程中不被破坏，这大大增加了PCB制造的难度。针对光纤埋入工艺过程中可能出现的问题进行分析研究，设计一种新的光纤埋入结构。对光纤埋入工艺与光纤断裂机理

2、进行理论分析；基于有限元理论建立光纤埋入结构的仿真模型，对光纤埋入工艺进行数值模拟分析。结果表明，填充环氧树脂胶可降低层压过程中光纤所受最大应力，并且刻槽形状对光纤所受最大应力也有影响。设计一种新的槽型结构并对它进行了光纤埋入过程中的应力分析，研究光纤所受最大应力与槽底角度和侧壁间距的关系，并结合工程实际，分析了光纤尺寸公差和划片机加工精度对其应力的影响。研究表明，该板级电路光纤埋入结构设计在保证光路对准的基础上，制造过程中光纤所受的最大应力明显降低，具有较好的可加工性。关键词：光电互联；光纤埋入；工艺仿真；结构设计中图分类号：TN252DesignoftheOpticalFi

3、berEmbeddedStructureinPCB-LevelCircuitBasedontheFractureMechanism122CHENGLeiZHOUDejianWUZhaohua(1.SchoolofMechano-ElectronicEngineering,XidianUniversity,Xi’an710071;2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,GuilinUniversityofElectronicTechnology,Guilin541004)Abstract：Thedesignsoftheoptica

4、lfiberembeddedstructureinPCB-levelcircuitnotonlyneedsopticallinkalignment,butalsoensurethatfiberisnotdamagedintheprocessoflaminatingprocess.ItincreasesthedifficultytoPCBmanufacturing.Sotheproblemswhichmaytakeplaceduringthemanufacturingprocessanddesignanewkindofopticalfiberembeddedstructureis

5、studied.Opticalfiberembeddedprocessisintroducedandopticalfiberfracturemechanismisanalyzedintheory.Thesimulationmodeloftheopticalfiberembeddedstructurebasedonthefiniteelementtheoryisestablishedandtheopticalfiberembeddedprocesswasanalyzedbynumericalsimulation.Theresultsindicatethatthemaximumst

6、ressinthelaminationprocesscanbereducedbyfillingwithepoxyglueandthegrooveshapesalsohaveinfluenceonthemaximumstress.Anoriginalgroovetypetopologystructureisdesigned.Thestressconditionisanalyzedwhenopticalfiberembeddingthegroovestructureanddiscussedtherelationshipbetweenthemaximumstressonoptical

7、fiberandtheangleinthebottomofthegroove,alsothedistanceopticalfibertothegroovewall.Combinedwithpracticalengineering,theinfluenceisresearchedwhichtothestresscausedbyfibersizetoleranceandscribingmachiningprecision.Itshowsthatthedesignoftheopticalfiber