El proyecto PICEO:
Los circuitos fotónicos integrados (PIC)- Photonic Integrated Circuits juegan un papel clave en casi cualquier actividad. Estos componentes son más conocidos como LEDs, fibra óptica, etc. Su impacto económico es enorme ya que están presentes en la industria, la salud, el transporte, la iluminación y muchas mtras aplicaciones. Uno de los elementos más importantes del proceso de fabricación de los PIC es la encapsulación. Su función es proteger a los elementos activos, habilitar la conectividad, disipar el calor y deben facilitar los procedimientos de operación e Instalación. La importancia de la encapsulación es clave ya que sus costes representen aproximadamente el 60% del coste final del componente.

En la actualidad, la encapsulación de circuitos fotónicos integrados se realiza mediante la inyección de plástico termoestable por su facilidad de uso y fiabilidad en el proceso de fabricación. El principal inconveniente es el largo tiempo de procesado de la etapa de curado del plástico termoestable y su fuerte influencia en el coste final del componente.

Hace unos años, el CD6 inició una línea de investigación para mejorar los procesos de fabricación de componentes ópticos, incluidos los PIC. El pasado mes de septiembre se iniciaron los actividades del proyecto "Micro-inyección Machine for Photonic Integrated Circuits encapsulation with optical performance using thermoplastic materials" con el soporte del programa PRODUCTE de la AGAUR (2016 PROD 00064), con el objetivo de desarrollar una nueva metodología para la fabricacion de PICs con elementos ópticos incrustados. Esta metodología crea dos ventajas competitivas principales:

• Simplifica el proceso de fabricación ya que es realiza en un solo paso, es totalmente automatizado y más económico. Se estima que este proceso aportará una reducción del 50% del coste de la encapsulación.

• Mejora el rendimiento final del producto (mejor eficiencia óptica)

La metodología abarca la cadena de valor completa del proceso de fabricación, partiendo del diseño de componentes, el uso de un nuevo proceso de modelado industrial con termoplásticos, y finaliza con una fase de verificación de componentes.

La prueba del concepto a nivel de fabricación de componentes ya se ha logrado con éxito (TRL 3). El objetivo actual es validar la tecnología de fabricación desarrollando un prototipo preindustrial que permita también la homologación de marcado CE (TRL 5 y 6).

Retos a superar:
Casi todos los dispositivos PIC dependen de un sistema óptico para tener la funcionalidad adecuada. Estos sistemas ópticos pueden ser muy precisos y complejos tratando de mejorar el comportamiento del dispositivo, pero actualmente su rendimiento es limitado debido a la precisión y la tolerancia de la fabricación. Como se resaltó anteriormente, para mejorar esta tecnología en cuanto a costes y características, hay tres puntos clave en el proceso de encapsulación del PIC que se debe hacer frente para superar las limitaciones actuales. Estos puntos son:

• Automatización para la disminución de los errores de posicionamiento de la correspondiente óptica primaria
• Validación en línea de componentes
• Coste del proceso de cuidados y logística asociada


Estrategia RIS3CAT:
El proyecto está fuertemente alineado con la estrategia de RIS3CAT dentro del ámbito de los Sistemas Industriales y teniendo en cuenta las tecnologías facilitadoras clave (KET) de fabricación avanzada y fotónica. El desarrollo de la propuesta permitirá generar una instalación industrial avanzada en Catalunya para productos de alto valor añadido y con un gran potencial de crecimiento como son los PICs en el caso de la fotónica. Gracias a las ventajas que ofrece el proceso, será posible crear tecnología propietaria capaz de competir con empresas asiáticas mediante la automatización y la producción a costes reducidos.


Soporte:
El proyecto Picea ha recibido una subvención de la AGAUR (Agencia de Universidades e Investigación de la Generalitat de Catalunya) a través de su programa PRODUCTE (2016 PROD 00064). Este programa apoya las fases centradas en la obtención de prototipos, valorización y transferencia de los resultados de la investigación creada por equipos de investigación en Catalunya.