1. 引言

工業(yè)傳感器向“光學-電學一體化”升級，光學PCB波導嵌入式設(shè)計需與MEMS（微機電系統(tǒng)）工藝兼容——行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，因波導嵌入工藝與MEMS制程沖突（如溫度、化學兼容性），傳感器模組良率常低于80%，某工業(yè)傳感器廠商曾因波導固化溫度過高，導致MEMS芯片失效，批量報廢損失超300萬元。工業(yè)光學PCB需符合**IPC-2226第8.1條款**與**ISO 12706（工業(yè)傳感器標準）** ，波導工藝需適配MEMS制程溫度（≤150℃）。捷配累計交付50萬+片工業(yè)傳感器光學PCB，與MEMS工藝兼容良率超98%，本文拆解波導嵌入式工藝兼容要點、MEMS適配方案及驗證方法，助力工業(yè)傳感器企業(yè)解決工藝沖突難題。

2. 核心技術(shù)解析

3. 實操方案

3.1 波導工藝兼容設(shè)計（操作要點 + 數(shù)據(jù)標準 + 工具 / 材料）

1. 低溫工藝選型：波導嵌入全程溫度≤140℃—— 采用三菱低溫 PMMA 波導，注塑成型溫度 180℃（提前完成，不與 MEMS 共線）；粘接用漢高 Loctite 352 膠，固化參數(shù) “100℃/30min”，固化后膠層收縮率≤0.5%，用溫度記錄儀（JPE-Temp-Rec 400）監(jiān)控工藝溫度，偏差 ±2℃；
2. 無腐蝕清洗：波導嵌入前，PCB 基板用異丙醇（IPA）+ 去離子水（體積比 1:1）超聲清洗（功率 300W，時間 5min），清洗后基板表面電阻率≥10¹²Ω?cm（用高阻計 JPE-HR-300 測試），避免殘留離子損傷 MEMS；
3. 尺寸精度控制：波導嵌入槽用 CNC 精銑（捷配 JPE-CNC-900，定位精度 ±1μm），槽深偏差≤±0.01mm，嵌入波導后用激光測厚儀（JPE-Laser-Thick 500）測試 PCB 整體厚度，偏差 ±0.02mm，符合IPC-2226 第 5.3 條款。

3.2 MEMS 適配集成（操作要點 + 數(shù)據(jù)標準 + 工具 / 材料）

1. 貼裝定位：MEMS 芯片貼裝區(qū)域需避開波導嵌入槽（間距≥2mm），避免應(yīng)力疊加，貼裝用捷配高精度貼片機（JPE-Mounter-800，定位精度 ±5μm），貼裝壓力控制在 50g±10g，防止壓傷 MEMS 薄膜結(jié)構(gòu)；
2. 共面性測試：MEMS 貼裝后，用共面度測試儀（JPE-Coplan 300）測試元件與 PCB 的共面度，需≤3μm，避免焊接時焊錫量不均導致短路，按IPC-A-610G Class 2 標準，共面度超 5μm 需返修；
3. 兼容性驗證：每批次抽取 10 片 PCB，完成波導嵌入 + MEMS 貼裝后，測試 MEMS 性能（如光學傳感器靈敏度、線性度），性能衰減需≤5%，符合ISO 12706 標準，不合格品追溯工藝參數(shù)。