Quy trình đóng gói thiết bị quang học

Apr 06, 2020 Để lại lời nhắn

Quang họcDevice (evice)Plục soátProcess (rocess)

 

Các công nghệ đóng gói của TOSA và ROSA chủ yếu bao gồm bao bì đồng trục TO-CAN, bao bì bướm, bao bì COB (ChipOnBoard) và bao bì BOX.

 

TOSA, ROSA và chip điện là ba phần có tỷ lệ chi phí cao nhất trong số các mô-đun quang học, chiếm lần lượt 35%, 23% và 18%. Các rào cản kỹ thuật trong TOSA và ROSA chủ yếu ở hai khía cạnh: chip quang học và công nghệ đóng gói.

 

Nói chung, ROSA được đóng gói với một splitter, một điốt quang (thay thế áp suất ánh sáng thành điện áp) và một bộ khuếch đại transimpedance (tín hiệu điện áp khuếch đại), và TOSA được đóng gói với một trình điều khiển laser, laser và multiplexer.

 

Các công nghệ đóng gói của TOSA và ROSA chủ yếu bao gồm:

1) Gói đồng trục TO-CAN;

2) Gói bướm;

3) COB (ChipOnBoard) gói;

4) Bao bì HỘP.

 

Gói đồng trục TO-CAN: Vỏ thường là hình trụ, vì kích thước nhỏ của nó, rất khó để xây dựng trong tủ lạnh, rất khó để tản nhiệt, và rất khó để sử dụng cho sản lượng điện cao ở dòng điện cao, vì vậy rất khó để sử dụng để truyền tải đường dài. Hiện nay, ứng dụng chính cũng là 2.5Gbit / s và 10Gbit / s truyền dẫn đường ngắn. Nhưng chi phí thấp và quá trình này rất đơn giản.

Optical Device Packaging Process 1 


Gói bướm: Vỏ thường là một song song hình chữ nhật, và cấu trúc và chức năng thực hiện thường phức tạp hơn. Nó có thể được trang bị tủ lạnh, tản nhiệt, khối cơ sở gốm, chip, thermistor, giám sát đèn nền, và có thể hỗ trợ các dây liên kết của tất cả các thành phần trên. Nhà ở có diện tích lớn và tản nhiệt tốt, và có thể được sử dụng để truyền tải ở tốc độ khác nhau và khoảng cách dài 80km.

Optical Device Packaging Process 2 



Bao bì COB có nghĩa là bao bì chip-on-board, và chip laser được tôn trọng với chất nền PCB, có thể đạt được thu nhỏ, trọng lượng nhẹ, độ tin cậy cao và chi phí thấp. Mô-đun quang học đơn kênh truyền thống 10Gb / s hoặc 25Gb / s sử dụng gói SFP để hàn chip điện và các thành phần thu phát quang học đóng gói TO cho bảng PCB để tạo thành mô-đun quang học. Đối với một mô-đun quang học 100Gb / s, khi sử dụng chip 25Gb / s, cần có 4 bộ thành phần. Nếu bao bì SFP được sử dụng, 4 lần không gian sẽ được yêu cầu. Bao bì COB có thể tích hợp chip TIA / LA, mảng laser và mảng thu trong một không gian nhỏ để đạt được thu nhỏ. Khó khăn kỹ thuật nằm ở độ chính xác định vị của bản vá chip quang học (ảnh hưởng đến hiệu ứng khớp nối quang học) và chất lượng liên kết (ảnh hưởng đến chất lượng tín hiệu và tốc độ lỗi bit).

Optical Device Packaging Process 3


Gói BOX là một gói bướm, được sử dụng cho gói song song đa kênh.

Optical Device Packaging Process 4 


Các mô-đun quang học 25G trở xuống chủ yếu sử dụng các gói TO hoặc bướm một kênh, với thiết bị xử lý và tự động hóa tiêu chuẩn và các rào cản kỹ thuật thấp. Tuy nhiên, đối với các mô-đun quang học tốc độ cao với tốc độ 40G trở lên, bị giới hạn bởi tốc độ của laser (chủ yếu là 25G), nó chủ yếu được thực hiện thông qua nhiều kênh song song. Ví dụ, 40G được thực hiện bởi 4 * 10G, và 100G được thực hiện bởi 4 * 25G. Bao bì của các mô-đun quang học tốc độ cao đưa ra các yêu cầu cao hơn cho các vấn đề tản nhiệt của thiết kế quang học song song, nhiễu điện từ tốc độ cao, giảm kích thước và tăng tiêu thụ điện năng. Với tốc độ ngày càng tăng của các mô-đun quang học, tốc độ truyền của một kênh đã phải đối mặt với một nút cổ chai. Trong tương lai, để 400G và 800G, thiết kế quang học song song sẽ ngày càng trở nên quan trọng hơn.