光器件的封裝工藝有TO56,COB等,高速光模塊100G40G采用的工藝是COB(chip onboard),首先是貼片,SMT貼片完成的pcb板放在光芯片貼片機(jī),蘸取銀獎然后貼芯片,貼片完后有目檢,觀察銀漿的量是否溢出等,然后貼電芯片,同樣的操作。
打線,打線是在Drver TIA和LD PIN 陣列之間以及DriverTIA和PCB之間打金線,常用打線機(jī)進(jìn)行,貼片和打線是至關(guān)重要的,打線需要滿足拉力測試,打線的長度也有一定的要求,過長過短都會影響實(shí)際的性能,例如靈敏度,發(fā)射眼圖,光模塊失效分析就有打線斷裂等因素。在實(shí)際的研發(fā)測試中,就專門包括延長打線進(jìn)行性能的測試。每個(gè)光芯片大概有三根線(陽極陰極地),加上電芯片的外圍打線,
通常有20-30根左右,這樣就要求打線機(jī)的精度。打線完仍然是目檢。
等離子清洗,放在等離子清洗機(jī)進(jìn)行清洗,通常是去掉芯片的雜物等
耦合,耦合是將lens固定在pcb板上,使得VCSEL垂直發(fā)出的光能通過透鏡反射平行發(fā)射,耦合步驟至關(guān)重要,lens歪了或者是UV膠涂的不合理都會導(dǎo)致發(fā)射光功率和靈敏度的變化和差異,特別是對于光芯片陣列來說,透鏡歪了導(dǎo)致各個(gè)通道靈敏度的差異甚是頭疼,經(jīng)透鏡反射的光經(jīng)過MT-MT光纖接口后再接入結(jié)構(gòu)件和MPO光纖連接。常見的有無源合和有源耦合,有源耦合即為給pcb上電,根據(jù)各個(gè)通道發(fā)射的光功率大小來確定lens的位置;無源合即為根據(jù)投影的位置來確定。
100G SR440G SR4VCSEL耦合是將lens用uv膠固定,其他的例如100G CWDM4則是用激光焊耦合,自動化耦合的機(jī)器根據(jù)光功率大小自動耦合到最佳位置,然后激光焊接固定即可。
在一系列工藝完成后進(jìn)行老化等,然后就是成品了,組裝上結(jié)構(gòu)件便可以使用。不過此時(shí)模塊固件沒有升級,各芯片寄存器表 A0 A2寫碼溫補(bǔ)等信息沒有導(dǎo)入,完成這些操作后就可以測試了。
光模塊的COB工藝,之前敘述工藝包括貼片 打線 耦合 老化等。耦合是在COC貼片和焊線并且導(dǎo)入相應(yīng)的固件后,進(jìn)行發(fā)射和接收耦合。耦合通常包括有源和無源,無源是根據(jù)投影的位置進(jìn)行固定lens等,有源是給PCBA上電后根據(jù)其發(fā)出來的光功率大小來進(jìn)行耦合,
100G SR440G SR4激光器種類是VCSEL,垂直腔面發(fā)光,在貼好光電芯片和芯片之間打線后將lens貼在上面,上電后根據(jù)發(fā)出的光功率大小調(diào)整三維耦合臺的位置,也就是lens的位置,當(dāng)每個(gè)通道光功率都滿足要求且較穩(wěn)定后用黑膠固定lens。一般這種都是手動耦合。手動來調(diào)節(jié)lens的位置,比較考驗(yàn)操作技巧,例如通道光功率變大,則是lens歪斜等。
100G CWDM440G PSM4是DFB(分布反饋式)激光器,水平發(fā)光,所以一般的工藝不是把光芯片貼在PCB上,只將電芯片和PINARRAY貼在PCB上,DFB陣列另外貼在一個(gè)底座上,并把這個(gè)底座和PCB用黑膠 uv膠連接固定,打線,然后裝下套隔離器進(jìn)行TX耦合,RX耦合則可以選擇在手動耦合臺上外接光源進(jìn)行手動耦合。
耦合激光焊主要是發(fā)射耦合,將下套和隔離器連接位置焊接,還有TX底座和下套焊接,使其固定。在耦合時(shí)是自動進(jìn)行的,自動選擇最大的光功率選擇最好的隔離器的位置。
激光焊步驟:
將PCBA固定在儀器的夾具上并且上電,在外接的光纖上套上下套,點(diǎn)擊選擇通道后執(zhí)行,則自動開始進(jìn)行4D耦合,XYZ三維加上上下翻轉(zhuǎn)維度。耦合完找到最大的光功率位置后,進(jìn)行穿透激光焊,選擇切線位置焊接即可,焊接完后會再次平面耦合,然后進(jìn)行底焊,注意如果下套和底座縫隙太大以至于焊接的熔點(diǎn)范圍不能完全覆蓋的話,焊接會失敗,此時(shí)需要將下套往下平移一點(diǎn),底焊后如果焊接不牢固,或者某個(gè)方位的焊點(diǎn)不牢固歪斜,會導(dǎo)致光功率的偏小和不穩(wěn)定,此時(shí)需要補(bǔ)焊,補(bǔ)焊則是手動撥動下套觀察光功率大小,往哪個(gè)方向撥動光功率大則在對應(yīng)的方位進(jìn)行補(bǔ)焊。補(bǔ)焊需要操作和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
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