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TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種

發布時間:2022-02-24

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TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種


目前光纖通信已來到5G時代,而5G對于光器件的要求也越來越高,體積小,集成度高,速率高,功耗低,針對5G前傳、中傳和回傳主要常用的器件速率有25G、50G、100G、200G以及400G光器件,其中25G和100G光器件是應用最為廣泛的5G通信器件,激光焊錫工藝的加工應用成熟。

TOSA、ROSA和電芯片是光模塊中成本比重最高的三個部分,分別占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技術壁壘主要在于兩方面:光芯片和封裝技術。下面由紫宸激光給介紹一下光器件封裝工藝:

一般ROSA中封裝有分光器、光電二極管(將光壓裝換成電壓)和跨阻放大器(放大電壓信號),TOSA中封裝有激光驅動器、激光器和復用器。

TOSA、ROSA的封裝工藝主要有以下幾種:

1)TO-CAN同軸封裝;

2)蝶形封裝;

3)COB(ChipOnBoard)封裝;

4)BOX封裝。

TO-CAN同軸封裝:殼體通常為圓柱形,因為其體積小,難以內置制冷,散熱困難,難以用于大電流下的高功率輸出,故而難以用于長距離傳輸。目前蕞主要的用途還在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距離傳輸。但成本低廉,工藝簡單。

TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種



蝶形封裝:殼體通常為長方體,結構及實現功能通常比較復雜,可以內置制冷器、熱沉、陶瓷基塊、芯片、熱敏電阻、背光監控,并且可以支持所有以上部件的鍵合引線,殼體面積大,散熱好,可以用于各種速率及80km長距離傳輸。

TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種



COB封裝即板上芯片封裝,將激光芯片粘附在PCB基板上,可以做到小型化、輕型化、高可靠、低成本。傳統的單路10Gb/s或25Gb/s速率的光模塊采用SFP封裝將電芯片和TO封裝的光收發組件焊接到PCB板上組成光模塊。而100Gb/s光模塊,在采用25Gb/s芯片時,需要4組組件,若采用SFP封裝,將需要4倍空間。COB封裝可以將TIA/LA芯片、激光陣列和接收器陣列集成封裝在一個小空間內,以實現小型化。技術難點在于對光芯片貼片的定位精度(影響光耦合效果)和打線質量(影響信號質量、誤碼率)。

TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種



BOX封裝屬于蝶形封裝,用于多通道并行封裝。

TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種



25G及以下速率光模塊多采用單通道TO或蝶形封裝,有標準的制程和自動化設備,技術壁壘低。但對于40G及以上速率的高速光模塊,受激光器速率限制(多為25G),主要通過多通道并行實現,如40G由4*10G實現,而100G則由4*25G實現。高速光模塊的封裝對并行光學設計、高速率電磁干擾、體積縮小、功耗增加下的散熱問題提出了更高的要求。隨著光模塊速率越來越高,單通道的波特率已經面臨瓶頸,未來到400G、800G,并行光學設計會越來越重要。

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