Modüller nasıl üretilir ve test edilir · Modülün içi: lazerler ve alıcılar · Optik alıcı-vericiler ve kablolar · Belgeler · CodingBox
CodingBox Belgeler

Modüller nasıl üretilir ve test edilir

Bir alıcı-vericinin veri sayfası, 70 °C’de yirmi yıl, bir nanometre içinde bir dalga boyu ve gerçek değerin 2 dB içinde bir DDM Tx vadeder. Bunu gerçekten sağlayıp sağlamadığı, alıcının hiç görmediği bir fabrika sürecine bağlıdır: yonga taraması, mikron altı hizalama, bir test istasyonunda kalibrasyon, burn-in ve daha sonra tezgâhta okuyacağınız kimlik bilgilerini yazan son bir kodlama adımı. Bu süreci bilmek, iyi modüllerin neden bu kadar pahalıya mal olduğunu, ucuz olanların neden sıcaklık uçlarında arızalandığını ve “kalibrasyon sabitleri” ile “kodlama”nın fiziksel olarak ne anlama geldiğini açıklar.

Waferden modüle

lazer / PD waferleri ──► yonga testi ve taraması ──► TOSA / ROSA montajı ──► OSA testi
                                                                             │
PCB montajı (SMT: sürücü, TIA, MCU, DSP, EEPROM) ──► kart testi ────────────┤
                                                                             ▼
                              modül montajı ──► kalibrasyon ve ayarlama ──► burn-in ──► son test ──► kodlama ve etiketleme ──► KG numunesi ──► sevkiyat

Yongalar

AdımNe olurNeden önemli
Wafer büyütmeMOCVD ile InP tabanlı lazerler ve PD’ler (1310/1550 nm); GaAs VCSEL’ler; SiPh için Si/Ge fotodiyotlarmalzeme dalga boyunu ve hızı belirler — Lazerler
Yonga prob testiLIV eğrisi (ışık - akım - gerilim): eşik, eğim verimi, seri direnç; spektrum: merkez dalga boyu, yan mod bastırma (SMSR)spesifikasyon dışı yongalar reddedilir; LIV verisi APC hedefinin temelini oluşturur
Yonga burn-in’ierken arızaları ayıklamak için lazerler yüksek sıcaklık ve akımda yaşlandırılır (örn. 85 °C’de onlarca ila yüzlerce saat)bias’ı birkaç yüzdeden fazla kayan bir lazer elenir
Sınıflandırmayongalar dalga boyuna (CWDM/LAN-WDM kanalları için) ve güce göre sıralanırbazı kanalların neden kıt olduğunun nedeni

Optik alt montaj

Bir alt taşıyıcı üzerinde yonga montajı, tel bağlama, ardından fiyatı belirleyen adım: aktif hizalama — lazer güçlendirilmiş hâldeyken, bağlanan gücü en üst düzeye çıkarmak için bir lens ve/veya bir fiber parçası mikron altı adımlarla hareket ettirilir, ardından lazer kaynağıyla veya UV epoksiyle sabitlenir. Hermetik paketler kapak kaynağıyla kapatılır ve sızıntı testinden geçirilir; tamamlanmış OSA, gönderim gücü, sönüm oranı, göz şekli ve alıcılarda ayrıca yanıt duyarlılığı ile hassasiyet açısından ölçülür (Optik paketleme). COB motorları bunun yerine, kalıplanmış bir lens dizisinin altında çıplak yongaların pick-and-place ile yerleştirilmesini kullanır (Chip-on-board).

Kalibrasyon ve ayarlama

Bir sıcaklık kabini, bir optik güç ölçer, bir BER test cihazı ve bir referans alıcı içeren bir test istasyonunda, ürün yazılımına ham sayılarının ne anlama geldiği öğretilir:

Kalibre edilen ögeYöntemNerede saklanır
Tx güç monitörübirkaç ayarda bir güç ölçerle gerçek gönderim gücü ölçülür; monitör PD okuması dBm’ye eşlenirdahili kalibrasyon: ürün yazılımı tabloları; harici kalibrasyon: A2h Tx_PWR eğim/ofset
APC hedefigönderim gücü 25 °C’de belirtilen değere ulaşana kadar bias ayarlanır; hedef kaydedilirürün yazılımı
Modülasyon akımı / DSP ayarları — sıcaklığa göregöz ve sönüm oranı düşük, oda ve yüksek sıcaklıkta optimize edilir (“3 sıcaklık” testi); arama tabloları yazılırürün yazılımı
Rx güç monitörümodülün dalga boyunda kalibre edilmiş ışık birkaç seviyede enjekte edilir; foto akım dBm’ye eşlenirdahili: ürün yazılımı; harici: A2h Rx_PWR(4..0) polinomu
Sıcaklık sensörükabin referansına göreeğim/ofset
Vcc, bias ADC’sihassas bir kaynağa göreeğim/ofset
Eşikleralarm/uyarı sınırları tasarıma göre yazılırA2h 0–39 / QSFP sayfa 03h / CMIS sayfa 02h
Dalga boyu (DWDM, LR4)kanal ızgaraya oturana kadar TEC ayar noktası inceltilir; kilitleyici kalibre edilirürün yazılımı

±2–3 dB’lik DDM doğruluğu buradan gelir — ve yalnızca oda sıcaklığında kalibre edilen bir modülün 65 °C’de neden yanlış okuduğunun nedeni de budur (Doğruluk ve sınırlar, Kalibrasyon).

Bir modülün geçmesi gereken testler

TestÖlçtüğüStandart / metrik
Göz diyagramı / maske karşılaştırması (NRZ)yükselme/düşme, jitter, aşma, sönüm oranıPMD için IEEE 802.3 / FC maskesi
TDECQ (PAM4)bir referans eşitleyiciden sonra göz kapanmasıIEEE 802.3 Madde 121+
OMA ve ortalama güçspesifikasyon penceresinde gönderim gücüPMD tablosu
Sönüm oranı1 seviyesinin 0 seviyesine oranıPMD’ye göre ≥ 3,5–9 dB
Dalga boyu, SMSR, spektral genişlikkanal içinde merkez λ; tek modlu saflıkoptik spektrum analizörü
RIN, chirplazer gürültüsü ve dalga boyu dalgalanmasıuzun erişimli PMD’ler
Hassasiyet / zorlanmış hassasiyetbir zayıflatıcıyla giriş gücüne göre BER, en kötü durum dalga formuBER test cihazı (BERT), 10⁻¹² veya FEC öncesi hedef
Dispersiyon cezasımaksimum fiber uzunluğunda veya emülatörde BERuzun erişimli PMD’ler
Üç sıcaklıklı işlevsel testyukarıdakilerin tümü −5/25/70 °C’de (veya anma aralığında)gerçek modülleri yalnızca oda sıcaklığında test edilenlerden ayırır
Güç tüketimi, ani akımgüç sınıfına göreSFF-8431 / QSFP-DD donanım spesifikasyonları
İki telli ve DDM kontrolübellek haritası okunabilir, değerler mantıklı, bayraklar çalışıyorSFF-8472 / SFF-8636 / CMIS
Mekaniktakma kuvveti, mandal, kafes EMI’si, konektör dayanımıSFF donanım spesifikasyonları

Tasarımın (her birimin değil) yeterlilik testi Telcordia GR-468-CORE standardını izler: sıcaklık döngüsü, nemli ısı, mekanik şok ve titreşim, veri sayfasının daha sonra belirttiği ömrü öngörmek için bir numune üzerinde hızlandırılmış yaşlandırma.

Burn-in ve tarama

Tamamlanmış modüller, trafik altında yüksek sıcaklıkta saatlerce ila günlerce çalıştırılır; DDM kaydedilir; bias’ı, gücü veya hataları kayan birimler ayıklanır. Bu adım pahalıdır ve düşük maliyetli üreticilerin ilk atladığı şeydir — ucuz optiklerin saha arıza istatistiklerinin bir yıl boyunca iyi görünüp sonra sıçramasının nedeni budur (Arızalar).

Kodlama: son adım

Kimlik bilgileri ancak şimdi yazılır: satıcı adı, parça numarası, seri numarası, tarih kodu, uyumluluk kodları, uzunluklar, dalga boyu, seçenekler, sağlama toplamları — ya üreticinin kendi bilgileri ya da partinin üretildiği müşterinin markası. Sözleşmeli üreticiler tek bir fiziksel modül üretir ve onu birçok isim altında kodlar; OEM markalı modüller satıcı alanında satıcı imzaları alır. Bu, CodingBox’ın tezgâhta gerçekleştirdiği aynı işlemdir (EEPROM yeniden kodlama, Satıcı alanları) — fabrika bunu yalnızca kalibrasyon verileri zaten yerindeyken yapar.

Sınıfları ayıran nedir

UygulamaTam sınıf üreticiDüşük maliyetli üretici
Yonga taraması ve burn-inevetbazen
Aktif hizalama kalitesi±0,5 µm, kaynaklıepoksili, daha geniş tolerans
Kalibrasyonmodül başına 3 sıcaklıkoda sıcaklığında veya parti başına
DDM Txölçülürbazen sabit bir değer (DDM seviyeleri)
İzolatör1310/1550’de varbazen atlanır
Modül burn-in’ievetnadiren
Anma sıcaklık aralığında testevetçoğunlukla hayır
İzlenebilirlikseri numarasına bağlı test kayıtlarıyok

Bunların hiçbiri kimlik baytlarında görünmez; sıcaklığa bağlı DDM davranışında ve bir yıl sonraki arıza oranlarında kendini gösterir.

CodingBox’ta

Tezgâhta gelen malzeme kontrolü, fabrikanın son testinin küçük bir bölümünü tekrarlar: kimlik bilgilerini ve sağlama toplamlarını okumak, DDM değerlerinin canlı ve tipik değerlere göre makul olduğunu doğrulamak, temel değerleri code database içine kaydetmek. Birimleri arasında Tx gücü veya bias’ı birebir aynı olan, ya da sıcaklığı hiç değişmeyen bir parti, geçtiğini iddia ettiği fabrika adımında aslında başarısız olmuştur.


Bu materyalde bir yanlışlık veya hata bulursanız ilgili bölümü seçin ve Ctrl+Enter tuşlarına basarak .