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
| Adım | Ne olur | Neden önemli |
|---|---|---|
| Wafer büyütme | MOCVD ile InP tabanlı lazerler ve PD’ler (1310/1550 nm); GaAs VCSEL’ler; SiPh için Si/Ge fotodiyotlar | malzeme dalga boyunu ve hızı belirler — Lazerler |
| Yonga prob testi | LIV 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’i | erken 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 |
| Sınıflandırma | yongalar dalga boyuna (CWDM/LAN-WDM kanalları için) ve güce göre sıralanır | bazı 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 öge | Yöntem | Nerede saklanır |
|---|---|---|
| Tx güç monitörü | birkaç ayarda bir güç ölçerle gerçek gönderim gücü ölçülür; monitör PD okuması dBm’ye eşlenir | dahili kalibrasyon: ürün yazılımı tabloları; harici kalibrasyon: A2h Tx_PWR eğim/ofset |
| APC hedefi | gönderim gücü 25 °C’de belirtilen değere ulaşana kadar bias ayarlanır; hedef kaydedilir | ürün yazılımı |
| Modülasyon akımı / DSP ayarları — sıcaklığa göre | göz ve sönüm oranı düşük, oda ve yüksek sıcaklıkta optimize edilir (“3 sıcaklık” testi); arama tabloları yazılır | ürün yazılımı |
| Rx güç monitörü | modülün dalga boyunda kalibre edilmiş ışık birkaç seviyede enjekte edilir; foto akım dBm’ye eşlenir | dahili: ürün yazılımı; harici: A2h Rx_PWR(4..0) polinomu |
| Sıcaklık sensörü | kabin referansına göre | eğim/ofset |
| Vcc, bias ADC’si | hassas bir kaynağa göre | eğim/ofset |
| Eşikler | alarm/uyarı sınırları tasarıma göre yazılır | A2h 0–39 / QSFP sayfa 03h / CMIS sayfa 02h |
| Dalga boyu (DWDM, LR4) | kanal ızgaraya oturana kadar TEC ayar noktası inceltilir; kilitleyici kalibre edilir | ürün 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
| Test | Ölçtüğü | Standart / metrik |
|---|---|---|
| Göz diyagramı / maske karşılaştırması (NRZ) | yükselme/düşme, jitter, aşma, sönüm oranı | PMD için IEEE 802.3 / FC maskesi |
| TDECQ (PAM4) | bir referans eşitleyiciden sonra göz kapanması | IEEE 802.3 Madde 121+ |
| OMA ve ortalama güç | spesifikasyon penceresinde gönderim gücü | PMD tablosu |
| Sönüm oranı | 1 seviyesinin 0 seviyesine oranı | PMD’ye göre ≥ 3,5–9 dB |
| Dalga boyu, SMSR, spektral genişlik | kanal içinde merkez λ; tek modlu saflık | optik spektrum analizörü |
| RIN, chirp | lazer gürültüsü ve dalga boyu dalgalanması | uzun erişimli PMD’ler |
| Hassasiyet / zorlanmış hassasiyet | bir zayıflatıcıyla giriş gücüne göre BER, en kötü durum dalga formu | BER test cihazı (BERT), 10⁻¹² veya FEC öncesi hedef |
| Dispersiyon cezası | maksimum fiber uzunluğunda veya emülatörde BER | uzun erişimli PMD’ler |
| Üç sıcaklıklı işlevsel test | yukarıdakilerin tümü −5/25/70 °C’de (veya anma aralığında) | gerçek modülleri yalnızca oda sıcaklığında test edilenlerden ayırır |
| Güç tüketimi, ani akım | güç sınıfına göre | SFF-8431 / QSFP-DD donanım spesifikasyonları |
| İki telli ve DDM kontrolü | bellek haritası okunabilir, değerler mantıklı, bayraklar çalışıyor | SFF-8472 / SFF-8636 / CMIS |
| Mekanik | takma kuvveti, mandal, kafes EMI’si, konektör dayanımı | SFF 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
| Uygulama | Tam sınıf üretici | Düşük maliyetli üretici |
|---|---|---|
| Yonga taraması ve burn-in | evet | bazen |
| Aktif hizalama kalitesi | ±0,5 µm, kaynaklı | epoksili, daha geniş tolerans |
| Kalibrasyon | modül başına 3 sıcaklık | oda sıcaklığında veya parti başına |
| DDM Tx | ölçülür | bazen sabit bir değer (DDM seviyeleri) |
| İzolatör | 1310/1550’de var | bazen atlanır |
| Modül burn-in’i | evet | nadiren |
| Anma sıcaklık aralığında test | evet | çoğunlukla hayır |
| İzlenebilirlik | seri numarasına bağlı test kayıtları | yok |
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.