TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有哪幾種

  ICCICC訊 目前光纖通信已來(lái)到5G時(shí)代，而5G對(duì)于光器件的要求也越來(lái)越高，體積小，集成度高，速率高，功耗低，針對(duì)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(yīng)用最為廣泛的5G通信器件，激光焊錫工藝的加工應(yīng)用成熟。

  TOSA、ROSA和電芯片是光模塊中成本比重最高的三個(gè)部分，分別占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技術(shù)壁壘主要在于兩方面：光芯片和封裝技術(shù)。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(hào))，TOSA中封裝有激光驅(qū)動(dòng)器、激光器和復(fù)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?yàn)槠潴w積小，難以?xún)?nèi)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(zhǎng)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(jiǎn)單。

  蝶形封裝：殼體通常為長(zhǎng)方體，結(jié)構(gòu)及實(shí)現(xiàn)功能通常比較復(fù)雜，可以?xún)?nèi)置制冷器、熱沉、陶瓷基塊、芯片、熱敏電阻、背光監(jiān)控，并且可以支持所有以上部件的鍵合引線(xiàn)，殼體面積大，散熱好，可以用于各種速率及80km長(zhǎng)距離傳輸。

  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(tǒng)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(fā)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(shí)，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(gè)小空間內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)小型化。技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)光芯片貼片的定位精度(影響光耦合效果)和打線(xiàn)質(zhì)量(影響信號(hào)質(zhì)量、誤碼率)。

  BOX封裝屬于蝶形封裝，用于多通道并行封裝。

  25G及以下速率光模塊多采用單通道TO或蝶形封裝，有標(biāo)準(zhǔn)的制程和自動(dòng)化設(shè)備，技術(shù)壁壘低。但對(duì)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(guò)多通道并行實(shí)現(xiàn)，如40G由4*10G實(shí)現(xiàn)，而100G則由4*25G實(shí)現(xiàn)。高速光模塊的封裝對(duì)并行光學(xué)設(shè)計(jì)、高速率電磁干擾、體積縮小、功耗增加下的散熱問(wèn)題提出了更高的要求。隨著光模塊速率越來(lái)越高，單通道的波特率已經(jīng)面臨瓶頸，未來(lái)到400G、800G，并行光學(xué)設(shè)計(jì)會(huì)越來(lái)越重要。