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1、2010年年11月月OSA知识介绍知识介绍主要内容主要内容一：前言一：前言二：二：TO封装工艺封装工艺三：三：OSA工艺工艺四：有源器件的测试（四：有源器件的测试（TOSA)前言产品简介产品简介TOSA分类应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式OptionSDH/SONET155M 850nmVCSELLC/SCFiber Stub Isolator622M 1.244G 1310nm FP/DFB 2.488G1550nmGBE1.0625G850nmVCSEL1310nm FP/DFB 1550nmFC1.0625/2.125G850nmVCSEL1310nm FP/DFB 1550nmC
2、WDM155M2.67G12701610nmDFB前言产品简介产品简介ROSA分类应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型SDH/SONET155M 622M 1.244G 2.488G850nmGaAs For 850nm InGaAs For 1310/1550PIN-TIA For Short DistanceAPD-TIA For Long Distance LC/SC4pin For PIN-TIA5pins For APD-TIA1310nm1550nmGBE1.0625G850nm1310nm1550nmFC1.0625/2.125G850nm1310nm1550nmC
3、WDM155M2.67G12701610nmDWDM155M2.67G1563.05 1528.77nm10G (SDH, Ethernet, FC shared)9.95310.709G850nm1310nm1550nm前言产品简介产品简介BOSA分类应用工作速率工作波长芯片类型光接口形式管脚定义类型GEPON ONU1.25G1490nmInGaAs For 1310/1550PIN-TIA For ONUAPD-TIA For OLT Pigtail/ Receptacle,SC/ LC4pin For PIN-TIA5pins For APD-TIAGEPON OLT1.25G1310
4、nmGPON ONU2.5G1490nmGPON OLT1.25G1310nmGPON Triplexer2.5G1490nm2G1550nmP2P BOSA155M 622M 1.25G1310nm1550nm前言产品简介产品简介参加培训人员基本了解：介绍姓名、工作部门、从事岗位、毕业学校、来公司多长时间、是否 在其他同行业公司工作？随机点名介绍前言了解了解各学科综合体现半导体学光学光电子学机械电子电路自动化/测试前言简述简述TOSA: Transmitting Optical Sub-Assembly, 光发射组件ROSA: Receiving Optical Sub-Assembly,
5、光接收组件BOSA: Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光发射接收组件LD: Laser Diode, 激光二极管PD: Photo-Diode, 光电二极管FP: Fabry-Perot, 法布里-珀罗激光二极管DFB: Distributed Feedback Laser, 分布反馈式激光二极管VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 垂直腔面发射激光器PIN: Positive Intrinsic Negative, 同质PN结光电二极管APD: Avalanche Photo-Diode, 雪崩
6、光电二极管TIA: Transimpedance Amplifier, 跨阻放大器TO-can: A kind of package method for active componentOLT: Optical Line Termination光线路终端ONU: Optical Network Unit光网络单元SDH: Synchronous Digital Hierarchy, 同步数字体系SONET: Synchronous Optical Network, 光同步网络GBE: Gigabit Ethernet, 千兆以太网前言名词术语名词术语主要内容主要内容一：前言一：前言二：二：T
7、O工艺工艺三：三：OSA工艺工艺四：有源器件的测试四：有源器件的测试(TOSA）TO工艺从管芯（从管芯（chip）到模块（）到模块（Module）应用，关键在于封装！）应用，关键在于封装！外延材料外延材料管芯管芯TO-Can器件器件模块模块TO-Can封装封装TO：Transistor OutlineTO封装需要考虑的要素：封装需要考虑的要素：机械稳定性（剪切力，热膨胀）；机械稳定性（剪切力，热膨胀）；电连接（金丝的电感，寄生参数等）；电连接（金丝的电感，寄生参数等）；导热性能；导热性能；密封性能；密封性能；光耦合（同轴对准，焦距，远场特性）光耦合（同轴对准，焦距，远场特性）成本成本TO工艺L
8、D-TO封装结构封装结构LD管芯，管芯，PD管芯（背光监控），镀金玻璃垫片，过度管芯（背光监控），镀金玻璃垫片，过度 块（载体，热沉），焊料（导电银胶，块（载体，热沉），焊料（导电银胶，AuSn合金）合金） ， 金线，金线， TO底座，底座，TO帽子帽子TO工艺LD-TO封装结构封装结构TO工艺Cap (Aspherical/ ball Lens)Header (Stem)ChipMonitor PDSubmountLD-TO制作工艺制作工艺 主要工艺：主要工艺：胶粘，贴片，键合，封帽胶粘，贴片，键合，封帽胶粘胶粘：通过导电银胶，将垫片，：通过导电银胶，将垫片，PD管芯等固定到底座的管芯等固定
9、到底座的 准确位置，满足其光学及电学要求。准确位置，满足其光学及电学要求。贴片贴片：将：将LD管芯用管芯用AuSn焊料热压焊到过渡块上，焊料焊料热压焊到过渡块上，焊料 溶化及溶化及LD管芯位置满足要求。管芯位置满足要求。键合键合：焊接设备（球焊或楔焊）将：焊接设备（球焊或楔焊）将PD管芯，管芯，LD管芯与管芯与 TO管脚实现电学连接，达到电学性能要求。管脚实现电学连接，达到电学性能要求。封帽封帽：通过电容式储能封焊机，实现：通过电容式储能封焊机，实现TO帽与底座之间的帽与底座之间的 焊接，使帽子透镜中心与焊接，使帽子透镜中心与LD管芯发光面同轴对准，内部管芯发光面同轴对准，内部 管芯和电路与外
10、界环境隔绝，满足气密性要求。管芯和电路与外界环境隔绝，满足气密性要求。问题一：激光器问题一：激光器TO管脚定义管脚定义 主要有哪几类？如何区分？主要有哪几类？如何区分？TO工艺LD-TO透镜透镜-对称圆球透镜对称圆球透镜球透镜半径球透镜半径R：0.75mm小球小球1.00mm大球大球From SchottTO工艺LD-TO透镜透镜-管芯发光面到球心距离管芯发光面到球心距离发光面到球心距发光面到球心距 离离L：3.9-1.27-0.75 =1.88mmFrom MitsubishiTO工艺小球耦合效率：8-12%大球耦合效率：15-20%非球耦合效率：40%以上各类球透镜耦合效率各类球透镜耦合效
11、率TO工艺LD-TO 管脚定义管脚定义TO工艺PD-TO封装结构封装结构PD管芯：管芯：光信号转换为电信号；光信号转换为电信号；陶瓷片陶瓷片：载体；：载体；TIA: Transimpedance Amplifier 跨阻放大器：跨阻放大器： PD生成的光电流输入到生成的光电流输入到TIA，TIA将电流放大后转换将电流放大后转换 成电压信号，再经差分放大器实现双路输出。成电压信号，再经差分放大器实现双路输出。电容电容：滤波作用，过滤噪声信号。：滤波作用，过滤噪声信号。TO帽子帽子：高帽、矮帽、平窗帽、光面、毛面、镀膜。：高帽、矮帽、平窗帽、光面、毛面、镀膜。TO工艺PD-TO封装结构封装结构TO
12、工艺主要内容主要内容一：前言一：前言二：二：TO工艺工艺三：三：OSA工艺工艺四：有源器件的测试四：有源器件的测试(TOSA)OSA工艺器件（组件）封装器件（组件）封装 常见：常见：TOSA、ROSA、BOSATOSA：Transmitter Optical Sub-AssemblyROSA：Receiver Optical Sub-AssemblyBOSA（BD）：）：Bi-directional Optical Sub-Assembly尾纤器件尾纤器件 ，模拟器件（蝶形封装），模拟器件（蝶形封装）器件封装需要考虑的因素：器件封装需要考虑的因素：耦合效率（焦距，光路，插芯耦合效率（焦距，光路
13、，插芯APC面角度）；面角度）；反射（插芯反射（插芯APC面角度，角度大，反射小，但耦合效率降低）；面角度，角度大，反射小，但耦合效率降低）；插拔重复性及四向性（陶瓷套筒，插芯插拔重复性及四向性（陶瓷套筒，插芯3D尺寸）；尺寸）；机械性能机械性能/工艺工艺 （管体封焊，激光焊接，胶粘）；（管体封焊，激光焊接，胶粘）；结构匹配（尺寸适合模块装配，适配器结构符合跳线接口要求），与结构匹配（尺寸适合模块装配，适配器结构符合跳线接口要求），与 PCB板尺寸匹配；板尺寸匹配；成本；成本；TOSA封装结构封装结构基本构件：基本构件：LD TO-Can；封焊管体（封焊管体（Housing）；）；陶瓷插芯（陶
14、瓷插芯（Fiber Stub）；）；陶瓷套筒（陶瓷套筒（Sleeve）;适配器（适配器（Receptacle） ；调节环（调节环（Ring）；）；插针组件（插针组件（Receptacle）；）； 问题二：问题二：如图是什么产品结构图？如图是什么产品结构图？与我司常规与我司常规TOSA产品有哪些差异性？产品有哪些差异性？OSA工艺TOSA制作工艺制作工艺金属件清洗：金属件清洗：除去油污、铁屑、灰尘；除去油污、铁屑、灰尘； 管体封焊：管体封焊：电容储能式焊接机将金属管体封焊在电容储能式焊接机将金属管体封焊在TO-Can上（下件）。上（下件）。 封焊检验：封焊检验：目检封焊质量。目检封焊质量。 适配
15、器组装（适配器组装（LC/SC）：）：插芯、套筒、适配器通过激光焊接组合在一起插芯、套筒、适配器通过激光焊接组合在一起 （上件）。（上件）。 同轴耦合：同轴耦合：下件同上件（下件同上件（LC/SC/插针组件）耦合对中，输出光功率满足插针组件）耦合对中，输出光功率满足 规范要求。规范要求。 激光焊接：激光焊接：激光焊接机焊接上下件，达到机械和光路稳定。激光焊接机焊接上下件，达到机械和光路稳定。 焊接检验：焊接检验：目检焊点质量（焊斑、气泡等）。目检焊点质量（焊斑、气泡等）。端面清洗端面清洗：插芯端面经过耦合步骤后，可能有脏污，需清洗干净。：插芯端面经过耦合步骤后，可能有脏污，需清洗干净。初测初测
16、PIV：测试器件的阈值，串联电阻，工作电流时的光功率、背光电流，：测试器件的阈值，串联电阻，工作电流时的光功率、背光电流， 斜效率等。斜效率等。温度循环温度循环：器件在高温和低温循环环境中储放一定时间。：器件在高温和低温循环环境中储放一定时间。终测终测PIV：筛选出不合格产品。：筛选出不合格产品。OSA工艺TOSA制作工艺制作工艺关键工序：同轴耦合，激光焊接。关键工序：同轴耦合，激光焊接。 耦合夹具耦合夹具：手动耦合夹具和自动耦合设备。：手动耦合夹具和自动耦合设备。 手动耦合：手动耦合：X-Y方向找光，方向找光，Z方向压光，使耦方向压光，使耦 合光功率达到规范要求。耦合光功率不一定合光功率达到规范要求。耦合光功率不一定 是可以耦合的最大光功率。是可以耦合的最大光功率。 自动耦合：自动耦合：在在X-Y方向以作较小位移，自动方向以作较小位移，自动 记录每个位置时的光功率，然后在最大值对记录每个位置时的光功率，然后在最大值对 应的应的X-
