মডিউল কীভাবে তৈরি ও পরীক্ষা করা হয়
ট্রান্সিভারের ডেটাশিট 70 °C-এ বিশ বছরের আয়ু, এক ন্যানোমিটারের মধ্যে তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং সত্যিকারের মান থেকে 2 dB-এর মধ্যে DDM Tx-এর প্রতিশ্রুতি দেয়। সেই প্রতিশ্রুতি রক্ষা হবে কি না, তা নির্ভর করে কারখানার এমন একটি প্রক্রিয়ার ওপর, যা ক্রেতা কখনো দেখে না: চিপ স্ক্রিনিং, সাব-মাইক্রন অ্যালাইনমেন্ট, টেস্ট স্টেশনে ক্যালিব্রেশন, বার্ন-ইন এবং সবশেষে কোডিংয়ের ধাপ, যেখানে লেখা শনাক্তকরণ তথ্য পরে আপনি টেস্ট বেঞ্চে পড়েন। প্রক্রিয়াটি জানা থাকলে বোঝা যায় ভালো মডিউলের দাম কেন এত, সস্তা মডিউল কেন তাপমাত্রার চরম সীমায় বিকল হয়, এবং “ক্যালিব্রেশন ধ্রুবক” ও “কোডিং” বলতে বাস্তবে কী বোঝায়।
ওয়েফার থেকে মডিউল
laser / PD wafers ──► chip test & screening ──► TOSA / ROSA assembly ──► OSA test
│
PCB assembly (SMT: driver, TIA, MCU, DSP, EEPROM) ──► board test ────────────┤
▼
module assembly ──► calibration & tuning ──► burn-in ──► final test ──► coding & label ──► QA sample ──► ship
চিপ
| ধাপ | কী ঘটে | কেন গুরুত্বপূর্ণ |
|---|---|---|
| ওয়েফার গ্রোথ | MOCVD পদ্ধতিতে InP-ভিত্তিক লেজার ও PD (1310/1550 nm); GaAs VCSEL; SiPh-এর জন্য Si/Ge ফটোডায়োড | উপাদানই তরঙ্গদৈর্ঘ্য ও গতি ঠিক করে: লেজার |
| চিপ প্রোব টেস্ট | LIV কার্ভ (আলো বনাম কারেন্ট বনাম ভোল্টেজ): থ্রেশহোল্ড, স্লোপ এফিশিয়েন্সি, সিরিজ রেজিস্ট্যান্স; স্পেকট্রাম: কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য, সাইড-মোড সাপ্রেশন (SMSR) | স্পেকের বাইরের ডাই বাদ দেওয়া হয়; LIV ডেটা APC টার্গেটের প্রাথমিক মান ঠিক করে দেয় |
| চিপ বার্ন-ইন | উঁচু তাপমাত্রা ও কারেন্টে লেজারকে কৃত্রিমভাবে বুড়ো করা হয় (যেমন 85 °C-এ দশ থেকে কয়েকশো ঘণ্টা), যাতে শুরুর দিকেই বিকল হওয়া চিপ ছাঁটাই হয় | বায়াস কয়েক শতাংশের বেশি সরে গেলে লেজারটি বাতিল করা হয় |
| বিনিং | ডাইগুলোকে তরঙ্গদৈর্ঘ্য (CWDM/LAN-WDM চ্যানেলের জন্য) ও পাওয়ার অনুযায়ী বাছাই করা হয় | এ কারণেই কিছু চ্যানেল দুর্লভ |
অপটিক্যাল সাব-অ্যাসেম্বলি
সাবমাউন্টে ডাই অ্যাটাচ, ওয়্যার বন্ডিং, তারপর সেই ধাপ, যা দাম ঠিক করে দেয়: অ্যাক্টিভ অ্যালাইনমেন্ট। লেজার চালু অবস্থায় একটি লেন্স এবং/অথবা ফাইবার স্টাব সাব-মাইক্রন ধাপে সরিয়ে কাপল হওয়া পাওয়ার সর্বোচ্চ করা হয়, তারপর লেজার ওয়েল্ডিং বা UV ইপক্সিতে আটকে দেওয়া হয়। হারমেটিক প্যাকেজ ক্যাপ-ওয়েল্ড করা হয় এবং লিক টেস্ট হয়; তৈরি OSA-এর লঞ্চ পাওয়ার, এক্সটিংকশন রেশিও ও আইয়ের আকার মাপা হয়, আর রিসিভারের ক্ষেত্রে রেসপনসিভিটি ও সংবেদনশীলতা (অপটিক্যাল প্যাকেজিং)। COB ইঞ্জিন এর বদলে ঢালাই করা লেন্স অ্যারের নিচে খোলা ডাই পিক-অ্যান্ড-প্লেস করে (চিপ-অন-বোর্ড)।
ক্যালিব্রেশন ও টিউনিং
তাপমাত্রা চেম্বার, অপটিক্যাল পাওয়ার মিটার, BER টেস্টার ও রেফারেন্স রিসিভারসহ একটি টেস্ট স্টেশনে ফার্মওয়্যারকে শেখানো হয় তার কাঁচা সংখ্যাগুলোর অর্থ কী:
| ক্যালিব্রেট করা বিষয় | পদ্ধতি | কোথায় সংরক্ষিত |
|---|---|---|
| Tx পাওয়ার মনিটর | কয়েকটি সেটিংয়ে পাওয়ার মিটার দিয়ে প্রকৃত লঞ্চ পাওয়ার মাপা হয়; মনিটর PD-এর রিডিংকে dBm-এ মিলিয়ে নেওয়া হয় | অভ্যন্তরীণ ক্যালিব্রেশন: ফার্মওয়্যারের টেবিল; বাহ্যিক ক্যালিব্রেশন: A2h Tx_PWR স্লোপ/অফসেট |
| APC টার্গেট | 25 °C-এ লঞ্চ পাওয়ার নির্ধারিত মানে না পৌঁছানো পর্যন্ত বায়াস সমন্বয় করা হয়; টার্গেট সংরক্ষণ করা হয় | ফার্মওয়্যার |
| তাপমাত্রা অনুযায়ী মডুলেশন কারেন্ট / DSP সেটিং | নিম্ন, কক্ষ ও উচ্চ তাপমাত্রায় আই ও এক্সটিংকশন রেশিও অপ্টিমাইজ করা হয় (“3-তাপমাত্রা” টেস্ট); লুক-আপ টেবিল লেখা হয় | ফার্মওয়্যার |
| Rx পাওয়ার মনিটর | মডিউলের তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ক্যালিব্রেট করা আলো কয়েকটি লেভেলে ঢোকানো হয়; ফটোকারেন্টকে dBm-এ মিলিয়ে নেওয়া হয় | অভ্যন্তরীণ: ফার্মওয়্যার; বাহ্যিক: A2h Rx_PWR(4..0) পলিনোমিয়াল |
| তাপমাত্রা সেন্সর | চেম্বারের রেফারেন্সের সঙ্গে মিলিয়ে | স্লোপ/অফসেট |
| Vcc, বায়াস ADC | নিখুঁত মাপের সোর্সের সঙ্গে মিলিয়ে | স্লোপ/অফসেট |
| থ্রেশহোল্ড | ডিজাইন অনুযায়ী অ্যালার্ম/সতর্কতার সীমা লেখা হয় | A2h 0–39 / QSFP পেজ 03h / CMIS পেজ 02h |
| তরঙ্গদৈর্ঘ্য (DWDM, LR4) | চ্যানেল গ্রিডে না আসা পর্যন্ত TEC সেট পয়েন্ট সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করা হয়; লকার ক্যালিব্রেট করা হয় | ফার্মওয়্যার |
DDM-এর ±2–3 dB নির্ভুলতা আসে এখান থেকেই, আর এ কারণেই শুধু কক্ষ তাপমাত্রায় ক্যালিব্রেট করা মডিউল 65 °C-এ ভুল মান দেখায় (নির্ভুলতা ও সীমাবদ্ধতা, ক্যালিব্রেশন)।
মডিউলকে যেসব টেস্টে উত্তীর্ণ হতে হয়
| টেস্ট | কী মাপা হয় | স্ট্যান্ডার্ড / মেট্রিক |
|---|---|---|
| আই ডায়াগ্রাম বনাম মাস্ক (NRZ) | রাইজ/ফল, জিটার, ওভারশুট, এক্সটিংকশন রেশিও | সংশ্লিষ্ট PMD-এর IEEE 802.3 / FC মাস্ক |
| TDECQ (PAM4) | রেফারেন্স ইকুয়ালাইজারের পরে আই বন্ধ হওয়ার মাত্রা | IEEE 802.3 ক্লজ 121+ |
| OMA ও গড় পাওয়ার | স্পেকের সীমার মধ্যে লঞ্চ পাওয়ার | PMD টেবিল |
| এক্সটিংকশন রেশিও | 1 ও 0 লেভেলের অনুপাত | PMD অনুযায়ী ≥ 3.5–9 dB |
| তরঙ্গদৈর্ঘ্য, SMSR, স্পেকট্রাল প্রস্থ | চ্যানেলের মধ্যে কেন্দ্রীয় λ; সিঙ্গেল-মোডের বিশুদ্ধতা | অপটিক্যাল স্পেকট্রাম অ্যানালাইজার |
| RIN, চার্প | লেজারের নয়েজ ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কম্পন | দীর্ঘ পাল্লার PMD |
| সংবেদনশীলতা / স্ট্রেসড সংবেদনশীলতা | অ্যাটেনুয়েটর দিয়ে ইনপুট পাওয়ার বদলে BER মাপা, সবচেয়ে খারাপ ওয়েভফর্মে | BER টেস্টার (BERT), 10⁻¹² বা FEC-পূর্ব লক্ষ্যমান |
| ডিসপারশন পেনাল্টি | সর্বোচ্চ ফাইবার দৈর্ঘ্যে বা ইমুলেটরে BER | দীর্ঘ পাল্লার PMD |
| তিন-তাপমাত্রার ফাংশনাল টেস্ট | ওপরের সবকিছু −5/25/70 °C-এ (বা রেটেড পরিসরে) | প্রকৃত মডিউলকে শুধু কক্ষ তাপমাত্রায় কাজ করা মডিউল থেকে আলাদা করে |
| পাওয়ার খরচ, ইনরাশ | পাওয়ার ক্লাসের সঙ্গে তুলনা | SFF-8431 / QSFP-DD হার্ডওয়্যার স্পেসিফিকেশন |
| দুই-তারের ইন্টারফেস ও DDM যাচাই | মেমোরি ম্যাপ পড়া যায়, মান যুক্তিসংগত, ফ্ল্যাগ কাজ করে | SFF-8472 / SFF-8636 / CMIS |
| যান্ত্রিক | ঢোকানোর বল, ল্যাচ, কেজ EMI, কানেক্টরের সহনশীলতা | SFF হার্ডওয়্যার স্পেসিফিকেশন |
ডিজাইনের (প্রতিটি ইউনিটের নয়) কোয়ালিফিকেশন চলে Telcordia GR-468-CORE অনুযায়ী: তাপমাত্রার সাইকেলিং, আর্দ্র তাপ, যান্ত্রিক ধাক্কা ও কম্পন, এবং নমুনার ওপর দ্রুতগতির এজিং, যা থেকে আয়ুর পূর্বাভাস পাওয়া যায় এবং ডেটাশিট পরে সেটিই উদ্ধৃত করে।
বার্ন-ইন ও স্ক্রিনিং
তৈরি মডিউল উঁচু তাপমাত্রায় ট্রাফিকসহ কয়েক ঘণ্টা থেকে কয়েক দিন চালানো হয়; DDM লগ করা হয়; যেসব ইউনিটের বায়াস, পাওয়ার বা এরর সরে যায়, সেগুলো বাদ দেওয়া হয়। এই ধাপ ব্যয়বহুল এবং কম খরচের উৎপাদকেরা সবার আগে এটিই বাদ দেয়; এ কারণেই সস্তা অপটিক্সের মাঠ পর্যায়ের বিকল হওয়ার পরিসংখ্যান এক বছর ঠিক দেখায়, তারপর হঠাৎ বেড়ে যায় (বিকল হওয়া)।
কোডিং: শেষ ধাপ
এখন, এই ধাপেই কেবল শনাক্তকরণ তথ্য লেখা হয়: ভেন্ডরের নাম, পার্ট নম্বর, সিরিয়াল নম্বর, ডেট কোড, কমপ্লায়েন্স কোড, দৈর্ঘ্য, তরঙ্গদৈর্ঘ্য, অপশন, চেকসাম; হয় নির্মাতার নিজের নামে, নয়তো যে গ্রাহকের জন্য ব্যাচটি তৈরি, তার ব্র্যান্ডে। কন্ট্রাক্ট ম্যানুফ্যাকচারাররা একই ফিজিক্যাল মডিউল তৈরি করে বহু নামে কোড করে; OEM ব্র্যান্ডের মডিউলে ভেন্ডর এলাকায় ভেন্ডরের সিগনেচার বসানো হয়। CodingBox টেস্ট বেঞ্চে ঠিক এই কাজটিই করে (EEPROM রিকোডিং, ভেন্ডর ফিল্ড); কারখানা শুধু এটি করে ক্যালিব্রেশন ডেটা আগে থেকেই বসানো অবস্থায়।
গ্রেডগুলোর মধ্যে পার্থক্য কোথায়
| প্রক্রিয়া | পূর্ণ গ্রেডের উৎপাদক | কম খরচের উৎপাদক |
|---|---|---|
| চিপ স্ক্রিনিং ও বার্ন-ইন | হ্যাঁ | কখনো কখনো |
| অ্যাক্টিভ অ্যালাইনমেন্টের মান | ±0.5 µm, ওয়েল্ডিং | ইপক্সি, বড় সহনসীমা |
| ক্যালিব্রেশন | 3টি তাপমাত্রায়, প্রতিটি মডিউলের জন্য | কক্ষ তাপমাত্রায় বা ব্যাচ ধরে |
| DDM Tx | মাপা মান | কখনো কখনো একটি ধ্রুবক সংখ্যা (DDM লেভেল) |
| আইসোলেটর | 1310/1550-এ আছে | কখনো কখনো বাদ দেওয়া হয় |
| মডিউলের বার্ন-ইন | হ্যাঁ | খুব কম |
| রেটেড তাপমাত্রা পরিসরে টেস্ট | হ্যাঁ | প্রায়ই নয় |
| ট্রেসেবিলিটি | সিরিয়াল নম্বরের সঙ্গে যুক্ত টেস্ট রেকর্ড | নেই |
এর কিছুই শনাক্তকরণ তথ্যের বাইটে দেখা যায় না; এটি ধরা পড়ে তাপমাত্রার সঙ্গে DDM-এর আচরণে এবং এক বছর পরের বিকল হওয়ার হারে।
CodingBox-এ
টেস্ট বেঞ্চে আগত মালের পরীক্ষা কারখানার চূড়ান্ত টেস্টের একটি ছোট অংশের পুনরাবৃত্তি: শনাক্তকরণ তথ্য ও চেকসাম পড়া, DDM-এর মান সচল এবং সাধারণ মানের সঙ্গে সংগতিপূর্ণ কি না যাচাই করা, আর বেসলাইন রেকর্ড করা Code database বিভাগে। যে ব্যাচের সব ইউনিটে Tx পাওয়ার বা বায়াস হুবহু এক, অথবা যার তাপমাত্রা কখনো বদলায় না, সেই ব্যাচ কারখানার যে ধাপ পার করেছে বলে দাবি করে, আসলে সেখানেই ব্যর্থ।