मॉड्यूल कैसे बनाए और टेस्ट किए जाते हैं
एक ट्रांसीवर की डेटाशीट 70 °C पर बीस साल, एक नैनोमीटर के भीतर तरंगदैर्ध्य और असल वैल्यू के 2 dB भीतर DDM Tx का वादा करती है। यह पूरा होता है या नहीं, यह एक ऐसे फ़ैक्ट्री प्रोसेस पर निर्भर करता है जो ख़रीदार कभी नहीं देखता: चिप स्क्रीनिंग, सब-माइक्रॉन अलाइनमेंट, एक टेस्ट स्टेशन पर कैलिब्रेशन, बर्न-इन और एक आख़िरी कोडिंग स्टेप जो वह पहचान जानकारी लिखता है जिसे आप बाद में बेंच पर पढ़ते हैं। इस प्रोसेस को जानने से समझ आता है कि अच्छे मॉड्यूल जितने की क़ीमत पर मिलते हैं उतने की क्यों मिलते हैं, सस्ते मॉड्यूल तापमान की चरम सीमाओं पर क्यों फ़ेल होते हैं, और “कैलिब्रेशन कॉन्स्टेंट” और “कोडिंग” का असल में क्या मतलब है।
वेफ़र से मॉड्यूल तक
laser / PD wafers ──► chip test & screening ──► TOSA / ROSA assembly ──► OSA test
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PCB assembly (SMT: driver, TIA, MCU, DSP, EEPROM) ──► board test ────────────┤
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module assembly ──► calibration & tuning ──► burn-in ──► final test ──► coding & label ──► QA sample ──► ship
चिप
| स्टेप | क्या होता है | यह क्यों मायने रखता है |
|---|---|---|
| वेफ़र ग्रोथ | MOCVD से InP-आधारित लेज़र और PD (1310/1550 nm); GaAs VCSEL; SiPh के लिए Si/Ge फ़ोटोडायोड | मटीरियल तरंगदैर्ध्य और स्पीड तय करता है — लेज़र |
| चिप प्रोब टेस्ट | LIV कर्व (लाइट बनाम करंट बनाम वोल्टेज): थ्रेशोल्ड, स्लोप एफ़िशिएंसी, सीरीज़ रेज़िस्टेंस; स्पेक्ट्रम: सेंटर तरंगदैर्ध्य, साइड-मोड सप्रेशन (SMSR) | स्पेक से बाहर की डाई रिजेक्ट कर दी जाती हैं; LIV डेटा APC टारगेट की नींव रखता है |
| चिप बर्न-इन | इन्फ़ैंट मॉर्टेलिटी को हटाने के लिए लेज़र को बढ़े हुए तापमान और करंट पर एज किया जाता है (जैसे, 85 °C पर दसियों से सैकड़ों घंटे) | जिस लेज़र का बायस कुछ प्रतिशत से ज़्यादा ड्रिफ़्ट करता है उसे हटा दिया जाता है |
| बिनिंग | डाई को तरंगदैर्ध्य (CWDM/LAN-WDM चैनल के लिए) और पावर के हिसाब से छाँटा जाता है | कुछ चैनल कम क्यों मिलते हैं |
ऑप्टिकल सब-असेंबली
सबमाउंट पर डाई अटैच, वायर बॉन्डिंग, फिर वह स्टेप जो क़ीमत तय करता है: एक्टिव अलाइनमेंट — लेज़र पावर्ड रहते हुए, कपल्ड पावर को अधिकतम करने के लिए एक लेंस और/या फ़ाइबर स्टब को सब-माइक्रॉन स्टेप में हिलाया जाता है, फिर लेज़र वेल्डिंग या UV एपॉक्सी से फ़िक्स किया जाता है। हर्मेटिक पैकेज कैप-वेल्डेड और लीक-टेस्टेड होते हैं; तैयार OSA को लॉन्च पावर, एक्सटिंक्शन रेशियो, आई शेप और, रिसीवर पर, रिस्पॉन्सिविटी और संवेदनशीलता के लिए मापा जाता है (ऑप्टिकल पैकेजिंग)। COB इंजन इसकी जगह एक मोल्डेड लेंस ऐरे के नीचे नंगी डाई की पिक-एंड-प्लेस इस्तेमाल करते हैं (चिप-ऑन-बोर्ड)।
कैलिब्रेशन और ट्यूनिंग
एक टेंपरेचर चैंबर, एक ऑप्टिकल पावर मीटर, एक BER टेस्टर और एक रेफ़रेंस रिसीवर वाले टेस्ट स्टेशन पर, फ़र्मवेयर को सिखाया जाता है कि उसके रॉ नंबर का मतलब क्या है:
| कैलिब्रेट किया गया आइटम | प्रोसीजर | कहाँ स्टोर होता है |
|---|---|---|
| Tx पावर मॉनिटर | कई सेटिंग पर एक पावर मीटर से असल लॉन्च पावर मापी जाती है; मॉनिटर-PD रीडिंग को dBm पर मैप किया जाता है | इंटरनल कैल: फ़र्मवेयर टेबल; एक्सटर्नल कैल: A2h Tx_PWR स्लोप/ऑफ़सेट |
| APC टारगेट | 25 °C पर लॉन्च पावर तय वैल्यू तक पहुँचने तक बायस को एडजस्ट किया जाता है; टारगेट सेव किया जाता है | फ़र्मवेयर |
| मॉड्यूलेशन करंट / तापमान के हिसाब से DSP सेटिंग | कम, कमरे के और ज़्यादा तापमान पर आई और एक्सटिंक्शन रेशियो ऑप्टिमाइज़ किए जाते हैं (“3-temp” टेस्ट); लुक-अप टेबल लिखी जाती हैं | फ़र्मवेयर |
| Rx पावर मॉनिटर | मॉड्यूल की तरंगदैर्ध्य पर कैलिब्रेटेड रोशनी कई लेवल पर डाली जाती है; फ़ोटोकरंट को dBm पर मैप किया जाता है | इंटरनल: फ़र्मवेयर; एक्सटर्नल: A2h Rx_PWR(4..0) पॉलिनॉमियल |
| तापमान सेंसर | चैंबर रेफ़रेंस के मुक़ाबले | स्लोप/ऑफ़सेट |
| Vcc, बायस ADC | एक प्रिसिज़न सोर्स के मुक़ाबले | स्लोप/ऑफ़सेट |
| थ्रेशोल्ड | डिज़ाइन के हिसाब से अलार्म/चेतावनी लिमिट लिखी जाती हैं | A2h 0–39 / QSFP पेज 03h / CMIS पेज 02h |
| तरंगदैर्ध्य (DWDM, LR4) | चैनल के ग्रिड पर आने तक TEC सेट पॉइंट ट्रिम किया जाता है; लॉकर कैलिब्रेट किया जाता है | फ़र्मवेयर |
यहीं से ±2–3 dB की DDM सटीकता आती है — और यही वजह है कि सिर्फ़ कमरे के तापमान पर कैलिब्रेट किया गया मॉड्यूल 65 °C पर ग़लत रीडिंग देता है (सटीकता और सीमाएँ, कैलिब्रेशन)।
जो टेस्ट मॉड्यूल को पास करने होते हैं
| टेस्ट | क्या मापता है | स्टैंडर्ड / मेट्रिक |
|---|---|---|
| आई डायग्राम बनाम मास्क (NRZ) | राइज़/फ़ॉल, जिटर, ओवरशूट, एक्सटिंक्शन रेशियो | PMD के लिए IEEE 802.3 / FC मास्क |
| TDECQ (PAM4) | एक रेफ़रेंस इक्वलाइज़र के बाद आई क्लोज़र | IEEE 802.3 Clause 121+ |
| OMA और औसत पावर | स्पेक विंडो में लॉन्च पावर | PMD टेबल |
| एक्सटिंक्शन रेशियो | 1 और 0 लेवल का रेशियो | PMD के हिसाब से ≥ 3.5–9 dB |
| तरंगदैर्ध्य, SMSR, स्पेक्ट्रल विड्थ | चैनल के भीतर सेंटर λ; सिंगल-मोड शुद्धता | ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम एनालाइज़र |
| RIN, चर्प | लेज़र नॉइज़ और तरंगदैर्ध्य का डगमगाना | लॉन्ग-रीच PMD |
| संवेदनशीलता / स्ट्रेस्ड संवेदनशीलता | एक एटेन्युएटर के साथ इनपुट पावर बनाम BER, वर्स्ट-केस वेवफ़ॉर्म | BER टेस्टर (BERT), 10⁻¹² या pre-FEC टारगेट |
| डिस्पर्शन पेनल्टी | अधिकतम फ़ाइबर लंबाई या एमुलेटर पर BER | लॉन्ग-रीच PMD |
| थ्री-टेंपरेचर फ़ंक्शनल टेस्ट | ऊपर की हर चीज़ −5/25/70 °C पर (या रेटेड रेंज पर) | असली मॉड्यूल को सिर्फ़-कमरे-के-तापमान वाले मॉड्यूल से अलग करता है |
| पावर कंजम्पशन, इनरश | पावर क्लास के मुक़ाबले | SFF-8431 / QSFP-DD हार्डवेयर स्पेक |
| टू-वायर और DDM चेक | मेमोरी मैप पढ़ने योग्य, वैल्यू सही, फ़्लैग काम करते हैं | SFF-8472 / SFF-8636 / CMIS |
| मैकेनिकल | इंसर्शन फ़ोर्स, लैच, केज EMI, कनेक्टर एंड्योरेंस | SFF हार्डवेयर स्पेक |
डिज़ाइन का क्वालिफ़िकेशन (हर यूनिट का नहीं) Telcordia GR-468-CORE के हिसाब से होता है: टेंपरेचर साइक्लिंग, डैम्प हीट, मैकेनिकल शॉक और वाइब्रेशन, एक सैंपल पर एक्सेलरेटेड एजिंग ताकि वह लाइफ़टाइम प्रोजेक्ट की जा सके जो डेटाशीट बाद में बताती है।
बर्न-इन और स्क्रीनिंग
तैयार मॉड्यूल ट्रैफ़िक के तहत बढ़े हुए तापमान पर घंटों से लेकर दिनों तक चलाए जाते हैं; DDM लॉग की जाती है; जिन यूनिट का बायस, पावर या एरर ड्रिफ़्ट करता है उन्हें हटा दिया जाता है। यह स्टेप महँगा है और लो-कॉस्ट प्रोड्यूसर सबसे पहले इसे ही छोड़ते हैं — यही वजह है कि सस्ते ऑप्टिक्स के फ़ील्ड फ़ेल्योर आँकड़े एक साल तक ठीक दिखते हैं और फिर अचानक बढ़ जाते हैं (फ़ेल्योर)।
कोडिंग: आख़िरी स्टेप
अब जाकर पहचान जानकारी लिखी जाती है: विक्रेता का नाम, पार्ट नंबर, सीरियल नंबर, डेट कोड, कंप्लायंस कोड, लंबाई, तरंगदैर्ध्य, ऑप्शन, चेकसम — या तो मैन्युफ़ैक्चरर के अपने या उस ग्राहक के ब्रांड के जिसके लिए बैच बनाया गया है। कॉन्ट्रैक्ट मैन्युफ़ैक्चरर एक फ़िज़िकल मॉड्यूल बनाते हैं और इसे कई नामों के तहत कोड करते हैं; OEM-ब्रांडेड मॉड्यूल को वेंडर एरिया में विक्रेता के सिग्नेचर मिलते हैं। यह वही ऑपरेशन है जो CodingBox बेंच पर करता है (EEPROM रीकोडिंग, विक्रेता फ़ील्ड) — फ़ैक्ट्री बस इसे पहले से मौजूद कैलिब्रेशन डेटा के साथ करती है।
ग्रेड को क्या अलग करता है
| प्रैक्टिस | फ़ुल-ग्रेड प्रोड्यूसर | लो-कॉस्ट प्रोड्यूसर |
|---|---|---|
| चिप स्क्रीनिंग और बर्न-इन | हाँ | कभी-कभी |
| एक्टिव अलाइनमेंट क्वालिटी | ±0.5 µm, वेल्डेड | एपॉक्सी, चौड़ी टॉलरेंस |
| कैलिब्रेशन | 3 तापमान, प्रति मॉड्यूल | कमरे का तापमान या प्रति बैच |
| DDM Tx | मापी गई | कभी-कभी एक कॉन्स्टेंट (DDM लेवल) |
| आइसोलेटर | 1310/1550 पर हाँ | कभी-कभी छोड़ दिया जाता है |
| मॉड्यूल बर्न-इन | हाँ | कभी-कभार |
| रेटेड टेंपरेचर रेंज पर टेस्ट | हाँ | अक्सर नहीं |
| ट्रेसेबिलिटी | सीरियल से जुड़े टेस्ट रिकॉर्ड | कोई नहीं |
इसमें से कुछ भी पहचान जानकारी वाले बाइट में नहीं दिखता; यह तापमान के साथ DDM के व्यवहार में और एक साल बाद के फ़ेल्योर रेट में दिखता है।
CodingBox में
बेंच पर इनकमिंग इंस्पेक्शन फ़ैक्ट्री के फ़ाइनल टेस्ट का एक छोटा हिस्सा दोहराता है: पहचान जानकारी और चेकसम पढ़ना, यह जाँचना कि DDM वैल्यू लाइव हैं और सामान्य मान के मुक़ाबले प्रशंसनीय हैं, code database में बेसलाइन रिकॉर्ड करना। जिस बैच की Tx पावर या बायस सभी यूनिट में एक जैसी हो, या जिसका तापमान कभी नहीं बदलता, वह वह फ़ैक्ट्री स्टेप पास करने में फ़ेल हुआ है जिसे उसने पास करने का दावा किया।