モジュールの製造とテスト方法

トランシーバーのデータシートは、70 °C で20年、1ナノメートル以内の波長精度、真値から2 dB 以内の DDM Tx を約束します。それが実現されるかどうかは、購入者が目にすることのない工場工程にかかっています。チップの選別、サブミクロン単位のアライメント、試験ステーションでの校正、バーンイン、そして最後にベンチで読み取ることになる識別情報を書き込むコーディング工程です。この工程を知ることで、良質なモジュールがなぜあの価格になるのか、安価なモジュールがなぜ極端な温度で故障するのか、そして「校正定数」や「コーディング」が物理的に何を意味するのかが分かります。

ウエハーからモジュールへ

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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チップ

光サブアセンブリ

サブマウントへのダイ実装、ワイヤーボンディング、そして価格を決定づける工程 — アクティブアライメントです。レーザーに通電した状態で、レンズや光ファイバースタブをサブミクロン単位で動かして結合パワーを最大化し、レーザー溶接または UV エポキシで固定します。気密パッケージはキャップ溶接され、リークテストされます。完成した OSA は、送出パワー、消光比、アイ形状、受信器の場合は応答度と受信感度が測定されます（光パッケージング）。COB エンジンでは、これを成形レンズアレイの下に裸ダイをピックアンドプレースする工程に置き換えます（チップオンボード）。

校正とチューニング

温度チャンバー、光パワーメーター、BER テスター、基準受信器を備えた試験ステーション上で、ファームウェアに生の数値が何を意味するかを教え込みます。

これが、DDM の精度が ±2–3 dB になる理由です — そして、室温でしか校正されていないモジュールが65 °C で誤った値を示す理由でもあります（精度と限界、校正）。

モジュールが合格すべき試験

（個々の製品ではなく）設計の認定試験は、Telcordia GR-468-CORE に従います。温度サイクル、高温高湿、機械的衝撃と振動、そしてサンプルに対する加速経年劣化試験により、データシートに記載される寿命を予測します。

バーンインと選別

完成したモジュールは、高温下でトラフィックを流しながら数時間から数日間動作させられ、DDM が記録されます。バイアス、パワー、エラーが変動する個体は取り除かれます。この工程はコストがかかるため、低コストの生産者が真っ先に省く工程であり、これが安価な光学系の現場故障統計が最初の1年は良好に見えて、その後急増する理由です（故障）。

コーディング：最後の工程

ここに至って初めて、識別情報が書き込まれます。ベンダー名、部品番号、シリアル番号、日付コード、コンプライアンスコード、長さ、波長、オプション、チェックサムです — 製造元自身のものか、そのロットが作られる顧客のブランドのいずれかです。受託製造業者は、1種類の物理的なモジュールを製造し、それを多数の名前でコーディングします。OEM ブランドのモジュールには、ベンダー領域にベンダーの署名が書き込まれます。これは、CodingBox がベンチで行うのと同じ操作です（EEPROM の再コーディング、ベンダーフィールド）— 工場では、校正データがすでにそろった状態でこれを行っているにすぎません。

グレードを分けるもの

これらはいずれも識別バイトからは見えません。温度に対する DDM の挙動や、1年後の故障率に表れます。

CodingBox では

ベンチでの受入検査は、工場の最終試験の一部を繰り返すものです。識別情報とチェックサムを読み取り、DDM 値がライブで、かつ標準的な値と照らして妥当であることを確認し、その基準値を code database に記録します。Tx パワーやバイアスが個体間でまったく同じ、あるいは温度がまったく変化しないロットは、合格したはずの工場工程に実際には合格していません。