การผลิตและการทดสอบโมดูล · ภายในโมดูล: เลเซอร์และตัวรับ · ทรานซีฟเวอร์ออปติคัลและสายเคเบิล · เอกสารประกอบ · CodingBox
CodingBox เอกสารประกอบ

การผลิตและการทดสอบโมดูล

ดาต้าชีตของทรานซีฟเวอร์รับประกันอายุการใช้งานยี่สิบปีที่ 70 °C ความยาวคลื่นที่คลาดเคลื่อนไม่เกินหนึ่งนาโนเมตร และ Tx ใน DDM ที่คลาดเคลื่อนจากค่าจริงไม่เกิน 2 dB จะเป็นไปตามนั้นได้หรือไม่ขึ้นอยู่กับกระบวนการในโรงงานที่ผู้ซื้อไม่เคยเห็น ได้แก่ การคัดกรองชิป การจัดแนวระดับต่ำกว่าไมครอน การสอบเทียบบนสถานีทดสอบ การเบิร์นอิน และขั้นตอนเขียนโค้ดขั้นสุดท้ายที่เขียนข้อมูลระบุตัวตนซึ่งคุณจะอ่านได้ภายหลังบนโต๊ะทดสอบ การรู้จักกระบวนการนี้ช่วยอธิบายได้ว่าทำไมโมดูลคุณภาพดีจึงมีราคาอย่างที่เป็น ทำไมโมดูลราคาถูกจึงเสียที่อุณหภูมิสุดขั้ว และคำว่า “ค่าคงที่การสอบเทียบ” กับ “การเขียนโค้ด” หมายความว่าอย่างไรในทางกายภาพ

จากเวเฟอร์สู่โมดูล

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

ชิป

ขั้นตอนสิ่งที่เกิดขึ้นเหตุใดจึงสำคัญ
การปลูกเวเฟอร์เลเซอร์และ PD บนฐาน InP (1310/1550 nm) ด้วย MOCVD; VCSEL แบบ GaAs; โฟโตไดโอด Si/Ge สำหรับ SiPhวัสดุเป็นตัวกำหนดความยาวคลื่นและความเร็ว — เลเซอร์
การทดสอบชิปด้วยหัวโพรบกราฟ LIV (แสงเทียบกับกระแสเทียบกับแรงดันไฟฟ้า): ค่าเกณฑ์, ประสิทธิภาพความชัน, ความต้านทานอนุกรม; สเปกตรัม: ความยาวคลื่นกลาง, การกดโหมดข้าง (SMSR)ชิปที่ไม่ผ่านสเปกจะถูกคัดทิ้ง; ข้อมูล LIV เป็นจุดตั้งต้นของเป้าหมาย APC
การเบิร์นอินชิปเลเซอร์ถูกเร่งอายุที่อุณหภูมิและกระแสสูงขึ้น (เช่น หลายสิบถึงหลายร้อยชั่วโมงที่ 85 °C) เพื่อคัดความล้มเหลวช่วงต้นอายุใช้งานออกเลเซอร์ที่ไบอัสเลื่อนไหลเกินไม่กี่เปอร์เซ็นต์จะถูกคัดทิ้ง
การคัดแยกกลุ่มชิปถูกคัดแยกตามความยาวคลื่น (สำหรับช่องสัญญาณ CWDM/LAN-WDM) และกำลังเหตุผลที่บางช่องสัญญาณหายาก

ชุดประกอบย่อยเชิงแสง

การติดตั้งชิปลงบนฐานรอง การบอนด์ลวด แล้วจึงถึงขั้นตอนที่กำหนดราคา: การจัดแนวเชิงรุก — ขณะเลเซอร์มีไฟเลี้ยงอยู่ เลนส์และ/หรือปลายใยแก้วนำแสงจะถูกขยับทีละขั้นระดับต่ำกว่าไมครอนเพื่อให้กำลังที่เชื่อมโยงได้สูงสุด แล้วจึงยึดด้วยการเชื่อมด้วยเลเซอร์หรืออีพอกซีบ่มด้วยยูวี บรรจุภัณฑ์แบบปิดผนึกแน่นจะถูกเชื่อมฝาปิดและทดสอบการรั่วซึม OSA ที่เสร็จแล้วจะถูกวัดกำลังส่ง, อัตราส่วนการดับแสง, รูปตา และสำหรับตัวรับจะวัดรีสปอนซิวิตีและความไวด้วย (บรรจุภัณฑ์เชิงแสง) เอนจิน COB แทนที่ขั้นตอนนี้ด้วยการหยิบวางชิปเปลือยไว้ใต้อาร์เรย์เลนส์แบบขึ้นรูป (ชิปบนบอร์ด)

การสอบเทียบและการปรับตั้ง

บนสถานีทดสอบที่มีห้องปรับอุณหภูมิ, เพาเวอร์มิเตอร์เชิงแสง, เครื่องทดสอบ BER และตัวรับอ้างอิง เฟิร์มแวร์จะถูก “สอน” ให้รู้ว่าตัวเลขดิบของมันหมายถึงอะไร:

รายการที่สอบเทียบขั้นตอนเก็บไว้ที่ใด
ตัวตรวจติดตามกำลัง Txวัดกำลังส่งจริงด้วยเพาเวอร์มิเตอร์ที่หลายการตั้งค่า แล้วแมปค่าที่อ่านได้จาก monitor-PD ให้เป็น dBmสอบเทียบภายใน: ตารางในเฟิร์มแวร์; สอบเทียบภายนอก: สโลป/ออฟเซตของ A2h Tx_PWR
เป้าหมาย APCปรับไบอัสจนกำลังส่งถึงค่าที่กำหนดไว้ที่ 25 °C แล้วบันทึกค่าเป้าหมายไว้เฟิร์มแวร์
กระแสมอดูเลชัน/การตั้งค่า DSP เทียบกับอุณหภูมิปรับรูปตาและอัตราส่วนการดับแสงให้เหมาะสมที่สุดที่อุณหภูมิต่ำ อุณหภูมิห้อง และอุณหภูมิสูง (การทดสอบ “3 อุณหภูมิ”); เขียนตารางค้นค่าไว้เฟิร์มแวร์
ตัวตรวจติดตามกำลัง Rxป้อนแสงที่สอบเทียบแล้วที่ความยาวคลื่นของโมดูลเข้าไปหลายระดับ แล้วแมปกระแสโฟโตให้เป็น dBmภายใน: เฟิร์มแวร์; ภายนอก: พหุนาม A2h Rx_PWR(4..0)
เซนเซอร์อุณหภูมิเทียบกับค่าอ้างอิงของห้องปรับอุณหภูมิสโลป/ออฟเซต
ADC ของ Vcc, ไบอัสเทียบกับแหล่งอ้างอิงความแม่นยำสูงสโลป/ออฟเซต
ค่าเกณฑ์เขียนขีดจำกัดอะลาร์ม/คำเตือนตามที่ออกแบบไว้A2h 0–39 / เพจ 03h ของ QSFP / เพจ 02h ของ CMIS
ความยาวคลื่น (DWDM, LR4)ปรับจุดตั้งค่า TEC จนกว่าช่องสัญญาณจะตรงกริด แล้วสอบเทียบตัวล็อกเฟิร์มแวร์

นี่คือที่มาของความแม่นยำ ±2–3 dB ของ DDM และเหตุผลที่โมดูลซึ่งสอบเทียบเฉพาะที่อุณหภูมิห้องจะอ่านค่าผิดพลาดที่ 65 °C (ความแม่นยำและขีดจำกัด, การสอบเทียบ)

การทดสอบที่โมดูลต้องผ่าน

การทดสอบวัดอะไรมาตรฐาน/ตัวชี้วัด
แผนภาพตาเทียบกับมาสก์ (NRZ)ช่วงขึ้น/ลง, จิตเตอร์, โอเวอร์ชูต, อัตราส่วนการดับแสงมาสก์ IEEE 802.3 / FC สำหรับ PMD นั้น ๆ
TDECQ (PAM4)การปิดตาหลังผ่านอีควอไลเซอร์อ้างอิงIEEE 802.3 Clause 121 ขึ้นไป
OMA และกำลังเฉลี่ยกำลังส่งอยู่ในช่วงที่สเปกกำหนดตาราง PMD
อัตราส่วนการดับแสงอัตราส่วนระหว่างระดับ 1 กับ 0≥ 3.5–9 dB ขึ้นกับ PMD
ความยาวคลื่น, SMSR, ความกว้างสเปกตรัมλ กลางอยู่ภายในช่องสัญญาณ; ความบริสุทธิ์ของซิงเกิลโหมดเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมเชิงแสง
RIN, เชิร์ปสัญญาณรบกวนของเลเซอร์และความสั่นไหวของความยาวคลื่นPMD ระยะไกล
ความไว/ความไวภายใต้ความเครียดBER เทียบกับกำลังอินพุตโดยใช้ตัวลดทอน, รูปคลื่นกรณีเลวร้ายที่สุดเครื่องทดสอบ BER (BERT), เป้าหมาย 10⁻¹² หรือก่อน FEC
ค่าปรับลดจากดิสเพอร์ชันBER ตลอดความยาวใยแก้วนำแสงสูงสุดหรือตัวจำลองPMD ระยะไกล
การทดสอบการทำงานที่สามอุณหภูมิทุกอย่างข้างต้นที่ −5/25/70 °C (หรือช่วงที่กำหนดไว้)แยกโมดูลของจริงออกจากโมดูลที่ทดสอบเฉพาะอุณหภูมิห้อง
การใช้กำลังไฟ, กระแสพุ่งเข้าเทียบกับคลาสกำลังไฟข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ SFF-8431 / QSFP-DD
การตรวจสอบบัสสองสายและ DDMแผนผังหน่วยความจำอ่านได้, ค่าสมเหตุสมผล, แฟล็กทำงานSFF-8472 / SFF-8636 / CMIS
เชิงกลแรงเสียบ, กลไกล็อก, EMI ของเคจ, ความทนทานของคอนเนกเตอร์ข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ SFF

การรับรองคุณสมบัติของการออกแบบ (ไม่ใช่ทุกหน่วย) เป็นไปตาม Telcordia GR-468-CORE ได้แก่ การไล่รอบอุณหภูมิ, ความร้อนชื้น, แรงกระแทกและการสั่นสะเทือนเชิงกล, การเร่งอายุบนกลุ่มตัวอย่างเพื่อประเมินอายุการใช้งานที่ดาต้าชีตจะระบุไว้

การเบิร์นอินและการคัดกรอง

โมดูลที่ประกอบเสร็จแล้วจะถูกรันเป็นเวลาหลายชั่วโมงถึงหลายวันที่อุณหภูมิสูงขึ้นภายใต้ทราฟฟิก โดยมีการบันทึก DDM ไว้ หน่วยที่ไบอัส, กำลัง หรือข้อผิดพลาดเลื่อนไหลจะถูกคัดออก ขั้นตอนนี้มีต้นทุนสูงและเป็นสิ่งแรกที่ผู้ผลิตต้นทุนต่ำมักข้ามไป ซึ่งเป็นเหตุผลที่สถิติความล้มเหลวในสนามของออปติกราคาถูกดูดีอยู่ปีหนึ่งแล้วจึงพุ่งสูงขึ้น (ความล้มเหลว)

การเขียนโค้ด: ขั้นตอนสุดท้าย

มาถึงตอนนี้เองที่ข้อมูลระบุตัวตนจะถูกเขียนลงไป ได้แก่ ชื่อผู้ผลิต, หมายเลขชิ้นส่วน, หมายเลขซีเรียล, รหัสวันที่, รหัสความสอดคล้อง, ความยาว, ความยาวคลื่น, ตัวเลือกต่าง ๆ, เช็กซัม ไม่ว่าจะเป็นของผู้ผลิตเองหรือของแบรนด์ลูกค้าที่ล็อตนั้นผลิตให้ ผู้ผลิตตามสัญญาจ้างจะผลิตโมดูลจริงหนึ่งแบบแล้วเขียนโค้ดภายใต้หลายชื่อ ส่วนโมดูลที่ติดแบรนด์ OEM จะได้รับลายเซ็นของผู้ผลิตในพื้นที่ของผู้ผลิต นี่คือปฏิบัติการเดียวกับที่ CodingBox ทำบนโต๊ะทดสอบ (การเขียนโค้ด EEPROM ใหม่, ฟิลด์ของผู้ผลิต) เพียงแต่โรงงานทำสิ่งนี้ในขณะที่มีข้อมูลการสอบเทียบพร้อมอยู่แล้ว

สิ่งที่แบ่งแยกเกรด

แนวปฏิบัติผู้ผลิตเกรดเต็มผู้ผลิตต้นทุนต่ำ
การคัดกรองชิปและเบิร์นอินทำบางครั้ง
คุณภาพการจัดแนวเชิงรุก±0.5 µm, เชื่อมยึดอีพอกซี, ค่าเผื่อกว้างกว่า
การสอบเทียบ3 อุณหภูมิ, ต่อโมดูลอุณหภูมิห้องหรือต่อล็อต
Tx ใน DDMวัดจริงบางครั้งเป็นค่าคงที่ (ระดับ DDM)
ไอโซเลเตอร์มีบน 1310/1550บางครั้งไม่มี
การเบิร์นอินโมดูลทำทำน้อยครั้ง
การทดสอบตลอดช่วงอุณหภูมิที่กำหนดทำมักไม่ทำ
การสอบย้อนกลับบันทึกการทดสอบผูกกับหมายเลขซีเรียลไม่มี

ไม่มีสิ่งใดในนี้ที่มองเห็นได้จากไบต์ข้อมูลระบุตัวตน แต่จะปรากฏในพฤติกรรมของ DDM ตามอุณหภูมิ และในอัตราความล้มเหลวหลังผ่านไปหนึ่งปี

ใน CodingBox

การตรวจรับขาเข้าบนโต๊ะทดสอบทำซ้ำส่วนเล็ก ๆ ของการทดสอบขั้นสุดท้ายในโรงงาน ได้แก่ อ่านข้อมูลระบุตัวตนและเช็กซัม ตรวจสอบว่าค่า DDM เป็นค่าสด ๆ และสมเหตุสมผลเมื่อเทียบกับค่าทั่วไป บันทึกค่าพื้นฐานไว้ใน code database ล็อตที่กำลัง Tx หรือไบอัสเหมือนกันเป๊ะในทุกหน่วย หรือที่อุณหภูมิไม่เคยเปลี่ยนแปลงเลย คือล็อตที่ไม่ผ่านขั้นตอนในโรงงานที่อ้างว่าผ่านมาแล้ว


หากพบข้อมูลที่ไม่ถูกต้องหรือข้อผิดพลาดในบทความนี้ ให้เลือกข้อความส่วนนั้นแล้วกด Ctrl+Enter เพื่อ