ماڈیولز کیسے بنائے اور ٹیسٹ کیے جاتے ہیں
ٹرانسیور کی ڈیٹاشیٹ 70 °C پر بیس سال، ایک نینو میٹر کے اندر طول موج، اور حقیقت سے 2 dB کے اندر DDM Tx کا وعدہ کرتی ہے۔ اس کی تکمیل ایسے فیکٹری عمل پر منحصر ہے جسے خریدار کبھی نہیں دیکھتا: چپ اسکریننگ، سب مائیکرون الائنمنٹ، ٹیسٹ اسٹیشن پر کیلیبریشن، برن اِن اور آخری کوڈنگ مرحلہ، جو وہ شناخت لکھتا ہے جسے آپ بعد میں بینچ پر پڑھتے ہیں۔ اس عمل کو جاننے سے سمجھ آتا ہے کہ اچھے ماڈیول کی قیمت کیوں ہوتی ہے، سستے ماڈیول درجہ حرارت کی انتہاؤں پر کیوں ناکام ہوتے ہیں، اور “کیلیبریشن مستقلات” اور “کوڈنگ” کے طبعی معنی کیا ہیں۔
ویفر سے ماڈیول تک
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
چپس
| مرحلہ | کیا ہوتا ہے | اس کی اہمیت |
|---|---|---|
| ویفر کی افزائش | MOCVD سے InP پر مبنی لیزرز اور PDs (1310/1550 nm)؛ GaAs VCSELs؛ SiPh کے لیے Si/Ge فوٹو ڈائیوڈز | مواد طول موج اور رفتار متعین کرتا ہے — لیزرز |
| چپ پروب ٹیسٹ | LIV منحنی (روشنی بمقابلہ کرنٹ بمقابلہ وولٹیج): حد، سلوپ ایفیشنسی، سیریز ریزسٹنس؛ اسپیکٹرم: مرکز طول موج، سائیڈ موڈ سپریشن (SMSR) | مقررہ حدود سے باہر چپس مسترد ہوتی ہیں؛ LIV ڈیٹا APC ہدف کی بنیاد بنتا ہے |
| چپ برن اِن | ابتدائی خرابیاں چھانٹنے کے لیے لیزرز کو بلند درجہ حرارت اور کرنٹ پر عمر دی جاتی ہے (مثلاً 85 °C پر دسیوں سے سیکڑوں گھنٹے) | جس لیزر کا بایس چند فیصد سے زیادہ بدل جائے اسے مسترد کر دیا جاتا ہے |
| چھانٹ کر گروپ بنانا | چپس کو طول موج (CWDM/LAN-WDM چینلز کے لیے) اور پاور کے لحاظ سے چھانٹا جاتا ہے | بعض چینلز کی کمی کی وجہ |
آپٹیکل ذیلی اسمبلی
سب ماؤنٹ پر چپ نصب کرنا، وائر بانڈنگ، پھر وہ مرحلہ جو قیمت متعین کرتا ہے: فعال الائنمنٹ — لیزر کو فعال کر کے لینز اور/یا فائبر اسٹب کو کپل ہونے والی پاور زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے سب مائیکرون پیمانے کی چھوٹی حرکتوں سے بتدریج منتقل کیا جاتا ہے، پھر لیزر ویلڈنگ یا UV ایپوکسی سے مقرر کیا جاتا ہے۔ مہر بند پیکجز کو ڈھکن ویلڈ اور لیک ٹیسٹ کیا جاتا ہے؛ تیار OSA کی لانچ پاور، ایکسٹنکشن ریشو، آئی ڈایاگرام کی شکل اور ریسیورز میں ریسپانسیوٹی اور حساسیت ناپی جاتی ہے (آپٹیکل پیکیجنگ)۔ COB انجنز میں اس کی جگہ مولڈ شدہ لینز اَرے کے نیچے ننگی چپس کی پک اینڈ پلیس ہوتی ہے (چپ آن بورڈ)۔
کیلیبریشن اور ٹیوننگ
درجہ حرارت چیمبر، آپٹیکل پاور میٹر، BER ٹیسٹر اور حوالہ جاتی ریسیور والے ٹیسٹ اسٹیشن پر فرم ویئر کو سکھایا جاتا ہے کہ اس کے خام اعداد کے معنی کیا ہیں:
| کیلیبریٹ شدہ جز | طریقۂ کار | کہاں محفوظ ہوتا ہے |
|---|---|---|
| Tx پاور مانیٹر | مختلف سیٹنگز پر پاور میٹر سے حقیقی لانچ پاور ناپی جاتی ہے؛ مانیٹر PD کی ریڈنگ کو dBm میں تبدیل کیا جاتا ہے | اندرونی کیلیبریشن: فرم ویئر ٹیبلز؛ بیرونی کیلیبریشن: A2h Tx_PWR سلوپ/آفسیٹ |
| APC ہدف | بایس اس وقت تک ایڈجسٹ کیا جاتا ہے جب تک لانچ پاور 25 °C پر مخصوص قدر تک نہ پہنچے؛ ہدف محفوظ کیا جاتا ہے | فرم ویئر |
| ماڈیولیشن کرنٹ / درجہ حرارت کے لحاظ سے DSP سیٹنگز | کم، کمرہ اور بلند درجہ حرارت پر آئی ڈایاگرام اور ایکسٹنکشن ریشو بہتر بنائے جاتے ہیں (3 درجہ حرارت والا ٹیسٹ)؛ لک اپ ٹیبلز لکھی جاتی ہیں | فرم ویئر |
| Rx پاور مانیٹر | ماڈیول کی طول موج پر کیلیبریٹ شدہ روشنی کئی سطحوں پر داخل کی جاتی ہے؛ فوٹو کرنٹ کو dBm میں تبدیل کیا جاتا ہے | اندرونی: فرم ویئر؛ بیرونی: A2h Rx_PWR(4..0) کثیر رکنی مساوات |
| درجہ حرارت سینسر | چیمبر کے حوالے کے مقابل | سلوپ/آفسیٹ |
| Vcc، بایس ADC | درست حوالہ جاتی ماخذ کے مقابل | سلوپ/آفسیٹ |
| حدیں | ڈیزائن کے مطابق الارم/انتباہ کی حدود لکھی جاتی ہیں | A2h 0–39 / QSFP صفحہ 03h / CMIS صفحہ 02h |
| طول موج (DWDM، LR4) | TEC سیٹ پوائنٹ کو اس وقت تک ٹرم کیا جاتا ہے جب تک چینل گرڈ پر نہ ہو؛ لاکر کیلیبریٹ کیا جاتا ہے | فرم ویئر |
یہی DDM کی ±2–3 dB درستگی کا سبب ہے، اور یہی وجہ ہے کہ صرف کمرہ درجہ حرارت پر کیلیبریٹ کیا گیا ماڈیول 65 °C پر غلط ریڈنگ دیتا ہے (درستگی اور حدود، کیلیبریشن)۔
وہ ٹیسٹ جن میں ماڈیول کا کامیاب ہونا لازمی ہے
| ٹیسٹ | کیا ناپتا ہے | معیار / پیمانہ |
|---|---|---|
| آئی ڈایاگرام بمقابلہ ماسک (NRZ) | رائز/فال، جٹر، اوورشوٹ، ایکسٹنکشن ریشو | PMD کے لیے IEEE 802.3 / FC ماسک |
| TDECQ (PAM4) | حوالہ جاتی ایکولائزر کے بعد آئی کلوزر | IEEE 802.3 Clause 121+ |
| OMA اور اوسط پاور | مقررہ حد میں لانچ پاور | PMD ٹیبل |
| ایکسٹنکشن ریشو | 1 اور 0 سطحوں کا تناسب | PMD کے لحاظ سے ≥ 3.5–9 dB |
| طول موج، SMSR، اسپیکٹرل چوڑائی | چینل کے اندر مرکز λ؛ سنگل موڈ کی خالصیت | آپٹیکل اسپیکٹرم اینالائزر |
| RIN، چرپ | لیزر نوائز اور طول موج کا اتار چڑھاؤ | لانگ رینج PMDs |
| حساسیت / مقررہ بگاڑ والے سگنل کے تحت حساسیت | اٹینیوایٹر اور بدترین ویوفارم کے ساتھ اِن پٹ پاور کے مقابل BER | BER ٹیسٹر (BERT)، 10⁻¹² یا pre-FEC ہدف |
| ڈسپرشن پینلٹی | زیادہ سے زیادہ فائبر کی لمبائی یا ایمولیٹر پر BER | لانگ رینج PMDs |
| تین درجہ حرارت کا فنکشنل ٹیسٹ | −5/25/70 °C (یا مقررہ حد) پر اوپر کی ہر چیز | حقیقی ماڈیولز کو صرف کمرہ درجہ حرارت والے ماڈیولز سے الگ کرتا ہے |
| پاور کھپت، اِن رش | پاور کلاس کے مقابل | SFF-8431 / QSFP-DD ہارڈویئر تفصیلات |
| دو تاروں اور DDM کی جانچ | میموری نقشہ قابلِ پڑھائی، قدریں معقول، فلیگز کام کرتے ہیں | SFF-8472 / SFF-8636 / CMIS |
| مکینیکل | داخل کرنے کی قوت، لیچ، کیج EMI، کنیکٹر کی پائیداری | SFF ہارڈویئر تفصیلات |
ڈیزائن کی اہلیت کی جانچ (ہر یونٹ کی نہیں) Telcordia GR-468-CORE کے مطابق ہوتی ہے: درجہ حرارت کے چکر، مرطوب حرارت، مکینیکل جھٹکے اور ارتعاش، نیز نمونے پر تیز رفتار عمر رسیدگی کی آزمائش، تاکہ اس عمر کا اندازہ لگایا جائے جسے بعد میں ڈیٹاشیٹ میں بیان کیا جاتا ہے۔
برن اِن اور اسکریننگ
تیار ماڈیول بلند درجہ حرارت پر ٹریفک کے تحت گھنٹوں سے دنوں تک چلتے ہیں؛ DDM ریکارڈ کیا جاتا ہے؛ جن یونٹس کے بایس، پاور یا خرابیوں میں تبدیلی آئے انہیں الگ کر دیا جاتا ہے۔ یہ مرحلہ مہنگا ہے اور کم قیمت پیدا کرنے والے سب سے پہلے اسے چھوڑتے ہیں — اسی لیے سستے آپٹیکل ماڈیولز کی میدان میں ناکامی کے اعداد وشمار ایک سال تک ٹھیک دکھائی دیتے ہیں اور پھر بڑھ جاتے ہیں (ناکامیاں)۔
کوڈنگ: آخری مرحلہ
اب ہی شناخت لکھی جاتی ہے: وینڈر کا نام، پارٹ نمبر، سیریل نمبر، تاریخ کا کوڈ، مطابقت کے کوڈز، لمبائیاں، طول موج، اختیارات، چیک سمز — یا تو بنانے والے کی اپنی یا اس صارف کے برانڈ کی جس کے لیے کھیپ بنائی گئی ہے۔ معاہدے پر بنانے والے ایک ہی طبعی ماڈیول بناتے اور اسے کئی ناموں سے کوڈ کرتے ہیں؛ OEM برانڈ والے ماڈیولز کو وینڈر حصے میں وینڈر دستخط ملتے ہیں۔ یہی کام CodingBox بینچ پر کرتا ہے (EEPROM ری کوڈنگ، وینڈر فیلڈز) — فیکٹری صرف اسے پہلے سے موجود کیلیبریشن ڈیٹا کے ساتھ کرتی ہے۔
درجات میں فرق
| طریقۂ عمل | مکمل درجے کا پیدا کنندہ | کم قیمت پیدا کنندہ |
|---|---|---|
| چپ اسکریننگ اور برن اِن | ہاں | کبھی کبھار |
| فعال الائنمنٹ کا معیار | ±0.5 µm، ویلڈ شدہ | ایپوکسی، زیادہ وسیع برداشت کی حد |
| کیلیبریشن | 3 درجہ حرارت، ہر ماڈیول کے لیے | کمرہ درجہ حرارت یا ہر کھیپ کے لیے |
| DDM Tx | ناپا جاتا ہے | کبھی کبھی مستقل قدر (DDM سطحیں) |
| آئسولیٹر | 1310/1550 پر ہاں | کبھی کبھار چھوڑ دیا جاتا ہے |
| ماڈیول برن اِن | ہاں | شاذ و نادر |
| مقررہ درجہ حرارت کی حد پر ٹیسٹ | ہاں | اکثر نہیں |
| سراغ رسانی | سیریل نمبر سے منسلک ٹیسٹ ریکارڈز | کوئی نہیں |
اس میں سے کوئی چیز شناختی بائٹس میں نظر نہیں آتی؛ اس کا اظہار درجہ حرارت کے ساتھ DDM کے رویے اور ایک سال بعد ناکامی کی شرح میں ہوتا ہے۔
CodingBox میں
بینچ پر آنے والے ماڈیولز کی جانچ فیکٹری کے آخری ٹیسٹ کا ایک چھوٹا حصہ دہراتی ہے: شناخت اور چیک سمز پڑھیں، تصدیق کریں کہ DDM کی قدریں حقیقی موجودہ پیمائش پر مبنی اور عام قدریں کے مقابل معقول ہیں، ابتدائی حوالہ جاتی سطح کو code database میں درج کریں۔ جس کھیپ کی Tx پاور یا بایس تمام یونٹس میں یکساں ہو، یا جس کا درجہ حرارت کبھی نہ بدلے، وہ فیکٹری کا وہ مرحلہ ناکام کر چکی ہے جسے پاس کرنے کا وہ دعویٰ کرتی ہے۔