Module được sản xuất và kiểm tra như thế nào

Datasheet của một transceiver hứa hẹn hai mươi năm hoạt động ở 70 °C, bước sóng chính xác trong phạm vi một nanomet và Tx trong DDM sai lệch không quá 2 dB so với thực tế. Việc nó có đáp ứng được hay không phụ thuộc vào một quy trình nhà máy mà người mua không bao giờ nhìn thấy: sàng lọc chip, căn chỉnh ở độ chính xác dưới micromet, hiệu chuẩn trên một trạm kiểm tra, burn-in và một bước mã hóa cuối cùng ghi ra thông tin nhận dạng mà bạn sẽ đọc sau này trên bàn thử. Hiểu được quy trình này giải thích vì sao module tốt có mức giá như vậy, vì sao module rẻ hỏng ở các mức nhiệt độ cực đoan, và “hằng số hiệu chuẩn” cùng “mã hóa” thực chất có nghĩa là gì.

Từ wafer tới module

wafer laser/PD ──► kiểm tra và sàng lọc chip ──► lắp ráp TOSA/ROSA ──► kiểm tra OSA
                                                                             │
lắp ráp PCB (SMT: driver, TIA, MCU, DSP, EEPROM) ──► kiểm tra bo mạch ────────────┤
                                                                             ▼
                              lắp ráp module ──► hiệu chuẩn và chỉnh định ──► burn-in ──► kiểm tra cuối ──► mã hóa và dán nhãn ──► lấy mẫu QA ──► xuất xưởng

Chip

Cụm quang con

Gắn die lên một đế, hàn dây, rồi tới bước quyết định phần lớn giá thành: căn chỉnh chủ động — với laser đang được cấp điện, một thấu kính và/hoặc một đoạn sợi quang được di chuyển theo từng bước dưới micromet để công suất ghép được là lớn nhất, sau đó cố định bằng hàn laser hoặc keo epoxy UV. Các vỏ kín khí được hàn nắp và kiểm tra rò rỉ; OSA hoàn thiện được đo công suất phát, tỷ số tắt, dạng mắt và, đối với bộ thu, đáp ứng cùng độ nhạy (Đóng gói quang học). Engine COB thay thế bước này bằng pick-and-place các die trần dưới một dãy thấu kính đúc khuôn (Chip-on-board).

Hiệu chuẩn và chỉnh định

Trên một trạm kiểm tra có buồng nhiệt độ, một máy đo công suất quang, một BER tester và một bộ thu tham chiếu, firmware được dạy ý nghĩa của các con số thô mà nó đọc được:

Đây chính là nguồn gốc của độ chính xác DDM ±2–3 dB — và vì sao một module chỉ được hiệu chuẩn ở nhiệt độ phòng sẽ đọc sai ở 65 °C (Độ chính xác và giới hạn, Hiệu chuẩn).

Các kiểm tra module phải vượt qua

Việc thẩm định thiết kế (chứ không phải từng đơn vị sản phẩm) tuân theo Telcordia GR-468-CORE: chu trình nhiệt, nhiệt ẩm, sốc cơ học và rung động, lão hóa cưỡng bức trên một mẫu để ngoại suy tuổi thọ mà datasheet sau đó công bố.

Burn-in và sàng lọc

Module hoàn thiện được chạy trong vài giờ đến vài ngày ở nhiệt độ cao dưới tải lưu lượng thực; DDM được ghi log; các đơn vị có dòng phân cực, công suất hoặc lỗi trôi dạt sẽ bị loại. Bước này tốn kém và là điều đầu tiên bị các nhà sản xuất giá rẻ bỏ qua — đó là lý do thống kê sự cố thực địa của quang học giá rẻ trông ổn trong năm đầu rồi sau đó tăng vọt (Sự cố).

Mã hóa: bước cuối cùng

Chỉ đến lúc này thông tin nhận dạng mới được ghi: tên nhà sản xuất, mã sản phẩm, số sê-ri, mã ngày sản xuất, mã tuân thủ, chiều dài, bước sóng, tùy chọn, checksum — hoặc của chính nhà sản xuất, hoặc mang thương hiệu của khách hàng mà lô hàng đó được sản xuất cho. Các nhà sản xuất theo hợp đồng làm ra một module vật lý duy nhất rồi mã hóa nó dưới nhiều tên gọi khác nhau; module mang thương hiệu OEM được gắn chữ ký của nhà sản xuất trong vùng riêng của nhà sản xuất. Đây chính là thao tác mà CodingBox thực hiện trên bàn thử (Mã hóa lại EEPROM, Trường thông tin nhà sản xuất) — nhà máy chỉ đơn giản là làm việc đó khi dữ liệu hiệu chuẩn đã có sẵn.

Điều gì phân biệt các cấp chất lượng

Không điều nào trong số này thể hiện ra trong byte thông tin nhận dạng; chúng chỉ bộc lộ qua hành vi của DDM theo nhiệt độ và qua tỷ lệ hỏng hóc sau một năm.

Trong CodingBox

Kiểm tra đầu vào trên bàn thử lặp lại một phần nhỏ của công đoạn kiểm tra cuối cùng ở nhà máy: đọc thông tin nhận dạng và checksum, xác nhận các giá trị DDM đang sống và hợp lý khi đối chiếu với giá trị điển hình, ghi lại giá trị nền trong code database. Một lô hàng có công suất Tx hoặc dòng phân cực giống hệt nhau trên mọi đơn vị, hoặc có nhiệt độ không bao giờ thay đổi, đã không vượt qua được công đoạn nhà máy mà nó tự nhận là đã vượt qua.