العلبة، وCOB، وTO: 3 نماذج تعبئة شائعة

تعد العبوات Box وCOB وTO حاليًا أكثر أشكال التعبئة شيوعًا للمكونات البصرية.

تغليف الصندوق

التعبئة والتغليف الصندوقي، المعروف أيضًا باسم الختم المحكم، له تاريخ طويل. يتضمن تغليف الشريحة الضوئية في صندوق معدني مملوء بغاز خامل (الهيليوم عادة) لحماية العناصر البصرية من التأثيرات البيئية الخارجية وتعزيز تبديد الحرارة. يكون سطح الصندوق عادةً مطليًا بالذهب ويتكون من قاعدة ولوحة غطاء، مع تثبيت الرقاقة والعدسة داخل القاعدة. يتم عزل المسار البصري عن البيئة الخارجية بواسطة نافذة بصرية.

غالبًا ما توفر تقنية التغليف بالعلب أداءً بصريًا وكهربائيًا أكثر استقرارًا وتبديدًا محسنًا للحرارة. في صناعة الإلكترونيات الضوئية، تُستخدم التغليف بالعلب تقليديًا لأجهزة الإرسال والاستقبال لمسافات طويلة وفي بيئات غير خاضعة للرقابة مع تقلبات في درجات الحرارة والرطوبة. حاليًا، تُستخدم بشكل شائع في وحدات البصريات المستخدمة في الاتصالات.

• سهولة التكامل: تتيح عبوات الصناديق إمكانية دمج مكونات الليزر في حاويات موحدة، مما يسهل تجميعها ودمجها في وحدات أو أنظمة جهاز الإرسال والاستقبال.
• حماية معززة: توفر عبوة الصندوق غلافًا واقيًا لأجهزة الليزر، مما يحميها من العوامل الخارجية مثل الغبار والرطوبة والضغط الميكانيكي. وهذا يساعد على تحسين موثوقية وعمر مكونات الليزر.
• التخصيص والمرونة: توفر عبوات الصناديق مرونة أكبر لتخصيص وتحسين الخصائص الكهربائية والميكانيكية لأجهزة الإرسال والاستقبال. كما أنها تمكن من تنفيذ أنواع مختلفة من الموصلات وخيارات الطاقة وتكوينات الواجهة بسهولة لتلبية متطلبات التطبيقات المحددة.
• الاختبار والصيانة: تعمل تعبئة الصندوق على تسهيل اختبار مكونات الليزر الفردية وصيانتها واستبدالها. نظرًا لعدم تركيب المكونات مباشرة على مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور، يمكن اكتشافها وإصلاحها بسهولة أكبر، مما يبسط مهام استكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة.
• الإدارة الحرارية: تشتمل تصميمات عبوات الصناديق عادةً على ميزات فعالة للإدارة الحرارية مثل المشتتات الحرارية أو الوسادات الحرارية. ويساعد ذلك على تبديد الحرارة الناتجة عن مكونات الليزر والحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثالية للحصول على أداء موثوق ومستقر.
• إمكانية التوسع والترقيات المستقبلية: توفر مكونات الليزر المعبأة في صناديق خيارات التوسع التي تسمح بالترقيات أو الاستبدالات المستقبلية دون إجراء تعديلات كبيرة على تصميم جهاز الإرسال والاستقبال الإجمالي. هذه المرونة مفيدة في بيئات الشبكات المتطورة.

التعبئة والتغليف البوليفيين

يرمز COB إلى Chip on Board، والذي يشير إلى التثبيت المباشر لرقائق القالب العارية مثل TIA وLDD على الآثار النحاسية لثنائي الفينيل متعدد الكلور. بعد ذلك، يتم استخدام ربط الأسلاك للتوصيلات الكهربائية، يليها وضع لوحة غطاء أو مادة لاصقة للحماية أعلى الشريحة. تعتبر تعبئة COB تقنية ناشئة تستخدم على نطاق واسع في الوحدات الضوئية لمركز بيانات Ethernet.

تتكون عملية COB من ثلاثة مكونات رئيسية:

Chip Bonding: ربط الشريحة بثنائي الفينيل متعدد الكلور لتشكيل دائرة.

ربط الأسلاك: إنشاء اتصالات كهربائية بين الشريحة وثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال لحام وربط الأسلاك المعدنية الدقيقة.

الاقتران: التأكد من أن الضوء العمودي المنبعث من VCSEL متوازي ويدخل إلى الألياف الضوئية للإرسال.

نظرًا لتركيب الرقائق مباشرة على PCB بدون تغليف فردي، فإن تكاليف التصنيع أقل مقارنة بتغليف BOX. يمكن أتمتة العمليات مثل ربط القالب، وربط الأسلاك، والاقتران/المحاذاة بسهولة، مما يدعم الإنتاج الضخم للمنتجات.

تسمح تقنية COB بدمج مكونات بصرية متعددة ورقائق أشباه الموصلات على PCB واحد. من خلال دمج المكونات البصرية والرقائق على PCB واحد، يتم تقليل عدد الواجهات بين المكونات، وبالتالي زيادة الكفاءة وتقليل استهلاك الطاقة في بيئة التشغيل الصحيحة.

أين يتم استخدام تقنية COB؟

تكنولوجيا COB ناضجة ومطبقة على نطاق واسع. في صناعة أجهزة إرسال واستقبال الألياف الضوئية، يتم نشر COB بشكل أساسي في تطبيقات المسافات القصيرة داخل بيئات مستقرة مثل مراكز البيانات ذات درجات حرارة تجارية ثابتة (0 ~ 70 درجة مئوية) ورطوبة يمكن التحكم فيها. وهي عادة أجهزة إرسال واستقبال مصممة لدرجات حرارة التشغيل التجارية، حيث تصل إلى مسافات تبلغ حوالي 100 متر. لا يُنصح باستخدام COB في بيئات درجة الحرارة غير المستقرة أو الممتدة أو الصناعية أو التطبيقات بعيدة المدى.

إلى يمكن

TO Can، والتي يشار إليها أحيانًا ببساطة باسم TO، تنبع من صناعة أشباه الموصلات وترمز إلى مخطط الترانزستور. إنه نوع من حزمة الترانزستور. تم تصنيفها على أساس قطر القاعدة، وتشمل المتغيرات الشائعة TO56، TO42، TO52، وTO38، مع المزيد من الأبعاد التي هي مواصفات مخصصة تحددها الشركات المصنعة. توجد عبوات TO بشكل شائع في الوحدات الضوئية صغيرة الحجم مثل وحدات SFP.