Quatre processus d'emballage optique

Le module émetteur-récepteur optique comporte trois composants principaux, qui sont des dispositifs optoélectroniques (TOSA/ROSA), une carte de circuit imprimé avec des composants électroniques (PCBA) et des interfaces optiques (boîtiers) telles que LC, SC et MPO.

Figure 1 : Composants d'un émetteur-récepteur optique

La partie de transmission optique est composée de trois parties : source lumineuse, circuit de commande et circuit de commande (tel que APC), qui est utilisé pour tester les deux paramètres de puissance optique et de taux d'extinction.

Figure 2 : Schéma du circuit de transmission optique

La partie réception, avec PIN comme exemple, est composée de PINTIA (InGaAs PIN et amplificateur trans-impédance) et d'un amplificateur limiteur. Le signal optique d'entrée est converti en photo-courant à travers le tube PIN, et le photo-courant est converti en un signal de tension par l'amplificateur à trans-impédance. Ensuite, le signal de tension est amplifié par l'amplificateur limiteur et produit une sortie d'échange de signaux différentiel DATA et DATA via le filtre de mise en forme et l'amplificateur limiteur. Il a une fonction d'alarme sans lumière - lorsque la puissance optique n'est pas suffisante pour maintenir le fonctionnement du module, la borne SD génère un signal logique bas pour déclencher une alarme.

Figure3 : Schéma du circuit de réception optique

La structure de base du boîtier de module optique est le sous-ensemble optique de transmission (TOSA) et le circuit de commande, le sous-ensemble optique de réception (ROSA) et le circuit de réception. Les barrières techniques de TOSA et ROSA résident principalement dans deux aspects : la puce optique et la technologie de conditionnement optique, qui sont le cœur de la compétitivité de FiberMall. FiberMall dispose d'un ensemble complet de technologies d'emballage optique, qui peuvent être utilisées pour le développement et la production de chaque type de processus d'emballage.

Figure 4 : Plates-formes de conception pour différentes techniques d'emballage optique

Généralement, ROSA est fourni avec un séparateur de faisceau, une photodiode (convertissant le signal optique en tension) et un amplificateur de trans-impédance (signal de tension d'amplification), tandis que TOSA est fourni avec un pilote laser, un laser et un multiplexeur. Il existe quatre principaux processus d'emballage optique pour TOSA et ROSA :

1) Paquet coaxial TO-CAN

Boîtier coaxial TO-CAN : dans la plupart des cas, le boîtier est cylindrique. Il est difficile pour le refroidissement intégré, la dissipation thermique et pour une puissance de sortie élevée sous un courant élevé en raison de son petit volume, il ne convient donc pas à la transmission longue distance. À l'heure actuelle, l'application principale est la transmission à courte distance de 2.5 Gbit/s et 10 Gbit/s, avec un processus simple et peu coûteux.

Figure 5 : Paquet coaxial TO-CAN

Produits AOC 10G SFP+ de FiberMall fabriqués avec le processus d'emballage coaxial TO-CAN.

Figure 6 : Produits AOC SFP+ 10G de FiberMall

2)Paquet papillon

Boîtier papillon : le boîtier est généralement rectangulaire ; la structure et la réalisation de la fonction sont complexes. Il peut être configuré avec un refroidisseur intégré, un dissipateur de chaleur, un bloc de base en céramique, une puce, une thermistance, une surveillance du rétroéclairage et peut prendre en charge le fil de liaison de toutes les pièces ci-dessus. Il peut être utilisé pour une variété de débits et une transmission longue distance de 80 km avec une grande surface de logement et une bonne dissipation thermique.

Figure7：Exemples de paquet papillon

3) Paquet COB (puce à bord)

Le boîtier COB, ou boîtier puce sur carte, consiste à faire adhérer une puce laser à un substrat PCB, qui peut être miniaturisé, léger, hautement fiable et peu coûteux.

Figure 8 : Schéma de principe du package COB

Les modules optiques conventionnels à débit unique de 10 Gb/s ou 25 Gb/s utilisent le facteur de forme SFP pour souder la puce électrique et les composants d'émetteur-récepteur optique en boîtier TO à la carte PCB pour former un module optique. La Module optique 100Gb/s, d'autre part, nécessite quatre groupes de composants lors de l'utilisation d'une puce 25 Gb/s, et nécessitera quatre fois plus d'espace s'il est intégré dans un SFP.

Le boîtier COB peut intégrer une puce TIA/LA, un réseau laser et un réseau récepteur dans un petit espace pour réaliser la miniaturisation. La difficulté technique réside dans le positionnement précis du patch de la puce optique (qui affecte l'effet de couplage optique) et la qualité de la ligne de frappe (qui affecte la qualité du signal et le BER).

FiberMall dispose d'un ensemble complet d'équipements de traitement COB, avec couplage manuel pour la personnalisation et couplage automatique pour la cohérence des lots.

Figure 9 : Ensemble complet d'équipements de traitement COB de FiberMall

FiberMall's 10G SFP + AOC produits fabriqués par procédé COB (vue éclatée).

Figure 10 : Produits AOC 10G SFP+ de FiberMall fabriqués par le procédé COB

4) paquet BOÎTE

Le package BOX est un package papillon et est utilisé pour le packaging parallèle multicanal.

Figure 11 : Schéma de principe du package BOX

FiberMall's 100G QSFP28 LR4 module optique fabriqué par le processus d'emballage BOX :

Figure 12 : Module optique 100G QSFP28 LR4 fabriqué par le processus de boîtier BOX

Les modules optiques de 25G ou moins utilisent principalement un boîtier TO ou papillon monocanal, avec un processus standard, un équipement d'automatisation et de faibles barrières techniques. Cependant, les modules optiques à haute vitesse de 40G et plus, limités par la fréquence du laser (principalement 25G), sont principalement réalisés par parallèle multicanal, tels que 40G obtenus par 4 * 10G et 100G par 4 * 25G. L'emballage des modules optiques à grande vitesse impose des exigences plus élevées en matière de conception optique parallèle, d'interférences électromagnétiques à haut débit, de réduction de volume et de dissipation thermique sous une consommation d'énergie accrue.

Avec le taux croissant de modules optiques, FiberMall a réussi à produire en série des émetteurs-récepteurs 400G (monocanal 56G) sur la base de l'amélioration du débit en bauds monocanal, et des produits 800G avec une conception optique parallèle sont en cours de développement et méritent d'être anticipés.