光器件封裝行業(yè)的激光焊錫應(yīng)用

  ICC訊  近年來(lái)，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、5G、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等應(yīng)用市場(chǎng)快速發(fā)展，將要來(lái)臨的無(wú)人駕駛應(yīng)用市場(chǎng)，給數(shù)據(jù)流量帶來(lái)了爆炸性增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心互聯(lián)逐漸發(fā)展成為光通信的研究熱點(diǎn)，其中自然也就包括了光模塊的封裝焊接。

  什么是光模塊的封裝?

  簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)光模塊的封裝就是指光模塊的外形，隨著技術(shù)的進(jìn)步，光模塊也在不斷的更新?lián)Q代，從外形來(lái)看的話是在不斷的變小，當(dāng)然除了外形，光模塊的各方面性能也有了很大變化，包括速率、傳輸距離、輸出功率、靈敏度以及工作溫度等。

  根據(jù)光模塊外觀(封裝)可分為以下形式：QSFP28、 CFP4、 CFP2、 CFP、QSFP+、 SFP28、SFP+、 XFP、 X2、 Xenpak、 CSFP、 GBIC、GBIC Copper、 SFP、 SFP Copper、 SFF、 1 x 9 等，因?yàn)橹虚g有些類型已經(jīng)很少在使用，下面我們就幾種熟知的類型做個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。

  光器件封裝——SFP封裝

  SFP(Small Form-factor Pluggable)可以簡(jiǎn)單的理解為GBIC的升級(jí)版本,是最晚出現(xiàn)，但也是目前應(yīng)用最廣泛的光模塊產(chǎn)品。

  SFP光模塊繼承了GBIC的熱插拔特性，也借鑒了SFF小型化的優(yōu)勢(shì)。采用LC(SC接頭僅適用于單纖雙向)光接頭，其體積僅為GBIC模塊的1/2, 極大增加了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的端口密度(可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量)，適應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展的趨勢(shì)。主要設(shè)備廠商，無(wú)一例外摒棄了GBIC產(chǎn)品，轉(zhuǎn)而采用SFP光模塊?？蛇x波長(zhǎng)為850nm，1310nm，1490nm，1550nm，CWDM，DWDM;速率為0-10Gbit/s;符合RoHS 標(biāo)準(zhǔn)、符合SFF-8472協(xié)議。

  光器件封裝——XFP封裝

  XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)，“X”是羅馬數(shù)字10的縮寫(xiě)，表示10G的意思，所有的XFP模塊都是10G光模塊。XFP是一種可熱插拔的，獨(dú)立于通信協(xié)議的光收發(fā)模塊，XFP用于10G bps的SONET/SDH，光纖通道，gigabit Ethernet，10 gigabit Ethernet和其他應(yīng)用中，也包括CWDM, DWDM 鏈路,遵循XFP MSA協(xié)議?？蛇x波長(zhǎng)：850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM;速率：10Gbit/s。

  光器件封裝——SFP+封裝

  從2002年標(biāo)準(zhǔn)推出，到2010年SFP+已經(jīng)取代XFP成為10G 市場(chǎng)主流產(chǎn)品。遵循IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432協(xié)議。SFP+保留了基本的電光、光電轉(zhuǎn)換功能,減少了原有XFP設(shè)計(jì)中的SerDes, CDR(Clock and Data Recover, EDC, MAC(Media Access Control)等信號(hào)控制功能,從而簡(jiǎn)化了10G光模塊的設(shè)計(jì),功耗也因而更小。比XFP光模塊外觀尺寸縮小了約30%,和普通的SFP光模塊外觀一樣。SFP+按照ANSI T11協(xié)議,可以滿足光纖通道的8.5G和以太網(wǎng)10G的應(yīng)用，具有高密度、低功耗、更低系統(tǒng)構(gòu)造成本等顯著優(yōu)點(diǎn)SFP+的屏蔽要求比SFP更嚴(yán)格,要求具備更好的屏蔽效果。

  光器件封裝——QSFP+封裝

  QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)，四通道小型可插拔光模塊，具有四個(gè)獨(dú)立的全雙工收發(fā)通道。是為了滿足市場(chǎng)對(duì)更高密度的高速可插拔解決方案的需求而誕生的。QSFP +收發(fā)器可以取代4標(biāo)準(zhǔn)SFP +收發(fā)器，結(jié)果是更大的端口密度和整個(gè)系統(tǒng)的成本節(jié)約超過(guò)傳統(tǒng)SFP +產(chǎn)品，這種光模塊主要有兩種接口：LC和MTP/MPO。

  光模塊封裝的焊接工藝

  在行業(yè)內(nèi)，傳統(tǒng)的光通訊器件封裝技術(shù)，一般是通過(guò)UV膠將器件在結(jié)合面處粘接固定起來(lái)，先是將UV膠點(diǎn)到器件結(jié)合處，再通過(guò)紫外線燈照射固化。這種器件連接方式，存在許多缺陷，比如，固化深度有限;受器件幾何形狀限制;紫外線燈照射不到的地方膠不會(huì)固化。既要有點(diǎn)膠裝置，又要設(shè)置紫外燈，使得整個(gè)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)變得比較復(fù)雜，最主要的是在器件實(shí)際使用時(shí)，由于受熱等因素，會(huì)存在上下器件在結(jié)合處出現(xiàn)微量的位置偏移，導(dǎo)致器件耦合功率值失常，精度下降，影響產(chǎn)品質(zhì)量，還有生產(chǎn)節(jié)拍長(zhǎng)，效率不高。

  激光錫膏焊是一種在光通訊模塊上應(yīng)用非常成熟的焊接技術(shù)。通過(guò)將錫膏涂覆在焊盤(pán)上，采用激光加熱將錫膏熔化然后凝固形成焊點(diǎn)，操作比較簡(jiǎn)單。其所具備的焊接牢固、變形極小、精度高、速度快、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，使之成為光通訊器件封裝技術(shù)的重要手段之一。

  為此，深圳市紫宸激光設(shè)備有限公司自主研制一款高速自動(dòng)耦合激光焊接系統(tǒng)，這是集激光焊接及其工藝技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)于一體的系統(tǒng)。專為光模塊行業(yè)相關(guān)封裝器件的精密焊接工序定制，實(shí)現(xiàn)焊接工位的精確快速定位和激光功率的穩(wěn)定輸出。

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