光器件封装工艺有哪些？

光收发一体模块有三大部分组成，它们分别是光电器件（TOSA/ROSA）、贴有电子元器件的电路板（PCBA）和LC、SC、MPO等光接口（外壳）。

光收发一体模块介绍

光发射部分由光源、驱动电路、控制电路（如APC)三部分构成。主要测试光功率、消光比这两个参数。

光发射部分

接收部分以PIN为例，是由PINTIA(InGaAs PIN 和跨阻放大器)和限幅放大器组成。将输入的光信号通过PIN管转换成光电流。光电流又通过跨阻放大器转换成电压信号。电压信号经限幅放大，并通过整形滤波器与限幅放大器产生差分DATA与/DATA的数据信号交流输出。并具有无光告警功能，当光功率不足以维持模块正常工作时，SD端产生逻辑低信号，产生告警。

接收部分

光模块封装的基本结构为光发射侧模块(TOSA)和驱动电路，光接收侧模块(ROSA)和接收电路。TOSA、ROSA中的技术壁垒主要在于两方面：光芯片和封装技术，这也正是易飞扬的核心竞争力，易飞扬在封装技术工艺上拥有一整套完备的技术平台，可用于各封装工艺类型的研发、生产。

易飞扬在封装技术工艺上拥有一整套完备的技术平台

一般ROSA中封装有分光器、光电二极管(将光压装换成电压)和跨阻放大器(放大电压信号)，TOSA中封装有激光驱动器、激光器和复用器。TOSA、ROSA的封装工艺主要有以下四种：

1)TO-CAN同轴封装

TO-CAN同轴封装：壳体通常为圆柱形，因为其体积小，难以内置制冷，散热困难，难以用于大电流下的高功率输出，故而难以用于长距离传输。目前最主要的用途还在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距离传输。但成本低廉，工艺简单。

TO-CAN同轴封装

易飞扬采用TO-CAN同轴封装工艺制作的10G SFP+ AOC产品（爆炸图）：

易飞扬采用TO-CAN同轴封装工艺制作的10G SFP+ AOC产品（爆炸图）

2)蝶形封装

蝶形封装：壳体通常为长方体，结构及实现功能通常比较复杂，可以内置制冷器、热沉、陶瓷基块、芯片、热敏电阻、背光监控，并且可以支持所有以上部件的键合引线，壳体面积大，散热好，可以用于各种速率及80km长距离传输。

蝶形封装

3)COB(Chip On Board)封装

COB封装：即板上芯片封装，将激光芯片粘附在PCB基板上，可以做到小型化、轻型化、高可靠、低成本。

COB封装

传统的单路10Gb/s或25Gb/s速率的光模块采用SFP封装将电芯片和TO封装的光收发组件焊接到PCB板上组成光模块。而100Gb/s光模块，在采用25Gb/s芯片时，需要4组组件，若采用SFP封装，将需要4倍空间。COB封装可以将TIA/LA芯片、激光阵列和接收器阵列集成封装在一个小空间内，以实现小型化。技术难点在于对光芯片贴片的定位精度(影响光耦合效果)和打线质量(影响信号质量、误码率)。易飞扬拥有一整套COB工艺制程设备，在手动耦合满足定制化，而自动耦合则满足批量的一致性要求：

易飞扬拥有一整套COB工艺制程设备

易飞扬采用COB工艺制作的10G SFP+ AOC产品（爆炸图）：

易飞扬采用COB工艺制作的10G SFP+ AOC产品

4)BOX封装

BOX封装：属于蝶形封装，用于多通道并行封装。

BOX封装

易飞扬采用BOX封装工艺制作的100G QSFP28 LR4：

易飞扬采用BOX封装工艺制作的100G QSFP28 LR4

25G及以下速率光模块多采用单通道TO或蝶形封装，有标准的制程和自动化设备，技术壁垒低。但对于40G及以上速率的高速光模块，受激光器速率限制(多为25G)，主要通过多通道并行实现，如40G由4*10G实现，而100G则由4*25G实现。高速光模块的封装对并行光学设计、高速率电磁干扰、体积缩小、功耗增加下的散热问题提出了更高的要求。

随着光模块速率越来越高，易飞扬在单通道的波特率提升上已成功量产400G（单通道56G），而采用并行光学设计的800G产品也正已研发，值得期待。

激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺

众所周知，运营商、设备商、器件商和材料商四大不同部类的企业一起构建了金字塔形的光通信产业链。在行业内，传统的光通讯器件封装技术，一般是通过UV胶将器件在结合面处粘接固定起来，先是将UV胶点到器件结合处，再通过紫外线灯照射固化。这种器件连接方式，存在许多缺陷，比如，固化深度有限；而采用激光焊接这种新型的焊接技术，其所具备的焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点，使之成为光通讯器件封装技术的重要手段之一。下面介绍激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺。

光器件及光模块等位于光通信设备的上游。光模块的主要作用是实现光电转换，由于芯片是光模块产业链中难度系数最大的产品，裸芯片与布线板实现微互联后，需要通过封装技术将其密封在塑料、玻璃、金属或陶瓷外壳中，以确保半导体集成电路芯片在各种恶劣条件下正常工作，激光焊接就主要应用在这一工序中。

激光焊接作为一种高质量、高精度、高效率和高速度的焊接方法，日益受到人们的关注和应用。由于激光的能量密度很高，因此，激光焊接速度快、焊接深度深、热影响区小，可实现自动化精密焊接。

​一个光模块通常由光发射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探测器）、功能电路和光（电）接口等部分组成。由于光模块本身集成度高，且大量使用FPC软板，因此激光焊接相较于传统的烙铁焊接、热风焊接、HotBar焊接、电子压焊、波峰焊接等更适用于光通讯模块的制造。

随着电子器件小型化、高性能化、多功能化、低成本化等要求，具备焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点的激光焊接技术已然成为光通讯器件封装技术的重要手段之一，其应用在光通讯光电子器件、组件和模块制造过程中可以有效提升焊接精度和焊接质量。

​以上就是激光焊接机在光通讯行业上的技术工艺，从焊接工艺性的角度看，激光焊接技术在光通讯器件封装上的应用相对比较成熟，但是，从自动耦合技术到焊接工艺还有很大的提升空间。期望通过研发能力的不断提升，将先进的技术融入研发设计中，从而来保证机器性能的领先性。

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