宏觀上來(lái)講,
XFP光模塊市場(chǎng)是一個(gè)根據(jù)實(shí)際要求,合理地定義光模塊壽命及工作條件,充分優(yōu)化光模塊性價(jià)比的市場(chǎng)。由于數(shù)通網(wǎng)絡(luò)的開放性趨勢(shì),這個(gè)市場(chǎng)具有積極開放,歡迎導(dǎo)入新技術(shù)的特征,以及探討新標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用條件的氛圍。這一切為數(shù)據(jù)中心光模塊技術(shù)的發(fā)展提供了絕好的條件。本文試著列舉一些數(shù)據(jù)中心光模塊技術(shù)的發(fā)展方向,供大家參考。
非氣密封裝
由于光組件(OSA)的成本占光模塊成本的60%以上,加之光芯片降成本的空間越來(lái)越小,有可能降低成本的是封裝成本。在保證光模塊性能及可靠性的同時(shí),推動(dòng)封裝技術(shù)從比較昂貴的氣密封裝走向低成本的非氣密封裝成為必須。非氣密封裝的要點(diǎn)包括光器件自身的非氣密性,光組件設(shè)計(jì)的優(yōu)化,封裝材料以及工藝的改進(jìn)等。其中以光器件特別是激光器的非氣密化為挑戰(zhàn)。這是因?yàn)槿绻す馄骷?shí)現(xiàn)了非氣密化,昂貴的氣密封裝的確就不需要了。可喜的是,近幾年來(lái)已經(jīng)有數(shù)家激光器廠家公開宣稱自己的激光器可以適用于非氣密應(yīng)用。縱觀現(xiàn)在大量出貨的數(shù)據(jù)中心光模塊,多是以非氣密封裝為主。看來(lái)非氣密封裝技術(shù)已經(jīng)很好地被數(shù)據(jù)中心光模塊業(yè)界及客戶接受。
混合集成技術(shù)
在多通道,高速率,低功耗需求的驅(qū)動(dòng)下,相同容積的光模塊需要具備更大的數(shù)據(jù)傳輸量,光子集成技術(shù)漸漸地成為現(xiàn)實(shí)。光子集成技術(shù)的意義較廣:比如說(shuō)基于硅基的集成(平面光波導(dǎo)混合集成,硅光等),基于磷化銦的集成等。混合集成技術(shù)通常是指將不同材料集成在一起。也有將部分自由空間光學(xué)和部分集成光學(xué)的構(gòu)造叫做混合集成,也未嘗不可。典型的混合集成是將有源光器件(激光器,探測(cè)器等)集成到具有光路連接或者其他一些無(wú)源功能(分合波器等)的基板上(平面光波導(dǎo),硅光等)。混合集成技術(shù)可以將光組件做得很緊湊,順應(yīng)光模塊小型化趨勢(shì),方便使用成熟自動(dòng)化IC封裝工藝,有利于大量生產(chǎn),是近期數(shù)據(jù)中心用SFP光模塊行之有效技術(shù)的方法。
倒裝焊技術(shù)
倒裝焊是從IC封裝產(chǎn)業(yè)而來(lái)的一種高密度芯片互聯(lián)技術(shù)。在光模塊速率突飛猛進(jìn)的今天,短縮芯片之間的互聯(lián)是一個(gè)有效的選項(xiàng)。通過(guò)金-金焊或者共晶焊將光芯片直接倒裝焊到基板上,比金線鍵合的高頻效果要好得多(距離短,電阻小等)。另外對(duì)于激光器來(lái)說(shuō),由于有源區(qū)靠近焊點(diǎn),激光器產(chǎn)生的熱比較容易從焊點(diǎn)傳到基板上,SFP光模塊對(duì)于提高激光器在高溫時(shí)的效率有很大幫助。因?yàn)榈寡b焊是IC封裝產(chǎn)業(yè)的成熟技術(shù),已經(jīng)有很多種用于IC封裝的商用自動(dòng)倒裝焊機(jī)。光組件因?yàn)樾枰饴否詈希虼藢?duì)精度要求很高。這幾年光組件加工用高精度倒裝焊機(jī)十分搶眼,許多情況下已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)源對(duì)光,極大地提高了生產(chǎn)力。因?yàn)榈寡b焊(也叫自動(dòng)邦定貼片)機(jī)具有高精度,率,高品質(zhì)等特點(diǎn),倒裝焊技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心光模塊業(yè)界的一種重要工藝。
XFP光模塊功能失效分為發(fā)射端失效和接收端失效,分析具體原因,常出現(xiàn)的問(wèn)題集中在以下幾個(gè)方面:
1、光口污染和損傷
由于光接口的污染和損傷引起光鏈路損耗變大,導(dǎo)致光鏈路不通。產(chǎn)生原因如下:
光模塊光口暴露在環(huán)境中,光口有灰塵進(jìn)入而污染
使用的光纖連接器端面已經(jīng)污染,光模塊光口二次污染
帶尾纖的光接頭端面使用不當(dāng),端面劃傷等
XFP光模塊使用劣質(zhì)的光纖連接器
2、ESD 損傷
ESD 是ElectroStatic Discharge 縮寫即"靜電放電",是一個(gè)上升時(shí)間可以小于1ns(10 億分之一秒)甚至幾百ps(1ps=10000 億分之一秒)的非常快的過(guò)程。
ESD 可以產(chǎn)生幾十Kv/m甚至更大的強(qiáng)電磁脈沖。
靜電會(huì)吸附灰塵,改變線路間的阻抗,影響產(chǎn)品的功能與壽命;ESD的瞬間電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱,使元件受傷,短 期仍能工作但壽命受到影響;甚至破壞元件的絕緣或?qū)w,使元件不能工作(*破壞)。
XFP光模塊是不可避免,除了提高電子元器件的抗ESD 能力,重要的是正確使用,引起ESD 損傷的因素有:
環(huán)境干燥,易產(chǎn)生ESD
不正常的操作,如:非熱插拔光模塊帶電操作;不做靜電防護(hù)直接用手接觸光模塊靜電敏感的管腳;運(yùn)輸和存放過(guò)程中沒(méi)有防靜電包裝
設(shè)備沒(méi)有接地或者接地不良
簡(jiǎn)易XFP光模塊失效判斷步驟
1.測(cè)試光功率是否在指標(biāo)要求范圍之內(nèi),如果出現(xiàn)無(wú)光或者光功率小的現(xiàn)象。
處理方法:
a、檢查光功率選擇的波長(zhǎng)和測(cè)量單位(dBm)
b、清潔光纖連接器端面,光模塊光口,方法見第五節(jié)。
c、檢查光纖連接器端面是否發(fā)黑和劃傷,光纖連接器是否存在折斷,更換光纖連接器做互換性試驗(yàn)
d、檢查光纖連接器是否存在小的彎折。
e、熱插拔光模塊可以重新插拔測(cè)試。
f、同一端口更換光模塊或者同一光模塊更換端口測(cè)試。
2.光功率正常但是鏈路無(wú)法通,檢查link 燈。