Page 24 - 网络电信2021年8月刊上

光 通 信

典型光器件的应用问题及改进措施

王世堉 贾忠中 王玉
中兴通讯股份有限公司
摘要：光模块的高集成度、小型化、低功耗
是产品发展的趋势，其中将 DRIVER 和 TIA 集
成在一起已经是一些主流光器件厂家的推进方
向。目前已经有多个厂家给出了相应的方案，
但由于 DRIVER 和 TIA 的特殊性，组装应用上
的问题随之而生。通过对当前主流厂家的一款
DRIVER 和 TIA 集成的光器件进行组装应用方
面的研究，发现其应用中的问题，并提出了一
些对应的改进方向，以供学习和探讨。
关键词：集成光器件；相干光通信子组件
（COSA）；组装应用；板级焊点可靠性

光模块的高集成度、小型化、低功耗是产品发展的趋势。 表1）。
业内主流企业将DRIVER（驱动器）和TIA（集成自动化器件）进 2. 物料应用风险分析
行集成，推出了具有战略性的产品，但各生产厂家的侧重点不 2.1 部件焊接
同，封装形式也各不相同。 作为核心元器件，这些物料基本决定光模块的价值，需保
本文介绍了主流厂家的光电一体芯片（如图1所示）。该模组 障PCB其他组件组装测试通过的情况下，再进行此元器件的组
集成了光收发器件及DSP（Digital Signal Processor，数字信号 装，比如确保其他元器件单板焊接通过后，再通过第三次再流
处理器），是整个光模块的核心器件，也是光模块成本的核心。 焊接此物料。因此，如何完成此元器件的组装、焊接、检查，
为保障产品的良率和减少报废损失，需要保障这类光器件 是重要的研究方向。
的加工良率。因此，采用哪种方法进行组装，以最大程度保障 2.2 返修要求
此集成光器件的组装良率以及产品的可靠性，成为本次应用研 由于物料仅支持一次再流焊接，因此返修难点在于解决组
究的课题。 装问题（需解决返修的吸取和焊接问题）。
2.3 产品现状分析
一、元器件应用问题分析 目前光模块产品都是在SMT焊接后，进行带尾纤光器件的单
1. 元器件结构特征 独手工焊接，然后进行光纤对光纤的耦合。
根据光器件的结构图，结合其关键结构特征进行分析（见 而此次采用的物料为带光纤一起过炉，对物料的耐温、贴
装和焊接都带来了极大的风险，贴片位置为背部的支架，支架
精度/吸取位置极大影响贴装精度。这与行业的传统整机组装厂
图 1 器件结构图
家的组装方式有差异。
2.4 焊点可靠性问题
光模块产品对产品的可靠性和寿命要求极高。而此物料采
用的是LTCC载板，根据以往对陶瓷封装的认识，可能存在焊点
[1]
可靠性风险，因此焊点可靠性也是本次评价的重点 。
3. 验证对象确定
1）部件焊接组装的焊接工艺方法；
2）焊点可靠性评估。
4. 试验/测试项目与标准
表 1 封装结构特点描述
1）焊点需满足标准IPC-A-610的要求；
2）金属间化合物（IMC）厚度需满足1~3μm；
3）满足现有的设备贴片能力；
4）满足现有检测手段可达到的检测能力；
5）满足焊点可靠性标准（板级温循，-40~125℃，≥500个

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