Dispositivo de embalaje del dispositivo óptico
Las tecnologías de empaque de TOSA y ROSA incluyen principalmente el empaque coaxial TO-CAN, el empaque mariposa, el empaque COB (ChipOnBoard) y el empaque BOX.
TOSA, ROSA y los chips eléctricos son las tres partes con la relación de costo más alta entre los módulos ópticos, representando 35%, 23% y 18% respectivamente. Las barreras técnicas en TOSA y ROSA son principalmente en dos aspectos: chip óptico y tecnología de empaque.
En general, ROSA se empaqueta con un divisor, un fotodiodo (reemplazo de la presión de la luz en voltaje) y un amplificador de transimpedancia (señal de voltaje amplificado), y TOSA se empaqueta con un controlador láser, láser y multiplexor.
Las tecnologías de empaque de TOSA y ROSA incluyen principalmente lo siguiente:
1) paquete coaxial TO-CAN;
2) paquete de mariposa;
3) paquete COB (ChipOnBoard);
4) caja de embalaje.
Paquete coaxial TO-CAN: la carcasa suele ser cilíndrica, debido a su pequeño tamaño, es difícil de construir en refrigeración, es difícil disipar el calor y es difícil de usar para una salida de alta potencia a alta corriente, por lo que es difícil de usar para la transmisión a larga distancia. En la actualidad, la aplicación principal es también la transmisión de corta distancia de 2.5Gbit / sy 10Gbit / s. Pero el costo es bajo y el proceso es simple.
Paquete de mariposa: el caparazón suele ser un paralelepípedo rectangular, y la estructura y las funciones de implementación suelen ser más complicadas. Se puede equipar con un refrigerador, disipador de calor, bloque de base de cerámica, chip, termistor, monitoreo de luz de fondo y puede soportar los cables de unión de todos los componentes anteriores. La carcasa tiene un área grande y una buena disipación de calor, y se puede utilizar para la transmisión a varias velocidades y largas distancias de 80 km.
El empaque de COB significa empaque de chip en placa, y el chip láser se adhiere al sustrato de PCB, lo que puede lograr miniaturización, peso ligero, alta confiabilidad y bajo costo. El módulo óptico tradicional de 10Gb / so 25Gb / s de un solo canal utiliza el paquete SFP para soldar el chip eléctrico y los componentes del transceptor óptico empaquetado TO a la placa PCB para formar el módulo óptico. Para un módulo óptico de 100 Gb / s, cuando se utiliza un chip de 25 Gb / s, se requieren 4 conjuntos de componentes. Si se utiliza el embalaje SFP, se requerirá 4 veces el espacio. El empaque COB puede integrar el chip TIA / LA, la matriz de láser y la matriz de receptor en un espacio pequeño para lograr la miniaturización. La dificultad técnica radica en la precisión de posicionamiento del parche del chip óptico (que afecta el efecto del acoplamiento óptico) y la calidad de la unión (que afecta la calidad de la señal y la tasa de error de bits).
El paquete BOX es un paquete mariposa, usado para paquetes paralelos multicanal.
Los módulos ópticos 25G e inferiores utilizan principalmente paquetes TO o de mariposa de un solo canal, con equipo estándar de proceso y automatización, y bajas barreras técnicas. Sin embargo, para módulos ópticos de alta velocidad con una velocidad de 40G y superior, limitada por la velocidad del láser (principalmente 25G), se realiza principalmente a través de múltiples canales en paralelo. Por ejemplo, 40G se realiza con 4 * 10G, y 100G se realiza con 4 * 25G. El paquete de módulos ópticos de alta velocidad presenta requisitos más altos para los problemas de disipación de calor del diseño óptico paralelo, interferencia electromagnética de alta velocidad, tamaño reducido y mayor consumo de energía. Con la creciente velocidad de los módulos ópticos, la velocidad de transmisión de un solo canal ya se ha enfrentado a un cuello de botella. En el futuro, a 400G y 800G, el diseño óptico paralelo será cada vez más importante.