TOSA、ROSA光器件封裝焊接工藝有幾種

目前光纖通信已來到5G時代，而5G對于光器件的要求也越來越高，體積小，集成度高，速率高，功耗低，針對5G前傳、中傳和回傳主要常用的器件速率有25G、50G、100G、200G以及400G光器件，其中25G和100G光器件是應(yīng)用較為大量的5G通信器件，激光焊錫工藝的加工應(yīng)用成熟。

TOSA、ROSA和電芯片是光模塊中成本比重較高的三個部分，分別占35%、23%和18%。TOSA、ROSA中的技術(shù)壁壘主要在于兩方面：光芯片和封裝技術(shù)。下面由紫宸激光給介紹一下光器件封裝工藝：

一般ROSA中封裝有分光器、光電二極管(將光壓裝換成電壓)和跨阻放大器(放大電壓信號)，TOSA中封裝有激光驅(qū)動器、激光器和復(fù)用器。

TOSA、ROSA的封裝工藝主要有以下幾種：

1)TO-CAN同軸封裝；

2)蝶形封裝；

3)COB(ChipOnBoard)封裝；

4)BOX封裝。

TO-CAN同軸封裝：殼體通常為圓柱形，因為其體積小，難以內(nèi)置制冷，散熱困難，難以用于大電流下的高功率輸出，故而難以用于長距離傳輸。目前蕞主要的用途還在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距離傳輸。但成本低廉，工藝簡單。

蝶形封裝：殼體通常為長方體，結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)功能通常比較復(fù)雜，可以內(nèi)置制冷器、熱沉、陶瓷基塊、芯片、熱敏電阻、背光監(jiān)控，并且可以支持所有以上部件的鍵合引線，殼體面積大，散熱好，可以用于各種速率及80km長距離傳輸。

COB封裝即板上芯片封裝，將激光芯片粘附在PCB基板上，可以做到小型化、輕型化、高可靠、低成本。傳統(tǒng)的單路10Gb/s或25Gb/s速率的光模塊采用SFP封裝將電芯片和TO封裝的光收發(fā)組件焊接到PCB板上組成光模塊。而100Gb/s光模塊，在采用25Gb/s芯片時，需要4組組件，若采用SFP封裝，將需要4倍空間。COB封裝可以將TIA/LA芯片、激光陣列和接收器陣列集成封裝在一個小空間內(nèi)，以實現(xiàn)小型化。技術(shù)難點在于對光芯片貼片的定位精度(影響光耦合效果)和打線質(zhì)量(影響信號質(zhì)量、誤碼率)。

BOX封裝屬于蝶形封裝，用于多通道并行封裝。

25G及以下速率光模塊多采用單通道TO或蝶形封裝，有標(biāo)準(zhǔn)的制程和自動化設(shè)備，技術(shù)壁壘低。但對于40G及以上速率的高速光模塊，受激光器速率限制(多為25G)，主要通過多通道并行實現(xiàn)，如40G由4*10G實現(xiàn)，而100G則由4*25G實現(xiàn)。高速光模塊的封裝對并行光學(xué)設(shè)計、高速率電磁干擾、體積縮小、功耗增加下的散熱問題提出了更高的要求。隨著光模塊速率越來越高，單通道的波特率已經(jīng)面臨瓶頸，未來到400G、800G，并行光學(xué)設(shè)計會越來越重要。