光器件封裝行業的激光焊錫應用

近年來，大數據、云計算、5G、物聯網以及人工智能等應用市場快速發展，將要來臨的無人駕駛應用市場，給數據流量帶來了爆炸性增長，數據中心互聯逐漸發展成為光通信的研究熱點，其中自然也就包括了光模塊的封裝焊接。

什么是光模塊的封裝？

簡單來說光模塊的封裝就是指光模塊的外形，隨著技術的進步，光模塊也在不斷的更新換代，從外形來看的話是在不斷的變小，當然除了外形，光模塊的各方面性能也有了很大變化，包括速率、傳輸距離、輸出功率、靈敏度以及工作溫度等。

根據光模塊外觀（封裝）可分為以下形式：QSFP28、 CFP4、 CFP2、 CFP、QSFP+、 SFP28、SFP+、 XFP、 X2、 Xenpak、 CSFP、 GBIC、GBIC Copper、 SFP、 SFP Copper、 SFF、 1 x 9 等，因為中間有些類型已經很少在使用，下面我們就幾種熟知的類型做個簡單的介紹。

光器件封裝——SFP封裝

SFP（Small Form-factor Pluggable）可以簡單的理解為GBIC的升級版本,是較晚出現，但也是目前應用較大量的光模塊產品。

SFP光模塊繼承了GBIC的熱插拔特性，也借鑒了SFF小型化的優勢。采用LC(SC接頭單適用于單纖雙向）光接頭，其體積單為GBIC模塊的1/2,  極大增加了網絡設備的端口密度（可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數量），適應了網絡快速發展的趨勢。主要設備廠商，無一例外摒棄了GBIC產品，轉而采用SFP光模塊。可選波長為850nm，1310nm，1490nm，1550nm，CWDM，DWDM；速率為0－10Gbit/s；符合RoHS 標準、符合SFF-8472協議。

光器件封裝——XFP封裝

XFP（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable），“X”是羅馬數字10的縮寫，表示10G的意思，所有的XFP模塊都是10G光模塊。XFP是一種可熱插拔的，獨立于通信協議的光收發模塊，XFP用于10G bps的SONET/SDH，光纖通道，gigabit Ethernet，10 gigabit Ethernet和其他應用中，也包括CWDM, DWDM 鏈路,遵循XFP MSA協議。可選波長：850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM；速率：10Gbit/s。

光器件封裝——SFP+封裝

從2002年標準推出，到2010年SFP+已經取代XFP成為10G 市場主流產品。遵循IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432協議。SFP+保留了基本的電光、光電轉換功能,減少了原有XFP設計中的SerDes, CDR（Clock and Data Recover, EDC, MAC（Media Access Control）等信號控制功能,從而簡化了10G光模塊的設計,功耗也因而更小。比XFP光模塊外觀尺寸縮小了約30%,和普通的SFP光模塊外觀一樣。SFP+按照ANSI T11協議,可以滿足光纖通道的8.5G和以太網10G的應用，具有高密度、低功耗、更低系統構造成本等明顯優點SFP+的屏蔽要求比SFP更嚴格,要求具備更好的屏蔽效果。

光器件封裝——QSFP+封裝

QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)，四通道小型可插拔光模塊，具有四個獨立的全雙工收發通道。是為了滿足市場對更高密度的高速可插拔解決方案的需求而誕生的。QSFP +收發器可以取代4標準SFP +收發器，結果是更大的端口密度和整個系統的成本節約超過傳統SFP +產品，這種光模塊主要有兩種接口：LC和MTP/MPO。

光模塊封裝的焊接工藝

在行業內，傳統的光通訊器件封裝技術，一般是通過UV膠將器件在結合面處粘接固定起來，先是將UV膠點到器件結合處，再通過紫外線燈照射固化。這種器件連接方式，存在許多缺陷，比如，固化深度有限；受器件幾何形狀限制；紫外線燈照射不到的地方膠不會固化。既要有點膠裝置，又要設置紫外燈，使得整個系統機構變得比較復雜，較主要的是在器件實際使用時，由于受熱等因素，會存在上下器件在結合處出現微量的位置偏移，導致器件耦合功率值失常，精度下降，影響產品質量，還有生產節拍長，效率不高。

激光錫膏焊是一種在光通訊模塊上應用非常成熟的焊接技術。通過將錫膏涂覆在焊盤上，采用激光加熱將錫膏熔化然后凝固形成焊點，操作比較簡單。其所具備的焊接牢固、變形極小、精度高、速度快、易實現自動控制等優點，使之成為光通訊器件封裝技術的重要手段之一。

為此，深圳市紫宸激光設備有限公司自主研制一款高速自動耦合激光焊接系統，這是集激光焊接及其工藝技術、自動化控制技術于一體的系統。專為光模塊行業相關封裝器件的精密焊接工序定制，實現焊接工位的精確快速定位和激光功率的穩定輸出。