复合激光收发模组的自动化生产

Ultra Communications公司致力于设计、开发和生产业界最紧凑的、适用于恶劣环境(HEFO)的高速光纤组件。为了开发和生产高端收发模块,Ultra Communications公司寻求Finetech的高精度贴片设备和复杂的光电器件封装经验。

今天,大量的数据主要通过光纤传输,光纤通常由玻璃纤维制成。与普通铜线相比,光纤具备低损耗、长途信号传输、显著降低能源成本以及不受电磁干扰等优点。光纤两端为收发模块,分别为发射单元和接收单元。光模块接收器使用O/E转换器将通过玻璃光纤传输而来的光信号转换成电信号。接收探测器通常是光敏元件,如超高速光电二极管。在发送端,E/O转换器将电信号转换为光信号,送入光纤。

当今世界,对现代数据基础设施有着巨大的需求。因此,许多光电子领域的企业正在加快步伐,投资开发和制造功能日益强大的激光收发模块。Ultra Communications公司正是其中之一,并且走在了行业前列。他们坚固耐用的收发模块被用于恶劣的环境中,需要在各种艰苦的条件下快速和无干扰地传输大量数据,如航空航天、先进的车辆、船舶或高性能计算。为了能够正常工作,它们需要抵抗极端温度、机械冲击、振动、凝结、化学影响以及巨大的辐射。

系列化倒装芯片封装

X80 -Q Fury是一款全双工40G高性能激光收发模块,用于并行光数据传输。其原型制造在一款手动贴片平台上完成。

在非常紧凑的空间内,该模块由收发IC芯片、GaAs VCSEL阵列、GaAs PIN光电二极管阵列、透镜阵列和波导板等器件组成。在连续倒装芯片组装过程中,各种器件被一个接一个的精确地对准、贴放和键合在一起或者排成阵列。贴装精度要求高达1微米。

与普通收发模块封装采用胶粘贴片工艺不同,X80 -Q Fury则更多采用了共晶贴片或热压焊工艺,从而实现更稳定的电路互连。除此之外,所有器件都需经过底部填充胶处理,以保证整个收发模块的密封性。

由于需要进行大量的性能测试,手工完成几十个收发模块的组装通常需要花费几天时间。每完成一个贴片步骤,都要对贴装结果进行验证,以保证最终产品的性能和可靠性。由于整个模块的封装需要多步完成(一些用到热压,一些用到紫外固化),每一步的公差叠加问题非常复杂,并不是一项简单的工作。换句话说,每一步的公差叠加问题必须在每一个工艺步骤得到解决。所以说,制造这样的产品是相当复杂的。

"FINEPLACER® femto 2实现了我公司高精度倒装芯片封装的更高产能自动化。随着我们高可靠性光电收发模块业务的扩展,这有助于我们满足客户日益增长的需求。"

Howard Lenos, Ultra Communications公司生产总监

自动化实现真正的系列化生产

当他们需要将这种复杂的应用转变为自动化的系列化生产时,Ultra Communications公司受到了挑战。由于在开发阶段的紧密合作,他们顺理成章的选择与Finetech继续合作,包括与Finetech美国的售后技术团队和德国总部的专家合作。封装过程的自动化实现了工艺的可重复性,同时降低了生产成本,从而建立了真正批量生产的先决条件。

事实证明,在手动完成原型制造过程中认证的工艺条件(如焊接温度、焊接力以及时间等参数)可以很容易地转移到Finetech的自动贴片系统中,这是非常有益的。为了实现封装过程自动化,工艺程序文件只需加入芯片和基板的自动装载步骤,以及基于图像识别的自动对位板块。

收发模块每批封装100个。测试和验证可以直接在机器上完成,并可以集成在工艺步骤中。此外,所有的子程序都可以被自动协议化,并实时地输入到生产数据库中。

您的销售联系人 Stephen McDonough

Finetech USA/East Coast
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