原创 光通讯模块封装-浅谈激光锡焊技术的应用

近年来，大数据、云计算、5G、物联网以及人工智能等应用市场快速发展，将要来临的无人驾驶应用市场，给数据流量带来了爆炸性增长，数据中心互联逐渐发展成为光通信的研究热点，其中自然也就包括了光模块的封装焊接。

什么是光模块的封装？

简单来说光模块的封装就是指光模块的外形，随着技术的进步，光模块也在不断的更新换代，从外形来看的话是在不断的变小，当然除了外形，光模块的各方面性能也有了很大变化，包括速率、传输距离、输出功率、灵敏度以及工作温度等。

根据光模块外观（封装）可分为以下形式：QSFP28、 CFP4、 CFP2、 CFP、QSFP+、 SFP28、SFP+、 XFP、 X2、 Xenpak、 CSFP、 GBIC、GBIC Copper、 SFP、 SFP Copper、 SFF、 1 x 9 等，因为中间有些类型已经很少在使用，下面我们就几种熟知的类型做个简单的介绍。

光器件封装——SFP封装

SFP（Small Form-factor Pluggable）可以简单的理解为GBIC的升级版本,是最晚出现，但也是目前应用最广泛的光模块产品。

SFP光模块继承了GBIC的热插拔特性，也借鉴了SFF小型化的优势。采用LC(SC接头仅适用于单纤双向）光接头，其体积仅为GBIC模块的1/2,  极大增加了网络设备的端口密度（可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量），适应了网络快速发展的趋势。主要设备厂商，无一例外摒弃了GBIC产品，转而采用SFP光模块。可选波长为850nm，1310nm，1490nm，1550nm，CWDM，DWDM；速率为0－10Gbit/s；符合RoHS 标准、符合SFF-8472协议。

光器件封装——XFP封装

XFP（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable），“X”是罗马数字10的缩写，表示10G的意思，所有的XFP模块都是10G光模块。XFP是一种可热插拔的，独立于通信协议的光收发模块，XFP用于10G bps的SONET/SDH，光纤通道，gigabit Ethernet，10 gigabit Ethernet和其他应用中，也包括CWDM, DWDM 链路,遵循XFP MSA协议。可选波长：850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM；速率：10Gbit/s。

光器件封装——SFP+封装

从2002年标准推出，到2010年SFP+已经取代XFP成为10G 市场主流产品。遵循IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432协议。SFP+保留了基本的电光、光电转换功能,减少了原有XFP设计中的SerDes, CDR（Clock and Data Recover, EDC, MAC（Media Access Control）等信号控制功能,从而简化了10G光模块的设计,功耗也因而更小。比XFP光模块外观尺寸缩小了约30%,和普通的SFP光模块外观一样。SFP+按照ANSI T11协议,可以满足光纤通道的8.5G和以太网10G的应用，具有高密度、低功耗、更低系统构造成本等显著优点SFP+的屏蔽要求比SFP更严格,要求具备更好的屏蔽效果。

光器件封装——QSFP+封装

QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable)，四通道小型可插拔光模块，具有四个独立的全双工收发通道。是为了满足市场对更高密度的高速可插拔解决方案的需求而诞生的。QSFP +收发器可以取代4标准SFP +收发器，结果是更大的端口密度和整个系统的成本节约超过传统SFP +产品，这种光模块主要有两种接口：LC和MTP/MPO。

光模块封装的焊接工艺

在行业内，传统的光通讯器件封装技术，一般是通过UV胶将器件在结合面处粘接固定起来，先是将UV胶点到器件结合处，再通过紫外线灯照射固化。这种器件连接方式，存在许多缺陷，比如，固化深度有限；受器件几何形状限制；紫外线灯照射不到的地方胶不会固化。既要有点胶装置，又要设置紫外灯，使得整个系统机构变得比较复杂，最主要的是在器件实际使用时，由于受热等因素，会存在上下器件在结合处出现微量的位置偏移，导致器件耦合功率值失常，精度下降，影响产品质量，还有生产节拍长，效率不高。

激光锡膏焊是一种在光通讯模块上应用非常成熟的焊接技术。通过将锡膏涂覆在焊盘上，采用激光加热将锡膏熔化然后凝固形成焊点，操作比较简单。其所具备的焊接牢固、变形极小、精度高、速度快、易实现自动控制等优点，使之成为光通讯器件封装技术的重要手段之一。