20-800G高速光模块COB贴装工艺详解

发布于:2020-12-25

随着5G,大数据,云计算等的发展,对数据传输和存储的要求越来越高,光通信技术也从传统的2.5G发展到400G,光通信是信息网络的核心技术,光通信产业链包括:光通信芯片(光芯片/电芯片)、光器件(无源器件/有源器件)与模块、光纤光缆制造、设备集成、电信运营商。
光通信产业链

用于光通信的光模块实现光电转换功能,常见光模块有10G/25G/40G/100G/400G光模块,其中高速光模块40G/100G/400G等,采用的工艺是COB(Chip On Board),工艺包括贴片(Die Bound)、焊线(Wire Bound)、耦合、老化等,核心是贴片(PCB板放在固晶机,蘸取银奖贴光芯片,贴片完后目检或二次元检测银浆的量是否溢出等,然后贴电芯片,同样的操作)和打线,高速光模块的VCSEL芯片贴装精度一般要求在5微米以内,能满足这种技术要求的固晶机,被美国和日本几家公司垄断,甚至成为制裁中国科技公司的工具。

光模块内部结构

普莱信和某通信巨头联合开发,开发出DA401,DA401A,DA402等COB高精度固晶机,设备定位精度正负1.5微米,贴装精度正负3微米,可以完全媲美国际最领先产品,创造性的同时支持多晶圆,不同尺寸AB Die的贴装,拥有自动换吸嘴功能,最多支持六种不同吸嘴,提供高精高准PostBond 数据,贴装后无需人工复测,极大降低生产人工成本。为40G/100G/400G等高速光模块封装设备实现国产替代,促进我国5G光通信产业的发展。COB高精度固晶机系列产品一经推出,获得华为,立讯,海信,铭普等国内外大公司的认可。

COB高精度固晶机

客户产品资料:
VCSL&PD尺寸: 长:0.45-1mm 宽:0.25-0.5mm 厚:0,1-0.15mm 
IC尺寸: 2mm*2mm 厚度: 0.8-1.2mm 
PCB尺寸: 长210mm 宽56mm 厚 0.5-2mm 
VCSEL/PD,X、Y軸: ±5um@3σ 
VCSEL/PD旋轉角度: ±0.3°@3σ
IC,X、Y軸: ±5um@3σ IC旋轉角度: ±0.3°@3σ
固晶Cycle time: 5.5-7sec
光模块PCB板

客户工艺要求:

工艺参数:

1. 贴装速度3秒以内,每小时贴装1200PCS芯片;
2. 带真空吸附夹具;
3. Gel-Pak上料,分别取VCSEL和PD芯片进行贴装;
4. 贴装精度,银浆制程3-5um,银浆溢出芯片外50um,银浆爬高不超过芯片的三分一高度,两个Array角度在 0.2度以内,如下图;
5. Bond Force 10g。发收发一体模块 =光源(激光器)+ 驱动器 光电检测器 + 放大器 + 光收发一体模块原。

产线规划:
因此产品共3颗需贴装,且VCSL与PD大小尺寸相同,另有一IC是直接蓝膜上进行拾取,故我们用两台机两台机联机生产,如下图: