Assemblage de Module Optiques

La flexibilité inhérente aux machines de soudure puce Finetech est idéale pour adresser les divers procédés requis dans l'assemblage de boitiers optiques. Ces derniers sont des ensembles comprenant des composants optiques (lentilles, prismes, diaphragmes, filtres, etc.) et électroniques (LD, PD, amplificateurs, contrôleurs, etc.). Parmi les applications, on trouve les technologies de communication où les signaux optiques sont transformés en signaux électriques et vice versa. Pour obtenir un système performant, il est impératif que les éléments optiques et électroniques soient alignés les uns par rapport aux autres avec la plus grande précision. La tâche est d'autant plus complexe que ces ensembles sont typiquement conçus pour être tempérés par des refroidisseurs thermoélectriques (TEC), qui doivent également être intégrés à l'ensemble.

À titre d'illustration, une application à plusieurs étapes consistant à insérer une lentille dans un module TOSA en utilisant plusieurs technologies de soudage (Collage, brasage, thermocompression) est décrite ci-dessous.

Une lentille est placée dans une rainure en V sur une embase silicium à une distance définie de la facette de sortie d'un laser à semi-conducteur. L’embase silicium est placée sur un TEC et le TEC est intégré dans le TOSA. Enfin, une lame de raccordement flexible est soudée sur l'insert TOSA pour connecter le circuit aux dispositifs périphériques.


    • Tâche à étapes multiples
    • Précision inférieure à 5 microns
    • Outillage sophistiqué
    • Diverses valeurs d'éclairage et d'agrandissement
    • Placement relatif des composants
    • Différents plans de netteté
    • Différents procédés (collage, brasage sans plomb sans flux, thermocompression)
    • Différents paramètres de procédé (températures, temps, force)
Laser bar bonding on heat sink

Positionnement précis de la lentille dans une rainure en V

La solution Finetech

Exemple: TOSA / ROSA

Aperçu et spécifications TOSA


Une conception TOSA typique (Transmetteur Optical Sub Assembly):

  • Boîtier hermétique ultra compact
    • Corps en Kovar avec le fond en CuW
    • Contenant LD, moniteur PD, électronique, refroidisseur thermoélectrique (TEC), filtres, lentilles
    • Raccordement fibre et lentille par la face avant
    • Raccordement électrique RF sur la face arrière
  • Pour les connexions Ethernet jusqu'à 100 Gbit/s
    • TOSA: Sous-ensemble optique émetteur
    • ROSA: Sous-ensemble optique récepteur

Étapes typiques du processus

Soudage de la lentille sur l’embase en silicium
(Adhésif)



Soudage du TEC au fond du boitier
(brasage sans plomb)


Soudage du sous ensemble silicium sur TEC
(brasage sans plomb)



Soudage du ruban de connexion sur insert
(thermocompression)



Étape I du processus: Application de l’adhésif et placement de la lentille

Dépose précise de l'adhésif dans la rainure en V



Outillage spécialisé Finetech



Appliquer l'adhésif dans la rainure en V:
  1. Mélanger l'adhésif époxy à 2 composés
  2. Remplir le réservoir avec l'adhésif
  3. Plonger l'outil de distribution dans l'adhésif
  4. Aligner l'outil de distribution sur la rainure en V
  5. Descendre le bras de placement pour distribuer l'adhésif par tamponnage
  6. Relever le bras de placement pour la prochaine étape

Positionnement de la lentille dans la rainure en V



Alignement de la lentille avec la facette de sortie du laser



Placer la lentille dans la rainure en V à la position définie:
  1. Prendre en charge la lentille dans son chargeur dans une orientation définie
  2. Aligner la sortie du faisceau LD au point de crête de la lentille
  3. Déplacer le substrat en x par rapport à la lentille
  4. Placer la lentille dans la rainure en V
  5. Polymériser thermiquement l’adhésif

Étape II du processus: Soudage du TEC au fond du boitier

Soudage du refroidisseur thermoélectrique sur le boitier


1. Placer la préforme sur le fond du boitier
2. Placer le TEC sur la préforme
3. Souder en présence de gaz réducteur

Étape III du Processus: Soudage du sous ensemble sur le TEC

Soudage du sous-ensemble optique sur le refroidisseur thermoélectrique


1. Placer la préforme sur TEC
2. Aligner la lentille sur la lentille de l'emballage (directions x et y)
3. Placer le sous-ensemble sur la préforme
4.Souder en présence du gaz de formage

Étape IV du Processus: Souder la bande de raccordement souple sur l’insert

Soudage de la connexion souple sur l’insert TOSA


1. Aligner les zones de contact (directions x et y)
2. Coller la bande de raccordement flexible sur l'insert de TOSA par Thermocompression

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