GR-468-CORE 用于电信设备的光电子器件的一般可靠性保证要求.docx

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1、用于电信设备的光电子器件的一般可靠性保证要求目录孰1.1 范围和目的8可靠一性保证概述和基本原理1.1.1 可靠性保证概述81.1.2 可靠性保证般要求的基本原理（略）13文件的历史（略）1.4 相关的Telcordia文件（略）1.5 术语91.5.1 器件术语91.5.2 供应商，厂商和客户121.5.3 工作环境121.5.4 质量水平121.5.5 失效率131.5.6 要求术语131.6 要求标记惯例（略）可靠性保证程序131.1 供应商资格审查和器件验证131.1.1 规范和控制141.1.2 供应商资格审查141.1.3 器件验证一般程序的相关标准151.1.4 重新验证191.

2、2 逐批控制211.2.1 批的定义211.2.2 采购规范221.2.3 逐批控制的抽样221.2.4 源流检验/进料检验221.2.5 逐批控制文件231.2.6 逐批控制的测试范围231.2.7 数据记录和保留251.2.8 供应商历史记录数据的汇总251.2.9 不良器件和不良批的处理261.2.10 来料免检程序261.3 反馈和纠正措施271.3.1 逐批控制数据271.3.2 电路板测试和老化（略）1.3.3 系统水平测试和老化（略）1.3.4 现场返回器件的修复271.3.5 未经证实的电路板失效281.3.6 数据的收集和分析281.3.7 器件失效的分析281.4 器件的存

3、储和处理281.4.1 不合格材料281.4.2 材料复查系统281.4.3 仓库存货规则291.4.4 ESD预防291.5 文件和测试数据291.5.1 文件的可用性301.5.2 其它信息的可用性301.6 器件的可用性311.7 环境，健康，安全和物理设计考虑因素（略）3 .测试程序313.1 一般测试程序标准313.1.1 标准化测试程序313.1.2 测试仪器313.1.3 通过/失败标准的制定313.1.4 可选的测试条件323.2 特性测试程序343.2.1 光谱特性343.2.2 输出功率/驱动电流特性383.2.3 激光器的电压一电流曲线413.2.4 调制输出特性413.

4、2.5 可调激光器特性453.2.6 出射光场和元件排列3.2.7 调制器的光学和电气特性473.2.8 光电检测器特性483.2.9 接收机特性523.2.10 器件的物理特性523.3 应力测试程序533.3.1 机械完整性测试533.3.2 无驱动的环境应力测试553.3.3 有驱动的环境应力测试553.4 加速老化583.4.1 高温加速老化583.4.2 温度循环测试593.4.3 非密封模块的湿热测试603.4.4 失效率和可靠性计算604 .光电子器件的验证624.1 特性4.1.1 特性测试634.1.2 特性测试的通过/失败标准674.2 应力测试4.2.1 机械完整性和环境

5、应力测试684.2.2 应力测试的通过/失败判定714.3 泵浦激光模块验证的考虑因素714.4 集成模块验证的考虑因素4.4.1 样品大小和组件水平的考虑因素724.4.2 工作冲击和振动测试725 .光电子器件的可靠性测试5.1 加速老化测试725.2 加速老化的寿命结束门槛值和失效746 .光电子器件的逐批控制756.1 外观检验（略）6.2 电气和光学测试756.3 筛选6.3.1 程序756.3.2 筛选的通过/失败标准757 .其它组成器件的验证和逐批控制767.1 热电冷却器767.1.1 TEC的指定测试信息767.1.2 TEC的验证767.1.3 TEC的逐批控制777.4

6、 光纤尾线和光学连接器787.5 一般电气/电子元件（略）7.6 混合器（略）附录A：抽样计划表79附录B：参考资料（略）附录C：符号，单位，缩写词和首字母简略词82图目录图1-1可靠性保证程序的组成要素9图12光电子器件模块的设计实例10图1-3一般激光模块的设计原理图11图3-1有不同活化能量的两个失效机理实例34图3-2M1.M激光器的光谱36图3-3带拐点的1.-I和d1./dl曲线图40图3-4高比特率信号眼孔图样测试的遮光板实例图42图3-5上升和下降时间的定义43图3-6导通延迟的测量44图3-7激光远场图样测量46图3-8空间同质性测试结果图50图3-9光电检测器的线性测试结果

7、图50表目录表质量水平定义12表21验证中器件的临时使用16表3-1理论活化能量33表3-2失效率报告格式62表4-1光电子器件特性的典型性能参数64表4-2器件的物理特征67表4-3机械完整性测试68表4-4无驱动的环境应力测试69表4-5有驱动的环境应力测试69表4-6集成模块的工作冲击和振动条件72表5-1加速老化测试73表7-1TECs的物理特性和应力测试77表A-I1.TPD抽样表79表A-2样品大小字码（一般检验水平）79表A-3正常检验的一次抽样方案（主抽样表）80表A-4正常检验的二次抽样方案（主抽样表）811 .绪论1.1 范围和目的本文以TeICordia的观点提出了建议性

8、的般可靠性保证规则，这些规则适合大部分用于电信设备的光电子器件，例如异步的和同步的光纤终端设备和分插复用器（TMS和ADMS）,数字交叉连接系统，光放大器，通用的或综合数字环路载波系统以及光纤回路（FIT1.）系统。本文涵盖的器件包括主动器件：例如激光（激光二极管和激光模块），发光二极管（1.EDS和1.ED模块），光电检测器（光电二极管和检测器或接收机模块），以及EA调制器和外部调制器等。忽略封装形式或集成度，这些器件的预期工作寿命为20年。本文直接面向设备厂商和光电子器件供应商的设计，工程，制造和品保部门。帮助确保通信设备中，光电子器件的可靠工作，并且帮助厂商、服务提供商和最终用户将成本减

9、至最低。通过确立一套最低的可靠性保证规则，来降低成本，确保器件的性能，厂商、服务提供商和最终用户都能够从中受益。1.1.1 可靠性保证概述光电系统的基本可靠性基本上可以等同于组成元件的可靠性。而且在许多情况下，一旦元件组合成更高级别的组件，通常就不能够彻底测试它们的性能和可靠性。因此让器件供应商和设备厂商制定程序，来帮助确保元件水平，很有必要。一个完整的可靠性保证程序包括： 供应商资格审查 器件验证 逐批质量和可靠性控制 反馈和纠正措施 存储和处理程序,文件因此，在一个设计良好的可靠性保证程序中，器件都购自经过资格审查的供应商，做过初始验证，并且以适当的时间间隔做重新验证。另外，每一批次都经过

10、测试和分析，在制程和现场应用中发现的任何问题，都有纠正和改善措施。同时相关信息都有及时反馈给供应商，作为供应商资格审查的参考。器件经过适当的存储，避免了过热和过湿。对于特殊器件，供应商和厂商都有采取ESD预防措施。最后，可靠性保证程序的记录非常完整，确保了文件的一致性和持续性。图1-1列出了所有的组成要素（一个完整的可靠性保证程序）。图I-I可靠性保证程序的组成要素1.5术语为了确保一般应用和对术语的理解，下文描述了与标准，光电子器件，工作环境及其它要素相关的各种术语。1.5.1 器件术语下面定义了光电子器件组立的5级水平。从“最低级”到“最高级”，分别为晶片，二极管，次模组，模块和集成模块水

11、平。晶片水平一是指在制作阶段，单个的元件仍然结合在半导体材料的“基片”中。总体而言，本文没有包括该水平的相关测试标准。二极管水平一在晶片刻线或晶片切割后，每一个二极管或芯片通常被安装在基座，散热片或者其它类型的载体上，同时还会有机械，电气和热接触。这些简化了测试和/或包装的处理，但是没有增强器件的功能性。因此，可以对“基座组件”上的二极管或芯片进行有效的测试。本文的许多标准涉及确保器件在二极管水平的可靠性，主要是为了降低制造和测试成本。次模组水平一在某些情况下，基座组件可以封装成一个晶体管外壳（TO）类型的金属套壳或类似封装，形成一个次模组。跟模块水平不同，次模组通常不会直接应用于电信系统的电

12、路组件中。特别是对于直接的光学接触面，大多数次模组都没有必要的防护设计。因此，本文通常不包括特别适用于该水平的标准。模块水平一这里定义的模块，是一个小型组件单元，包含一个或者多个激光器，1.ED,光电二极管或调制器件（或一个或多个更小的，包含这些器件的模块）。与基座组件或次模组相比，模块提供了更简单的电气和光学连接。另外，模块通常是能够影响耦光的最高级别组件，同样也是可以密封封装的最高级别组件。除了主要的光电子器件之外，一般的模块设计可以包含许多元件。下面列出了可能用到的一些模块元件。其中，蓝色字体指的是：组立光电模块必须用到的器件。- 激光二极管，1.ED,光电二极管或调制器件- 载体结构-

13、 监控光电二极管（适用于激光模块）光学隔离器（适用于激光模块，可能还有其它模块，包括光源）- 热电冷却器（TEC）- 控制器电路-有电气接触或导线的模块盒-光纤尾线，光学连接器或者插口图1-2列举了几个光电次模组的例子，它们通常用于电信系统。图1-3是某一种类型模块的一般设计图。集成模块一它是一个复杂的组合部件，至少含有一个光电子器件，不符合模块的定义,并且比一块电路板还要小。例如，一个集成的IranSCeiVer模块由一个光发射机模块，一个接收机模块和若干电子元件（焊在PCB板上）构成。对于集成模块的光电子器件，通过测试获得的光学和电气参数极为有限。此外，基于成本的考虑，会限制集成模块样品的

14、数量，但是不会影响器件的验证。图12光电子器件模块的设计实例配合螺纹图1-2光电子器件模块的设计实例（接上图）图1-3一般激光模块的设计原理图密封封装后腔面监控器1.5.2 供应商，厂商和客户在本文中，术语”器件供应商”指将器件/元件提供给“设备厂商”的任何实体。另外，“客户”指任何接受和使用器件/元件/设备的实体。1.5.3 工作环境光电子器件通常用于两种工作环境：分别为中心控制室（Co）和其它控制环境（通称CO环境）以及未受控（UN。环境。这些环境对器件的应力测试有重要影响，如果器件不够稳定，会产生可靠性问题。因此，在器件可能要工作的特殊环境中，会有许多相关的可靠性保证标准。1.5.3.1 CO环境Co环境：将长期的环境温度限定在+5+40C的范围。另外对于短周期（也就是，达到96个连续小时，并且每年总共不超过15天），温度最低可以达到-5或最高+50。这些相同的限制可以在远程站点以适当的环境控制完成（如在受控环境舱（CEVS）中）。本文的“CO”同时指中心控制室和其它受控环境。1.5.3.2 UNC环境UNC环境的温度范围是一40+46。可以参见GR-487-CORE,电子设备箱的一般要求1.5