Die Skalierung von CPOco-packaged opticsOptische Bauelemente werden direkt mit dem Prozessor in einem Package integriert-Test in die Hochvolumenfertigung wird vor allem durch die optische Anbindung begrenzt. Als größter Flaschenhals gilt das präzise Ausrichten der Fasern, weshalb Multi-Site-Probekarten als wichtiger Schritt gesehen werden, um von der heutigen Single-Site-Logik wegzukommen.
Bei optischen Engines steht neben der Ausrichtung die mechanische Belastbarkeit der Connectoren im Fokus. Die Steckverbinder müssen einerseits möglichst gute optische Eigenschaften liefern, andererseits viele Steckzyklen überstehen. Diskutiert wird eine Lebensdauer von Zehntausenden bis 100.000 Insertions für gehärtete Kontakte, während die Gegenstelle auf dem Device bewusst nicht in derselben Härte ausgeführt ist. Gleichzeitig ändern neue Connector-Generationen sowohl das Connector-Rezept als auch die Automatisierung rund um den Test.
Auch die Wiederholbarkeit des Tests bleibt ein Thema. Optische Probes oder Fiber-Array-Units sollen idealerweise nicht direkt das Device berühren; in der Praxis treten jedoch anfangs Fehlausrichtungen und vor allem Kontamination an der FAUfiber array unitoptische Koppeleinheit zwischen einem Photonik-Chip und den Glasfasern auf, die eine Reinigung erforderlich machen. Auf Modulebene kommen zusätzliche Anforderungen durch Receptacles und mehrere Anschlüsse an unterschiedlichen Seiten des Packages hinzu.
Besonders anspruchsvoll ist die gleichzeitige elektrische und optische Kontaktierung. Für elektro-optische Bauelemente reicht DCdirect currentElektrischer Strom, der in gleichbleibender Richtung fließt.- und optisches Probing nicht aus; bei Modulatoren und Photodetektoren müssen auch RF1. radio frequencyHochfrequente elektromagnetische Schwingungen, beispielsweise zur Anregung von Plasmen.2. resonance frequencyKenngröße für die zeitliche Änderung, Übertragung oder spektrale Eigenschaft eines Signals.-Eigenschaften über S-Parameter validiert werden. Dabei treffen optische Kontakte und Hochfrequenz-RF1. radio frequencyHochfrequente elektromagnetische Schwingungen, beispielsweise zur Anregung von Plasmen.2. resonance frequencyKenngröße für die zeitliche Änderung, Übertragung oder spektrale Eigenschaft eines Signals.-Probing zusammen, während Probekarten nur begrenzte Bandbreite und nur eine begrenzte Zahl an RF1. radio frequencyHochfrequente elektromagnetische Schwingungen, beispielsweise zur Anregung von Plasmen.2. resonance frequencyKenngröße für die zeitliche Änderung, Übertragung oder spektrale Eigenschaft eines Signals.-Leitungen aufnehmen können. Die getesteten Bauelemente werden bereits jenseits von 200 GHz charakterisiert.
Zusätzliche Schwierigkeiten entstehen durch Warpage und die Notwendigkeit, mehrere Achsen präzise zu alignen. Gleichzeitig wächst die Zahl der Kontaktpunkte, etwa bei BGAball grid arrayChipgehäuse mit einem Raster von Lotkugeln auf der Unterseite als elektrische Anschlüsse.-Gehäusen, was die sichere Kontaktierung weiter erschwert. Je nach Architektur können die Schnittstellen oben, unten oder auf mehreren Seiten des Bauteils liegen; auf Modulebene kommen optische und elektrische Interfaces auf zwei bis vier Gehäuseseiten vor.
Als Zeitfresser gelten außerdem AC1. alternating currentElektrischer Strom, dessen Richtung periodisch wechselt.2. activated carbonPoröses Kohlenstoffmaterial, das Schadstoffe aus Gasen und Flüssigkeiten adsorbieren kann.-Tests und Bit-Error-Rate-Tests. Mit guter DFT1. design for testabilityEntwurfsprinzip, das Schaltungen gezielt so gestaltet, dass sie später leichter geprüft werden können.2. design for testIntegration zusätzlicher Teststrukturen und Entwurfsregeln zur vereinfachten Prüfung integrierter Schaltungen. ließen sich optische und elektrische Loopback-Tests parallel ausführen, doch heute werden solche Messungen oft getrennt abgearbeitet, was die effektive Testzeit deutlich erhöht. Mehr Concurrent Testing und mehr Design-for-Test werden daher als wichtige Voraussetzung genannt, um den Aufwand in der Serie zu senken.
Bei den dominierenden Produktionsmessungen stehen nicht nur Insertion Loss oder optische Leistung im Vordergrund. Genannt werden vor allem Eye Quality, Receiver Sensitivity, Bit Error Rate und bei optischen Engines auch Wavelength Sweeps. Entscheidend bleibt zudem, die Messergebnisse mit einem „known good and reliable die“ zu verknüpfen, da Ausfälle häufig erst durch Integrations- und Packaging-Effekte wie Faser-/FAUfiber array unitoptische Koppeleinheit zwischen einem Photonik-Chip und den Glasfasern-Kopplungsverluste, Resonanzdrift, thermische Effekte oder Packaging-Einflüsse sichtbar werden.
Für die Analyse von Fehlern in der Datenübertragung wird damit die frühe Erfassung wichtiger Testdaten zentral. Nur so lassen sich Probleme zwischen elektrischer und optischer Domäne sauber auftrennen und Ursachen in einer immer komplexeren CPOco-packaged opticsOptische Bauelemente werden direkt mit dem Prozessor in einem Package integriert-Integration eingrenzen.