Paquetes de Estructura de Transistor (TO)
Paquetes TO
Exigencias de calidad
¿Por qué es tan importante el envasado hermético para la comunicación de datos de alta velocidad?
En el contexto de la microelectrónica, el término "hermeticidad" hace referencia al sellado hermético al vacío que evita que la humedad y los gases nocivos penetren en un embalaje sellado. El contenido de humedad permitido dentro de un embalaje de cavidad hermética normalmente no debe exceder las 5000 PPM de vapor de agua durante la vida útil del dispositivo. Por lo tanto, solo los embalajes fabricados con vidrio, metal y cerámica se consideran herméticos.
¿Cómo afecta la humedad al dispositivo?
El hidrógeno y el vapor de agua al interior de un empaque ponen en peligro el rendimiento y la confiabilidad de los delicados componentes encapsulados. Esto puede provocar:
- Corrosión química que provoca daños en las interconexiones metálicas
- Fugas eléctricas en todas las clavijas
- Cortos eléctricos causados por el crecimiento dendrítico de la plata y el oro
- Cambio en la impedancia de las líneas de transmisión
- Dispersión de la luz o deriva en la longitud de onda de los componentes fotónicos
Latas TO selladas con vidrio a metal: la mejor opción para una hermeticidad confiable
El sellado de vidrio a metal ha sido la tecnología preferida durante décadas para fabricar embalajes herméticos sellados al vacío. Las principales ventajas del sellado hermético con vidrio en comparación con los embalajes de polímeros no herméticos o semiherméticos son:
- No emiten gases: Los embalajes sellados de vidrio a metal no contienen ninguna sustancia orgánica, por lo tanto, no emiten gases residuales generados por el paso del tiempo (esto ha sido comprobado mediante las pruebas de análisis de gases residuales).
- Permeabilidad casi nula: Los paquetes sellados de vidrio a metal prácticamente no experimentan la penetración de gas.
Ventajas de los envases SCHOTT TO
Aunque el sellado de vidrio a metal es la tecnología más probada para producir envases herméticos, el arte de conectar permanentemente el vidrio con el metal solo ha sido dominado por unos pocos. Además, los embalajes TO de alto rendimiento sellados herméticamente al vacío solo se pueden producir con cabezales y tapones que cumplan los requerimientos de durabilidad más estrictos.
Basados en más de 50 años de experiencia en el campo TO, SCHOTT se ha especializado en brindar la calidad más estable dentro de las especificaciones, que permite una excelente procesabilidad en la producción de nuestros clientes para un elevado rendimiento y desempeño superior, especialmente en aplicaciones que requieren una transmisión de alta velocidad o la recepción de señales ópticas.
Los cabezales y tapones TO perfectamente adaptables, así como amplias posibilidades de personalización, permiten a nuestros clientes desarrollar ensamblajes ópticos de alto rendimiento para infraestructuras de alta velocidad de próxima generación.
| Hermeticidad al gas | Los paquetes TO sellados con vidrio proporcionan un encapsulado fiable, protegiendo los componentes electrónicos sensibles de la entrada de humedad |
| Alta transmisión de luz |
|
| Excelente control térmico | El refrigerador termoeléctrico permite una disipación térmica controlada, lo que genera longitudes de onda láser reguladas y estables y una mejor transmisión de señales de potencia |
| Propiedades ópticas precisas | Hay varios materiales y recubrimientos de lentes disponibles, de alto índice de refracción para permitir propiedades de alta precisión |
Cabezales TO
Función
- Los cabezales TO ofrecen una base mecánica para la instalación de componentes electrónicos y ópticos, como semiconductores, diodos láser y circuitos electrónicos sencillos.
- Los cabezales TO suministran simultáneamente energía a los componentes encapsulados con la ayuda de clavijas de alimentación.
- Los cabezales TO sellados con vidrio ofrecen una protección confiable y permanente para los componentes encapsulados evitando los daños causados por el medio ambiente. En particular, la humedad puede provocar que los elementos semiconductores se corroan rápidamente, lo que puede provocar la falla de todo el componente.
Tipos de cabezales TO
- Hay una variedad de estructuras de cabezales disponibles para adecuarse a diferentes cantidades de espacio disponible, tamaños de chip, E/S y otros requerimientos variables. SCHOTT puede fabricar todos los diseños correspondientes de cabezales y tapones TO estándar con varias opciones de personalización.
- En general, existen tres tipos diferentes de cabezales TO que se destacan por la tecnología de producción utilizada en su fabricación:
- Los cabezales "TO con carcasa" constan de una lámina metálica modelada mediante termoformado. Las clavijas se fijan con vidrio.
- Los cabezales TO troquelados vienen con cabezas elevadas (troquel A) o planas (troquel B).
Especificaciones
La siguiente tabla muestra la gama establecida de estándares internacionales y combinaciones de paquetes
| Esbozo | TO5 | TO8 | TO9 | TO18 | TO33 | TO38 | TO39 | TO41 | TO46 | TO56 | TO60 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Perfil | Envuelto |
Estampado A |
Estampado A |
Envuelto |
Estampado B |
Estampado B |
Estampado A |
Estampado A |
Estampado A |
Estampado B |
Estampado B |
|
Plato Diámetro mm |
7,6 | 11,7 | 5 | 4,2 | 3.3 | n/a | 7,5 | 3,1 | 4,2 | n/a | n/a |
|
Exterior Diámetro mm |
9,1 | 13,9 | 9 | 5,4 | 3.3 | 3,8 | 9,1 | 4,1 | 5,3 | 5.6 | 6,0 |
|
Estándar Círculo de clavijas Diámetro mm |
- | 7,5 | 2,5 | - | - | 1,43 | 5,08 | 1,65/1,80 | 2,54 | 2,0 | - |
|
Coincidencia Tapa de cierre |
TO5 | TO8 | TO9 | TO18/TO52 | TO33/TO38 | TO38 | TO5 | TO56 | TO18/TO52 | TO56 | TO60 |
| Metales | Sellos de vidrio de compresión |
Acero laminado en frío (es decir, AISI 1010) |
| Juntas de cristal a juego |
Kovar® (ASTM-F15) y Aleación 52 (ASTM-F30) |
|
| Recubrimiento |
|
|
Tapones TO
Función
- Los tapones TO protegen de manera confiable y permanente los componentes ópticos en las funciones de transmisión y recepción.
- Los tapones TO también permiten la transmisión de señales ópticas actuando como una interfaz óptica. Las propiedades ópticas de las ventanas o lentes instaladas en los tapones TO deben cumplir requerimientos extremadamente altos.
Tipos de tapón TO
- Tapón de lente esférica
Estos tapones han sido especialmente desarrollados para la colimación y la obtención de imágenes punto a punto en aplicaciones de acoplamiento de diodo láser a fibra. SCHOTT puede desarrollar tipos de vidrios hechos a medida para adaptarse a las especificaciones individuales de eficiencia del acoplamiento, como índices de refracción y diámetros de lente esférica. Nuestros tapones de lente esférica están optimizados para una alta estabilidad del punto focal. Las propiedades ópticas estables se logran gracias a la calidad de primera categoría que ofrece la redondez de la lente esférica y al control estricto de la posición de la lente esférica para fines de soldadura.
- Tapón de mini lente
Los tapones de mini lentes SCHOTT ofrecen un alto nivel de seguridad y conservan de manera confiable sus propiedades ópticas a lo largo de los años. Las mini lentes son especialmente adecuadas para usarse con sensores integrados, por ejemplo, para mediciones de intensidad lumínica (sensores de movimiento, medición de temperatura por infrarrojos, etc.), y pueden utilizarse para encapsular fotodiodos para ser utilizados como receptores en la comunicación de datos.
- Tapones de ventana
Los tapones de ventana de máxima precisión son elaborados para proporcionar los más altos niveles de transmisión de luz, mejorados aún más a través de los revestimientos AR y el uso de los discos ópticos de vidrio de alta precisión. Estos tapones TO se pueden fabricar en diferentes formas geométricas.
Especificaciones
| Tapa | Tipo | ID mm | OD mm | FD mm | Compatible con el cabezal TO |
|---|---|---|---|---|---|
| TO5 | L, W, FW, UFW | 7,7 | 8,1 | 9,1 | TO5, TO39 |
| TO8 | W | 11,8 | 12,3 | 14 | TO8 |
| TO18 | - | 4,2 | 4,6 | 5,3 | TO18, TO46 |
| TO38 | - | 2,5 | 2,7 | 3,4 | TO38 |
| TO39 | - | - | - | - | - |
| TO41 | TW | - | - | - | - |
| TO46 | - | - | - | - | - |
| TO52 | L, W, FW, TW, UFW | 4,3 | 4,7 | 5,4 | TO18, TO46 |
| TO56 | W, TW, UFW | 3.3 | 3,5 | 4,2 | TO41, TO56 |
| Maquinado | - | personalizado | - | - | - |
| "Pigtail", | - | 1,7 | 1,9 | 2,4 | "Pigtail", |
| Pillpack | - | personalizado | - | - | - |
| rectangular | - | personalizado | - | - | - |
L = Lente, W = Ventana, BL = Lente esférica, FW = Ventana de filtro, TW = Ventana inclinada, WW = Ventana con cuña, UFW = Ventana ultraplana
Materiales
| Metales | Aleación 52, SF20T, aleación 46 (acabado opcional; Ni/Ni + Au) |
| Lente esférico | Vidrio óptico: Índice de refracción; 1,5 a 2,0 |
| Window |
SCHOTT ofrece dos tipos principales de vidrio moldeado.
El tipo de vidrio que se utiliza habitualmente para fabricar los tapones para ventanas con tecnología de vidrio para soldar es el vidrio SCHOTT D263 |
| Revestimiento de vidrio |
|
SCHOTT como proveedor
Capacidad de R&D
-
Simulación de RF
-
Simulación mecánica y térmica
-
Simulación óptica
Innovamos para usted
El lanzamiento del primer cabezal de 10 Gbit/TO PLUS® de SCHOTT marcó un antes y un después en los avances más importantes de la historia del diseño de alta velocidad. Desde entonces, SCHOTT ha apoyado proactivamente la necesidad de aumentar continuamente las velocidades de datos mediante el desarrollo de productos de alta velocidad de próxima generación antes de que el mercado así lo exija.
Desarrollos de plataformas: diseñados a medida
Nuestros especialistas en R&D utilizan su experiencia y conocimientos del mercado para anticiparse a los futuros desafíos de los clientes y desarrollar soluciones para estos problemas potenciales antes de que ocurran. Todas las plataformas de cabezales de alto rendimiento TO de SCHOTT están diseñadas de manera que puedan ser modificadas para adaptarse a las especificaciones del cliente. Las modificaciones típicas incluyen modificaciones de tamaño, número de clavijas, posicionamiento de clavijas y requerimientos de materiales especiales.
Innovamos con usted
SCHOTT le ofrece asistencia completa y exhaustiva durante el proceso de diseño y desarrollo de sus productos. Trabajando en estrecha colaboración, podemos garantizar que las especificaciones de rendimiento y funcionalidad deseadas se cumplan. SCHOTT puede ayudar a hacer realidad los diseños de los clientes gracias a una amplia variedad de herramientas disponibles.
Asistencia local para aplicaciones
Creemos firmemente en asesorar a nuestros clientes sobre las mejores soluciones posibles que se adapten perfectamente a sus requerimientos individuales. Como miembros del Grupo SCHOTT, nos beneficiamos de una diversa gama de conocimientos sobre procesos internos, donde se incluyen el desarrollo, la fusión y el procesamiento del vidrio. Nuestra unidad de negocio de embalaje electrónico está basada en nuestros conocimientos únicos sobre el procesamiento, chapado y acabado de metales. El objetivo de los expertos de SCHOTT TO es utilizar nuestra infraestructura internacional y experiencia tecnológica para ofrecer a los clientes la mejor asistencia para sus aplicaciones y asesorarlos en cuanto a los requerimientos de la personalización de los productos.
Soporte de ventas a nivel mundial
"Si tiene algún problema puede llamarnos, estamos muy cerca a usted." Este es el lema que se aplica a todos nuestros expertos de ventas en todo el mundo. Nuestros centros especializados de soluciones de embalaje electrónico en Asia, Europa y EE. UU. nos permiten ofrecer a nuestros clientes un servicio de atención al cliente rápido, local y competente. El Grupo SCHOTT en su conjunto ofrece asistencia al cliente a nivel global a través de sus centros de producción y oficinas de ventas en 35 países.
Nuestra trayectoria en innovación: es la base para los diseños de alta velocidad actuales y de próxima generación.
Reconocido como líder a nivel mundial en ciencia y procesamiento de vidrio, el desarrollo de vidrios especializados para el sellado permanente de vidrio y metal de SCHOTT se remonta a la década de 1930. La primera generación de los cabezales TO PLUS® de alta velocidad actuales fue introducida en 1964. Con más de 50 años de investigación y conocimientos aplicados en el campo de la tecnología TO, SCHOTT sigue siendo una fuerza líder en el diseño y la fabricación de diseños innovadores de alta velocidad que respaldan la infraestructura de datos y telecomunicaciones de próxima generación.
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2018 50G: Innovación en tecnología de estructura de transistores. SCHOTT presenta 50G TO PLUS® para una velocidad sin precedentes en aplicaciones de comunicaciones de datos.
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2017 Superando todas las distancias con soluciones TO de alta velocidad. Los cabezales y tapones TO de alto rendimiento de SCHOTT pueden sustituir a las soluciones de caja de transmisión de datos de largo, medio e incluso corto alcance en cajas.
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2016 Sustitución de las soluciones en cajas con SCHOTT 10G DML TEC TO. Desarrollo de nuevos diseños de componentes ópticos de alta velocidad con cabezales y tapones de alto rendimiento TO PLUS®. SCHOTT presenta la estructura de cabezales en miniatura TO38 y TO33 para transceptores QSFP que soportan 4x10 Gbit/s.
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2015 Pensamiento innovador: la nueva solución SCHOTT® TEC TO. Ideal para dispositivos refrigerados de 10 Gbit/s.
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2013 Un gran avance en diseños de alta velocidad: Cabezales 28G TO PLUS®. Los cabezales 28G TO PLUS® son los primeros y únicos cabezales TO sellados de vidrio a metal que permiten tasas de transmisión de datos de 28 GBit/s.
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2012 Tapones de lente esférico SCHOTT TO56 mejorados. Con la introducción de los tapones mejorados de lente esférico TO56, SCHOTT ofrece un producto optimizado y de alto rendimiento específicamente desarrollado para el mercado de Fibra hasta el hogar (FTTH).
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2008 Un gran avance en diseños de alta velocidad: Desarrollo del cabezal de 14 Gbit/s TO PLUS® para canales de fibra de próxima generación.
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2006 Cabezales TO con conductividad térmica superior. SCHOTT lanza sus cabezales TO38, TO39 y TO56 con disipador de calor de cobre para productos de alta conductividad térmica.
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2002 Primer cabezal TO de alta velocidad para 10 Gbit/s. La introducción en 2002 del primer cabezal de alta velocidad TO PLUS® para velocidades de datos de 10 Gbit/s marca un hito en la historia de las soluciones de alta velocidad de SCHOTT.
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2000 Tapones de alta precisión con ventana angulada para VCSEL con requisitos de velocidad y precisión óptica cada vez mayores. SCHOTT presenta los tapones de alta precisión con ventanas anguladas para aplicaciones VCSEL, para brindar una retrorreflexión definida para monitorización.
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1990 El triunfo del despliegue de la red de fibra óptica permite que los cabezales y tapones TO se conviertan en equipos estándar utilizados para proteger los chips de láser y fotodiodo. SCHOTT entiende la necesidad de aumentar las velocidades de datos mediante el desarrollo de la próxima generación de productos de alta velocidad adelantándose a la demanda del mercado.
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1980 Las soluciones TO Can se vuelven más sofisticadas una vez que su aplicación principal cambia a optoelectrónica. Gracias a sus conocimientos in-house en gafas ópticas, SCHOTT empieza a ofrecer tapones TO de ventana y lente que ahora son fundamentales en la transmisión de señales ópticas.
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1964 Orígenes de la producción de soluciones de transistores de alto volumen: SCHOTT EP está presente desde el principio, desde la producción de los primeros cabezales herméticos TO basados en el sellado de vidrio a metal.
Robert Hettler
Jefe de I + D Optoelectrónica