광통신용 NTC 서미스터

광통신용 X-Meritan NTC 서미스터는 SFP, QSFP, CFP 및 기타 광트랜시버 모듈의 정밀한 온도 감지를 위해 설계되었습니다. 컴팩트한 칩 디자인은 레이저 다이오드 및 TEC 온도 제어를 지원하여 안정적인 작동 조건을 유지하는 데 도움을 줍니다. 광학 모듈 제조업체와 엔지니어는 지정된 저항, B 값, 공차 및 장착 옵션을 갖춘 표준 또는 맞춤형 NTC 서미스터를 소싱할 수 있습니다.

문의 보내기

제품 설명

X-Meritan은 SFP, QSFP 및 CFP 폼 팩터를 포함한 광트랜시버의 온도 감지에 사용되는 광통신용 NTC 서미스터를 제조합니다. 이러한 구성 요소는 레이저 다이오드 가까이 또는 TEC 제어 루프 내부에 배치되어 실시간 온도 피드백을 제공합니다. 저항 값은 온도에 따라 예측 가능하게 변경되므로 제어 회로가 안정적인 레이저 작동 지점을 유지할 수 있습니다.

NTC Thermistor for Optical Communication

광학 모듈의 정확한 온도 모니터링은 편리한 기능이 아닙니다. 많은 DFB 레이저의 경우 레이저 파장은 섭씨 1도당 약 0.1nm씩 이동합니다. 몇 도의 온도 드리프트로 인해 출력이 DWDM 시스템에서 허용 가능한 채널 창 밖으로 이동할 수 있습니다. 광통신용 NTC 서미스터는 TEC 드라이버가 이러한 드리프트를 수정하는 데 사용하는 피드백 신호를 제공합니다.

NTC 서미스터가 광학 모듈에서 작동하는 방식

광통신용 NTC 서미스터는 일반적으로 레이저 다이오드와 동일한 서브마운트에 접착되거나 TEC 콜드사이드에 부착됩니다. 레이저 온도가 변하면 서미스터 저항은 R25 값과 B 상수로 정의되는 비선형 곡선에 따라 변합니다. 제어 회로는 이 저항을 측정하여 온도 값으로 변환하고 TEC 전류를 조정하여 레이저를 목표 온도로 되돌립니다.

저항과 온도 사이의 관계는 다음과 같은 표준 방정식을 따릅니다.

R(T) = R25 × exp[ B × (1/T - 1/298.15) ]

여기서 T는 켈빈이고 B는 재료 상수입니다. 광 모듈 애플리케이션의 경우 3380K에서 3950K 사이의 B25/50 값이 일반적입니다. 선택은 예상 작동 온도 범위와 제어 회로에 필요한 분해능에 따라 달라집니다.

기술적인 매개변수

아래 표에는 X-Meritan에서 사용할 수 있는 표준 구성이 나열되어 있습니다. 볼륨 프로젝트의 경우 사용자 정의 값이 가능합니다.

매개변수	상징	테스트 조건	표준값/범위	메모
25°C에서의 공칭 저항	R25	25°C ± 0.01°C, 저전력	10kΩ, 50kΩ, 100kΩ	요청 시 1kΩ ~ 500kΩ의 다른 값
저항 공차	–	25°C	±1%, ±3%, ±5%	선택한 값에 대해 ±0.5% 사용 가능
B값	B25/50	25°C / 50°C	3380K, 3435K, 3950K	요청 시 기타 B 값
B 가치 공차	–	–	±0.5%, ±1%	극한의 온도 정확도에 영향을 미침
열시상수	τ	아직도 공기	3초 이하	칩 크기가 작을수록 반응 속도가 빨라집니다.
소산 인자	δ	아직도 공기	≥ 1.5mW/°C	자체 발열은 0.1°C 이하로 유지되어야 합니다.
작동 온도 범위	토퍼	–	-40°C ~ +125°C	연속운전
25°C에서 정격 전력	P최대	25°C	10mW	이를 초과하면 자체 발열 오류가 발생합니다.
절연저항	RI	500VDC	≥ 100MΩ	단자와 코팅 사이
내전압	–	500VAC, 60초	고장 없음	안전 격리를 위해

모든 값은 생산 시 검증됩니다. 각 배치에 대해 저항 및 B 값 측정이 포함된 전체 테스트 보고서가 제공될 수 있습니다.

자체 발열에 대한 중요 참고 사항: NTC를 통한 측정 전류는 서미스터에서 소비되는 전력이 온도를 0.1°C 이상 올리지 않을 만큼 낮아야 합니다. 손실 계수가 1.5mW/°C인 10kΩ NTC의 경우 이는 측정 전류가 약 120μA 미만으로 유지되어야 함을 의미합니다. 이를 초과하면 서미스터가 실제 레이저 온도보다 더 높은 온도를 판독하게 되어 제어 루프가 과냉각될 수 있습니다.

물리적 설계 및 장착

X-Meritan은 세라믹 서브마운트에 와이어 본딩 또는 납땜에 적합한 Au 또는 Ag 전극이 포함된 베어 칩 형태의 광통신용 NTC 서미스터를 공급합니다. 칩 크기는 일반적으로 0.5mm × 0.5mm ~ 1.0mm × 1.0mm 범위이며 두께는 0.2mm ~ 0.5mm입니다. 이 작은 설치 공간 덕분에 광학 경로를 방해하지 않고 레이저 다이오드 바로 옆에 배치할 수 있습니다.

사전 장착된 구성 요소를 선호하는 고객의 경우 리드 와이어가 있는 소형 알루미나 또는 질화 알루미늄 캐리어에 칩을 조립할 수 있습니다. 이 버전은 수동 조립 라인에서 처리하기가 더 쉽고 접합 프로세스를 단순화합니다.

전극 표면은 Au 와이어 본딩 또는 PbSn/AuSn 납땜을 위해 설계되었습니다. 특정 금속화는 고객의 조립 공정에 따라 선택됩니다. 우리는 각 전극 유형에 권장되는 결합 매개변수가 포함된 데이터시트를 제공합니다.

응답 시간 및 열 결합

베어 칩 NTC의 열 시간 상수는 열 접착제나 납땜의 얇은 층으로 실장될 때 일반적으로 1초 미만입니다. 장착하지 않은 정지 공기에서는 시상수가 더 높습니다. 광학 모듈 애플리케이션의 경우 NTC는 레이저 다이오드 또는 TEC 냉각판과 동일한 표면에 열적으로 결합되어야 합니다. 두꺼운 접착 라인이나 에어 갭은 반응 속도를 늦추고 센서와 레이저 사이에 온도 오프셋을 발생시킵니다.

열 전도성 접착제 또는 납땜 프리폼을 사용하여 NTC 칩을 장착하는 것이 좋습니다. 접착층의 두께는 25μm 이하로 관리해야 합니다. 이를 통해 NTC는 최소한의 지연으로 레이저 온도를 추적할 수 있으며, 이는 10Hz 이상의 업데이트 속도로 작동하는 TEC 제어 루프에 매우 중요합니다.

안정성과 장기적인 드리프트

광통신용 NTC 서미스터는 특히 높은 온도에서 작동할 때 시간이 지남에 따라 작은 저항 드리프트를 나타낼 수 있습니다. 당사의 재료 배합 및 전극 패시베이션은 이러한 드리프트를 일반적인 10년 서비스 수명 동안 광학 모듈 성능에 영향을 주지 않는 수준으로 줄입니다. 아래 표는 내부 신뢰성 테스트를 기반으로 다양한 보관 조건에서 예상되는 드리프트를 보여줍니다.

상태	지속	일반적인 저항 드리프트
125°C 건조 보관	1000시간	< 0.5%
85°C / 85% 상대습도	1000시간	< 0.8%
열 순환 -40°C ~ +125°C	500사이클	< 0.5%
25°C에서의 작동 수명	10년(추정)	< 1.0%

이러한 값은 가속 테스트를 기반으로 하며 보장되지 않습니다. 실제 드리프트는 장착 응력, 습도 및 작동 전류에 따라 달라집니다. 우리는 자격을 갖춘 프로젝트에 대한 자세한 신뢰성 보고서를 제공할 수 있습니다.

제조 및 품질 관리

NTC 칩은 세라믹 가공 기술을 사용하여 자체 시설에서 생산됩니다. 제조 흐름에는 분말 준비, 테이프 캐스팅, 전극 인쇄, 소결, 다이싱 및 최종 전기 테스트가 포함됩니다. 우리는 재료 구성을 자체적으로 제어하여 B 값과 저항 특성을 조정할 수 있습니다.

각 배치는 다음 사항에 대해 테스트됩니다.

● 정밀 항온조를 사용하여 25°C에서 저항

● 25°C 및 50°C의 저항 측정에서 계산된 B 값

● 확대하여 육안검사

● 절연저항

● 고객 요청에 따른 열 순환 옵션

테스트 데이터는 보관되어 각 배송마다 제공될 수 있습니다. 우리는 또한 고객별 입고 검사 절차를 지원합니다.

선택 가이드

광학 모듈에 적합한 NTC 서미스터를 선택하려면 다음 요소를 고려하십시오.

1. R25 값

일반적인 값은 10kΩ 및 100kΩ입니다. 저항 값이 낮을수록 측정 전류가 더 많이 흐르지만 노이즈에 덜 민감합니다. 간단한 ADC 회로를 사용하면 저항값이 높을수록 측정하기가 더 쉽습니다. 선택은 모듈에 사용되는 TEC 컨트롤러 IC에 따라 달라지는 경우가 많습니다. 많은 레이저 드라이버 및 TEC 컨트롤러 칩은 특정 NTC 저항 범위(일반적으로 10kΩ 또는 50kΩ)에 최적화되어 있습니다.

2. B값

B 값은 저항이 1도당 얼마나 변하는지를 결정합니다. B 값이 높을수록 각도당 저항 변화가 커져 온도 분해능이 향상될 수 있습니다. 그러나 B 값이 매우 높다는 것은 저온에서 저항이 매우 높아져 측정 회로의 입력 범위를 초과할 수도 있음을 의미합니다. B25/50 = 3435K는 -10°C ~ +75°C에서 작동하는 광학 모듈의 일반적인 절충안입니다.

3. 공차

저항 허용 오차와 B 값 허용 오차는 온도 측정 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다. ±1% 저항 허용 오차와 ±1% B 값 허용 오차가 결합되면 25°C에서 약 ±0.3°C의 초기 온도 오류가 발생합니다. 파장 안정성이 ±0.01nm 이내여야 하는 DWDM 애플리케이션의 경우 이 오류가 너무 클 수 있습니다. 모듈 펌웨어의 교정 단계는 초기 허용 오차를 보상할 수 있지만, 허용 오차는 작동 범위 전체에서 교정이 유효하도록 충분히 엄격해야 합니다.

4. 패키지 및 본딩

NTC는 광학 모듈 내부의 사용 가능한 공간에 맞아야 합니다. 베어 칩은 설치 공간이 가장 작지만 와이어 본딩 또는 다이 부착 장비가 필요합니다. 세라믹 캐리어에 사전 장착된 칩은 조립을 단순화하지만 높이를 추가합니다. 우리는 두 가지 옵션을 모두 제공하고 귀하의 생산 라인에 가장 적합한 선택에 대해 조언해 드릴 수 있습니다.

5. 자체 발열

측정 전류는 낮게 유지되어야 합니다. 손실 계수가 1.5mW/°C인 10kΩ NTC의 경우 0.1°C 자체 발열에 대한 최대 측정 전류는 약 120μA입니다. TEC 컨트롤러가 더 높은 전류를 사용하는 경우 NTC 저항이 더 낮거나 손실 계수가 더 높은 더 큰 칩을 고려하십시오.

어떤 매개변수를 선택해야 할지 확실하지 않은 경우 TEC 컨트롤러 부품 번호와 목표 온도 범위를 제공하십시오. 호환 가능한 NTC 구성을 권장해 드릴 수 있습니다.

일반적인 응용 분야

SFP 및 QSFP 광 트랜시버

NTC 서미스터는 모듈 내부에서 레이저 온도를 모니터링하는 데 사용됩니다. 신호는 레이저를 고정된 온도(레이저 설계에 따라 일반적으로 25°C 또는 45°C)로 유지하는 TEC 컨트롤러로 공급됩니다.

DWDM 및 Coherent 모듈

선폭이 좁고 파장이 안정적인 레이저의 경우 NTC 정확도가 중요합니다. 제어 루프는 지정된 채널 그리드 내에서 파장을 유지하기 위해 온도를 ±0.1°C 이내로 유지해야 합니다.

레이저 다이오드 서브마운트

베어 레이저 다이오드 패키지에서 NTC는 레이저 칩과 동일한 서브마운트에 접착됩니다. 이는 추가 열 질량 없이 직접적인 온도 감지를 제공합니다.

통신 기지국 및 실외 장비

NTC 서미스터는 주변 온도 변동이 클 수 있는 실외 광 증폭기 및 트랜시버의 온도 모니터링 회로에도 사용됩니다.

자주 묻는 질문

Q: R25와 B값의 차이는 무엇인가요?

A: R25는 25°C에서의 저항입니다. B 값은 온도에 따라 저항이 어떻게 변하는지를 나타냅니다. 다른 온도에서 저항을 계산하려면 두 매개변수가 모두 필요합니다. B 값이 높을수록 주어진 온도 변화에 대해 저항이 더 많이 변한다는 의미입니다.

Q: 펌웨어에서 저항을 온도로 어떻게 변환합니까?

A: 가장 간단한 방법은 Steinhart-Hart 방정식 또는 단순화된 B 방정식을 사용하여 R25 및 B 값에서 생성된 조회 테이블을 사용하는 것입니다. 많은 TEC 컨트롤러 IC에는 변환 알고리즘이 내장되어 있습니다. 우리는 귀하의 특정 NTC에 대한 계수 테이블을 제공할 수 있습니다.

Q: DWDM 모듈에서 ±5% 허용 오차 NTC를 사용할 수 있습니까?

A: 교정 절차에 따라 다릅니다. ±5% 저항 허용오차와 ±1% B 허용오차가 결합되면 교정 전 ±1°C가 넘는 온도 오류가 발생합니다. 생산 라인이 알려진 온도에서 일회성 교정을 수행하는 경우 초기 오프셋을 제거할 수 있습니다. 그러나 B 공차는 여전히 경사 정확도에 영향을 미칩니다. DWDM의 경우 저항은 최소 ±1%, B 값은 ±0.5% 이상을 권장합니다.

Q: 측정 전류가 수백 마이크로암페어에 불과한 경우 자체 발열이 중요한 이유는 무엇입니까?

A: 작은 전류라도 서미스터를 주변 온도 이상으로 가열할 수 있습니다. 10kΩ NTC를 통한 100μA 전류는 0.1mW를 소비합니다. 1.5mW/°C의 소산 인자를 사용하면 0.067°C의 온도 상승이 발생합니다. 엄격하게 제어되는 레이저 모듈에서는 이러한 오프셋이 중요할 수 있습니다. 측정 회로는 실제 최저 전류를 사용해야 합니다.