光通信速度の高速化に伴い、デバイスの温度制御に対する要件もますます厳しくなっています。これらの課題に対処するため、新たなソリューションが登場しました。それは、熱電冷却器（TEC）をTOパッケージに深く統合した統合パッケージングソリューションです。このソリューションは、TECをTO同軸パッケージ内に直接統合することで、放熱効率を大幅に向上させると同時に、スペースレイアウトを効果的に最適化します。これにより、従来のパッケージングの限界を克服し、光通信デバイスの高速化と小型化を実現します。

従来の光モジュールパッケージでは、TECハウジングとTOハウジングが独立した部品として組み立てられた、別々の設計が採用されています。この「分割」設計には多くの問題があります。

1. 組み立て工程は多くのステップから成り、複雑です。

2. TECと筐体の間に隙間があり、放熱性が悪くなります。

3. サイズが大きいため、適用シナリオが制限されます。

4. はんだ量の制御が困難で、短絡や断線が発生しやすいなどのリスクにより、モジュールの性能をさらに向上することが制限されます。

レーザーは動作中に大量の熱を発生するため、放熱が間に合わないとレーザー波長ドリフトが発生し、伝送性能に深刻な影響を与える可能性があります。光通信の高速化に伴い、従来のパッケージング方法では放熱要件を満たすことが難しくなっています。そこで当社は、熱電冷却素子（TEC）とTOシェルを一体化した新たなパッケージングソリューション、すなわち一体型パッケージ設計を採用し、光通信デバイスの放熱問題を根本的に解決しました。

TEC と TO ケーシングの統合パッケージ設計により、総合的なパフォーマンスの向上がもたらされ、大きな技術的利点が実証されています。

☑️熱管理効率の大幅な向上：一体型設計により、TECとレーザー間の距離が最小限に抑えられ、熱抵抗が大幅に低減されます。従来の個別設計と比較して、放熱効率が約30～40%向上し、レーザーから発生した熱をヒートシンクハウジングに素早く伝達することで、デバイスが最適な温度範囲内で動作することを保証します。

☑️信頼性の大幅な向上：一体型構造により、はんだ接合部やリード線などの潜在的な故障原因を大幅に削減し、短絡や断線などのリスクを効果的に回避します。同時に、全体的な機械強度が向上し、振動や熱サイクルによる応力の影響に強く耐え、デバイス寿命を延ばします。

☑️サイズとコストの二重最適化：従来の包装と比較してサイズが約40%削減され、同時に組み立て工程も簡素化されます。これにより、生産効率が向上するだけでなく、製造コストも削減され、お客様に費用対効果の高いソリューションを提供できます。

統合された TEC と TO チューブ シェルのテクノロジーは、非常に幅広い応用の可能性を秘めており、急速に発展している多くの市場分野で広く採用されています。

5G通信ネットワークにおいて、統合パッケージ設計は光モジュールにとって理想的なソリューションを提供します。コンパクトな構造と優れた高周波性能は、5G基地局の小型化と高速化という二つの要件を満たします。特に25Gおよび50G光モジュールにおいては、統合設計が主流となっています。

データセンターは、もう一つの重要な応用シナリオです。100G、400G、さらには800G光モジュールの急速な普及に伴い、システムではパッケージの放熱性能、信頼性、そして統合性に対する要求が高まっています。優れた熱管理と安定性を備えた統合パッケージソリューションは、高速長距離伝送において大きなメリットを発揮します。

さらに、車載エレクトロニクスや産業用センシングといった産業の急速な発展に伴い、小型で信頼性の高いオプトエレクトロニクスデバイスに対する市場需要は高まり続けています。統合パッケージ設計は、より幅広い用途において、効率的で信頼性の高いオプトエレクトロニクスソリューションを提供します。

まとめると、TECとTOを統合したパッケージ技術は光モジュールのパッケージングを変革し、高速光通信が直面する温度制御の課題に積極的に取り組んでいます。半導体冷却デバイスのリーディングカンパニーであるFerroTecは、光通信業界向けに、カスタマイズ可能な電力、材料、外観を備えた高性能な小型半導体冷却チップを提供しています。製品の詳細とソリューションについては、0571-89712612までお問い合わせください。