DIN EN 61751-1998 Laser modules used for telecommunication - Reliability assessment (IEC 61751 1998) German version EN 61751 1998《电信用的激光模量 可靠性评定》.pdf

1、ICS 31.260Deskriptoren: Telekommunikation, Lasermodul, Zuverlssigkeit, elektronisches BauelementLaser modules used for telecommunication Reliability assessment (IEC 61751 : 1998);German version EN 61751 : 1998Modules laser utiliss pour les tlcommunications Evaluation de la fiabilit (CEI 61751 : 1998

2、);Version allemande EN 61751 : 1998Die Europische Norm EN 61751 : 1998 hat den Status einer Deutschen Norm.Norm-Inhalt war verffentlicht als E DIN IEC 47C/85/CD : 1995-04.Nationales VorwortFr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 412 Kommunikationskabel (Kabel, Leitungen, Wellenlei

3、ter,Lichtwellenleiter, Komponenten, Zubehr und Anlagentechnik fr die Nachrichten- und Informationsbertragung)“ derDeutschen Elektrotechnischen Kommission im DIN und VDE (DKE) zustndig.Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabe-datums

4、 und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf diejeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genom-mene Ausgabe der

5、 Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ist nachstehend wiedergegeben.Zum Zeitpunkt der Verffentlichung dieser Norm waren die angegebenen Ausgaben gltig.IEC hat 1997 die Benummerung der IEC-Publikationen gendert. Zu den bisher verwendeten Normnummern wird

6、jeweils60000 addiert. So ist zum Beispiel aus IEC 68 nun IEC 60068 geworden.DEUTSCHE NORMEN 61751 DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Be

7、uth Verlag GmbH, 10772 BerlinRef. Nr. DIN EN 61751 : 1998-11Preisgr. 14 Vertr.-Nr. 2514November 1998Diese Norm enthlt die deutsche bersetzung der Internationalen Norm IEC 61751Deutsche Elektrotechnische Kommission im DIN und VDE (DKE)Fortsetzung Seite 2und 24 Seiten ENLasermodule fr Telekommunikatio

8、nsanwendungenZuverlssigkeitsbewertung(IEC 61751 : 1998)Deutsche Fassung EN 61751 : 1998Europische Norm Internationale Norm Deutsche NormEN 60068-2-1 : 1993 IEC 60068-2-1 : 1990 DIN EN 60068-2-1 : 1995-03EN 60068-2-1/A1 : 1993 A1 : 1993EN 60068-2-1/A2 : 1994 A2 : 1994HD 323.2.14 S2 : 1987 IEC 60068-2

9、14 : 1984 DIN IEC 60068-2-14 : 1987-06 IEC 60747-1 : 1983 DIN IEC 60747-1 : 1987-03A3 : 1996 IEC 60747-12-2 : 1995 IEC 60749 : 1996 Normen der Reihe EN ISO 9000 Normen der Reihe ISO 9000 DIN EN ISO 9000-1 : 1994-08Normen der Reihe DIN ISO 9000Seite 2DIN EN 61751 : 1998-11Nationaler Anhang NA (infor

10、mativ)LiteraturhinweiseDIN EN 60068-2-1Umweltprfungen Teil 2: Prfungen; Prfgruppe A: Klte (IEC 60068-2-1 : 1990 + A1 : 1993 + A2 : 1994); DeutscheFassung EN 60068-2-1 : 1993 + A1 : 1993 + A2 : 1994DIN EN ISO 9000-1Normen zum Qualittsmanagement und zur Qualittssicherung/QM-Darlegung Teil 1: Leitfaden

11、 zur Auswahl und An-wendung (ISO 9000-1 : 1994); Dreisprachige Fassung EN ISO 9000-1 : 1994DIN IEC 60068-2-14Elektrotechnik; Grundlegende Umweltprfverfahren; Prfungen; Prfgruppe N: Temperaturwechsel; Identisch mitIEC 60068-2-14, Ausgabe 1984 (Stand 1986)DIN IEC 60747-1Halbleiterbauelemente; Einzel-H

12、albleiterbauelemente und Integrierte Schaltungen; Allgemeines; Identisch mit IEC 60747-1,Ausgabe 1983DIN ISO 9000Qualittsmanagement- und QualittssicherungsnormenDeutsche FassungICS 31.260Deskriptoren: Lasermodule, Telekommunikationstechnik, ZuverlssigkeitZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-105

13、0 BrsselEUROPISCHES KOMITEE FR ELEKTROTECHNISCHE NORMUNGEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueEN 61751April 1998 1998 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von

14、CENELEC vorbehalten.Lasermodule fr TelekommunikationsanwendungenZuverlssigkeitsbewertung(IEC 61751 : 1998)Laser modules used for telecommunication Reliabilityassessment (IEC 61751 : 1998)Modules laser utiliss pour les tlcommunications Evaluation de la fiabilit (CEI 61751 : 1998)Diese Europische Norm

15、 wurde von CENELEC am 1. April 1998 angenommen.Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, inder die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nde-rung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.Auf dem letzten Stand befindlic

16、he Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischenAngaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch).Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CE

17、NELEC-Mitglied in eigener Verantwor-tung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteiltworden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark,Deutschland, Finnlan

18、d, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Nieder-lande, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, Schweiz, Spanien, der TschechischenRepublik und dem Vereinigten Knigreich.Ref. Nr. EN 61751 : 1998 DSeite 2EN 61751 : 1998SeiteEinleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19、 . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Normative Verweisungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Laserzuverlssigkeits- und Qualittssi

20、cherungs-verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.1 Nachweis der Produktqualitt . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.2 Prfverantwortlichkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34.3 Programme zur Qualittsverbesserung (QIPs) . . . . 45 Prfungen .

21、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45.1 Strukturelle hnlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45.2 Einbrennen und Sortierung (wenn in der DSzutreffend) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 Ttigkeiten . . . . . . . . .

22、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76.1 Analyse der Zuverlssigkeitsergebnisse . . . . . . . . 76.2 Technische Kontrollen der LMMs . . . . . . . . . . . . . . 76.3 nderungen in der Ausfhrung/im Verfahren . . . . . 76.4 Lieferungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23、 . . . . . 76.5 Dokumentation des Lieferanten . . . . . . . . . . . . . . . . 7Anhang A (normativ) Ausfallmechanismen vonLaserdioden und Laser-Modulen . . . . . . . . . 8VorwortDer Text des Schriftstcks 86/115/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61751, ausgearbeitet von dem SC 47C Opto-electronic, d

24、isplay and imaging devices“ des IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC ParallelenAbstimmung unterworfen und von CENELEC am 1998-10-04 als EN 61751 angenommen.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichungeiner identisch

25、en nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden mu (dop): 1999-01-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen,zurckgezogen werden mssen (dow): 2001-01-01Anhnge, die als normativ“ bezeichnet sind, gehren zum Norminhalt.Anhnge, die als informativ“ bezeichnet sind,

26、enthalten nur Informationen.In dieser Norm sind die Anhnge A und ZA normativ, und Anhang B ist informativ.Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 61751 : 1998 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Normangenommen.InhaltSei

27、teAnhang B (informativ) Anleitung . . . . . . . . . . . . . . . 13Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungenauf internationale Publikationen mitihren entsprechenden europischenPublikationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Bild A.1a: Knicke in der Strahlungsleistung-Strom-Kurve (L/

28、I-Kurve) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Bild A.1b: Spontanabweichung der Strahlungs-leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Bild A.1: Nichtlinearitten in den Laserstrom-kennwerten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Bild A.2: Badewann

29、en“-Kurve der Ausfallrate . . . . . 10Bild A.3: Beispiel fr eine Ausfallsummenkurve miteiner Lognormalverteilung der Laser-ausfallrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Bild A.4: Berechnete Ausfallraten fr Bauelemente miteiner Lognormalverteilung der Lebensdauer,einer mittler

30、en Lebensdauer von 106h undeiner Streuung im Bereich von 0,5 bis 2,0 . . 11Bild A.5: Querschnitt durch ein typisches Laser-Modul,das die wichtigsten Bauelemente zeigt . . . 12Bild A.6: Querschnitt durch einen typischen ver-grabenen Heterostrukturlaser (Seite derBondverbindung nach oben) . . . . . .

31、 . . . . . . 121 AnwendungsbereichDiese Internationale Norm behandelt die Zuverlssigkeits-bewertung von Laser-Modulen, die fr die Telekommunika-tion verwendet werden.Das Ziel dieser Norm ist es: ein Normverfahren fr die Bewertung der Zuverlssig-keit von Laser-Modulen zu erstellen, um Risiken auf ei

32、nMinimum herabzusetzen und die Produktentwicklungund Produktzuverlssigkeit zu frdern;EinleitungLasermodule nach dieser Internationalen Norm werden von einem Systemlieferanten (SS, System Supplier) in einem Gerteingekauft, das an einen Systembetreiber (SO, System Operator), d.h. einen nationalen PTT-

33、Netzbetreiber, geliefert/verkauftwird (siehe Definition in Abschnitt 3).Fr den Systembetreiber als informierter Kufer ist eine Kenntnis der mglichen Risiken, die durch die Verwendung vonkritischen Bauelementen entstehen, notwendig.Die Technologie optoelektronischer Bauelemente entwickelt sich weiter

34、 Folglich wurden whrend der Entwicklungsphasender Produkte viele Ausfallmechanismen in Laser-Modulen nachgewiesen. Diese Ausfallmechanismen knnen, wenn sie nichtfestgestellt werden, sehr kurze Lebensdauern in der Systemverwendung ergeben.Seite 3EN 61751 : 1998Systemlieferant (SS)Ein Hersteller von

35、Einrichtungen fr die Telekommunikati-on/Datenbertragung, die optoelektronische Halbleiter-laser enthalten, d.h. ein Kufer von Laser-Modulen.Systembetreiber (SO)Ein Netzbetreiber von Einrichtungen fr die Telekommuni-kation/Datenbertragung, die optoelektronische Halbleiter-laser im bertragungsweg enth

36、alten.ANMERKUNG: Das System kann auch Teil von anderen,ausgedehnteren Systemen sein, z. B. von Telekommu-nikation, Eisenbahnnetzen, Straenfahrzeugen, Luft-und Raumtechnik oder Waffen.Prfmuster fr die Befhigungsanerkennung (CQC)Ausgewhlte Bauelemente fr die Darstellung kritischerStufen des Verfahrens

37、 und von Grenz- oder Randkenn-werten der mechanischen oder elektro-optischen Ausfh-rung.Solche Bauelemente sollten eine Hilfe beim Nachweis vonAusfallmechanismen des Endproduktes sein, um die Be-stimmung von Aktivierungsenergien zu ermglichen.4 Laserzuverlssigkeits- undQualittssicherungsverfahren4.1

38、 Nachweis der ProduktqualittDiese Norm (wenn in der Bauartspezifikation (DS) gefor-dert) gibt die Mindestanforderung an und ist Teil einesvollstndigen Laserzuverlssigkeits- und Qualittssiche-rungsverfahrens, das vom Hersteller von Laser-Modulenbernommen wurde.Sie gibt Anleitung fr die Ttigkeiten von

39、 Systemlieferantund Systembetreiber sowie Rckmeldung von Funktions-ausfall an den Hersteller von Laser-Modulen und denSystemlieferanten.Der Hersteller von Laser-Modulen mu durch die Mglich-keit der Bauartanerkennung von Bauelementen, derTechnikanerkennung oder der Befhigungsanerkennungdes Herstellun

40、gsverfahrens in der Lage sein nachzuweisen:a) ein dokumentiertes und auditiertes Herstellungsverfah-ren, einschlielich der Qualifikation der gekauften Bau-elemente, nach ISO 9000;b) ein Programm zur Qualifikation des Betriebsverhaltens,einschlielich zum Beispiel der beschleunigten Lebens-dauerprfung

41、 des Einbrennens und der Sortierung vonBauelementen und Modulen;c) ein Programm zur Aufrechterhaltung der Befhigung,um die Bestndigkeit des Zuverlssigkeitsverhaltenssicherzustellen;d) ein Verfahren zur Rckfhrung von Zuverlssigkeits-problemen zu Entwicklung und Produktion.Zustzlich gibt es viele Ele

42、mente, die ein umfassendesProgramm zur Sicherung der Zuverlssigkeit zusammen-stellen (siehe Anhang B).4.2 PrfverantwortlichkeitenDie Prfungen, die in den Tabellen 1a und 1b ausfhrlichaufgefhrt sind, sind vom Hersteller von Laser-Modulenund Bauelementelieferanten (soweit anwendbar) auszufh-ren. Zustz

43、liche Prfungen drfen in der DS festgelegtwerden.4.2.1 Empfehlung (anwendbar fr Kufer von Lasern/Systemlieferanten)Der Systemlieferant sollte ein Programm besitzen, um dieErgebnisse, einschlielich der Ausfallanalyse, zu analysie-ren und zu berprfen. Dieses Programm schliet eine un- Mittel zur Verfgun

44、g zu stellen, mit denen die Verteilungvon Ausfllen ber die Zeit bestimmt werden kann. Diessollte die Bestimmung von Ausfallraten der Gerte frfestgelegte Lebenserwartungskriterien ermglichen.Zustzlich werden Anleitungen gegeben fr: die Prfungen, die ein Systemlieferant vor der Be-schaffung eines Lase

45、r-Moduls von einem Hersteller vonLaser-Modulen sicherstellen sollte; eine Reihe von Ttigkeiten, die von einem System-lieferanten erwartet werden, um den Zuverlssigkeits-anspruch eines Herstellers von Laser-Modulen zu ber-prfen.Weitere Einzelheiten, die die Grundlagen betreffen, sind inden Anhngen A

46、und B angegeben.2 Normative VerweisungenDie folgenden Normen enthalten Festlegungen, die durchVerweisung in diesem Text Bestandteil der vorliegendenInternationalen Norm sind. Zum Zeitpunkt der Verffentli-chung dieser Norm waren die angegebenen Ausgaben gltig.Alle Normen unterliegen der berarbeitung,

47、 und Vertrags-partner, deren Vereinbarungen auf dieser InternationalenNorm basieren, werden gebeten, die Mglichkeit zu prfen,ob die jeweils neuesten Ausgaben der im folgenden ge-nannten Normen angewendet werden knnen. Die Mitglie-der von IEC und ISO fhren Verzeichnisse der gegenwrtiggltigen Internat

48、ionalen Normen.IEC 60068-2-1 : 1990Environmental testing Part 2: Tests. Test A: ColdIEC 60068-2-14 : 1984Environmental testing Part 2: Tests. Test N: Changeof temperatureIEC 60747-1 : 1996Semiconductor devices Discrete devices and inte-grated circuits Part 1: General; Amendment 3 (1996)IEC 60747-12-

49、2 : 1995Semiconductor devices Part 12: Optoelectronic de-vices Section 2: Blank detail specification for laserdiode modules with pigtail for fibre optic systems andsubsystemsIEC 60749 : 1996Semiconductor devices Mechanical and climatic testmethodsISO 9000Quality management and quality assurance standardsMIL-STD-883 : 1985Test methods and Procedures for Microelec