IEC 61751:1998

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Modules laser utilisés pour
les télécommunications –
Evaluation de la fiabilité
Laser modules used
for telecommunication –
Reliability assessment
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 61751:1998
Numéros des publications Numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are issued
sont numérotées à partir de 60000. with a designation in the 60000 series.
Publications consolidées Consolidated publications
Les versions consolidées de certaines publications de Consolidated versions of some IEC publications
la CEI incorporant les amendements sont disponibles. including amendments are available. For example,
Par exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to
indiquent respectivement la publication de base, la the base publication, the base publication incorporating
publication de base incorporant l’amendement 1, et la amendment 1 and the base publication incorporating
publication de base incorporant les amendements 1 amendments 1 and 2.
et 2.
Validité de la présente publication Validity of this publication
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept under
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état constant review by the IEC, thus ensuring that the
actuel de la technique. content reflects current technology.
Des renseignements relatifs à la date de reconfirmation Information relating to the date of the reconfirmation of
de la publication sont disponibles dans le Catalogue de the publication is available in the IEC catalogue.
la CEI.
Les renseignements relatifs à ces révisions, à l'établis- Information on the revision work, the issue of revised
sement des éditions révisées et aux amendements editions and amendments may be obtained from
peuvent être obtenus auprès des Comités nationaux de la IEC National Committees and from the following
CEI et dans les documents ci-dessous: IEC sources:
• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Accès en ligne* On-line access*
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
(Accès en ligne)* (On-line access)*
Terminologie, symboles graphiques Terminology, graphical and letter
et littéraux symbols
En ce qui concerne la terminologie générale, le lecteur For general terminology, readers are referred to
se reportera à la CEI 60050: Vocabulaire Electro- IEC 60050: International Electrotechnical Vocabulary
technique International (VEI). (IEV).
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et For graphical symbols, and letter symbols and signs
les signes d'usage général approuvés par la CEI, le approved by the IEC for general use, readers are
referred to publications IEC 60027: Letter symbols to
lecteur consultera la CEI 60027: Symboles littéraux à
utiliser en électrotechnique, la CEI 60417: Symboles be used in electrical technology, IEC 60417: Graphical
graphiques utilisables sur le matériel. Index, relevé et symbols for use on equipment. Index, survey and
compilation des feuilles individuelles, et la CEI 60617: compilation of the single sheets and IEC 60617:
Symboles graphiques pour schémas. Graphical symbols for diagrams.
Publications de la CEI établies par IEC publications prepared by the same
le même comité d'études technical committee
L'attention du lecteur est attirée sur les listes figurant à The attention of readers is drawn to the end pages of
la fin de cette publication, qui énumèrent les this publication which list the IEC publications issued
publications de la CEI préparées par le comité d'études by the technical committee which has prepared the
qui a établi la présente publication. present publication.
* Voir adresse «site web» sur la page de titre. * See web site address on title page.

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1998-02
Modules laser utilisés pour
les télécommunications –
Evaluation de la fiabilité
Laser modules used
for telecommunication –
Reliability assessment
 IEC 1998 Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
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copie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. writing from the publisher.
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– 2 – 61751 © CEI:1998
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 4
INTRODUCTION . 6
Articles
1 Domaine d’application. 8
2 Références normatives. 8
3 Termes et définitions. 10
4 Fiabilité du laser et procédure d’assurance de la qualité . 10
4.1 Démonstration de la qualité du produit. 10
4.2 Responsabilités des essais . 12
4.3 Programmes d’amélioration de la qualité (QIP) . 12
5 Essais. 14
5.1 Associabilité. 14
5.2 Vieillissement artificiel et sélection (s’ils sont applicables dans la DS). 14
6 Activités. 22
6.1 Analyse des résultats de fiabilité . 22
6.2 Visites techniques aux LMM . 24
6.3 Changements au niveau de la conception/du processus . 24
6.4 Livraisons. 24
6.5 Documentation fournisseur. 24
Annexe A (normative) Mécanismes de défaillance des diodes et modules laser. 26
Annexe B (informative) Guide . 40
Figures
A.1 Non-linéarités au niveau des caractéristiques du courant laser. 32
A.2 Courbe de taux de défaillance «en baignoire». 34
A.3 Exemple de tracé de défaillances cumulatives montrant une répartition log-normale
du taux de défaillance du laser . 34
A.4 Taux de défaillance calculé pour des composants présentant une répartition log-normale
des durées de vie, avec une durée de vie moyenne de 10 h et une répartition
dans un intervalle de 0,5 à 2,0 . 36
A.5 Coupe transversale d’un module laser type montrant des composants clé . 36
A.6 Coupe transversale d’un module laser type à hétérostructure enterrée
(monté côté substrat) . 38

61751 © IEC:1998 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 5
INTRODUCTION . 7
Clause
1 Scope. 9
2 Normative references. 9
3 Terms and definitions. 11
4 Laser reliability and quality assurance procedure . 11
4.1 Demonstration of product quality . 11
4.2 Testing responsibilities. 13
4.3 Quality Improvement Programmes (QIPs). 13
5 Tests. 15
5.1 Structural similarity. 15
5.2 Burn-in and screening (when applicable in the DS) . 15
6 Activities. 23
6.1 Analysis of reliability results . 23
6.2 Technical visits to LMMs . 25
6.3 Design/process changes. 25
6.4 Deliveries. 25
6.5 Supplier documentation. 25
Annex A (normative) Laser diode and laser module failure mechanisms. 27
Annex B (informative) Guide. 41
Figures
A.1 Non-linearities in laser-current characteristics. 33
A.2 “Bathtub” failure rate curve . 35
A.3 Example of cumulative failure plot showing log-normal distribution
of laser failure rate . 35
A.4 Calculated failure rates for components having a log-normal lifetime distribution,
with a median life of 10 h and dispersion in the range 0,5 to 2,0. 37
A.5 Cross-section through a typical laser module showing key components. 37
A.6 Cross-section through a typical buried heterostructure laser (bonded junction side up). 39

– 4 – 61751 © CEI:1998
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
_________
MODULES LASER UTILISÉS POUR LES TÉLÉCOMMUNICATIONS –
Evaluation de la fiabilité
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation composée
de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a pour objet de
favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les domaines de
l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI, entre autres activités, publie des Normes internationales.
Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout Comité national intéressé par le
sujet traité peut participer. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI collabore étroitement avec l'Organisation
Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux intéressés
sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les documents produits se présentent sous la forme de recommandations internationales. Ils sont publiés
comme normes, rapports techniques ou guides et agréés comme tels par les Comités nationaux.
4) Dans le but d'encourager l'unification internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent à appliquer de
façon transparente, dans toute la mesure possible, les Normes internationales de la CEI dans leurs normes
nationales et régionales. Toute divergence entre la norme de la CEI et la norme nationale ou régionale
correspondante doit être indiquée en termes clairs dans cette dernière.
5) La CEI n’a fixé aucune procédure concernant le marquage comme indication d’approbation et sa responsabilité
n’est pas engagée quand un matériel est déclaré conforme à l’une de ses normes.
6) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Norme internationale peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 61751 a été établie par le sous-comité 47C: Dispositifs
optoélectroniques, d’affichage et d’imagerie, du comité d’études 47 de la CEI: Dispositifs à
semiconducteurs.
Le domaine de la présente norme est désormais placé sous la responsabilité du comité
d'études 86: Fibres optiques.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
86/115/FDIS 86/116/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.
L’annexe A fait partie intégrante de cette norme.
L’annexe B est donnée uniquement à titre d’information.

61751 © IEC:1998 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
_________
LASER MODULES USED FOR TELECOMMUNICATION –
Reliability assessment
FOREWORD
1) The IEC (International Electrotechnical Commission) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of the IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, the IEC publishes International Standards. Their preparation is
entrusted to technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may
participate in this preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising
with the IEC also participate in this preparation. The IEC collaborates closely with the International Organization
for Standardization (ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two
organizations.
2) The formal decisions or agreements of the IEC on technical matters express, as nearly as possible, an
international consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation
from all interested National Committees.
3) The documents produced have the form of recommendations for international use and are published in the form
of standards, technical reports or guides and they are accepted by the National Committees in that sense.
4) In order to promote international unification, IEC National Committees undertake to apply IEC International
Standards transparently to the maximum extent possible in their national and regional standards. Any
divergence between the IEC Standard and the corresponding national or regional standard shall be clearly
indicated in the latter.
5) The IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with one of its standards.
6) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this International Standard may be the subject
of patent rights. The IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 61751 has been prepared by subcommittee 47C: Optoelectronic,
display and imaging devices, of IEC technical committee 47: Semiconductor devices.
The field of this standard will henceforth be placed under the responsibility of IEC technical
committee 86: Fibre optics.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
86/115/FDIS 86/116/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on
voting indicated in the above table.
Annex A forms an integral part of this standard.
Annex B is for information only.

– 6 – 61751 © CEI:1998
INTRODUCTION
Les modules laser couverts par la présente Norme internationale sont achetés par un
fournisseur du système (SS), pour être insérés dans un matériel, lui-même fourni/vendu à un
opérateur de systèmes (SO), par exemple les PTT nationaux ou un exploitant du réseau (voir
définitions à l’article 3).
Pour que l’opérateur du système se comporte en acheteur averti, une connaissance des
risques potentiels posés par l’utilisation de composants critiques est nécessaire.
Les techniques relatives aux composants optoélectroniques sont en constante évolution. Par
conséquent, au cours des phases de développement des produits, de nombreux mécanismes
de défaillance ont été identifiés au sein des modules laser. Ces mécanismes de défaillance,
s’ils ne sont pas détectés, pourraient occasionner des durées de vie très courtes au niveau de
l’utilisation du système.
61751 © IEC:1998 – 7 –
INTRODUCTION
The laser modules covered by this International Standard are purchased by a system supplier
(SS) to be inserted in equipments which in turn are supplied/sold to a system operator (SO), for
example a national PTT or a network operator (see definitions in clause 3).
For the system operator to act as an informed buyer, a knowledge of the potential risks posed
by the use of critical components is required.
Optoelectronic component technology is continuing to develop. Consequently, during product
development phases, many failure mechanisms in laser modules have been identified. These
failure mechanisms, if undetected, could result in very short laser lifetime in system use.

– 8 – 61751 © CEI:1998
MODULES LASER UTILISÉS POUR LES TÉLÉCOMMUNICATIONS –
Evaluation de la fiabilité
1 Domaine d’application
La présente Norme internationale s’applique à l’évaluation de la fiabilité des modules laser
utilisés pour les télécommunications.
Elle a pour objet:
– d’établir une méthode normalisée permettant d’évaluer la fiabilité des modules laser afin de
minimiser les risques et de favoriser le développement et la fiabilité du produit;
– d’établir les moyens permettant de déterminer la répartition des défaillances au fil du temps.
Il convient que les taux de défaillance du matériel pour des critères de fin de vie spécifiés
puissent ainsi être déterminés.
En outre, elle fournit des lignes directrices concernant:
– l’exécution des essais qui incombent au fournisseur du système avant l'acquisition de
modules auprès d’un fabricant de modules laser;
– une gamme d’activités attendue de la part d’un fournisseur du système, permettant de
vérifier les déclarations de fiabilité d’un fabricant de modules laser.
Les annexes A et B fournissent des détails supplémentaires concernant la justification.
2 Références normatives
Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la référence
qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la présente Norme internationale. Au
moment de la publication, les éditions indiquées étaient en vigueur. Tout document normatif
est sujet à révision et les parties prenantes aux accords fondés sur la présente Norme
internationale sont invitées à rechercher la possibilité d’appliquer les éditions les plus récentes
des documents normatifs indiqués ci-après. Les membres de la CEI et de l’ISO possèdent le
registre des Normes internationales en vigueur.
CEI 60068-2-1:1990, Essais d’environnement – Partie 2: Essais. Essais A: Froid
CEI 60068-2-14:1984, Essais d’environnement – Partie 2: Essais. Essais N: Variations de
température
CEI 60747-1:1996, Dispositifs à semiconducteurs – Dispositifs discrets et circuits intégrés,
Partie 1: Généralités
Amendement 3 (1996)
CEI 60747-12-2:1995, Dispositifs à semiconducteurs – Partie 12: Dispositifs optoélectronique –
Section 2: Spécification particulière cadre des modules diodes laser avec une fibre amorce
pour systèmes ou sous-systèmes à fibres optiques
CEI 60749:1996, Dispositifs à semiconducteurs – Essais mécaniques et climatiques
ISO 9000: Normes pour le management de la qualité et l’assurance de la qualité
MIL-STD-883:1985, Test methods and Procedures for Microelectronics

61751 © IEC:1998 – 9 –
LASER MODULES USED FOR TELECOMMUNICATION –
Reliability assessment
1 Scope
This International Standard deals with reliability assessment of laser modules used for
telecommunication.
The aim of this standard is:
– to establish a standard method of assessing the reliability of laser modules in order to
minimize risks and to promote product development and reliability;
– to establish means by which the distribution of failures with time can be determined. This
should enable the determination of equipment failure rates for specified end of life criteria.
In addition, guidance is given on:
– the testing that a system supplier should ensure is in a place prior to procurement of a laser
module from a laser module manufacturer;
– a range of activities expected of a system supplier to verify a laser module manufacturer’s
reliability claims.
Further details concerning the rationale are given in annexes A and B.
2 Normative references
The following normative documents contain provisions which, through reference in this text,
constitute provisions of this International Standard. At the time of publication, the editions
indicated were valid. All normative documents are subject to revision, and parties to
agreements based on this International Standard are encouraged to investigate the possibility
of applying the most recent editions of the normative documents indicated below. Members of
IEC and ISO maintain registers of currently valid International Standards.
IEC 60068-2-1:1990, Environmental testing – Part 2: Tests. Tests A: Cold
IEC 60068-2-14:1984, Environmental testing – Part 2: Tests. Test N: Change of temperature
IEC 60747-1:1996, Semiconductor devices – Discrete devices and integrated circuits – Part 1:
General
Amendment 3 (1996)
IEC 60747-12-2:1995, Semiconductor devices – Part 12: Optoelectronic devices – Section 2:
Blank detail specification for laser diode modules with pigtail for fibre optic systems and sub-
systems
IEC 60749:1996, Semiconductor devices – Mechanical and climatic test methods
ISO 9000: Quality management and quality assurance standards
MIL-STD-883:1985, Test methods and Procedures for Microelectronics

– 10 – 61751 © CEI:1998
3 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente Norme internationale, les définitions suivantes s'appliquent:
module laser
ensemble complet comprenant une diode laser et une photodiode
NOTE – Il est permis que le module inclue aussi un refroidisseur et un capteur de température permettant de
contrôler et de surveiller la température du laser. La sortie optique se fait normalement par une fibre amorce.
support
substrat sur lequel il est permis de monter une diode laser ou une photodiode en vue de
l’assemblage dans le module laser
NOTE – Les composants, sur les supports, sont également soumis à un essai de qualification.
fabricant de modules laser (LMM)
fabricant de modules laser fournissant des dispositifs répondant aux prescriptions de la
spécification particulière (DS) correspondante et aux prescriptions de fiabilité du client
fournisseur du système (SS)
fabricant de matériel de transmission de données/télécommunications comprenant des lasers
à semi-conducteurs optoélectroniques, c’est-à-dire client de modules laser
opérateur du système (SO)
exploitant de réseau utilisant un matériel de transmission de données/télécommunications
comprenant des lasers à semi-conducteurs optoélectroniques au niveau du trajet de transmission
NOTE – Il est permis que le système s’intègre dans d’autres systèmes plus étendus, par exemple les télé-
communications, les transports ferroviaires, les véhicules routiers, l’aérospatiale ou l’armement.
composants pour agrément savoir-faire (CQC)
composants sélectionnés pour représenter les étapes critiques du processus et les
caractéristiques restrictives propres à la conception mécanique et électro-optique
Il convient que ces composants servent à identifier les mécanismes de défaillance du produit
final permettant de déterminer les énergies d’activation.
4 Fiabilité du laser et procédure d’assurance de la qualité
4.1 Démonstration de la qualité du produit
La présente norme (quand elle est prescrite par la spécification particulière (DS)) indique les
prescriptions obligatoires minimales et s’intègre dans une procédure de fiabilité totale du laser
et d’assurance de la qualité adoptée par le fabricant du module laser.
Elle donne les lignes directives concernant les activités du fournisseur du système et de
l’opérateur du système ainsi que la réaction au niveau de la performance de champ vis-à-vis
du fabricant de module laser et du fournisseur du système.

61751 © IEC:1998 – 11 –
3 Terms and definitions
For the purpose of this International Standard the following definitions apply:
laser module
a packaged assembly containing a laser diode and photodiode
NOTE – The module may also include a cooler and temperature sensor to enable laser temperature to be controlled
and monitored. The optical output is normally via an optical fibre pigtail.
submount
a substrate upon which a laser diode or photodiode may be mounted for assembly into the
laser module
NOTE – Components on submounts are also subject to qualification testing.
laser module manufacturer (LMM)
a manufacturer of laser modules who provides devices meeting the requirements of the
relevant detail specification (DS) and the customer’s reliability requirements
system supplier (SS)
a manufacturer of telecommunications/data transmission equipment containing optoelectronic
semiconductor lasers, i.e. laser module customer
system operator (SO)
a network operator of telecommunications/data transmission equipment containing opto-
electronic semiconductor lasers in the transmission path
NOTE – The system may also be part of other more extensive systems, for example telecommunications, rail, road
vehicles, aerospace or weapons.
capability qualifying components (CQC)
components selected to represent critical stages of the process and limiting or boundary
characteristics of mechanical and electro-optic design
Such components should aid the identification of end product failure mechanisms to enable the
determination of activation energies.
4 Laser reliability and quality assurance procedure
4.1 Demonstration of product quality
This standard (where required by the detail specification (DS)) gives the minimum mandatory
requirements and is part of a total laser reliability and quality assurance procedure adopted by
the laser module manufacture.
It gives guidance on the activities of the system supplier, and the system operator as well as
feedback of field performance, the laser module manufacturer and the system supplier.

– 12 – 61751 © CEI:1998
Moyennant une homologation de dispositifs, un agrément de technologie ou un agrément de
savoir-faire du processus de fabrication, le fabricant de modules laser doit être capable de
présenter:
a) un processus de fabrication documenté et audité comprenant la qualification de composants
achetés conformément à l’ISO 9000;
b) un programme de qualification de performance, comprenant par exemple, les essais de vie
accélérée, le vieillissement artificiel et la sélection de composants et de modules;
c) un programme de maintien de la qualification permettant d’assurer la continuité de la
performance de fiabilité;
d) une procédure permettant de renvoyer les problèmes de fiabilité au niveau du
développement et de la production.
Il existe en outre de nombreux éléments qui constituent un programme complet d’assurance de
la fiabilité (voir annexe B).
4.2 Responsabilités des essais
Il faut que les essais détaillés dans les tableaux 1a et 1b soient réalisés par le fabricant de
modules laser et par les fournisseurs de composants (le cas échéant). Des essais supplé-
mentaires sont susceptibles d’être spécifiés dans la spécification particulière (DS).
4.2.1 Recommandation (applicable au client du laser/fournisseur du système)
Il est recommandé que le fournisseur du système ait un programme permettant l’analyser et la
vérification des résultats, y compris l’analyse des défaillances. Ce programme comprend un
essai d’endurance indépendant réalisé sur des modules laser prêts à être utilisés, voir
tableau 1b, essais 2 et/ou essai 3 et/ou essai 5 (taille de l’échantillon >10 par essai).
4.2.2 Recommandation (applicable à l’opérateur du système)
Il est recommandé que l’opérateur du système ait un programme permettant de contrôler et de
signaler les taux de défaillance de champs avec suffisamment de détails pour permettre au
fournisseur du système ainsi qu’au fabricant de modules laser de lancer les actions correctives
éventuellement nécessaires à un stade précoce de la durée de vie d’un produit.
Il est admis que les fournisseurs aient des approches différentes (au niveau des concepts de
fiabilité) au cours du développement de la maturité du produit et que des limitations des
ressources dictent les stratégies d’essai.
Il est permis de pratiquer des essais et des activités différents de ceux spécifiés à condition
que les LMM/SS/SO puissent démontrer leur intention de supprimer les défaillances du produit
final et les mécanismes de défaillance associés. Cependant, des données significatives seront
nécessaires pour justifier la conformité.
4.3 Programmes d’amélioration de la qualité (QIP)
Les programmes d’amélioration de la qualité (QIP) doivent être lancés par les fournisseurs et
les clients des composants (SO, SS et LMM) afin de faire face aux non-conformités (y compris
les problèmes de qualité et de fiabilité identifiés lors de la durée d’utilisation ultérieure du
laser). La correction des non-conformités et le QIP résultant constituent une stratégie néces-
saire pour minimiser les risques concernant la fiabilité. Il convient d’indiquer le déroulement
des QIP dans les documents génériques d’agrément de la qualité et les documents d’agrément
de savoir-faire.
61751 © IEC:1998 – 13 –
The laser module manufacturer shall be able to demonstrate, by means of qualification
approval of devices, technology approval or capability approval of the manufacturing process:
a) a documented and audited manufacturing process including the qualification of purchased
components in accordance with ISO 9000;
b) a performance qualification programme, including for example, accelerated life testing,
burn-in and screening of components and modules;
c) a qualification maintenance programme to ensure continuity of reliability performance;
d) a procedure to feedback reliability issues to development and production.
In addition, there are many elements which make up a comprehensive reliability assurance
programme (see annex B).
4.2 Testing responsibilities
The testing detailed in tables 1a and 1b is to be performed by the laser module manufacturer
and component suppliers (where applicable). Additional testing may be specified in the DS.
4.2.1 Recommendation (applicable to laser customer/system supplier)
The system supplier is recommended to have a programme to analyse and verify the results
including failure analysis. This programme includes an independent life test of fully packaged
laser modules, see table 1b test 2 and/or test 3 and/or test 5 (sample size >10 per test).
4.2.2 Recommendation applicable to system operator
The system operator is recommended to have a programme to monitor and report field failure
rates in sufficient detail to enable system supplier and laser module manufacturer to initiate
any necessary corrective actions at an early stage in the lifetime of a product.
Suppliers may have different approaches (i.e. to reliability concepts) during the development of
product maturity and resource limitations may dictate testing strategies.
Alternative tests and activities to those specified are permitted provided the LMM/SS/SO can
show intent to remove end-product failures and the associated failure mechanisms. However,
this will require significant data to substantiate compliance.
4.3 Quality improvement programmes (QIPs)
Quality improvement programmes (QIPs) shall be initiated with component suppliers and
customers (SOs, SSs and LMMs) to address non-compliances (including quality and reliability
problems identified during subsequent service life of the laser). The correction of non-
compliances and subsequent QIPs are a required strategy to minimize reliability risks. The
operation of QIPs should be stated in the quality approval (QA) generic and capability approval
documents.
– 14 – 61751 © CEI:1998
5 Essais
Les essais décrits dans les tableaux 1a et 1b sont conçus pour accélérer les principaux
mécanismes de défaillance connus pour représenter des risques au niveau de la fiabilité des
modules laser, (voir annexe B). Le cas échéant, le CQC doit démontrer une aptitude à réduire
les mécanismes de défaillance du produit final. La validation du produit final est nécessaire
pour prouver que les CQC fonctionnent dans les limites du processus et de la technologie. Ces
essais réduiront le risque que représentent des composants non fiables pénétrant dans le
système et permettront de faire des estimations au niveau de la répartition des durées de vie
du laser et par conséquent des taux de défaillance du laser.
La taille de l’échantillon et le niveau d'essai sont susceptibles de varier en fonction du volume
d’affaires entre le client du laser ou le fournisseur du système (SS) et le fabricant de modules
laser (LMM). Ces informations seront indiqués dans le document d’agrément de savoir-faire
(CA) et la spécification particulière (DS) le cas échéant.
NOTE – Il est primordial que les lasers évalués soient entièrement représentatifs des dispositifs de production
normalisés et qu’ils aient subi toutes les procédures de production et/ou de vieillissement artificiel et sélection
spécifiées (si elles s’appliquent dans la DS).
Tableau 1a – Qualification initiale
Ces essais seront normalement réalisés par le fabricant du laser comme partie intégrante d’un
programme de qualification initial.
Tableau 1b – Maintien de la qualification
Ces essais couvrent la surveillance périodique exercée sur les dispositifs de production afin
d’assurer le maintien ou l’amélioration de la qualité et des performances de fiabilité établies au
cours de la qualification initiale.
5.1 Associabilité
Quand une gamme de modules laser est produite par un fabricant de lasers, une associabilité
significative est admise entre différents codes type. Une combinaison de résultats de différents
programmes d’essai, le cas échéant, est par conséquent autorisée.
Il convient de prendre en compte le fait que des différences mineures au niveau des tech-
niques ou du traitement peuvent avoir un impact majeur sur la fiabilité, alors que ce fait n’est
pas apparent au cours de l'évaluation de la qualité.
Des preuves doivent être présentées, démontrant que tous les résultats sont directement
applicables.
5.2 Vieillissement artificiel et sélection (s’ils sont applicables dans la DS)
Voir B.1.13 de l’annexe B.
61751 © IEC:1998 – 15 –
5 Tests
The tests described in tables 1a and 1b are designed to accelerate the main failure
mechanisms known to be reliability hazards in laser modules (see annex B). Where appro-
priate, the CQC shall demonstrate an ability to reduce end product failure mechanisms. Final
product validation is required to demonstrate that CQCs are operating at the boundaries of the
process or technology. These tests will reduce the risk of unreliable components entering
system use and will enable estimates to be made of the distribution of laser lifetimes and
hence the laser failure rates.
The sample size and level of testing may vary depending on the business volume between the
laser customer/system supplier (SS) and laser module manufacturer (LMM). This information
will be given in the capability approval (CA) document and DS where appropriate.
NOTE – It is essential that the lasers evaluated are entirely representative of standard production devices, and
have passed all the production and/or specified (where applicable in the DS) burn-in and screening procedures.
Table 1a – Initial qualification
These tests will normally be performed by the laser manufacturer as part of an initial
qualification programme.
Table 1b – Maintenance of qualification
These tests cover periodic monitoring performed on production devices to ensure that the
quality and reliability performance established during initial qualification is maintained or
improved.
5.1 Structural similarity
Where a range of laser modules is produced by a laser manufacturer, there may be some
significant structural similarity between different type codes. A combination of results from
different test programmes, where appropriate, is therefore permitted.
Consideration should be given to the fact that minor differences in technology or processing
can have a major impact on reliability, whilst not being apparent during quality assessment.
Evidence shall be presented which demonstrates that all results are directly relevant.
5.2 Burn-in and screening (when applicable in the DS)
See B.1.13 of annex B.
– 16 – 61751 © CEI:1998
Tableau 1 – Essais relatifs à la qualification
Tableau 1a – Qualifications initiales (voir notes concernant les symboles)
n
Essai Essai Références CEI Conditions
n°
1 Essais initiaux
d’endurance du:
1.1 a) Module avec 60747-12-2, article 8
Φ spécifié, puissance constante 25
e
refroidisseur Température: T = T
c op max
thermo-électrique T = T
s s nom
Durée**: 5 000 h
1.2 b) Module sans
Φ spécifié, puissance constante
e
refroidisseur thermo- 60747-12-2, article 8 Température: Tc = Top max
électrique Durée**: 5 000 h
NOTE – Les résultats des essais ci-dessus doivent être complétés par un essai réalisé indépendamment par le
client du laser/SS sur les modules prêts à l’utilisation conformément à l’essai 2 et/ou 3 du tableau 1b (taille de
l’échantillon ≥ 10 par essai), voir également 4.2.
1.3 Diode laser (support) 60747-12-2, article 8 Température: au moins deux 200
températures d’essai:
Φ spécifié, puissance constante
e
T T
1.3.1 s1 = s Voir DS
max
1.3.2 T = s2 s1
Durée: >5 000 h
1.4 Photodiode (d’une 60747-12-2, article 8 Température: au moins deux 200
série représentative) températures d’essai:
V ou l spécifié
r r
1.4.1 T = 125 °C min.* Voir DS
s1
1.4.2 T T Voir DS
s2 = <( s1 –30 °C)
Durée: >1 000 h
1.5 Température élevée T = T du refroidisseur 25
stg max
stockage du refroi-
Durée: 1 000 h
disseur thermo-
Voir tableaux B.1 et B.7
électrique
1.5.1 Essais de cycle Nombre de cycles: 20 K
de puissance
T T
c = op max
dispositifs refroidis
T = T à (T – ΔT )
s c c max
1.6 Température élevée T= T du capteur 25
stg max
stockage du capteur
Voir tableaux B.1 et B.7
thermique
* Ou selon les limites techniques.
** A condition que les données relatives à la répartition de la période de défaillance par usure soient réunies avec
une précision suffisante. Un agrément provisoire pour l’expédition du produit doit être accordé après 2 000 h. Il est
recommandé de poursuive l’essai jusqu’à ce qu’une extrapolation précise de la durée de vie soit possible avec une
limite supérieure de 10 000 h. Des durées atteignant 5 000 h sont susceptibles d’être nécessaires pour prévoir avec
précision la durée de vie.
61751 © IEC:1998 – 17 –
Table 1 – Qualification testing
Table 1a – Initial qualifications (see notes for symbols)
n
Test Test IEC references Conditions
No.
1 Initial endurance
tests of:
1.1 a) Module with 60747-12-2, clause 8 25
Φ specified, constant power
e
thermoelectric Temperature: T = T
c op max
cooler T = T
s s nom
Duration**: 5 000 h
1.2 b) Module without
Φe specified, constant power
thermoelectric 60747-12-2, clause 8 T T 25
Temperature: c = op max
cooler Duration**: 5 000 h
NOTE – Results from the above tests shall be supplemented by a laser customer/SS independent test of fully
packaged modules in accordance with table 1b test 2 and/or test 3 (sample size ≥10 per test) see also 4.2.
1.3 Laser diode 60747-12-2, clause 8 Temperature: at least two 200
(submount) test temperatures:
Φ specified, constant power
e
1.3.1 T = T See DS
s1 s max
1.3.2 Ts2 =
Duration: >5 000 h
1.4 Photodiode 60747-12-2, clause 8 Temperature: at least two 200
(in representative test temperatures:
package)
V l
r or r specified
1.4.1 T = 125 °C min.* See DS
s1
1.4.2 T = <(T –30 °C) See DS
s2 s1
Duration: >1 000 h
1.5 High temperature T = T of the cooler 25
stg max
storage of the
Duration: 1 000 h
thermoelectric
See tables B.1 and B.7
cooler
1.5.1 Power cycle tests Number of cycles: 20 K
cooled devices
T = T
c op max
T = T to (T – ΔT )
s c c max
1.6 High temperature T T 25
= stg max of the sensor
storage of the
See tables B.1 and B.7
thermal sensor
* Or as limited by technology.
** Provided data about the distribution of wear-out lifetime is accumulated with sufficient accuracy. Provisional
approval for product shipment shall be granted at 2 000 h. It is also recommended to continue the test until accurate
extrapolation of lifetime is possible with an upper limit of 10 000 h. Durations up to 5 000 h may be needed for
accurate lifetime prediction.
– 18 – 61751 © CEI:1998
Tableau 1a (fin)
n
Essai Essai Références CEI Conditions
n°
1.8 Essai de résistance Essai de résistance voir DS 10
de la fibre
Durée voir DS
Rayon de courbure min. voir DS
1.9 Force = 10 N min. 10
Conservation
de la fibre
3 Variations rapides 60749, chap. 3 Température: T = T 10
A stg min
de température
T = T
B stg max
Nombre de cycles = 50
Nombre de cycles = 500
Etanchéité Essai Qk Voir notes
suivi de l’essai Qc
4 Chocs et vibrations 60749, chap. 2 Voir DS 10
5 Stockage à haute 60749, chap. 3 Température: T = T 10
stg max
température (non
Durée: >2 000 h
applicable si essai
Voir tableau B.9
d’endurance du
module réalisé à
température de
boîtier et support
équivalente)
6 ESDS, modules 5 par
plaquette
a) Lasers 60747-1, amend. 3 Voir B.1.11
équivalent
b) Photodiodes
7 Analyse des gaz Voir B.1.12 6
résiduels
8 Stockage à basse 60068-2-1 T = T 10
stg min
température
Durée: >1 000 h
Voir B.1.4
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Table 1a (concluded)
n
Test Test IEC references Conditions
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