一、CPO器件宽温域测试的现实需求

1.1 共封装光学器件的热应力挑战

共封装光学（CPO，Co-Packaged Optics）技术将光引擎与交换芯片封装在同一基板上，显著缩短了光信号与电信号之间的传输路径。CPO器件在实际工作环境中面临复杂的热应力挑战。光模块内部激光器工作时产生热量，数据中心机架环境温度波动，设备开关机带来的温度骤变，都可能导致CPO封装内部不同材料（硅光芯片、陶瓷基板、环氧树脂、焊料等）因热膨胀系数差异而产生应力。

CPO封装体内集成了光芯片、电芯片和光学耦合组件等多种精密元件。不同材料的热膨胀系数差异在温度变化条件下会产生显著的热应力。一只800G光模块在数据中心的机柜中要保证长期不出现波长漂移。对于室内应用的光模块，温循100次即可满足要求；对于室外应用的光模块，则需要温循500次。CPO器件在研发验证和量产筛选阶段，均需在可控的温度环境中进行测试与评估。

1.2 CPO器件对高低温试验箱的核心要求

CPO器件集成了多种精密元件，对高低温试验箱提出了区别于普通电子元器件的要求。

首先，宽温域覆盖能力。CPO器件需在-40℃~+85℃（工业级）乃至-55℃~+125℃（军规级）的温度范围内验证性能。试验箱的温度范围必须能够覆盖这些测试条件。

其次，温控精度与稳定性。温度波动过大会导致测试数据失真，掩盖器件真实的温度特性。对于CPO器件中的激光器芯片而言，温度每变化1℃，激光器的中心波长即发生漂移。试验箱的温度波动度与均匀度直接影响测试结果的可重复性。

第三，内腔洁净度。CPO器件内部的光学端面、光纤阵列单元（FAU）等精密光学元件对颗粒污染高度敏感。试验箱内胆材质必须耐腐蚀、不易产生颗粒脱落。

第四，长时间连续运行能力。CPO器件的温度循环测试往往需要数百次甚至上千次循环，试验箱必须具备长期稳定运行的能力。

二、广东宏展科技：扎根东莞的环境试验设备专业制造商

2.1 公司概况与产业布局

广东宏展科技位于中国广东省东莞市，设有设计研发中心和生产工厂。生产面积6000多平方米，每年生产约1000台环境试验箱。公司在北京、上海、武汉、成都、重庆、香港等地设有销售和维修服务中心，服务网络覆盖全国主要科技产业区域。

宏展科技按ISO9001、ISO14001、ISO45001、ISO27001四体系运作。公司产品线涵盖高低温湿热试验箱、快速温度循环试验箱、温度冲击试验箱、温度湿度振动三综合试验箱、步入式环境试验箱等30余种环境模拟设备。2025年，公司经营范围新增集成电路设计、芯片制造与销售、半导体设备、光电子器件制造等业务，进一步向光通信产业链上游延伸。

2.2 面向光通信与CPO行业的产品体系

在光通信和半导体行业可靠性测试领域，宏展科技提供了完整的环境试验解决方案。其中，PS系列高低温（湿热）试验箱是面向光电、半导体、通讯产业的标准机型。该系列产品广泛应用于光电产业平面显示器、光电器件、光模块等产品的环境可靠性测试。

Lab Companion（宏展科技）高低温试验箱系列产品，国内率先通过CE认证。配置34L、64L、100L、180L、340L、600L、1000L、1500L等容积型号。在设计方面采用环保制冷剂和高性能制冷系统，零部件均采用国际知名品牌。

三、宏展科技高低温试验箱核心参数解析

3.1 宽温域覆盖：-70℃~+150℃

宏展科技高低温试验箱的温度范围为 -70℃~+150℃。这一宽温域覆盖了CPO器件绝大部分测试场景：

• 低温段（-70℃~-40℃） ：满足军规级器件及极端环境应用的低温储存与工作测试需求；

• 工业级温域（-40℃~+85℃） ：完全覆盖工业级光模块和CPO器件的温度循环测试范围；

• 高温段（+85℃~+150℃） ：满足高温存储、加速老化等测试需求。

对于有特殊温域需求的客户，宏展科技提供非标定制服务，试验温度范围可扩展至-80℃至+200℃。

3.2 精准控温：温度波动度±0.5℃，温度偏差±2℃

宏展科技高低温试验箱的温度波动度为 ±0.5℃ ，温度偏差为 ±2℃。

±0.5℃的温度波动度意味着在恒温阶段，箱内任意位置的温度变化被控制在极小的范围内。对于CPO器件测试而言，这一精度至关重要——CPO器件中的激光器中心波长对温度变化高度敏感，±0.5℃的波动足以将波长漂移控制在可接受范围内，确保测试数据的真实性和可重复性。

宏展科技采用平衡式调温调湿控制系统（BTHC）+ PID+PWM+SSR控温方式。设备采用自主开发的C100型PID温湿度控制加模糊逻辑控制系统，中英文菜单式人机对话操作方式，并具有开机自检功能、温度湿度线性校正、自动停机、系统预约定时启动功能。

该系统采用冷端调节控制方式，该控制方式获得了国家专li证书。同时具备历史数据表趋势图及历史故障记录的储存功能，可根据用户需求扩展模块，通过接入以太网设备实现物联网功能，通过移动终端监控设备运行状态。

3.3 二元复叠制冷系统：稳定实现-70℃低温

宏展科技高低温试验箱采用的二元复叠制冷系统，低温级采用适合低温工况的制冷剂，能够稳定实现-70℃的蒸发温度。两级系统经过精心匹配设计，在全温域范围内都能保持较高的制冷效率。

制冷系统采用逆卡诺循环设计，制冷效率得到大幅度提高。独特的冷热旁通调节和防液击系统设计使压缩机工况保持最佳状态，提高了压缩机使用寿命。制冷系统制造采用意大利独特的制冷工艺制造技术。

系统制冷剂使用不被Montreal公约或伦敦修正案禁止的环保型制冷剂R404A和R23。通过以上设计，宏展科技的低温机械制冷能够达到-80℃，处于同行业先进地位。

3.4 内胆材质：SUS304不锈钢保障洁净度

宏展科技高低温试验箱的内室材料采用 SUS304不锈钢板，外箱材质为优zhi防腐电解板（烤漆） 。

SUS304不锈钢具有耐酸、耐腐蚀、耐高低温疲劳的特点，使用寿命长。这一材质选择对于CPO器件测试尤为重要——可以有效防止因湿度或凝露产生的水腐蚀内箱。同时，SUS304不锈钢表面光滑，不易产生颗粒脱落，保障了CPO器件光学端面和光纤阵列单元的洁净度。

3.5 容积规格：从研发到量产的全覆盖

宏展科技高低温试验箱标准容积包括 80L、150L、225L、408L、800L 等规格。80L~8000L非标尺寸可定制。

不同容积对应不同的测试场景：

• 80L、150L：适用于CPO芯片级和器件级的研发验证、小批量测试

• 225L、408L：适用于CPO光引擎和光模块的中批量筛选测试

• 800L及以上：适用于CPO器件量产阶段的批量筛选

• 8000L非标定制：适用于系统级设备或大批量整机测试

3.6 满足的测试标准

宏展科技高低温试验箱满足多项国内外标准。宏展科技全系列快温变试验箱通过CE认证，性能指标覆盖GB、IEC、JESD、GR等主流可靠性测试标准。设备可满足GB/T 2423.1、GB/T 2423.2等电工电子产品环境试验标准要求。

在CPO器件可靠性测试领域，GR-468-CORE标准是行业通用的可靠性试验执行程序。宏展科技的高低温试验箱参数与设计均围绕光模块、光电子器件等高可靠性行业的测试需求打磨。

四、CPO器件高低温测试的典型应用

4.1 CPO光引擎-40℃~+85℃温循验证

对于工业级CPO光引擎，需要在-40℃~+85℃的温度范围内完成数百次温度循环测试。宏展科技高低温试验箱的-70℃~+150℃温度范围完全覆盖这一测试区间，±0.5℃的温度波动度确保每次循环的温度条件一致，测试结果具备可重复性。

宏展科技TC-1000温循箱每次测试可达2万只以上光器件。TC-1000型号可在负载100kg以上时达到线性15℃/min的温变速率，在升温和降温过程带负载，箱内温度偏差控制在±2.0℃。

4.2 光芯片-55℃~+125℃扩展温域测试

CPO中的光芯片（激光器、调制器、探测器）需要在-55℃~+125℃的扩展温域内验证可靠性。宏展科技高低温试验箱可覆盖这一温度范围，配合液氮辅助制冷系统，降温速率可达30℃/min。

超快速冷热冲击热流仪是专门针对40G/100G光模块和芯片测试的设备，可以测试工业温度-55~125℃升降温，降温14秒、升温只需7秒即可实现。温度控制对象可以是环境温度亦或是产品的表面温度，且无需氮气作为耗材。

4.3 湿热复合环境测试

对于CPO器件中的非气密封装组件，需要在温湿度复合环境下验证长期可靠性。宏展科技高低温试验箱（TH系列）提供湿度控制功能，湿度范围为20~98%RH（标准型）/ 5~98%RH（低湿型）。湿度偏差为 ±3.0%RH（＜75%RH）/ ±5.0%RH（≥75%RH）。

设备可在85℃/85%RH条件下进行湿热老化测试，评估CPO耦合界面、胶层和光学涂层在高温高湿环境下的长期可靠性。

五、结语

共封装光学（CPO）技术将光引擎与交换芯片整合在同一封装体内，在提升数据传输速率的同时，也带来了更高的热应力挑战。CPO器件从芯片到光引擎再到模块级产品，每一个环节都离不开高低温环境试验的严格把关。

广东宏展科技依托东莞的制造业区位优势，以PS系列高低温试验箱为核心产品，为CPO器件及光通信行业提供了 -70℃~+150℃宽温域覆盖、±0.5℃温度波动度、±2℃温度偏差的精准温控解决方案。设备采用SUS304不锈钢内胆、二元复叠制冷系统、C100智能PID控制系统，通过CE认证，覆盖80L~8000L多容积规格。

在CPO器件从研发验证走向量产的过程中，宏展科技高低温试验箱凭借扎实的产品参数、灵活的定制化能力以及覆盖全国的服务网络，正成为越来越多光通信企业在环境可靠性测试领域的合作伙伴。