高速柔性电路板、光组件和光模块的制作方法

本申请涉及光通信技术领域，特别是涉及一种高速柔性电路板、光组件和光模块。

背景技术：

随着通信技术的发展，出现了5g(5thgenerationmobilenetworks，第五代移动通信技术)通信技术。为满足5g无线前传和超大宽带数据中心的需求，光收发模块的速率越来越高。25gbps(吉比特每秒)光模块被广泛应用在5g无线前传中。

光模块常采用的封装形式为to封装和box封装。如图1所示，以to封装的半导体激光器为例，通过将管帽、激光器芯片、载体和管座进行组合以形成to激光器。to封装成本低，工艺简单，是低速光模块的主流封装形式。然而to封装目前无法将其应用于高速及超高速光模块中。

而box封装可通过采用陶瓷管座将光芯片、电芯片和光学器件等进行组装，从而可实现高速封装，并应用于高速及超高速光模块中，实现5g信号的传递。然而，box封装的封装工艺要求高，导致box封装的器件良品率低，进而使得光模块成本增加。

即在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：目前高速或超高速光模块存在封装工艺过于复杂，成本过高的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低成本的高速柔性电路板、光组件和光模块。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种高速柔性电路板，包括柔性本体；柔性本体上开设有用于与to封装光组件匹配的接地通孔、第一信号通孔和第二信号通孔；接地通孔设置于第一信号通孔与第二信号通孔之间；

还包括包围第一信号通孔的第一信号反焊盘，包围第二信号通孔的第二反焊盘，和沿垂直于第一信号通孔与第二信号通孔连线方向设置的第一沟道、第二沟道；

第一沟道包括第一沟道端和相对于第一沟道端的第二沟道端；第二沟道包括第三沟道端和相对于第三沟道端的第四沟道端；接地通孔包括第一接地端和相对于第一接地端的第二接地端；第一信号通孔与第二信号通孔靠近第一接地端设置；

第一沟道端接触第一反焊盘，第二沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间；第三沟道端接触第二反焊盘，第四沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间。

在其中一个实施例中，第一沟道包括第一沟道本体和部分包围第一反焊盘的第一沟道连接部；第二沟道包括第二沟道本体和部分包围第二反焊盘的第二沟道连接部；

第一沟道本体连接第一沟道连接部；第二沟道本体连接第二沟道连接部。

在其中一个实施例中，柔性本体上开设有用于与to封装光组件匹配的直流通孔；直流通孔设置于第一信号通孔与第二信号通孔之间；

高速柔性电路板还包括包围直流通孔的直流反焊盘。

在其中一个实施例中，直流通孔的数量为一个；直流通孔相对于接地通孔设置；

或者

直流通孔的数量为两个，任一直流通孔靠近于第一信号通孔设置；另一直流通孔靠近于第二信号通孔设置。

在其中一个实施例中，第一沟道的长度与第二沟道的长度相等。

在其中一个实施例中，第一沟道的长度大于或等于0.8毫米，且小于或等于1.5毫米；第二沟道的长度大于或等于0.8毫米，且小于或等于1.5毫米；

第一沟道的宽度大于或等于0.2毫米，且小于或等于0.45毫米；第二沟道的宽度大于或等于0.2毫米，且小于或等于0.45毫米。

在其中一个实施例中，高速柔性电路板还包括电连接结构、第一信号线和第二信号线；电连接结构设于柔性本体上；

第一信号线分别连接第一反焊盘和电连接结构；第二信号线分别连接第二反焊盘和电连接结构。

本申请实施例提供了一种光组件，包括to封装光组件，以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；高速柔性电路板连接to封装光组件。

本申请实施例提供了一种光组件，包括pcb电路板，以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；柔性本体包括pcb连接部；高速柔性电路板还包括设置在pcb连接部上的电连接结构；电连接连接结构连接pcb电路板。

本申请实施例提供了一种光模块，其特征在于，包括to封装光组件、pcb电路板以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；高速柔性电路板分别连接to封装光组件和pcb电路板。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

通过在第一信号通孔与接地通孔之间设置第一沟道，并将第一沟道的第一沟道端接触第一反焊盘，第二沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间，以及在第二信号通孔与接地通孔之间设置第二沟道，并将第二沟道的第三沟道端接触第二反焊盘，第四沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间，从而在利用to封装光组件传输高速信号时，可分别通过第一沟道和第二沟道将谐振频率移动到更高的频段上，并降低谐振的地平面影响，避免谐振频率落入通信频段并对高速信号的传输造成干扰，进而可将to封装光组件应用于高速及超高速光模块中，降低高速和超光速光模块的成本。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为to封装半导体激光器的结构示意图；

图2为to封装的光模块的结构示意图；

图3为to封装的光模块与fpc的连接示意图；

图4为一个实施例中高速柔性电路板的第一结构示意图；

图5为一个实施例中高速柔性电路板的第二结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“第一端”、“第二端”、“第一沟道端”、“第二沟道端”、“第三沟道端”、“第四沟道端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前，to封装的光模块可参阅图2，以to封装的tosa(transmitteropticalsubassembly，光发射组件)为例。如图2所示，pcb电路板上设有如驱动电路等的外部电路，tosa内部的激光器芯片与设于pcb电路板上的外部电路之间的高速链路太长且路径复杂，整个高速链路的走线位于pcb电路板、fpc(flexibleprintedcircuit，高速柔性电路板)软板和tosa管脚中。在进行信号传递的过程中，高速和超高速信号会在to封装的光模块与fpc之间的交界面发生严重的信号反射和损耗，导致无法可靠地实现信号传递并完成通信。基于此，即使to封装具备制作工艺简单，成本极低的优点，也只能应用于速率在10gbps及以下的低速光模块。

进一步地，to封装的光模块与fpc的连接可如图3所示，to封装的光模块的pin针需要插入fpc预先设计的通孔中，在fpc通孔周围有一圈焊盘，通过焊接工艺用焊锡连接pin针与焊盘，最后把多余长度的pin针剪掉，从而连接fpc与to封装的光模块。

由于高速线在to封装的光模块和fpc上的传输模式完全不同，即使高速线或超高速线的设计达到标准阻抗要求，但交界面处传输模式的转换往往会带来具有毁灭性影响的谐振问题，并由此导致超高速信号传输恶化，使得to封装无法应用于高速及超高速的光模块。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本申请中所述的“第一沟道端”、“第二沟道端”、“第三沟道端”、“第四沟道端”、“第一信号端”、“第二信号端”、“第三信号端”和“第四信号端”仅用于对各个沟道端和各个信号端作区分，不并必然意味着沟道所包含沟道端的最少数量，或者信号通孔所包含信号端的最少数量，例如第二沟道可以只包括两个沟道端，分别为第三沟道端和第四沟道端，或者第二沟道可以包括三个沟道端。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种高速柔性电路板，包括柔性本体110；柔性本体110上开设有用于与to封装光组件匹配的接地通孔210、第一信号通孔220和第二信号通孔230；接地通孔210设置于第一信号通孔220与第二信号通孔230之间；

还包括包围第一信号通孔220的第一信号反焊盘，包围第二信号通孔230的第二反焊盘130，和沿垂直于第一信号通孔220与第二信号通孔230连线方向设置的第一沟道140、第二沟道150；

第一沟道140包括第一沟道端和相对于第一沟道端的第二沟道端；第二沟道150包括第三沟道端和相对于第三沟道端的第四沟道端；接地通孔210包括第一接地端和相对于第一接地端的第二接地端；第一信号通孔220与第二信号通孔230靠近第一接地端设置；

第一沟道端接触第一反焊盘120，第二沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间；第三沟道端接触第二反焊盘130，第四沟道端设置于第一接地端和第二接地端之间。

具体地，参阅图4，图4示出了用于连接4pin针to封装光组件的高速柔性电路板的结构，进一步地，图4为高速柔性电路板与to封装光组件焊接时接触的一面。在一个示例中，柔性本体110可包括基板和金属层，金属层贴合基板设置，并形成参考地平面。需要说明的是，本领域技术人员可根据实际情况以及设计需求确定柔性本体110的具体结构，柔性本体110的具体结构并不只局限于本申请说明书所记载的情况。

柔性本体110用于连接to封装光组件，其中to封装光组件可以为tosa、rosa(receiveropticalsubassembly，光接收组件)或者bosa(bi-directionalopticalsubassembly，光发射接收组件)，即柔性本体110可用于连接tosa、rosa或者bosa。柔性本体110上开设有用于与to封装光组件匹配的接地通孔210、第一信号通孔220和第二信号通孔230，通过将to封装光组件的pin针插入至柔性本体110对应的通孔中，并将pin针与柔性本体110进行连接，从而可实现高速柔性电路板与to封装光组件之间的高速差分信号传输。

高速柔性电路板还包括第一信号反焊盘和第二信号反焊盘，其中，第一信号反焊盘包围第一信号通孔220设置，第二信号反焊盘包围第二信号通孔230设置，进一步地，第一信号反焊盘完全包围第一信号通孔220，即第一信号反焊盘与第一信号通孔220之间无金属物质；第二信号反焊盘完全包围第二信号通孔230，即第二信号反焊盘与第二信号通孔230之间无金属物质。

将第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线方向作为第一方向，第二方向垂直于第一方向，高速柔性电路板还包括沿第二方向设置的第一沟道140，以及沿第二方向设置的第二沟道150。其中，第一沟道140包括第一沟道端和第二沟道端，第一沟道端与第二沟道端相对，第一沟道端和第二沟道端可以为第一沟道140沿长度方向的两端；第二沟道150包括第三沟道端和第四沟道端，第三沟道端和第四沟道端相对，第三沟道端和第四沟道端可以为第二沟道150沿长度方向的两端。

接地通孔210设置在第一信号通孔220和第二信号通孔230之间，接地通孔210包括第一接地端和第二接地端，其中，第一接地端和第二接地端相对。第一接地端与第二接地端分别为接地通孔210在第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的两侧上距离连线最远的端点。第一信号通孔220和第二信号通孔230靠近第一接地端设置，即在第一方向上通孔的排列顺序依次为：第一信号通孔220、接地通孔210和第二信号通孔230。

第一沟道端接触第一反焊盘120，第二沟道端设置在第一接地端和第二接地端之间。进一步地，第一信号通孔220包括第一信号端和第二信号端，第一信号端相对于第二信号端，且第一信号端和第二信号端分别为第一信号通孔220在第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的两侧上距离连线最远的端点。第一沟道端设置在第一信号端与第二信号端之间。

第三沟道端接触第二反焊盘130，第四沟道端设置在第一接地端和第二接地端之间。进一步地，第二信号通孔230包括第三信号端和第四信号端，第三信号端相对于第四信号端，且第三信号端和第四信号端分别为第二信号通孔230在第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的两侧上距离连线最远的端点。第三沟道端设置在第三信号端与第四信号端之间。

在一个示例中，高速柔性电路板可如图5(a)所示。在另一个示例中，高速柔性电路板可如图5(b)所示。第二沟道端和第四沟道端均可不接触接地通孔210。

本申请可在利用to封装光组件传输高速信号时，可分别通过第一沟道140和第二沟道150将谐振频率移动到更高的频段上，并降低谐振的地平面影响，避免谐振频率落入通信频段并对高速信号的传输造成干扰，进而可将to封装光组件应用于25gbps及更高速率的高质量信号传输中，并可有效实现高达50gbps的高速传输，降低高速和超光速光模块的成本。

在一个实施例中，第一沟道140包括第一沟道本体和部分包围第一反焊盘120的第一沟道连接部；第二沟道150包括第二沟道本体和部分包围第二反焊盘130的第二沟道连接部；

第一沟道本体连接第一沟道连接部；第二沟道本体连接第二沟道连接部。

具体地，第一沟道本体连接第一沟道连接部，第一沟道连接部接触第一反焊盘120，并部分包围第一反焊盘120。第二沟道本体连接第二沟道连接部，第二沟道连接部接触第二反焊盘130，并部分包围第二反焊盘130。

进一步地，第一沟道连接部可以打通参考地平面，即第一反焊盘120的金属开窗与第一沟道连接部的金属开窗可以连在一起，两个金属开窗是打通的，两个金属开窗之间无金属物质。类似地，第二沟道连接部可以打通参考地平面，即第二反焊盘130的金属开窗与第二沟道连接部的金属开窗可以连在一起。

第一沟道140的长度、宽度，以及第二沟道150的长度、宽度均可以根据信号传输速率、to封装光组件管座、fpc材质、金属层厚度和/或各通孔尺寸进行确定。

在一个实施例中，柔性本体110上开设有用于与to封装光组件匹配的直流通孔260；直流通孔260设置于第一信号通孔220与第二信号通孔230之间；

高速柔性电路板还包括包围直流通孔260的直流反焊盘160。

具体地，柔性本体110上还开设有用于与to封装光组件匹配的直流通孔260，直流通孔260可用于连接to封装光组件的直流信号管脚，如可用于连接tosa中的vcc管脚和vpd管脚。直流通孔260设置在第一信号通孔220和第二信号通孔230之间，直流反焊盘160包围直流通孔260设置。进一步地，直流反焊盘160完全包围直流通孔260，即直流反焊盘160与直流通孔260之间无金属物质。

在一个实施例中，直流通孔260的数量为一个；直流通孔260相对于接地通孔210设置；

或者

直流通孔260的数量为两个，任一直流通孔260靠近于第一信号通孔220设置；另一直流通孔260靠近于第二信号通孔230设置。

具体地，当直流通孔260的数量为一个，即高速柔性电路板用于连接4pin针to封装光组件时，接地通孔210设置在第一信号通孔220与第二信号通孔230之间，直流通孔260设置在第一信号通孔220与第二信号通孔230之间，且接地通孔210与直流通孔260分别位于第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的两侧，接地通孔210相对于直流通孔260设置，使得柔性本体110可用于与to封装光组件匹配连接。

当高速柔性电路板用于连接5pin针to封装光组件，即直流通孔260的数量为两个，分别为第一直流通孔和第二直流通孔时，直流反焊盘160的数量也可以为两个，分别为第一直流反焊盘和第二直流反焊盘，第一直流反焊盘包围第一直流通孔设置，第二直流反焊盘包围第二直流通孔设置。

接地通孔210、第一直流通孔和第二直流通孔三者均设置在第一信号通孔220与第二信号通孔230之间，且接地通孔210与第一直流通孔分别位于第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的两侧，第二直流通孔与第一直流通孔二者均位于第一信号通孔220的中心与第二信号通孔230的中心连线的同一侧，即在第一方向上，第一直流通孔一侧通孔的排列顺序依次为：第一信号通孔220、第一直流通孔、第二直流通孔和第二信号通孔230。

需要说明的是，直流通孔260的数量可根据to封装光组件的管脚数量确定，直流通孔260的设置位置可根据to封装光组件的管脚排布和管脚定义确定，本领域技术人员可根据实际情况以及设计需求在柔性本体110上开设出与to封装光组件匹配的接地通孔210、直流通孔260和信号通孔，以实现高速柔性电路板与to封装光组件之间的连接。

在一个实施例中，第一沟道140的长度与第二沟道150的长度相等。

具体地，第一沟道140的长度为第一沟道本体的长度与第一沟道连接部长度之和；第二沟道150的长度为第二沟道本体的长度与第二沟道连接部长度之和。第一沟道140的长度与第二沟道150的长度应相同。

在一个实施例中，第一沟道140的长度大于或等于0.8毫米，且小于或等于1.5毫米；第二沟道150的长度大于或等于0.8毫米，且小于或等于1.5毫米；

第一沟道140的宽度大于或等于0.2毫米，且小于或等于0.45毫米；第二沟道150的宽度大于或等于0.2毫米，且小于或等于0.45毫米。

具体地，沟道的长度在0.8毫米与1.5毫米之间，即第一沟道140的长度应大于或等于0.8毫米且小于或等于1.5毫米，第二沟道150的长度应大于或等于0.8毫米且小于或等于1.5毫米。第一沟道140的长度可以为0.8毫米与1.5毫米之间的任一取值，第二沟道150的长度可以为0.8毫米与1.5毫米之间的任一取值。进一步地，第一沟道140与第二沟道150可以等长。

在一个示例中，沟道长度可以为0.8毫米、0.85毫米、0.9毫米、0.95毫米、1.0毫米、1.05毫米、1.1毫米、1.15毫米、1.2毫米、1.28毫米、1.3毫米、1.38毫米、1.4毫米、1.45毫米或者1.5毫米。

沟道的宽度在0.2毫米与0.45毫米之间，即第一沟道140的宽度应大于或等于0.2毫米且小于或等于0.45毫米，第二沟道150的宽度应大于或等于0.2毫米且小于或等于0.45毫米。第一沟道140的宽度可以为0.2毫米与0.45毫米之间的任一取值，第二沟道150的宽度可以为0.2毫米与0.45毫米之间的任一取值。进一步地，第一沟道140与第二沟道150可以等宽或者不等宽。

在一个示例中，沟道宽度可以为0.2毫米、0.22毫米、0.24毫米、0.26毫米、0.28毫米、0.3毫米、0.32毫米、0.34毫米、0.36毫米、0.38毫米、0.4毫米、0.41毫米、0.42毫米、0.43毫米、0.44毫米或者0.45毫米。

在一个实施例中，高速柔性电路板还包括电连接结构、第一信号线和第二信号线；电连接结构设于柔性本体110上；

第一信号线分别连接第一反焊盘120和电连接结构；第二信号线分别连接第二反焊盘130和电连接结构。

具体地，柔性本体110可包括沿第二方向依次设置的光组件连接部和pcb连接部。电连接结构设置在pcb连接部，用于连接pcb电路板，其中，pcb电路板上可设有与光组件匹配的外部电路，如驱动电路等。接地通孔210、第一信号通孔220、第二信号通孔230、直流通孔260均设置在光组件连接部。

第一信号线的一端连接第一反焊盘120，另一端连接电连接结构；第二信号线的一端连接第二反焊盘130，另一端连接电连接结构。从而可通过高速柔性电路板实现pcb电路板与光组件之间的信号传输。

在一个示例中，高速柔性电路板还可包括第三信号线，第三信号线的一端连接直流反焊盘160，另一端连接电连接结构。进一步地，当直流通孔260的数量为两个时，高速柔性电路板还可包括第四信号线，其中，第三信号线的一端连接第一直流反焊盘，另一端连接电连接结构；第四信号线的一端连接第二直流反焊盘，另一端连接电连接结构。

进一步地，柔性本体110还可包括设置于光组件连接部和pcb连接部之间的延展部，从而可提高高速柔性电路板的适用性。需要说明的是，延展部的长度可根据实际情况以及设计需求进行确定。

在一个实施例中，提供了一种光组件，包括to封装光组件，以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；高速柔性电路板连接to封装光组件。

具体地，to封装光组件可以为各种类型、各种to封装和各种管脚数量的光组件。例如，to封装光组件可以为tosa、rosa或者bosa；to封装光组件可以包括4pin针或者5pin针；to封装光组件可以为to38封装、to56封装、to46封装、to52封装、to85封装、to65封装或to28封装。

第一信号通孔220和第二信号通孔230均连接to封装光组件中的信号管脚，用于供高速差分信号使用。

在一个实施例中，to封装光组件为光发射组件。

具体地，to封装光组件为tosa，则接地通孔210用于连接gnd管脚，第一信号通孔220和第二信号通孔230可用于分别连接out+管脚和out-管脚，例如第一信号通孔220可用于连接to封装光组件中的out+管脚，第二信号通孔230可用于连接to封装光组件中的out-管脚；或者第一信号通孔220可用于连接to封装光组件中的out-管脚，第二信号通孔230可用于连接to封装光组件中的out+管脚。

在一个实施例中，to封装光组件为光接收组件。

具体地，to封装光组件为rosa，则接地通孔210用于连接case管脚，第一信号通孔220和第二信号通孔230可用于分别连接ld+管脚和ld-管脚。例如第一信号通孔220可用于连接to封装光组件中的ld+管脚，第二信号通孔230可用于连接to封装光组件中的ld-管脚；或者第一信号通孔220可用于连接to封装光组件中的ld-管脚，第二信号通孔230可用于连接to封装光组件中的ld+管脚。

在一个实施例中，提供了一种光组件，包括pcb电路板，以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；柔性本体110包括pcb连接部；高速柔性电路板还包括设置在pcb连接部上的电连接结构；电连接连接结构连接pcb电路板。

具体地，柔性本体110包括pcb连接部。电连接结构设置在pcb连接部，并可连接pcb电路板，其中，pcb电路板上可设有与光组件匹配的外部电路，如驱动电路等。进一步地，柔性本体110还包括光组件连接部和延展部，光连接部、延展部和pcb连接部沿第二方向依次设置，且光连接部连接延展部，延展部连接pcb连接部。

在一个实施例中，提供了一种光模块，包括to封装光组件、pcb电路板以及上述任一实施例中的高速柔性电路板；高速柔性电路板分别连接to封装光组件和pcb电路板。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。