迷你光发射组件和光模块的制作方法

1.本公开涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种迷你光发射组件和包括该迷你光发射组件的光模块。


背景技术：

2.在当今光通信技术领域，设计出性能优异，具有成本优势的tosa(transmitter optical subassembly，光发射组件)，是每一个光通信厂商的追求目标。to(transistorout-line，晶体管外形)封装的tosa无疑拥有价格低廉，性能稳定的优势。
3.但是，目前市面上的tosa多为大尺寸设计。对小尺寸的tosa，少有报道和研究；而且小尺寸(迷你)的tosa，由于其结构性质，阻抗不匹配的不良更为明显。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本公开的目的在于克服上述现有技术的阻抗不匹配的不足，提供一种阻抗匹配的迷你光发射组件和包括该迷你光发射组件的光模块。
6.根据本公开的一个方面，提供了一种迷你光发射组件，包括：
7.发射驱动电路板；
8.光发射器；
9.柔性电路板，具有第一端部和第二端部，所述第一端部连接于所述发射驱动电路板，所述第二端部连接于所述光发射器；
10.其中，在所述第一端部设置有多个第一焊盘，在所述第一焊盘上设置有第一过孔，在所述第一过孔内设置有第一连接柱；
11.相邻两个所述第一焊盘为一组，同一组的两个所述第一焊盘之间设置有第一间隙，同一组的两个所述第一焊盘中的其中一个接地；在所述第一端部还设置有第二焊盘，在所述第二焊盘上设置有第二过孔，所述第二焊盘位于所述第一间隙的靠近所述第二端部的一侧，在所述第二过孔内设置有第二连接柱，所述第二连接柱接地。
12.在本公开的一种示例性实施例中，在所述第二端部设置有第三焊盘，所述第三焊盘设置为操场形，在所述第三焊盘上设置有第三过孔，所述第三过孔设置为腰圆孔，在所述第三过孔内设置有第三连接柱，所述第三连接柱接地。
13.在本公开的一种示例性实施例中，所述第三焊盘为功能性焊盘，在所述第三过孔的相对另一端未设置非功能焊盘。
14.在本公开的一种示例性实施例中，在所述第二端部设置有多个第四焊盘，在所述第四焊盘上设置有第四过孔，在所述第四过孔内设置有第四连接柱，部分所述第四焊盘与部分所述第一焊盘一一对应地连接。
15.在本公开的一种示例性实施例中，连接所述第四焊盘与所述第一焊盘的导线的差
分小于或等于50欧姆。
16.在本公开的一种示例性实施例中，所述第一过孔、所述第二过孔、所述第三过孔以及所述第四过孔贯穿所述柔性电路板。
17.在本公开的一种示例性实施例中，所述第一焊盘设置为长方形，其长度为1mm，其宽度为0.4mm。
18.在本公开的一种示例性实施例中，所述第一过孔设置为两个，两个所述第一过孔沿所述第一焊盘的长度方向排列，所述第一过孔的直径小于所述第一焊盘的宽度。
19.在本公开的一种示例性实施例中，所述柔性电路板包括：
20.基底层，具有相对设置的第一面和第二面；
21.第一导电层，设于所述第一面；
22.第二导电层，设于所述第二面；
23.第一粘接层，设于所述第一导电层的远离所述基底层的一侧；
24.第二粘接层，设于所述第二导电层的远离所述基底层的一侧；
25.第一绝缘层，设于所述第一粘接层的远离所述基底层的一侧；
26.第二绝缘层，设于所述第二粘接层的远离所述基底层的一侧。
27.根据本公开的另一个方面，提供了一种光模块，包括上述任意一项所述的迷你光发射组件。
28.本公开的迷你光发射组件和光模块，在第一端部设置有多个第一焊盘，在第一焊盘上设置有第一过孔，在第一过孔内设置有第一连接柱；相邻两个第一焊盘为一组，同一组的两个第一焊盘之间设置有第一间隙；在第一端部还设置有第二焊盘，在第二焊盘上设置有第二过孔，第二焊盘位于第一间隙的靠近第二端部的一侧，在第二过孔内设置有第二连接柱。第一过孔为感性，第二过孔为容性，第一过孔和第二过孔的配合，使得第一端部的阻抗不匹配得到极大的改善，即使第一端部的阻抗较为匹配，以获得光发射器的最佳性能，从而保证迷你光发射组件的最佳性能。
29.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
30.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本公开迷你光发射组件的一示例实施方式电气连接结构示意图。
32.图2为图1中柔性电路板的表面的结构示意图。
33.图3为图1中柔性电路板的第一导电层的结构示意图。
34.图4为图1中柔性电路板的第二导电层的结构示意图。
35.图5为本公开迷你光发射组件的反射曲线示意图。
36.附图标记说明：
37.1、发射驱动电路板；2、光发射器；
38.3、柔性电路板；31、第一焊盘；311、第一过孔；312、第一连接柱；32、第二焊盘；321、第二过孔；322、第二连接柱；33、第三焊盘；331、第三过孔；332、第三连接柱；34、第四焊盘；341、第四过孔；342、第四连接柱；35、导线；
39.41、第一连接焊盘；42、第二连接焊盘；43、第三连接焊盘；44、第四连接焊盘；
40.51、gnd电极；52、通孔；53、第六焊盘。
具体实施方式
41.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。
42.虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
43.用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
44.本公开示例实施方式提供了一种迷你光发射组件，参照图1和图2所示，该迷你光发射组件可以包括发射驱动电路板1、光发射器2以及柔性电路板3；柔性电路板3具有第一端部和第二端部，所述第一端部连接于所述发射驱动电路板1，所述第二端部连接于所述光发射器2；其中，在所述第一端部设置有多个第一焊盘31，在所述第一焊盘31上设置有第一过孔311，在所述第一过孔311内设置有第一连接柱312；相邻两个所述第一焊盘31为一组，同一组的两个所述第一焊盘31之间设置有第一间隙，同一组的两个所述第一焊盘31中的其中一个接地；在所述第一端部还设置有第二焊盘32，在所述第二焊盘32上设置有第二过孔321，所述第二焊盘32位于所述第一间隙的靠近所述第二端部的一侧，在所述第二过孔321内设置有第二连接柱322，所述第二连接柱322接地。
45.本公开的迷你光发射组件，第一过孔311为感性，第二过孔321为容性，第一过孔311和第二过孔321的配合，使得第一端部的阻抗不匹配得到极大的改善，即使第一端部的阻抗较为匹配，以获得光发射器2的最佳性能，从而保证迷你光发射组件的最佳性能。
46.在本示例实施方式中，光发射器2的封装结构为to封装。光发射器2采用to封装的一般称之为同轴器件，而目前来说同轴器件具有易于制造和成本优势。to封装由一个to管座和一个to管帽组成。to管座作为封装元件的底座并为其提供电源，而to管帽则可以实现平稳的光信号传输。这两个元件形成了保护敏感半导体元件的密封封装。光发射器2为本征激光器。
47.在本示例实施方式中，发射驱动电路板1为硬质印刷电路板，其上焊接有各种元器件。
48.在本示例实施方式中，柔性电路板3连接于光发射器2和发射驱动电路板1之间；具体地，柔性电路板3具有第一端部和第二端部，柔性电路板3的第一端部连接于发射驱动电路板1，柔性电路板3的第二端部连接于光发射器2。因此，柔性电路板3是连接发射驱动电路板1和光发射器2的关键连接器件，柔性电路板3的设计成败决定着迷你光发射组件的最终性能。
49.在柔性电路板3与发射驱动电路板1进行焊接的时候，由于两者结构性质的不同，必然有阻抗不匹配的地方。通过分析smith圆图，在25g速率下，柔性电路板3与发射驱动电路板1的阻抗不连续为容性。
50.在柔性电路板3与光发射器2的to管座连接时，同样具有阻抗不匹配的地方。需要解决这些阻抗不匹配，才能获得光发射器2的最佳性能。因此，柔性电路板3的设置成为重中之重。
51.在本示例实施方式中，柔性电路板3可以是双层板。具体地，柔性电路板3可以包括基底层、第一导电层、第二导电层、第一粘接层、第二粘接层、第一绝缘层以及第二绝缘层；基底层具有相对设置的第一面和第二面；基底层的厚度大约为50微米。第一导电层设于第一面；第一导电层的厚度大约为18微米。第二导电层设于第二面；第二导电层的厚度大约为18微米。第一粘接层设于第一导电层的远离基底层的一侧；第一粘接层的厚度大约为15微米。第二粘接层设于第二导电层的远离基底层的一侧；第二粘接层的厚度大约为15微米。第一绝缘层设于第一粘接层的远离基底层的一侧；第一绝缘层的厚度大约为12.5微米。第二绝缘层设于第二粘接层的远离基底层的一侧，第二绝缘层的厚度大约为12.5微米。因此，柔性电路板3的厚度大约为141微米。
52.基底层的材质可以是pi(聚酰亚胺)，第一导电层和第二导电层的材质可以是铜，当然，还可以是其他导电材料，例如，银、金、铝等等。第一绝缘层以及第二绝缘层的材质可以是pi(聚酰亚胺)。
53.当然，在本公开的其他示例实施方式中，根据需要柔性电路板3也可以设置为单层板或多层板。柔性电路板3的厚度也可以根据需要设置。
54.柔性电路板3的长度大约为11.4mm，柔性电路板3的宽度大约为3mm。
55.参照图2所示，在柔性电路板3的表面设置有四个第一连接焊盘41、两个第二连接焊盘42、一个第三连接焊盘43和三个第四连接焊盘44，柔性电路板3通过第一连接焊盘41与发射驱动电路板1连接，柔性电路板3通过第三连接焊盘43和第四连接焊盘44与光发射器2连接。
56.柔性电路板3的主要导线设置在第一导电层；下面对第一导电层的结构进行详细说明。
57.在本示例实施方式中，参照图3所示，在柔性电路板3的第一端部设置有四个第一焊盘31，四个第一焊盘31并列排布在柔性电路板3的第一端部，且四个第一焊盘31的长度方向与柔性电路板3的长度方向一致。第一焊盘31可以设置为长方形，具体地，第一焊盘31的长度大约为1mm，第一焊盘31的宽度大约为0.4mm；此尺寸为光模块的接口协议，当然，根据需要该尺寸可以进行修改。减小了阻抗不连续的尺寸，同时又兼顾了焊接的难易程度。
58.在第一焊盘31上设置有两个第一过孔311，两个第一过孔311沿第一焊盘31的长度方向排列。第一过孔311贯穿整个柔性电路板3，即第一过孔311贯穿基底层、第一导电层、第二导电层、第一粘接层、第二粘接层、第一绝缘层以及第二绝缘层，在第一过孔311内设置有第一连接柱312，第一连接柱312将第一导电层和第二导电层连接。第一过孔311设计为通流，此设计兼顾焊接方便和减小不连续的阻抗。第一过孔311的直径小于第一焊盘31的宽度，即第一过孔311的直径小于0.4mm，以避免第一过孔311将第一焊盘31分割成多个。当然，第一过孔311的数量可以设置为一个或更多个。
59.四个第一焊盘31与四个第一连接焊盘41相对应设置，且通过四个第一连接柱312一一对应地连接。
60.相邻两个第一焊盘31为一组，那么四个第一焊盘31形成两组；同一组的两个第一焊盘31之间设置有第一间隙；两组第一焊盘31之间之间设置有第二间隙，第一间隙的宽度与第二间隙的宽度可以相同。
61.在第一端部还设置有第二焊盘32，第二焊盘32可以设置为圆形。在第二焊盘32上设置有第二过孔321，第二过孔321贯穿整个柔性电路板3，即第二过孔321贯穿基底层、第一导电层、第二导电层、第一粘接层、第二粘接层、第一绝缘层以及第二绝缘层，在第二过孔321内设置有第二连接柱322，第二连接柱322将第一导电层和第二导电层连接。
62.第二焊盘32位于第一间隙的靠近第二端部的一侧。那么第二焊盘32设置为两个。第二过孔321为感性过孔，第二连接柱322连接到gnd电极51(接地端)；在微波匹配理论中，适当的感性(第一过孔311处)与容性(第二过孔321处)组合，可以极大的改善此处的阻抗不匹配，经过试验获得反射系数s11达到-20db@20ghz。即第一过孔311处可以等效为电感l，第二过孔321处可以等效为电容c，欧姆，会在理论上到达阻抗匹配。
63.两个第二焊盘32与两个第二连接焊盘42相对应设置，且通过两个第二连接柱322一一对应地连接。
64.在第二端部设置有第三焊盘33，第三焊盘33设置为操场形，增大第三焊盘33的接触面积，从而减小反射；在第三焊盘33上设置有第三过孔331，第三过孔331设置为腰圆孔，第三过孔331贯穿整个柔性电路板3，即第三过孔331贯穿基底层、第一导电层、第二导电层、第一粘接层、第二粘接层、第一绝缘层以及第二绝缘层。在第三过孔331内设置有第三连接柱332，第三连接柱332将第一导电层和第二导电层连接。具体地，第三连接柱332将第三焊盘33连接至第二导电层的gnd电极51。
65.第三焊盘33与第三连接焊盘43相对应设置，且通过第三连接柱332连接。
66.第三焊盘33为功能性焊盘，在第三过孔331的相对另一端未设置非功能焊盘，即去除第三过孔331的在第二绝缘层一侧的非功能焊盘，以去除阻抗不连续的因素，进一步提高阻抗连续性。
67.在第二端部设置有三个第四焊盘34，第四焊盘34设置为圆形，第四焊盘34的面积小于第三焊盘33的面积。在第四焊盘34上设置有第四过孔341，第四过孔341贯穿整个柔性电路板3，即第四过孔341贯穿基底层、第一导电层、第二导电层、第一粘接层、第二粘接层、第一绝缘层以及第二绝缘层。在第四过孔341内设置有第四连接柱342，第四连接柱342将第一导电层和第二导电层连接，具体地，第四连接柱342将第四焊盘34连接至第二导电层的第
五焊盘5252。
68.三个第四焊盘34与三个第四连接焊盘44相对应设置，且通过三个第四连接柱342一一对应地连接。
69.三个第四焊盘34一一对应地围绕于第三焊盘33的远离第一焊盘31的三侧，即在第三焊盘33的靠近第一焊盘31的一侧没有设置第四焊盘34，在其余三侧均设置有第四焊盘34。
70.部分第四焊盘34与部分第一焊盘31一一对应地连接。两个第四焊盘34与两个第一焊盘31一一对应地连接，具体地，位于第三焊盘33的相对两侧的两个第四焊盘34与中间的两个第一焊盘31一一对应地连接。
71.连接两个第四焊盘34与两个第一焊盘31的两条导线35的差分均小于或等于50欧姆，50欧姆的阻抗可以和发射驱动电路板的阻抗匹配，阻抗匹配了就会减少反射，由于迷你光发射组件的结构尺寸较小，差分对内的耦合被打破。两条导线35对称设置，两条导线35通过两个第二焊盘32之间的间隙连接至两个第一焊盘31。
72.参照图4所示，第二导电层包括一个gnd电极51和两个第六焊盘53，两个第六焊盘53与gnd电极51间隔设置。两个第六焊盘53与中间的两个第一焊盘31相对应设置，在第六焊盘53上设置有第六过孔，第一连接柱312贯穿第六过孔，且通过第一连接柱312一一对应地将两个第六焊盘53与中间的两个第一焊盘31连接。两边的两个第一焊盘31通过两个第一连接柱312均连接至gnd电极51；两个第二焊盘32通过两个第二连接柱322均连接至gnd电极51；第三焊盘32通过第三连接柱332连接至gnd电极51。在gnd电极51上设置有三个通孔52，三个通孔52与三个第四焊盘34相对应设置，三个第四连接柱342一一对应地连接贯穿三个通孔52。
73.参照图5所示的本公开迷你光发射组件的反射曲线示意图，图中横坐标表示频率，单位为ghz；纵坐标表示反射系数s11，单位为db；在频率为20ghz的情况下，反射系数s11达到-28.11db，小于-20db；反射系数减小很多。
74.光发射器2的三个管座与柔性电路板3的第三焊盘33和两个第四焊盘34连接在一起；发射驱动电路板1上的焊盘与柔性电路板3的第一焊盘31连接在一起。从而将发射驱动电路板1上的驱动信号通过柔性电路板3传输至光发射器2。
75.进一步的，本公开示例实施方式还提供了一种光模块，该光模块可以包括上述任意一项所述的迷你光发射组件。迷你光发射组件的具体结构上述已经进行了详细说明，因此，此处不再赘述。
76.使用最佳性能的迷你光发射组件，使得光模块的性能也最佳。
77.需要说明的是，光模块还可以包括外壳、电接口电路等等；迷你光发射组件、电接口电路均设置在外壳内。根据需要光模块还可以包括其他必要器件；在此不作一一说明。
78.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。