一种低成本高带宽的封装基板结构及光模块的制作方法

1.本发明涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种低成本高带宽的封装基板结构及光模块。


背景技术：

2.目前，随着自动驾驶、数据中心、元宇宙等新兴应用的快速发展，单通道传输速率逐步增加，单通道25g baud和50g baud已逐步被批量应用，更高速率的激光器在产业链中正在逐渐推出。一般情况下，光器件或光模块中的激光器借助其下方的基板或者陶瓷壳体与pcb板连接。封装基板结构更高的带宽，更有利于其提高整体的性能。另外，由于激光器需要工作在一定的温度范围内以保证性能最优，因此当前400g、800g产品多使用tec(thermo electric cooler)来控制温度，但这种方案具有成本高，功耗大的问题。因此，需要提供一种方案以便于在实现高带宽的同时降低成本。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种低成本高带宽的封装基板结构及光模块，用以实现在实现高带宽的同时降低成本的技术效果。
4.第一方面，本发明提供了一种低成本高带宽的封装基板结构，包括基板；在所述基板上并列设置的若干个电路结构；所述电路结构包括设置在所述基板上的接地层、第一信号线层、高频阻抗匹配电路和加热电路；所述接地层分隔开所述第一信号线层、所述高频阻抗匹配电路和所述加热电路，且各层之间均存在间隙；所述接地层上安装有贴近所述基板边缘设置的激光器；所述高频阻抗匹配电路和所述第一信号线层在所述激光器的两侧相对设置；所述加热电路设置在所述高频阻抗匹配电路和所述激光器的下侧；所述高频阻抗匹配电路包括间隔设置的第一金属层和第二金属层；所述第一金属层和所述第二金属层之间跨接有第一电阻；所述第二金属层与所述接地层之间跨接有滤波电容；所述第一金属层、所述第一信号线层和所述激光器的上表面通过设置的金线连接。
5.进一步地，所述电路结构还包括在所述基板上与所述第一信号线层相邻设置的第二信号线层；所述第一信号线层与所述第二信号线层直接存在间隙，且所述第二信号线层和所述接地层之间还跨接有第二电阻。
6.进一步地，所述第二信号线层设置在所述第一信号线层的右侧。
7.进一步地，所述第二信号线层设置在所述第一信号线层的左侧，且所述第二信号线层位于所述激光器的下侧。
8.进一步地，所述加热电路采用单金属层，且所述加热金属层与所述接地金属层之间跨接有加热电阻。
9.进一步地，所述加热电路采用双金属层，包括间隔设置的第一连接端和第二连接端，且所述第一连接端和第二连接端之间跨接有加热电阻。
10.第二方面，本发明提供了一种光模块，包括上述的任意一种封装基板结构。
11.本发明能够实现的有益效果是：本发明提供的低成本高带宽的封装基板结构通过设置的第一电阻和滤波电容构成的高频阻抗匹配电路可以满足高带宽的要求；同时在基板上还设置了加热电路，在低温条件下时可以对基板进行加热，使封装基板结构上的激光器稳定在一定的温度范围内，结构简单，在实现高带宽的同时降低成本。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
13.图1为本发明实施例提供的第一种封装基板结构的示意图；
14.图2为本发明实施例提供的第二种封装基板结构的示意图；
15.图3为本发明实施例提供的第三种封装基板结构的示意图；
16.图4为本发明实施例提供的第四种封装基板结构的示意图；
17.图5为本发明实施例提供的第五种封装基板结构的示意图；
18.图6为本发明实施例提供的第六种封装基板结构的示意图。
19.图标：10-封装基板结构；100-基板；110-接地层；120-第一信号线层；130-高频阻抗匹配电路；140-加热电路；150-第一电阻；160-滤波电容；170-加热电阻；180-第二信号线层；190-第二电阻；200-激光器；210-金线。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。
21.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.请参看图1和图2，图1为本发明实施例提供的第一种封装基板结构的示意图；图2为本发明实施例提供的第一种封装基板结构的示意图。
23.本发明实施例提供了一种低成本高带宽的封装基板结构10，该封装基板结构10包括基板100；在基板100上并列设置的若干个电路结构；电路结构包括设置在基板100上的接地层110、第一信号线层120、高频阻抗匹配电路130和加热电路140；接地层110分隔开第一信号线层120、高频阻抗匹配电路130和加热电路140，且各层之间均存在间隙；接地层110上安装有贴近基板100边缘设置的激光器200；高频阻抗匹配电路130和第一信号线层120在激光器200的两侧相对设置；加热电路140设置在高频阻抗匹配电路130和激光器200的下侧；高频阻抗匹配电路130包括间隔设置的第一金属层和第二金属层；第一金属层和第二金属层之间跨接有第一电阻150；第二金属层与接地层110之间跨接有滤波电容160；第一金属层、第一信号线层120和激光器200的上表面通过设置的金线210连接。
24.示例性地，上述的基板100可以选用单层陶瓷基板。激光器200可以通过共晶焊接或银胶粘接的方式与接地层110电连接；第一电阻150、滤波电容160、加热电阻170等也可以通过共晶焊接或银胶粘接的方式与对应的金属层连接。电路结构的数量可以如图1一样设
置为一个，以满足单个通道对光模块的需求；电路结构的数量可以也可以如图2一样设置为4个或其他数量，以满足光模块多通道的需求。
25.需要说明的是，电路结构的数量并不局限于上述的实施例，用户也可以根据实际使用情况进行调整，以满足应用场景的实际需求。本发明所使用的基板100也并不局限于上述的单层陶瓷基板，用户在实际生成过程中可以根据实际需要选择多层基板或者其他材料的单层基板。
26.在上述实现过程中，通过第一电阻150和滤波电容160等构成的高频阻抗匹配电路130可以满足高带宽的要求，在基板100上还设置了加热电路140，在低温条件下时可以对基板100进行加热，使封装基板结构10上的激光器200稳定在一定的温度范围内，同时结构简单，在实现高带宽的同时降低成本。
27.请参看图3、图4和图5，图3为本发明实施例提供的第三种封装基板结构的示意图；图4为本发明实施例提供的第四种封装基板结构的示意图；
28.图5为本发明实施例提供的第五种封装基板结构的示意图。
29.在上述实施方式的基础之上，本发明实施例提供的封装基板结构10还包括在基板100上与第一信号线层120相邻设置的第二信号线层180；第一信号线层120与第二信号线层180直接存在间隙，且第二信号线层180和接地层110之间还跨接有第二电阻190。
30.如图3所示，在一种实施方式中，第二信号线层180设置在第一信号线层120的右侧。通过这种方式，第二信号线层180可以有更广的调节范围，以优化封装基板结构10性能。
31.如图4所示，在一种实施方式中，第二信号线层180设置在第一信号线层120的左侧，且第二信号线层180位于激光器200的下侧。通过这种方式，可以减少封装基板100的尺寸。
32.如图5所示，在一种实施方式中，基板100上的电路结构数量可以设置为2个、4个或其他数量；基板100的尺寸也可以进行适应性调整。多个电路结构并列设置，既可以尽量减小尺寸，也可以满足光模块多通道的需求，便于应对更多的应用场景。
33.需要说明的是，基板100的尺寸和电路结构的数量也可以根据实际需求进行调整，并不局限于上述的实施方式。
34.请参看图6，图6为本发明实施例提供的第六种封装基板结构的示意图。
35.在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种低成本高带宽的封装基板结构10，该低成本高带宽的封装基板结构10包括基板100；在基板100上并列设置的若干个电路结构；电路结构包括设置在基板100上的接地层110、第一信号线层120、高频阻抗匹配电路130和加热电路140；接地层110分隔开第一信号线层120、高频阻抗匹配电路130和加热电路140，且各层之间均存在间隙；接地层110上安装有贴近基板100边缘设置的激光器200；高频阻抗匹配电路130和第一信号线层120在激光器200的两侧相对设置；加热电路140设置在高频阻抗匹配电路130和激光器200的下侧；高频阻抗匹配电路130包括间隔设置的第一金属层和第二金属层；第一金属层和第二金属层之间跨接有第一电阻150；第二金属层与接地层110之间跨接有滤波电容160；第一金属层、第一信号线层120和激光器200的上表面通过设置的金线210连接。
36.示例性地，上述的基板100可以选用单层陶瓷基板。激光器200可以通过共晶焊接或银胶粘接的方式与接地层110电连接；第一电阻150、滤波电容160、加热电阻170等也可以
通过共晶焊接或银胶粘接的方式与对应的金属层连接。电路结构的数量可以如图6一样设置为一个，以满足单个通道对光模块的需求；电路结构的数量可以也可以采用图2的形式设置为4个或其他数量，以满足光模块多通道的需求。
37.需要说明的是，电路结构的数量并不局限于上述的实施例，用户也可以根据实际使用情况进行调整，以满足应用场景的实际需求。本发明所使用的基板100也并不局限于上述的单层陶瓷基板，用户在实际生成过程中可以根据实际需要选择多层基板或者其他材料的单层基板。
38.在一种实施方式中，电路结构还包括在基板100上与第一信号线层120相邻设置的第二信号线层180；第一信号线层120与第二信号线层180直接存在间隙，且第二信号线层180和接地层110之间还跨接有第二电阻190。
39.示例性地，与图3同理，第二信号线层180设置在第一信号线层120的右侧。通过这种方式，第二信号线层180可以有更广的调节范围，以优化封装基板结构10性能。
40.示例性地，与图4同理，第二信号线层180设置在第一信号线层120的左侧，且第二信号线层180位于激光器200的下侧。通过这种方式可以减少封装基板100的尺寸。
41.进一步地，与图5同理，在一种实施方式中，在一种实施方式中，基板100上的电路结构数量可以设置为2个、4个或其他数量；基板100的尺寸也可以进行适应性调整。多个电路结构并列设置，既可以尽量减小尺寸，也可以满足光模块多通道的需求，便于应对更多的应用场景。
42.需要说明的是，基板100的尺寸和电路结构的数量也可以根据实际需求进行调整，并不局限于上述的实施方式。
43.在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种光模块，该光模块包括上述的任意一种封装基板结构10。
44.综上所述，本发明实施例提供一种低成本高带宽的封装基板结构及光模块，包括基板；在基板上并列设置的若干个电路结构；该电路结构包括设置在基板上的接地层、第一信号线层、高频阻抗匹配电路和加热电路；接地层分隔开第一信号线层、高频阻抗匹配电路和加热电路，且各层之间均存在间隙；接地层上安装有贴近基板边缘设置的激光器；高频阻抗匹配电路和第一信号线层在激光器的两侧相对设置；加热电路设置在高频阻抗匹配电路和激光器的下侧；高频阻抗匹配电路包括间隔设置的第一金属层和第二金属层；第一金属层和第二金属层之间跨接有第一电阻；第二金属层与接地层之间跨接有滤波电容；第一金属层、第一信号线层和激光器的上表面通过设置的金线连接。通过上述方式，既可以满足高带宽的要求，还在基板上设置了加热电路。通过设置的加热电路可以在低温条件下时可以对基板进行加热，使封装基板结构上的激光器稳定在一定的温度范围内，同时结构简单，在实现高带宽的同时降低成本。
45.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。