CN211928245U - 一种封装组件和光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种封装组件和光模块，该封装组件包括第一电路板和第二电路板、设于电路板上的若干电子器件和/或光学器件；其中，第一电路板具有相对的第一表面和第二表面，第二表面上设有第一焊焊接区，第二电路板具有相对的第三表面和第四表面，该第三表面面向第二表面；第三表面上设有第二焊接区，该第二焊接区的焊盘与第一焊接区的焊盘相对应；第一焊接区和第二焊接区之间焊接有各向异性导电胶膜以电连接第一电路板和第二电路板。采用ACF连接的子母板结构，扩展了电路板表面面积，同时ACF连接易于拆卸，子母板可分别设计和返修，灵活性大，良率可分离，有效降低了成本；而且ACF最小介电间距极小，连接密度高，厚度薄，高频性能好。

Description

一种封装组件和光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种封装组件和光模块。

背景技术

随着4G通信的飞速发展和云计算需求的日益旺盛，市场对高速光模块的需求与日俱增。由于光模块兼容多源协议(MSA)对光模块整体封装的限制，光模块中电路板的尺寸、以及表面积受到了很大的限制。

在部分400G/800G OSFP/QSFPDD模块设计中，表面贴装器件数量较多，而电路板表面面积受到MSA限制，但是在高度方向有较大的空间可以利用。所以，可以采用软硬结合板，或者基于连接器的子母板结构来扩展表面面积。虽然软硬结合板中，子板母板的高度比较自由，但是软硬结合板成本非常高，子板厚度不够灵活，同时软板比较脆弱，而且软板不可拆卸，受损时需要整个PCBA报废，良率不可分离。而基于连接器的子母板设计中，连接器本身占用空间较大，而且PIN间距(pitch)最小也0.4mm左右，相同面积的情况下连接的网络数量受限制，而且走高速网络的难度较大。

发明内容

本申请的目的在于提供一种封装组件和光模块，扩展了电路板表面面积，同时具有成本低、连接密度高、子母板可拆卸、高频性能好等优点。

为了实现上述目的之一，本申请提供了一种封装组件，包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和第二电路板上设有若干电子器件和/或光学器件，所述第一电路板具有相对的第一表面和第二表面，所述第二表面上设有第一焊焊接区，所述第一焊接区具有若干焊盘；

所述第二电路板具有相对的第三表面和第四表面，所述第三表面面向所述第二表面；所述第三表面上设有第二焊接区，所述第二焊接区具有若干焊盘，所述第二焊接区的焊盘与所述第一焊接区的焊盘相对应；

所述第一焊接区和第二焊接区之间设有各向异性导电胶膜，所述各向异性导电胶膜焊接所述第一焊接区的焊盘和第二焊接区的焊盘，以电连接所述第一电路板和第二电路板。

作为实施方式的进一步改进，所述第一电路板为硬质电路板，所述第二电路板为柔性电路板。

作为实施方式的进一步改进，所述柔性电路板包括安装部和连接部，所述第二焊接区位于所述第三表面对应所述连接部的位置；所述电子器件和/或光学器件设于所述安装部上。

作为实施方式的进一步改进，所述第三表面对应所述安装部的位置设有补强层；所述电子器件和/或光学器件设于所述第四表面上。

作为实施方式的进一步改进，所述柔性电路板的安装部与所述硬质电路板之间设有支撑件。

作为实施方式的进一步改进，所述支撑件包括表面贴装元件。

作为实施方式的进一步改进，所述第一电路板和第二电路板均为硬质电路板。

作为实施方式的进一步改进，所述第一焊接区和第二焊接区之间设有导热的支撑板，所述支撑板具有相对的第五表面和第六表面，所述第五表面面向所述第二表面；

所述第五表面设有第三焊接区，所述第六表面设有第四焊接区，所述第三焊接区和第四焊接区均具有若干焊盘；所述第三焊接区的焊盘与所述第一焊接区的焊盘相对应，所述第四焊接区的焊盘与所述第二焊接区的焊盘相对应；所述第三焊接区的焊盘与所述第四焊接区的焊盘导电连接；

所述第一焊接区与所述第三焊接区之间、所述第二焊接区与所述第四焊接区之间均设有各向异性导电胶膜，通过所述各向异性导电胶膜和支撑板电连接所述第一电路板和第二电路板。

作为实施方式的进一步改进，所述支撑板设有导热过孔。

本申请还提供了一种光模块，包括壳体和上述任一实施例所述的封装组件，所述封装组件设于所述壳体内

本申请的有益效果：本申请采用ACF连接的子母板结构，扩展了光模块内电路板表面面积，同时ACF连接易于拆卸，子母板可分别设计和返修，灵活性大，良率可分离，有效降低了成本；而且ACF厚度很薄，最小介电间距极小，高频性能好，连接密度高。

附图说明

图1为本申请实施例1的封装组件结构示意图；

图2为本申请实施例2的封装组件结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本申请进行详细描述。但这些实施方式并不限制本申请，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本申请的保护范围内。

在本申请的各个图示中，为了便于图示，结构或部分的某些尺寸会相对于其它结构或部分夸大，因此，仅用于图示本申请的主题的基本结构。

另外，本文使用的例如“上”、“上方”、“下”、“下方”等表示空间相对位置的术语是出于便于说明的目的来描述如附图中所示的一个单元或特征相对于另一个单元或特征的关系。空间相对位置的术语可以旨在包括设备在使用或工作中除了图中所示方位以外的不同方位。例如，如果将图中的设备翻转，则被描述为位于其他单元或特征“下方”或“之下”的单元将位于其他单元或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以囊括上方和下方这两种方位。设备可以以其他方式被定向(旋转90度或其他朝向)，并相应地解释本文使用的与空间相关的描述语。当元件或层被称为在另一部件或层“上”、与另一部件或层“连接”时，其可以直接在该另一部件或层上、连接到该另一部件或层，或者可以存在中间元件或层。

本申请提供一种光模块，其包括壳体和设于壳体内的电路板封装组件，该封装组件采用子母板组合的双层或多层载板立体结构，充分利用了光模块壳体内的垂直空间，扩展了电路板的表面面积，可支持更复杂的电路设计，同时具有成本低、连接密度高、子母板可拆卸、高频性能好等优点。具体的，该封装组件的结构将在下面各实施例中阐述。

实施例1

如图1所示，该实施例提供了一种封装组件，包括第一电路板10和第二电路板20，第一电路板10和第二电路板10上设有若干电子器件和光学器件，如电阻、电容和各种芯片等表面贴装元件30，可根据实际情况贴装在第一电路板10和/或第二电路板20上。其中，第一电路板10具有相对的第一表面11和第二表面12，第二表面12上具有第一焊接区，该第一焊接区具有若干焊盘，用于焊接各向异性导电胶膜(Anisotropic Conductive Film，ACF)。第二电路板20具有相对的第三表面21和第四表面22，第三表面21面向第二表面12；第三表面21上具有第二焊接区，该第二焊接区具有若干焊盘，第一焊接区的焊盘与第一焊接区的焊盘相对应。在第一焊接区和第二焊接区之间设有各向异性导电胶膜40以电连接第一电路板10和第二电路板20。这里，各向异性导电胶膜(ACF)在与电路板表面平行的方向不导电，与电路板表面垂直的方向导电。

该实施例中，上述第一电路板10为硬质电路板，第二电路板20为柔性电路板，采用各向异性导电胶膜(ACF)40电连接组成软硬板组合的子母板封装结构。硬质电路板作为母板，其第一表面11和第二表面12均可以安装电子器件和光学器件等表面贴装元件30，在第二表面12设置第一焊接区用于与柔性电路板电连接即可。子板柔性电路板包括安装部23和连接部24，在第三表面21对应连接部24的位置设置第二焊接区用于与母板硬质电路板电连接，在安装部23上可以安装电子器件和光学器件等表面贴装元件30。子母板可以单独设计、测试，良率分离，组装时在子母板的ACF焊盘区(第一焊接区和第二焊接区)之间放入ACF胶条(各向异性导电胶膜)，将子板(第二电路板)的第二焊接区焊盘与母板(第一电路板)的第一焊接区焊盘对齐，采用ACF焊接治具高温压焊即可完成子母板的组装。该实施例中将第二焊接区设在柔性电路板的两端，以柔性电路板的两端作为连接部与硬质电路板电性连接。在其它实施例中，也可以只在柔性电路板的一端或一侧设置第二焊接区与硬质电路板电性连接，或者在柔性电路板的各个方向都可以设置多个连接部与硬质电路板电性连接。

采用各向异性导电胶膜电连接子母板，工艺简单，成本低，易于拆卸，子母板可分别设计和返修，灵活性大，良率可分离。采用ACF连接的子母板结构，扩展了光模块壳体内电路板表面面积，而且ACF焊接占用面积极小，宽度可达到2mm，可以让出更多表面用于表面贴装。ACF的最小介电间距很小，可达到0.1mm，连接密度高，可以大容量连接子母板之间的网络；而且ACF厚度很薄，可达到10μm，可以以较小的代价传输高频信号，具有较好的高频性能。

如图1所示，在柔性电路板的安装部23与硬质电路板之间还设有支撑件50，用于支撑柔性电路板的安装部23，使得硬质电路板位于柔性电路板下面的第二表面12也可以安装表面贴装元件。这里，支撑件50可以通过粘胶、焊接或表面贴装等工艺与硬质电路板和柔性电路板固定连接，支撑件50的数量和安装位置可根据需要设置，也可以固定于硬质电路板的表面贴装元件上。或者，在合适的情况下，也可以使用硬质电路板上的一些表面贴装元件作为支撑件。该实施例中，柔性电路板的第三表面21对应安装部23的位置设有补强层25，以增加安装部23的强度，提高封装组件的稳定性和可靠性。电子器件和/或光学器件等表面贴装元件30设于安装部23对应的第四表面22上。在其它实施例中，也可以不加补强层。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同的是，该实施例中，第一电路板10和第二电路板20均为硬质电路板，采用各向异性导电胶膜(ACF)40和导热的支撑板60电连接组成子母板封装结构。具体的，在母板(第一电路板10)的第一焊接区和子板(第二电路板20)的第二焊接区之间设有导热的支撑板60，该支撑板60具有相对的第五表面61和第六表面62，其中第五表面61面向上述第二表面12。在第五表面61设有第三焊接区，第六表面62设有第四焊接区，第三焊接区和第四焊接区均具有若干焊盘，该第三焊接区焊盘与第四焊接区焊盘导电连接。其中，第三焊接区的焊盘与第一焊接区的焊盘相对应，第四焊接区的焊盘与第二焊接区的焊盘相对应。

组装时，支撑板60置于第一电路板10和第二电路板20的ACF焊接区(第一焊接区和第二焊接区)之间，在第一焊接区与第三焊接区之间、第二焊接区与第四焊接区之间分别放入ACF胶条(各向异性导电胶膜40)，将子板(第二电路板20)的第二焊接区与支撑板60的第四焊接区对齐，同时支撑板60的第三焊接区与母板(第一电路板10)的第一焊接区对齐，采用ACF焊接治具高温压焊即可完成子母板的组装，通过各向异性导电胶膜40和支撑板60实现第一电路板10和第二电路板20的电性连接。这里，导热支撑板60可以是导电陶瓷或常规PCB板，支撑板60的第三焊接区和第四焊接区之间可以通过导电过孔或陶瓷侧壁的电镀层实现电性连接。支撑板60内还可以设置导热过孔63，使支撑板60上下的各向异性导电胶膜40均匀受热。这里，支撑板60可以是一个环形整体，也可以是分布于第二电路板下面各个支点的两个或多个独立的导热板。采用支撑板结合ACF电连接子母板，既起到支撑子板的作用，又因为ACF厚度很薄，可达到10μm，可以以较小的代价传输高频信号，从而具有较好的高频性能。

上述各实施例仅以一个子板(第二电路板)为例进行解释，在其它实施例中，也可以在母板(第一电路板)上设置多个子板，可设于母板的第一表面和/或第二表面上。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种封装组件，包括第一电路板和第二电路板，所述第一电路板和第二电路板上设有若干电子器件和/或光学器件，其特征在于：

所述第一电路板具有相对的第一表面和第二表面，所述第二表面上设有第一焊接区，所述第一焊接区具有若干焊盘；

所述第二电路板具有相对的第三表面和第四表面，所述第三表面面向所述第二表面；所述第三表面上设有第二焊接区，所述第二焊接区具有若干焊盘，所述第二焊接区的焊盘与所述第一焊接区的焊盘相对应；

所述第一焊接区和第二焊接区之间设有各向异性导电胶膜，所述各向异性导电胶膜焊接所述第一焊接区的焊盘和第二焊接区的焊盘，以电连接所述第一电路板和第二电路板。

2.根据权利要求1所述的封装组件，其特征在于：所述第一电路板为硬质电路板，所述第二电路板为柔性电路板。

3.根据权利要求2所述的封装组件，其特征在于：所述柔性电路板包括安装部和连接部，所述第二焊接区位于所述第三表面对应所述连接部的位置；所述电子器件和/或光学器件设于所述安装部上。

4.根据权利要求3所述的封装组件，其特征在于：所述第三表面对应所述安装部的位置设有补强层；所述电子器件和/或光学器件设于所述第四表面上。

5.根据权利要求3或4所述的封装组件，其特征在于：所述柔性电路板的安装部与所述硬质电路板之间设有支撑件。

6.根据权利要求5所述的封装组件，其特征在于：所述支撑件包括表面贴装元件。

7.根据权利要求1所述的封装组件，其特征在于：所述第一电路板和第二电路板均为硬质电路板。

8.根据权利要求7所述的封装组件，其特征在于：

所述第一焊接区和第二焊接区之间设有导热的支撑板，所述支撑板具有相对的第五表面和第六表面，所述第五表面面向所述第二表面；

所述第五表面设有第三焊接区，所述第六表面设有第四焊接区，所述第三焊接区和第四焊接区均具有若干焊盘；所述第三焊接区的焊盘与所述第一焊接区的焊盘相对应，所述第四焊接区的焊盘与所述第二焊接区的焊盘相对应；所述第三焊接区的焊盘与所述第四焊接区的焊盘导电连接；

所述第一焊接区与所述第三焊接区之间、所述第二焊接区与所述第四焊接区之间均设有各向异性导电胶膜，通过所述各向异性导电胶膜和支撑板电连接所述第一电路板和第二电路板。

9.根据权利要求8所述的封装组件，其特征在于：所述支撑板设有导热过孔。

10.一种光模块，其特征在于：包括壳体和权利要求1-9任一项所述的封装组件，所述封装组件设于所述壳体内。

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