CN215453392U - 一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置 - Google Patents
一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请实施例提供的一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置,所述柔性电路板包括:介质层;导电线路,设于所述介质层上,其上具有第一端子,所述第一端子用于与导电布线的第一焊盘焊接形成焊接区域;所述导电线路具有外缓冲区,所述外缓冲区与所述焊接区域的边界相邻接,且所述外缓冲区延伸于所述焊接区域外,其中,所述外缓冲区的线宽朝靠近所述焊接区域的边界的方向逐渐增大。从而有效缓解所述焊接区域的边界处发生阻抗剧烈突变,保证阻抗平稳性和连续性,有利于回损变小,降低了信号反射率,确保高频信号的完整性,使得信号可以保持高传输速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子封装的技术领域,特别是涉及一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置。
背景技术
在光通信领域的光模块中,光信号与电信号的转换需要通过光模块内的光器件实现,光器件通常包括光半导体元件和用于密封光半导体元件的封装基座。光信号通过封装基座的光耦合部件传入封装基座内,经由光半导体元件转换成电信号,电信号通过封装基座的输入输出端子上的布线实现输出。
光器件输出的电信号通常采用柔性电路板进行传输,因此需要将柔性电路板与封装基座进行焊接,即柔性电路板上的端子与封装基座中连接部件上的焊盘进行焊接。
现有技术中存在着柔性电路板上的端子与连接部件的焊盘进行焊接形成的焊接区域中,由于焊接区域形成了焊接端子、焊盘以及焊接材料的叠加,使得焊接区域的边界处存在阻抗突变,导致回损明显增大,传输信号的完整性变差。
实用新型内容
为了解决上述问题,本实用新型的目的是提供一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置,用于解决现有技术中存在着的柔性电路板上的端子与连接部件的焊盘进行焊接形成的焊接区域中,由于焊接区域形成了焊接端子、焊盘以及焊接材料的叠加,使得焊接区域的边界处存在阻抗突变,导致回损明显增大的技术问题。
为解决上述技术问题,本实用新型的实施例采用了如下技术方案:
本申请的实施例提供了一种柔性电路板,所述柔性电路板包括:
介质层;
导电线路,设于所述介质层上,其上具有第一端子,所述第一端子用于与导电布线的第一焊盘焊接形成焊接区域;
所述导电线路具有外缓冲区,所述外缓冲区与所述焊接区域的边界相邻接,且所述外缓冲区延伸于所述焊接区域外,
其中,所述外缓冲区的线宽朝靠近所述焊接区域的边界的方向逐渐增大。
在本申请的一些实施例中,所述导电线路还具有内缓冲区,所述内缓冲区与所述外缓冲区相邻接,且所述内缓冲区延伸于所述焊接区域内;
其中,所述内缓冲区的线宽朝靠近所述外缓冲区的方向逐渐增大。
在本申请的一些实施例中,所述外缓冲区的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5。
在本申请的一些实施例中,所述外缓冲区的轮廓线上切线的斜率连续变化。
在本申请的一些实施例中,所述内缓冲区的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5。
在本申请的一些实施例中,所述内缓冲区的轮廓线上切线的斜率连续变化。
在本申请的一些实施例中,所述导电线路包括:
信号线路;
所述第一端子包括:
信号端子,所述信号端子位于所述信号线路上,所述信号端子用于与所述焊盘的信号焊盘焊接以形成所述焊接区域;
其中,所述外缓冲区和所述内缓冲区均位于所述信号线路上。
在本申请的一些实施例中,所述外缓冲区的最大宽度等于所述焊接区域内的信号线路的线路宽度。
在本申请的一些实施例中,所述内缓冲区的最大宽度大于所述焊接区域的信号线路的线路宽度。
在本申请的一些实施例中,所述焊接区域外的阻抗值为R1,所述焊接区域的阻抗值为R2,其中,R1与R2之差的绝对值ΔR≤8Ω。
本申请的实施例还提供了一种封装连接结构,所述连接结构包括:
如上所述的柔性电路板;
连接部件,所述连接部件包括:
绝缘件;
导电布线,设于所述绝缘件上,其上具有第一焊盘,所述第一焊盘与所述第一端子焊接以形成所述焊接区域。
在本申请的一些实施例中,所述导电布线上具有过渡区,所述过渡区与所述焊接区域边界邻接,且位于所述焊接区域外,
其中,所述过渡区的线宽朝远离所述焊接区域的方向逐渐变小。
在本申请的一些实施例中,所述导电线路包括:
信号线路;
所述第一端子包括:
信号端子,所述信号端子位于所述信号线路上;
其中,所述外缓冲区位于所述信号线路上;
所述导电布线包括:
信号布线;
所述第一焊盘包括:
信号焊盘,所述信号焊盘位于所述信号布线上;
所述信号焊盘与所述信号端子焊接以形成所述焊接区域;
所述过渡区位于所述信号布线上。
在本申请的一些实施例中,所述导电线路还包括:
接地线路;
所述第一端子还包括:
接地端子,所述接地端子位于所述接地线路上;
所述导电布线还包括:
接地布线;
所述第一焊盘包括:
接地焊盘,所述接地焊盘位于所述接地布线上;
所述接地焊盘与所述接地端子焊接。
本申请的实施例还提供了一种封装基座,所述封装基座包括:
基板,所述基板的第一表面设有载置部,所述载置部用于载置光半导体元件;
壳体,所述壳体设置于所述基板的第一表面上,所述壳体具有安装部;
所述载置部置于所述壳体内;
如上所述的封装连接结构;
所述连接部件设置于所述安装部上。
在本申请的一些实施例中,所述安装部为缺口,所述绝缘件嵌入安装于所述缺口上,以堵塞所述缺口。
本申请的实施例还提供了一种光半导体装置,其特征在于,所述装置包括:
如上所述的封装基座;
光半导体元件,所述光半导体元件载置于所述载置部上;
光纤部件;
贯通孔,所述贯通孔成型于所述壳体的侧面上;
光耦合部件,所述光耦合部件穿设于所述贯通孔内,所述光耦合部件用于分别连接所述光半导体元件和所述光纤部件;
密封圈;
盖板,所述盖板通过所述密封圈盖合于所述壳体的上表面上。
在本申请的一些实施例中,所述光耦合部件上具有蓝宝石,所述蓝宝石的功能是偏光,用于让光路产生略微的折射,避免反射光沿光路直线返回而削弱入射光的强度;同时,蓝宝石使封装基座具有气密性。
相比于现有技术,本实用新型的实施例的有益效果在于:
本申请实施例提供的一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置,所述柔性电路板包括:介质层;导电线路,设于所述介质层上,其上具有第一端子,所述第一端子用于与导电布线的第一焊盘焊接形成焊接区域;所述导电线路具有外缓冲区,所述外缓冲区与所述焊接区域的边界相邻接,且所述外缓冲区延伸于所述焊接区域外,其中,所述外缓冲区的线宽朝靠近所述焊接区域的边界的方向逐渐增大。
本申请实施例的所述柔性电路板,柔性电路板上的所述外缓冲区的线宽朝靠近所述焊接区域的边界的方向逐渐增大,从而有效缓解所述焊接区域的边界处发生阻抗剧烈突变,保证阻抗平稳性和连续性,有利于回损变小,降低了信号反射率,确保高频信号的完整性,使得信号可以保持高传输速率,进而有效地解决了现有技术中存在着的柔性电路板上的端子与连接部件的焊盘进行焊接形成的焊接区域中,由于焊接区域形成了焊接端子、焊盘以及焊接材料的叠加,使得焊接区域的边界处存在阻抗突变,导致回损明显增大,传输信号的完整性变差的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的一种柔性电路板的结构示意图;
图2是图1中M处的放大图;
图3是本实用新型实施例提供的一种封装连接结构的结构示意图;
图4是本实用新型实施例提供的一种封装连接结构的局部结构示意图;
图5是本实用新型实施例提供的一种封装连接结构的导电布线和导电线路连接的结构示意图;
图6是本实用新型实施例提供的一种封装连接结构的绝缘件和导电布线连接的结构示意图;
图7是本实用新型实施例提供的一种封装连接结构的绝缘件和导电布线连接的俯视图;
图8是图7中A-A的剖视图;
图9是图8中N处的放大图;
图10是本实用新型实施例提供的一种封装基座的爆炸图;
图11是本实用新型实施例提供的一种光半导体装置的结构示意图;
图12是本实用新型实施例提供的A型结构的结构示意图;
图13是本实用新型实施例提供的B型结构的结构示意图
图14是本实用新型实施例提供的C型结构的结构示意图;
图15是本实用新型实施例提供的阻抗曲线图。
其中:
101、信号线路;102、接地线路;103、接地端子;104、信号端子;105、第一端子;106、外缓冲区;107、内缓冲区;110、导电线路;120、介质层;200、连接部件;210、绝缘件;220、导电布线;221、信号布线;222、过渡区;223、第一焊盘;300、焊接区域;400、壳体;410、容置空间;420、安装部;430、贯通孔;500、基板;501、载置部;600、光耦合部件;700、密封圈;800、盖板。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可更换连接,或一体地连接,可以是机械连接,也可以是电连接,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
下面结合附图和实施例,对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示,图1为本实用新型实施例提供的一种柔性电路板的结构示意图;
本实用新型的实施例提供了一种柔性电路板,所述柔性电路板包括:
介质层120;
所述介质层通常为具有固有介电常数的柔性基板,用于作为不同层的导电线路之间的绝缘层;
导电线路110,设于所述介质层120上,其上具有第一端子105,所述第一端子105用于与导电布线220的第一焊盘223焊接形成焊接区域300;
所述导电线路110设置在所述介质层120上;
所述导电线路110上的一部分形成第一端子105,尤其为,第一端子105位于所述导电线路110的端部;
所述导电线路110为多条第一导电线,所述第一导电线并列铺设于所述介质层120上;
进一步的,导电线路上,除了需要进行焊接或打线等电连接的区域外(诸如第一端子),覆盖有绿油层,实现阻焊和防止导电线路被氧化。
所述导电布线220与光半导体元件电连接,其中,所述导电布线220上的一部分形成第一焊盘223,其中,所述第一焊盘223还可以为焊接在所述导电布线上。
所述第一焊盘223与所述第一端子105通过焊料焊接在一起,形成了所述焊接区域300,所述焊接区域300包括第一焊盘223、第一端子105和焊料。所示焊接区域300如图9中虚线框内所示。
所述导电线路110具有外缓冲区106,所述外缓冲区106与所述焊接区域300的边界相邻接,且所述外缓冲区106延伸于所述焊接区域300外;
其中,所述外缓冲区106的线宽朝靠近所述焊接区域300的边界的方向逐渐增大。
所述外缓冲区106为导电线路110上的一部分,其与所述焊接区域300的边界相邻接,且所述外缓冲区106延伸于所述焊接区域300外,
所述外缓冲区106的线宽朝靠近所述焊接区域300的边界的方向逐渐增大;所述外缓冲区106的投影形状可以为半圆形或梯形等,其较宽的一侧设置所述焊接区域300的边界上。
其中,在光半导体装置中,回损表示驻波比回波损耗参数,该值越小,光半导体装置的电信号反射率越低,信号完整性越强,产品性能越好。
本申请实施例的所述柔性电路板,柔性电路板上的所述外缓冲区106的线宽朝靠近所述焊接区域300的边界的方向逐渐增大,从而有效缓解所述焊接区域300的边界处发生阻抗剧烈突变,保证阻抗平稳性和连续性,有利于回损变小,降低了信号反射率,确保高频信号的完整性,使得信号可以保持高传输速率,进而有效地解决了现有技术中存在着的柔性电路板上的端子与连接部件200的焊盘进行焊接形成的焊接焊接区域300中,由于焊接区域300形成了焊接端子、焊盘以及焊接材料的叠加,使得焊接区域300的边界处存在阻抗突变,导致回损明显增大,传输信号的完整性变差的技术问题。
尤其是在5G高频传输过程中,信号对于阻抗突变更为敏感,边界处的阻抗突变造成信号回损明显扩大,反射率增加,最终导致信号完整性明显降低。
通过本实施例中的所述柔性电路板,能够有效地解决了在5G高频传输过程中,信号对于阻抗突变更为敏感,边界处的阻抗突变造成信号回损明显扩大,反射率增加,最终导致信号完整性明显降低的技术问题。
例如,在一般的柔性电路板的导电线路110在进入焊接区域300之前阻抗为55Ω,然后进入焊接区域300后阻抗会突变至45Ω;在本实施例的所述柔性电路板中,由于导电线路110在进入焊接区域300前存在一段线宽逐渐变大的外缓冲区106,使阻抗在缓冲区域逐渐变小,从而抑制阻抗突变剧烈程度;
影响线路特性阻抗的因素主要有线宽、线间距、线厚、线路上下层介质的介电常数和厚度。线宽越宽,阻抗越小;线间距越小(即线宽大),阻抗越小;线厚度越厚,阻抗越小;介质介电越大,阻抗越小;介质厚度越小,阻抗越小;在线间距、线厚、线路上下层介质的介电常数和厚度固定时,通过所述外缓冲区106,能够使阻抗在缓冲区域逐渐变小,从而抑制阻抗突变剧烈程度。
在本申请的一些实施例中,所述导电线路110还具有内缓冲区107,所述内缓冲区107与所述外缓冲区106相邻接,且所述内缓冲区107延伸于所述焊接区域300内;
其中,所述内缓冲区107的线宽朝靠近所述所述外缓冲区106的方向逐渐增大。
内缓冲区和外缓冲区结合如图9中的实线框所示;
所述内缓冲区107为所述导电线路110的一部分;
所述内缓冲区107投影形状可以为半圆形或梯形等,其较宽的一侧设置所述焊接区域300的边界上或越过所述焊接区域300的边界。
所述内缓冲区107和所述外缓冲区106相互衔接且为一体,均为所述导电线路110的一部分,其可以根据焊接区域300的边界进行划分,位于所述焊接区域300内或所述第一端子105内的部分为内缓冲区107,位于所述焊接区域300外或所述第一端子105外的部分为外缓冲区106,当然,在其他实施例中,仅有单独内缓冲区107或外缓冲区106时,两者可以根据实际情况进行划分。
所述焊接区域300外的信号线路101的阻抗值为R1,所述焊接区域300的阻抗值为R2,其中,R1与R2之差的绝对值ΔR≤8Ω。
所述焊接区域300的阻抗值R2包括整个焊接区域的阻抗值,即包括信号端子-焊料-信号焊盘连接后的阻抗值。
在ΔR的值比较大的时候,所述内缓冲区107使得在所述焊接区域300的边界附近的阻抗变化率从小变大再变小,从而避免了ΔR较大而导致的阻抗变化率一直增加,阻抗变化剧烈,回损性能恶化的问题。
本申请的一些实施例中,所述外缓冲区106的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5。
如果外缓冲区106的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值超过0.5时,则外缓冲区106的导电线路110的形貌不易于加工,且过大的斜率容易使外缓冲区106失效,使得阻抗不连续。
本申请的一些实施例中,所述外缓冲区106的轮廓线上切线的斜率连续变化。
所述外缓冲区106的轮廓线上的切线的斜率连续变化会使阻抗可以平滑变化,避免阻抗突变导致回损性能恶化的现象。
本申请的一些实施例中,所述内缓冲区107的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5;
同理,所述内缓冲区107的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值超过0.5时,则内缓冲区107的导电线路110的形貌不易于加工,且过大的斜率容易使内缓冲区107失效,使得阻抗不连续。
本申请的一些实施例中,所述内缓冲区107的轮廓线上切线的斜率连续变化。
同理,所述内缓冲区107的轮廓线上的切线的斜率连续变化会使阻抗可以平滑变化,避免阻抗突变导致回损性能恶化的现象。
本申请的一些实施例中,所述导电线路110包括:
信号线路101;
所述信号线路101包括若干条,分别布设与所述介质层120上;
所述第一端子105包括:
信号端子104,所述信号端子104位于所述信号线路101上,所述信号端子104用于与所述焊盘的信号焊盘焊接以形成所述焊接区域300;
由上可知,所述信号端子104为所述信号线路101上的一部分;
其中,所述外缓冲区106和所述内缓冲区107均位于所述信号线路101上。
由上可知,所述信号端子为所述信号线路101上的一部分,尤其为,所述内环缓冲区为所述信号端子104上的一部分;
本申请的一些实施例中,所述外缓冲区106的最大宽度等于所述焊接区域300内的信号线路101的线路宽度。
本申请的一些实施例中,所述内缓冲区107的最大宽度大于所述焊接区域300的信号线路101的线路宽度。
实施例2
本申请的实施例中还提供了一种封装连接结构,所述连接结构包括:
如上所述的柔性电路板;
连接部件200,所述连接部件200包括:
绝缘件210;所述绝缘件210的材料选自氧化铝、氮化铝、莫来石中任一或多种电介质材料;
导电布线220,设于所述绝缘件210上,其上具有第一焊盘223,所述第一焊盘223与所述第一端子105焊接以形成所述焊接区域300。
所述导电布线220为多组第二导电线,所述第二导电线安装布设于所述绝缘件210上;
所述第一焊盘223为导电布线220上的一部分,尤其为,所述导电布线220位于的端部的部分;
如实施例1中的描述,所述第一焊盘223和第一端子105通过焊料焊接在一起形成所述焊接区域300;
本申请实施例的所述封装连接架构,封装连接结构上的所述外缓冲区106的线宽朝靠近所述焊接区域300的边界的方向逐渐增大,从而有效缓解所述焊接区域300的边界处发生阻抗剧烈突变,保证阻抗平稳性和连续性,有利于回损变小,降低了信号反射率,确保高频信号的完整性,使得信号可以保持高传输速率,进而有效地解决了现有技术中存在着的柔性电路板上的端子与连接部件200的焊盘进行焊接形成的焊接焊接区域300中,由于焊接区域300形成了焊接端子、焊盘以及焊接材料的叠加,使得焊接区域300的边界处存在阻抗突变,导致回损明显增大,传输信号的完整性变差的技术问题。
本申请的一些实施例中,所述焊接区域300外的阻抗值为R1,所述焊接区域300的阻抗值为R2,其中,R1与R2之差的绝对值ΔR≤8Ω。
如果ΔR大于8Ω时,则在同样结构的外缓冲区106下阻抗的变化剧烈程度增大,回损性能恶化。因而,所述ΔR≤8Ω,能够有效地解决在ΔR大于8Ω的情况下,外缓冲区106下阻抗的变化剧烈程度增大,回损性能恶化的问题。
本申请的一些实施例中,所述导电布线220上具有过渡区222,所述过渡区222与所述焊接区域300边界邻接,且位于所述焊接区域300外,
其中,所述过渡区222的线宽朝远离所述焊接区域300的方向逐渐变小。
由于第一焊盘223用于焊接柔性电路板的所述第一端子105,为了保证焊接强度,所述第一焊盘223的宽度要大于焊接区域300外的导电布线220的宽度,因此导致导电布线220的宽度在焊接区域300内和焊接区域300外不同,而在线宽变换的位置极易引起阻抗突变导致回损性能变差,过渡区222能够有效地减缓阻抗变换的剧烈程度,抑制回损性能变差。
本申请的是一些实施例中,所述导电线路110包括:
信号线路101;
所述第一端子105包括:
信号端子104,所述信号端子104位于所述信号线路101上;
所述信号端子104为所述信号线路101上的一部分;
其中,所述外缓冲区106位于所述信号线路101上;
所述导电布线220包括:
信号布线221;
所述第一焊盘223包括:
信号焊盘,所述信号焊盘位于所述信号布线221上;
所述信号焊盘为所述信号焊盘上的一部分;
所述信号焊盘与所述信号端子104焊接以形成所述焊接区域300;
所述过渡区222位于所述信号布线221上。
本申请的一些实施例中,所述导电线路110还包括:
接地线路102;即为,所述导电线路110包括信号线路101和接地线路102;
所述第一端子105还包括:
接地端子103,所述接地端子103位于所述接地线路102上;
所述接地端子103为所述接地线路102上的一部分;
所述导电布线220还包括:
接地布线;即为,所述导电布线220包括信号布线221和接地布线;
所述第一焊盘223包括:
接地焊盘,所述接地焊盘位于所述接地布线上;
所述接地焊盘为所述接地布线上的一部分;
所述接地焊盘与所述接地端子103焊接。具体为,所述接地焊盘通过焊料与所述接地端子103焊接在一起。
所述连接部件200的制备流程:
将电介质材料制备成陶瓷浆料;
将陶瓷浆料通过流延成型得到陶瓷生坯;将陶瓷生坯进行冲腔/冲孔加工;
通过丝网印刷在陶瓷生坯上印刷导电布线220图案;
将多个具有导电布线220图案的陶瓷生坯进行叠层,得到叠层生坯;
将叠层生坯进行切割,得到连接部件200的生坯;
将连接部件200生坯进行侧面印刷金属层,得到侧面带金属层的连接部件200的生坯;
将连接部件200的生坯进行烧结成瓷,得到连接部件200;
再将连接部件200的导电布线220进行镀镍处理;
实施例3
本实用新型的实施例还提供了一种封装基座,所述封装基座包括:
基板500,所述基板500的第一表面设有载置部501,所述载置部501用于载置光半导体元件;
所述基板500为可为合金(铁钴镍合金)或铜-钨合金等制成,所述光半导体元件在图中未示出,其中,所述光半导体元件与所述导电布线220电连接;
壳体400,所述壳体400设置于所述基板500的第一表面上,所述壳体400具有安装部420和容置空间410;所述壳体400的内部为容置空间410,所述容置空间410为上下均为开口;所述壳体400的材料为合金(铁钴镍合金)或铜-钨合金等。
所述载置部501位于所述容置空间410内;
所述载置部501位于所述容置空间410内,从而使得所述光半导体元件能够装设于所述壳体400内,光半导体元件的外侧为壳体400所环绕保护,其底部为基板500保护;
如上所述的封装连接结构;
所述连接部件设置于所述安装部420上。
所述基板的第一表面焊接于所述壳体400的下表面上,且所述壳体环绕所述载置部;
所述安装部420与所述容置空间410相连通,具体为,所述安装部420为缺口,其为位于所述壳体400侧面的缺口;
具体为,所述绝缘件210嵌入安装于所述缺口上,以堵塞所述缺口;从而使得所述光半导体元件能够为壳体400、绝缘件210和基座围绕保护。
实施例4
本实用新型的实施还包括一种光半导体装置,其特征在于,所述装置包括:
如上述的封装基座;
光半导体元件,所述光半导体元件载置于所述载置部501上,所述光半导体元件与所述导电布线220电连接;
光纤部件;所述光纤部件可以为光纤电缆;
贯通孔430,所述贯通孔430成型于所述壳体400的侧面上;所述贯通孔430与所述容置空间410连通;
光耦合部件600,所述光耦合部件600穿设于所述贯通孔430内,所述光耦合部件600用于分别连接所述光半导体元件和所述光纤部件;
密封圈700;所述密封圈700为合金(铁钴镍合金)或铜-钨合金等;
盖板800,所述盖板800通过所述密封圈700盖合于所述壳体400的上表面上。具体为,以密封半导体元件容置空间410的方式盖设于密封圈700上表面;
所述密封圈700的作用在于焊接壳体400和盖板800时,起到热应力缓冲作用。
其中,基板500与外壳之间、贯通孔430与光耦合部件600之间、连接部件200与贯通部之间、密封圈700与框体之间都是通过钎焊方式形成接合。
其中,基板500的表面、壳体400的表面、导电布线220的表面、光耦合部件600的表面以及密封圈700的表面,均依次形成有镍和金金属层。
本申请的一些实施例中,所述光耦合部件600上具有蓝宝石,所述蓝宝石的功能是偏光,用于让光路产生略微的折射,避免反射光沿光路直线返回而削弱入射光的强度;同时,蓝宝石使封装基座具有气密性。通过所述蓝宝石能够将所述蓝宝石准确的折射到所述壳体400内。
所述光半导体装置的制备流程包括:
通过焊料将基板500、外壳、光耦合部件600、连接部件200、密封圈700组装接合,然后经过钎焊实现各部件的焊接;
各部件焊接完成后,对所述封装基座依次进行镀镍和镀金;
将光半导体元件置于载置部501中,通过导线连接、焊接等连接方式将光半导体元件与连接部件200上的导电布线220形成电连接;
将盖板800通过焊料焊接于密封圈700的上表面上,以密封载置半导体元件的容置空间410;将柔性电路板通过焊料焊接于连接部件200上,即柔性电路板的第一端子105与连接部件200位于壳体400外侧的第一焊盘223进行焊接。
对所述光半导体装置进行测试如下:
1)性能指标:
符合要求的数值范围为回损RL≤-15dB@0~40GHz;
不符合要求的数值范围回损RL>-15dB@0~40GHz;
2)测试方法:
(1)回损的测试方法和过程:
采用网络分析仪进行测试,具体为:将转接板(替代实际应用中的光半导体元件)的一端通过打金线连接于封装基座的(内部)导电布线220,另一端通过探针台连接到网络分析仪;将柔性电路板的非焊接区域300端通过探针台连接到网络分析仪;通过网络分析仪测试产品回损性能。
(2)、阻抗曲线的测试方法和过程:
采用网络分析仪进行测试,通过回损的测试方法,区别在于选用的网络分析仪的功能模块不同。
3)、试验例与对比例的相应性能数据比对如下表:
试验例1-3和对比例1中,柔性电路板上,非焊接区域300的信号线路101的宽度为:105um;焊接区域300的信号线路101(即信号端子104)的线路的宽度为:210um;外缓冲区106的最大宽度等于信号端子104的线路的宽度(210um)。
试验例4-6和对比例2-3中,柔性电路板上,非焊接区域300的信号线路101的宽度为:105um;焊接区域300的信号线路101(即信号端子104)的线路的宽度为:210um;外缓冲区106和内缓冲区107的最大宽度为:240um。
试验例和对比例中,ΔR=8,属于较大的情况。
由上述表格中的试验例和对比例可知:
1、根据试验例1-3和对比例1证明:外缓冲区106的轮廓线越平缓,阻抗变化剧烈程度小,回损小;反之回损大。
2、根据试验例4-6和对比例2证明:内缓冲区107的轮廓线越平缓,阻抗变化剧烈程度小,回损小;反之回损大。
3、试验例2和试验例4的对比,说明在ΔR较大的情况下,相比于单独外缓冲区106方案,同时设有外缓冲区106和内缓冲区107方案的阻抗变化剧烈程度小,回损小。
4、对比例1和对比例3的对比,说明内缓冲区107的存在可以抑制阻抗变化加剧,从而降低回损。
4)不同缓冲区结构下的阻抗曲线图:
(1)图12-14所示的3种结构情况下:
图12为A垂直结构即无内缓冲区107和外缓冲区106,其中,尺寸和参数按照试验例2;
图13为B有外缓冲区106,无内缓冲区107的结构,其中,尺寸和参数按照试验例2;
图14为C同时有外缓冲区106和内缓冲区107的结构,其中,尺寸和参数按照试验例5;
(2)上述3种结构情况下的阻抗曲线:
其中,横坐标为时间,纵坐标为阻抗;
图15为阻抗曲线图,信号在传输过程中,具有外缓冲区106的信号线路101结构,其阻抗曲线B和C的阻抗变化更加平缓;而没有外缓冲区106的信号线路101结构,其阻抗曲线A的阻抗变化剧烈程度更高。
相比只有外缓冲区106的情况,具有内缓冲区107和外缓冲区106的信号线路101结构,其阻抗变化平缓性更高。
以上所述,以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (13)
1.一种柔性电路板,其特征在于,所述柔性电路板包括:
介质层;
导电线路,设于所述介质层上,其上具有第一端子,所述第一端子用于与导电布线的第一焊盘焊接形成焊接区域;
所述导电线路具有外缓冲区,所述外缓冲区与所述焊接区域的边界相邻接,且所述外缓冲区延伸于所述焊接区域外;
其中,所述外缓冲区的线宽朝靠近所述焊接区域的边界的方向逐渐增大。
2.根据权利要求1所述的柔性电路板,其特征在于,所述导电线路还具有内缓冲区,所述内缓冲区与所述外缓冲区相邻接,且所述内缓冲区延伸于所述焊接区域内;
其中,所述内缓冲区的线宽朝靠近所述外缓冲区的方向逐渐增大。
3.根据权利要求1或2所述的柔性电路板,其特征在于,所述外缓冲区的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5;
所述外缓冲区的轮廓线上切线的斜率连续变化。
4.根据权利要求2所述的柔性电路板,其特征在于,所述内缓冲区的轮廓线上,任意一点的切线的斜率的绝对值≤0.5;
所述内缓冲区的轮廓线上切线的斜率连续变化。
5.根据权利要求2所述的柔性电路板,其特征在于,所述导电线路包括:
信号线路;
所述第一端子包括:
信号端子,所述信号端子位于所述信号线路上,所述信号端子用于与所述焊盘的信号焊盘焊接以形成所述焊接区域;
其中,所述外缓冲区和所述内缓冲区均位于所述信号线路上。
6.根据权利要求5所述的柔性电路板,其特征在于,
所述外缓冲区的最大宽度等于所述焊接区域内的信号线路的线路宽度。
7.根据权利要求6所述的柔性电路板,其特征在于,
所述内缓冲区的最大宽度大于所述焊接区域的信号线路的线路宽度。
8.一种封装连接结构,其特征在于,所述连接结构包括:
如权利要求1-7中任一所述的柔性电路板;
连接部件,所述连接部件包括:
绝缘件;
导电布线,设于所述绝缘件上,其上具有第一焊盘,所述第一焊盘与所述第一端子焊接以形成所述焊接区域。
9.根据权利要求8所述的封装连接结构,其特征在于,
所述焊接区域外的信号线路的阻抗值为R1,所述焊接区域的阻抗值为R2,其中,R1与R2之差的绝对值ΔR≤8Ω。
10.根据权利要求8所述的封装连接结构,其特征在于,
所述导电布线上具有过渡区,所述过渡区与所述焊接区域边界邻接,且位于所述焊接区域外,
其中,所述过渡区的线宽朝远离所述焊接区域的方向逐渐变小。
11.根据权利要求10所述的封装连接结构,其特征在于,所述导电线路包括:
信号线路;
所述第一端子包括:
信号端子,所述信号端子位于所述信号线路上;
其中,所述外缓冲区位于所述信号线路上;
所述导电布线包括:
信号布线;
所述第一焊盘包括:
信号焊盘,所述信号焊盘位于所述信号布线上;
所述信号焊盘与所述信号端子焊接以形成所述焊接区域;
所述过渡区位于所述信号布线上;
接地线路;
所述第一端子还包括:
接地端子,所述接地端子位于所述接地线路上;
所述导电布线还包括:
接地布线;
所述第一焊盘包括:
接地焊盘,所述接地焊盘位于所述接地布线上;
所述接地焊盘与所述接地端子焊接。
12.一种封装基座,其特征在于,所述封装基座包括:
基板,所述基板的第一表面设有载置部,所述载置部用于载置光半导体元件;
壳体,所述壳体设置于所述基板的第一表面上,所述壳体具有安装部和容置空间;
所述载置部位于所述容置空间内;
如权利要求8-11中任一所述的封装连接结构;
所述连接部件设置于所述安装部上;
所述安装部为缺口,所述绝缘件嵌入安装于所述缺口上,以堵塞所述缺口。
13.一种光半导体装置,其特征在于,所述装置包括:
如权利要求12所述的封装基座;
光半导体元件,所述光半导体元件载置于所述载置部上,所述光半导体元件与所述导电布线电连接;
光纤部件;
贯通孔,所述贯通孔成型于所述壳体的侧面上;
光耦合部件,所述光耦合部件穿设于所述贯通孔内,所述光耦合部件用于分别连接所述光半导体元件和所述光纤部件;
密封圈;
盖板,所述盖板通过所述密封圈盖合于所述壳体的上表面上。
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CN113498254A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-10-12 | 潮州三环(集团)股份有限公司 | 一种柔性电路板、封装连接结构、封装基座和光半导体装置 |
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