用于光纤印刷电路板组件的表面安装技术

摘要

本公开主要涉及用于光纤通信的印刷电路板或印刷电路板组件。在一个非限制性示例中，一种装配光电组件的方法包括为印刷电路板提供第一金属涂层，以及为光学元件提供第二金属涂层。该方法进一步包括相对于印刷电路板来定位光学元件，其中第一金属涂层的至少某个部分与第二金属涂层的至少某个部分对准或相邻；以及在第一金属涂层和第二金属涂层之间施加焊料，以便耦合光学元件和印刷电路板。

说明书

技术领域

本公开主要涉及用于光纤通信的印刷电路板或印刷电路板组件的表面安装 技术。特别地，本公开涉及的是将一个或多个元件接合到印刷电路板表面以促 成光电组件制造的技术，其可得到包含这里描述的方面的改进的光电组件。

背景技术

印刷电路板(PCB)使用从附着于一层或多层非导电基板的一层或多层导电 材料(例如铜)蚀刻的导电耦合(例如迹线、轨道、焊盘和/或其他特征)来机 械支撑以及电连接电气元件。元件通常会被焊接在PCB上，由此将其电连接并 以机械方式固定。PCB可被用在将电信号转换成光信号，将光信号转换成电信 号或是同时执行这两种转换的光电组件中。例如，在光纤通信中可以使用光电 组件来以提升的速率交换数据。

在实施PCB的光电组件中，电气元件和光学元件全都会被耦合到PCB。然 而，同时具有电气和光学元件的PCB组件有可能会提出各种制造难题，这些难 题必须得到解决，以便有效地制造生产组件。

请求保护的主题并不局限于解决如上公开的环境中的缺陷或是只在该环境 中工作的实施例。提供本背景技术部分仅仅是为了例证可以使用本公开的示例。

发明内容

本公开主要涉及用于光纤通信的印刷电路板或印刷电路板组件的表面安装 技术。特别地，本公开涉及的是将一个或多个元件接合到印刷电路板表面以促 成光电组件制造的技术，其可得到包含这里描述的方面的改进的光电组件。

本公开主要还涉及对印刷电路板(PCB)表面的改性以及接合到PCB的元 件，以促成光电组件的制造，其可得到包含这里描述的方面的改进的光电组件。

在一个非限制性示例中，一种方法包括：为印刷电路板提供第一金属涂层， 以及为光学元件提供第二金属涂层。所述方法还包括：相对于印刷电路板来定 位光学元件，其中第一金属涂层的至少一部分与第二金属涂层的至少一部分对 准或相邻；以及在第一金属涂层和第二金属涂层之间施加焊料，以将光学元件 耦合到印刷电路板。

在本方法的一个方面中，光学元件可被附着于PCB表面上的耦合区域，以 及第一金属涂层可被定位成至少部分或完全处于耦合区域内部。该PCB还可以 包括光电元件，以及所述光学元件可以与光电元件光学耦合或光学对准。

在本方法的另一个方面中，该印刷电路板包括光电元件，以及第一金属涂 层限定了与光电元件相邻定位的耦合区域。在一个形式中，该耦合区域在由印 刷电路板限定的平面中部分围绕光电元件，而在另一种形式中，该耦合区域在 由印刷电路板限定的平面中围绕光电元件。该光学元件可以在耦合区域与印刷 电路板相耦合，并且在一种形式中，在将该光学元件耦合到印刷电路板时，该 光学元件可以至少部分围绕光电元件。该光学元件可以是与光电元件光学耦合 的透镜，并且在一种形式中，该光学元件还可以与光电元件光学对准。

在本方法的另一个方面中，光学元件是在没有环氧树脂或其他类似的接合 材料的情况下耦合到印刷电路板上的。在另一个方面，该光学元件是透镜，并 且在一种形式中，该透镜可以光学耦合到印刷电路板上的光电元件。在本方法 的另一个方面中，第一金属涂层限定了一个位于印刷电路板上的带状区域，并 且该带状区域具有内部边界以及与内部边界间隔开的外围边界。在一个形式中， 该印刷电路板可以进一步包括光电元件，并且第一金属涂层的带状区域的内部 边界围绕该光电元件。

在本方法的另一个方面，为印刷电路板提供第一金属涂层包括以预定图案 将金属施加于印刷电路板。在本方法的这个或另一个方面中，为光学元件提供 第二金属涂层包括将金属施加于光学元件的至少一部分。在一个形式中，该光 学元件是包含了通过一对相对定位的表面而与第二部分间隔开的第一部分的透 镜，该相对定位的表面相对于透镜的第一部分和第二部分是下凹的，以及第二 金属涂层的金属被施加于该透镜的第一部分和第二部分。

在另一个实施例中，一种光电组件包括：印刷电路板，所述印刷电路板的 表面包含了第一金属涂层；以及包含了第二金属涂层的光学元件。在该实施例 中，焊料被施加在第一金属涂层与第二金属涂层之间，并且将光学元件耦合至 印刷电路板。

在一个方面中，该光电组件还包括耦合到印刷电路板表面的至少一个光电 元件，以及该光学元件与光电元件光学对准。在一个形式中，该光学元件可以 是透镜。在另一个方面中，该光电组件还包括耦合到印刷电路板表面的至少一 个光电元件，以及第一金属涂层在由印刷电路板限定的平面中围绕光电元件， 该光学元件是至少部分围绕光电元件的透镜，以及该透镜与光电元件光学对准。

本发明内容部分以简化形式引入了以下在具体实施方式部分中被进一步描 述的一系列概念。本发明内容部分既不用于确定请求保护的主题的关键特征或 基本特征，也不用于确定请求保护的主题的范围。

附图说明

图1A是例示的印刷电路板组件(PCBA)的顶部示意图；

图1B是图1A中的PCBA的一部分的顶部示意图；

图2是光学元件的一部分的透视图；

图3是用于将图2中的光学元件耦合到图1中的PCBA的技术的示意图；

图4A是具有图2中的光学元件的图1A中的PCBA的顶部示意图；

图4B是图4A中的PCBA的侧面示意图；以及

图5是用于将光学元件耦合到PCBA的例示方法的流程图。

具体实施方式

本公开主要涉及用于光纤通信的印刷电路板或印刷电路板组件。引入了印 刷电路板(PCB)的组件可被称为印刷电路板组件(PCBA)。特别地，本公开 涉及用于光纤通信的PCB或PCBA的表面安装技术。更具体地，但不排他地， 本公开涉及用于将一个或多个元件接合到印刷电路板的表面以促成光电组件制 造的技术，其可得到包含这里描述的方面的改进的光电组件。

在被配置用于光纤通信的光电组件中可以实施PCB。实施PCB的光电组件 可以包括与PCB耦合的电气和光学元件。然而，具有电气和光学元件的PCB组 件可能会提出干扰有效及高效生产光电元件的各种制造难题。

举例来说，某些光学元件(例如透镜)会与其他光学或光电元件光学对准。 由此，与电气元件相比，光学元件要被更精确地定位并附着于PCB。如上所述， 各种元件通常会被焊接在PCB上，以使其电连接并以机械方式固定于PCB。然 而出于各种原因，对于某些光学元件(例如透镜)来说，用焊料将其附着于PCB 在传统上是不可行的。因此，光学元件会以其他方式附着于PCB。但是，会出 现附加的挑战来以成本效益合算和牢固的方式将光学元件耦合到PCB。

在某些情况下，理想的情况是将光学元件机械耦合到PCB的表面。在一些 用于将光学元件以机械方式耦合到表面的常规处理中，PCB有可能包含未被清 洁的基本光滑的表面。如果PCB表面受到污染，那么光学元件可能无法与PCB 充分接合。此外，在将光学元件接合到PCB时，如果PCB表面受到污染，那么 所产生的PCB与光学元件之间的接合可能会相对较弱。在这种情况下，该接合 有可能会随着时间的流逝而断裂(例如在后续加工PCB以形成光电组件的过程 中)。此外，这种弱接合有可能会在制造了光电组件之后断裂(例如在该光电 组件的工作过程中)。另外，在这种情况下，抛去其他因素，光电组件会因为 在制造过程中残留在PCB表面上的污染物造成的弱接合而过早失效。

一些PCBA实施了通孔技术(THT)。THT指的是一种通过使用从电气元 件伸出的引线来附着电气元件的安装过程。该引线被插入在PCB上形成的孔洞 中，然后被焊接在PCB另一侧的焊盘上。其他PCBA实施的是表面安装技术 (SMT)。SMT是一种将元件直接安装或定位在PCB表面上的安装过程。SMT 元件通常比THT元件小，因为其引线相对较小或者根本没有引线。通常，与THT 相比，SMT会加快制造过程。然而在某些情况下，使用SMT会因为元件小型化 和PCB上的更密集的元件封装而增大出现缺陷的风险。在这种情况下，检测缺 陷(例如污染物或是有缺陷的接合)也有可能会更为困难。虽然SMT和THT 都可在多种情况中实现，但在PCBA制造方面，SMT业已大幅取代了THT。

在正常的制造过程(例如在SMT或THT工艺)中，PCB的表面有可能会 受到污染。在形成PCB时，污染物(例如助焊剂、油、灰尘、粘合剂或其他污 染物)有可能会沉积在PCB表面上。在制造过程中以及制造之后，此类污染物 有可能是很难检测的，并且有可能导致产生难以检测的弱接合。举例来说，这 些污染物有可能无法用人眼、用显微镜或者用其他检测方法看到。由此，要在 接合之前确定PCB表面是否受到污染是非常困难的。此外，要想移除不可见或 者无法检测的污染物以及确定是否成功移除了这些污染物同样是非常困难的。

在一些情况下，即使PCB的表面不包含污染物，该PCB也未必很适合将 元件附着到其表面。例如，PCB的表面可能较为光滑，并且粘合剂可能无法很 好地接合到这些表面。某些PCB可能包含阻焊膜，该阻焊膜是施加于PCB表面 的类漆的薄聚合物层。阻焊膜可以用于保护PCB上的导电迹线不被氧化，并且 可以用于防止或减少彼此位置相对接近的相邻导电迹线之间的不良电连接。该 阻焊膜还有可能会相对光滑，并且粘合剂可能会与阻焊膜形成相对较差的接合 (例如在将光学元件耦合到PCB时)。此外，环境状况(例如在附着光学元件的过程中遭遇到的湿气)同样会导致更易于失效的接合。

相应地，本公开涉及的是将一个或多个元件接合到印刷电路板表面上的技 术，其中包括表面上具有第一金属涂层的印刷电路板；以及接合到印刷电路板 并且其上包含了第二金属涂层的元件。施加于第一与第二金属涂层之间的焊料 将所述元件耦合或接合到印刷电路板。

这里描述的方面可以例如使用所述元件和PCB上的金属或金属表面涂层以 及施加于该元件或PCB上的金属或金属表面涂层之间的焊料来改善PCB与附着 于该PCB的元件(例如光学元件或其他元件)之间的接合。特别地，由于与使 用环氧树脂或其他类似的接合材料的传统接合技术相比，其焊接粘聚性更加耐 污染以及耐潮湿，因此可以改善PCB与元件之间的接合。该处理可以提升PCB 与光学元件之间的接合强度，进而可以降低该接合在制造过程中以及之后断裂 的可能性。此外，实施这里描述的概念的组件因为PCB与附着元件间的接合断 裂而过早失效的可能性相对较低。另外，由于金属涂层可以指示在哪里将元件 耦合到PCB，因此，施加于PCB的金属涂层有助于对耦合到PCB的元件进行 定位。另外，使用这里公开的技术有助于如前所述的用于从PCB上移除污染物 的其他处理(例如溶剂清洁、等离子体清洁等等)，而这其中的每一种处理都 有可能带来损坏PCB上的元件的风险。

现在将会参考附图并通过使用特定语言来描述本公开的不同方面。以这种 方式使用附图和说明书不应被解释成是对其范围进行限制。附加方面可以依照 本公开(包括权利要求)而被清楚了解，或者可以通过实践获知。

图1A是关于PCBA 100的一个非限制性示例的顶部示意图。该PCBA 100 可以包括一个包含了绝缘基板102和表面118的PCB。在基板102上可以定位 并以机械方式耦合各种元件，例如电气元件104a-e。电气元件104a-e可以通过 导电耦合106a-e电耦合。该导电耦合106a-e可以是从一个或多个导电材料(例 如铜)层蚀刻的迹线、轨道、焊盘和/或其他特征。电气元件104a-e可被焊接以 电气及机械地耦合到PCBA 100。

PCBA 100可以包括单层或多层配置。如果PCBA 100是单层PCB，那么它 可以包含一层绝缘基板，其中导电耦合被定位在其一侧或两侧。如果PCBA 100 是多层PCB，那么它可以包含多层绝缘基板，并且导电耦合可以位于多个层上 和/或多个层之间。

在一些配置中，PCBA 100可以包含一个阻焊膜，该阻焊膜是一个施加于 PCBA 100的表面118上的层。该阻焊膜可以是位于PCBA 100的表面118之上 或是邻近该表面的层。该阻焊膜可以保护PCBA 100的一些部分，例如导电耦合 106a-e。举例来说，该阻焊膜可以保护导电耦合106a-e免于氧化，并且防止彼 此位置相对靠近的相邻导电耦合(例如106a和106d)之间的非预期的电连接。

在一些情况下，如果存在阻焊膜，那么可以使用掩模或丝网印刷技术来将 阻焊膜施加于PCBA 100。阻焊膜可以作为环氧树脂液体并通过丝网印刷图案而 被施加于PCBA100上。作为补充或替换，该阻焊膜可以用任何适当的技术来施 加，例如液态感光阻焊膜(LPSM)或干膜感光阻焊膜(DFSM)。一旦施加了 阻焊膜，那么可以固化该阻焊膜(例如使用热或紫外线固化工艺)。在阻焊膜 中可以使用任何适当的工艺(例如光刻)来形成开口。

PCBA 100可以包括光电元件108。在此类配置中，PCBA 100可被包含在 用于光纤通信的光电组件中，但是这里描述的概念是可以在任何适当的PCBA 中实施的。光电元件108可以包括与将电信号转换成光信号，将光信号转换成 电信号或是所有这两种转换相关的元件。例如，光电元件108可以包括被配置 成接收光信号并产生相应电信号的接收机或接收机阵列。在另一个示例中，光 电元件108可以包括被配置成接收电信号并产生相应的光信号的发射机或发射 机阵列。

光电元件108可以包括或者可以耦合到与光学发射机和接收机相关的元件。 关于这些元件的一些示例可以包括放大器(例如跨阻放大器或限幅放大器等等)、 时钟和数据恢复(CDR)电路、数字信号处理电路、驱动器、数模转换器(DAC) 电路、调制器、或是其他适当的元件。在一些配置中，此类元件可包含在电气 元件104a-e中。

如上所述，光电组件可以包括与PCBA 100耦合的电气元件104a-e和/或光 电元件108。该光电组件还可以包括与光电元件108光学耦合或光学对准的光学 元件。所述光学元件可以包括透镜、滤光片、准直仪、反射镜、偏振片或是在 光电子学中使用的其他任何适当的元件。光学元件可以被配置成执行光学功能， 例如引导、聚焦、准直、调制、复用或解复用往来于光电元件108的光信号。

至少一些光学元件可以机械耦合到PCBA 100。如所示，光学元件可以在耦 合区域110机械耦合到PCBA 100。该耦合区域110可以与被耦合到PBCA 100 的光学元件的尺寸和/或形状相对应。在图示配置中，耦合区域110是具有圆角 的矩形和环形(例如矩形环)。耦合区域110可以与被机械耦合到PCBA 100 以及光学耦合到光电元件108的矩形光学元件相对应。在其他配置中，耦合区 域110可以是任何适当的形状或大小，并且该耦合区域110可以取决于光学元 件的形状和尺寸。在图示示例中，光学元件可以包括透镜，但是根据本公开中 所描述的概念，任何适当的元件都可以耦合到PCBA 100。

在图示形式中，耦合区域110由施加于PCBA 100的表面118的金属涂层 112限定。同样，在图示配置中，金属涂层112是与耦合区域110相对应的具有 圆角的矩形和环形(例如矩形环)。如所示，虽然金属涂层112被完全定位在 耦合区域110内部并且限定了耦合区域110，但是其他配置也是可以实施的，其 中举例来说，金属涂层112只被包含在耦合区域110的某些部分内部，以使耦 合区域110不会完全被金属涂层112填充。在一种形式中，金属涂层112可以 与耦合区域110重叠或是位于其上。在另一种形式中，金属涂层112可以小于耦合区域110。在一些配置中，金属涂层112可以介于耦合区域110的尺寸的大 约50％到75％之间，但是其他配置也是可以实施的。在其他配置中，金属涂层 112可以具有与耦合区域110基本相同或更大的尺寸。应该了解的是，金属涂层 112可以是任何合适的形状或尺寸，并且金属涂层112的构造可以取决于耦合区 域110、光学元件或是这两者的形状和尺寸。

在PCB的表面118上可以通过任何适当的工艺来形成或淀积金属涂层，作 为示例，所述工艺包括原子层淀积、物理气相淀积或化学气相淀积。用于淀积 金属涂层112的工艺应该包括在将一个或多个元件耦合到PCBA之后，在施加 金属涂层112时避免损坏PCB或是与PCBA 100耦合的任何元件的参数，例如 温度。该金属涂层112可以包括金、铜、铝、锌、镍、铁和铂中的一种或多种， 或是这其中的任何一种或多种金属的合金。在施加金属涂层112之前，PCB的 表面118可被清洁或以其他方式处理，以确保金属涂层足够且适当地粘附到表面118。作为补充或替换，PCB可以包括被配置成增强或者促成将金属涂层112 粘附到表面118的一个或多个物理特征。举例来说，基板102可以包括用以施 加金属涂层的一个或多个孔洞或凹陷。作为补充或替换，所述表面118可被处 理，以便提供其上施加金属涂层112的纹理化或粗糙化区域。

图1B是图1A中的PCBA 100的一部分的顶部示意图。特别地，图1B示 出了图1A中用圆圈1B表示的PCBA 100的一部分。在图1B中更详细地显示 了光电元件108、耦合区域110以及金属涂层112。如上所述，金属涂层112限 定并完全填充耦合区域110内部的区域，但是仅仅由金属涂层112填充耦合区 域110的一个或多个连续或不连续部分的形式也是可能的。光电元件108可以 通过导电耦合106a-d电耦合到PCBA 100的其他元件。

如所述，光学元件可以包括透镜。在一些配置中，光学元件可以部分或完 全围绕位于耦合区域110内部的区域114中的元件。例如，光学元件可以限定 一个用于包围PCBA100的光学元件与PCB之间的光电元件的腔体。在此类配 置中，光学元件可以以气密的方式密封光电元件108或是位于区域114中的其 他元件。金属涂层112和/或耦合区域110可以在PCBA 100的PCB所限定的平 面中围绕光电元件108。此外，光学元件可以与光电元件光学对准。

作为示例，参考图2，其中示出了可以与PCBA 100耦合的透镜200的一个 非限制性形式。图2示出了关于透镜200的下半部分的透视图，其中当透镜200 与PBCA 100的PBC相耦合时，所述部分面对所述PCBA 100的PCB。该透镜 200包括与第二部分202相对定位并与之间隔开的第一部分202。相对定位的表 面206和208被定位在第一部分202与第二部分204之间并将其彼此隔开。透 镜200还包括一个中空的内部或空腔210，当透镜200与PCBA 100耦合时，被 定位在PCBA 100上的一个或多个元件可被定位在所述内部或空腔210中。在该 布置中，透镜200的空腔210可以包围透镜200与PCBA 100的PCB之间的光 电元件108。在图示形式中，表面206、208相对于第一和第二部分202、204的 表面是凹陷的，由此，在将透镜200耦合到PCBA 100的PCB时，光电元件108 仅仅是被部分包围在透镜200的腔体210内部的。然而在其他形式中，表面206、 208可以与第一和第二部分202、204的表面齐平，由此，当透镜200耦合到PCBA 100的PCB时，光电元件108被完全包围在透镜200的腔体210之内。

透镜200还包括定位在第一部分202上的翼片或突起部214、216以及定位 在第二部分204上的翼片或突起部218、220。突起部214、216、218和220可 被收容在PCBA 100的PCB的相应孔径(未显示)中，从而促使透镜200被恰 当地定位在PCB上。然而，没有突起部214、216、218和220的替换形式也是 可能的。第一部分202和第二部分204中的每一个都包括金属涂层212。在透镜 200的第一部分202和第二部分204上可以通过任何适当的工艺来形成或淀积金 属涂层212，作为示例，所述工艺包括原子层淀积、物理气相淀积或化学气相沉积。

用于沉积金属涂层212的工艺应该包含避免损坏透镜200的参数，例如温 度。金属涂层212可以包括金、铜、铝、锌、镍、铁和铂中的一种或多种，或 是包含了这其中的任何一种或多种金属的合金。在施加金属涂层212之前可以 清洁或以其他方式处理透镜200的第一部分202和第二部分204或是其他被施 加金属涂层212的区域，由此确保将金属涂层212充分适当地粘附于透镜200。 作为补充或替换，透镜200可以包括被配置成增强或促进金属涂层212的粘附 性的一个或多个物理特征。例如，透镜200可以包括被施加金属涂层212的一 个或多个孔或凹陷。作为补充或替换，透镜200可以被处理，以便提供其上施 加金属涂层212的纹理化或粗糙化区域。

一般来说，在透镜200的图示形式中，金属涂层212完全覆盖透镜200的 第一部分202和第二部分204。然而应该理解，在其他未图示的形式中，金属涂 层212可以只覆盖第一和第二部分202、204的一个或多个部分，由此，第一和 第二部分202、204的至少一些部分会保持没有金属涂层。此外，在表面206、 208与第一部分202和第二部分204齐平的形式中，金属涂层212还可以被施加 于全部或部分的表面206、208。如此一来，将连续环形的金属涂层212施加于 透镜200的形式将是可行的，并且金属涂层212具有大致环形的形状但是所述金属涂层并不不连续的形式也是可行的。作为示例，在后一种形式中，在金属 涂层的分开的部分之间有可能出现间隔。

图3提供了一种用于将透镜200或别的光学元件耦合或安装到PCBA 100 的技术的示意图。更具体地说，通过将金属涂层112施加于PCBA 100的表面 118以及将金属涂层212施加于透镜200，可以相对于PCBA 100来定位透镜200， 其中金属涂层212会与金属涂层112对准。在图示形式中，金属涂层212通常 被直接定位在金属涂层112上方并与成一条直线。然而，金属涂层212不直接 或完全与金属涂层112对准的其他形式也是可能的。一旦对准了元件，则可以 在金属涂层112、212之间施加焊料250，以便将透镜200接合到PCBA 100。该焊接可以在不损坏PCBA 100或透镜200或其他光学元件的条件下用任何适当的 技术施加。举例来说，在一个形式中，焊料250可以具有比导致透镜200或其 他光学元件损坏的温度更低的熔化温度。关于这一点，焊料250可以在比导致 用于将其他元件耦合到PCBA 100的不同焊料熔化和/或变得可以流动的温度更 低的温度下熔化和/或变得可以流动。此外还可以设想，可以用相同的焊料将透 镜200和其他元件耦合到PCBA 100。

作为示例，在一个形式中可使用回流焊接技术，在该技术中将会用到焊膏， 并且可以将透镜200和其他元件临时附着于PCBA 100。此后，整个PCBA 100 会被加热，由此导致来自焊膏的焊料250以熔融的状态在PCBA 100与透镜200 及其他元件之间流动，并且形成永久性的焊点。此外，在将其他元件耦合或附 着于PCBA 100之后，还可以使用回流焊接技术来附着透镜200或其他光学元件。 举例来说，在一些情况下，透镜200或是一个或多个其他光学元件可以用熔化 温度较低的焊接材料附着于PCBA 100，由此避免损坏透镜200或是其他一个或 多个光学元件。在这些情况下，可以首先使用温度较高的焊料来将所述其他元件附着于PCBA 100，然后用温度较低的焊料来耦合透镜200，因为加热PCBA 100的处理是以比导致其他焊料以熔融状态流动的温度更低的温度进行的。换句 话说，PCBA 100不会被加热到足以影响PCBA 100和附着于其上的其他元件之 间的永久性焊点的温度。

虽然先前没有讨论，然而应该理解，在操作过程中，光电收发信机模块的 元件会产生并放射电磁场或电磁干扰(“EMI”)。EMI会对光电收发信机模块 内部和/或外部的其他元件的操作产生干扰，尤其是在元件以高频工作的时候。 作为示例，在一个形式中，金属涂层112和212以及位于金属涂层112和212 之间的焊料250可以提供EMI衰减效应，并且可以减小在PCBA 10的工作过程 中产生的EMI的影响。同样，在一个形式中，可以用一种增强EMI衰减效应的 方式选择或设计金属涂层112、金属涂层212以及焊料250中的一个或多个。

图4A-4B示出了与PCBA 100的表面耦合的光学元件200。特别地，图4A 是具有光学元件200的PCBA 100的顶部示意图，以及图4B是具有PCB 200的 PCBA 100的侧面示意图。在一些配置中，光学元件200可以在包含金属涂层112 的区域耦合到PCBA 100的表面。在一些配置中，该光学元件200可以是透镜， 但是这里描述的概念也适用于其他类型的元件。光学元件200可以附着在PCBA 100的表面的耦合区域，并且金属涂层112可以至少部分或完全位于耦合区域的 内部。在一些情况中，光学元件200可以与耦合到表面的一个或多个光电元件 光学对准。

在一些配置中，在将光学元件200耦合到PCBA 100之后，光学元件200 可以至少部分地包围光电元件，例如图1A中的光电元件108。作为补充或替换， 光学元件200可以以气密的方式密封PCBA和光学元件200之间的光电元件。 相应地，在将光学元件200耦合到PCBA100之后，在PCBA 100与光学元件 200之间可以以气密的方式密封图1A中的光电元件108。光学元件200可以是 与光电元件108光学耦合或光学对准的透镜。

图5是用于形成PCBA的例示方法300的流程图。方法300可以在构造包 含PCB(例如图1A-1B或4A-4B的PCBA 100)的组件的过程中实施。虽然被 图示成了分立的方框，然而依照期望的实施方式，图3中的各个步骤既可以划 分为附加的步骤，也可以组合成较少的步骤，还可以被消除。

方法300可以始于提供印刷路板的步骤302。在步骤302中可以为印刷电路 板提供导电耦合、与其基板耦合的一个或多个元件和/或其他特征。然而，步骤 302也可以包括关于印刷电路板的某些处理或装配。例如，步骤302还可以包括 在基板表面上形成导电耦合。举例来说，参考图1A-1B，在基板102的表面上 可以形成导电耦合106a-e。该导电耦合可以用任何适当的配置来形成。例如， 在非导电的基板上可以定位一层导电材料，例如铜。该导电材料可被蚀刻或以 其他方式处理，以便去除一部分导电材料，并且剩余导电材料可以在基板的表 面上形成导电耦合。

步骤302还可以包括将一个或多个元件电耦合到基板的表面。在一些配置 中，这些元件可以是电气元件和/或光电元件。举例来说，参考图1A-1B，电气 元件104a-e和/或光电元件108可被耦合到基板102的表面118。相应地，至少 一个光电元件可被耦合到PCB的表面。在一些配置中，这些元件可被焊接至PCB 的导电耦合，由此将这些元件机械耦合到PCB以及将这些电气元件电耦合到导 电迹线。

应该理解的是，步骤304可以与方法100的步骤302相结合。此外，与如 上所述的步骤302相似，在步骤302中还可以提供已经施加了金属涂层的PCB。

在步骤304，假设在步骤302中没有为PCB提供金属涂层，那么将会使用 这里描述的技术来将金属涂层施加于PCB。在一个形式中，金属涂层可以是以 手动方式或是以使用控制器自动控制的方式施加的。该控制器可以指定在基板 或PCB上的什么位置施加金属涂层。作为示例，施加于PCB的金属涂层图案或 区域可以与被编程在控制器中的预定图案相对应。如此一来可以预先选择图案， 以便采用该特定图案来施加金属涂层。在一些配置中，将金属涂层施加于基板 或PCB表面上的特定区域的处理可被精确控制。在一个形式中，作为示例，金 属涂层的颜色或纹理可以显现成不同于PCB的其他区域，由此例如有助于定位与表面耦合的元件，因为金属涂层可以指示将元件附着于表面的位置。

在步骤306，提供光学元件。在步骤308，金属涂层可以依照在这里先前描 述的技术而被施加于光学元件的一部分。然而应该理解，在步骤306也可以提 供已经施加了金属涂层的光学元件。

在步骤310，依照这里描述的技术，光学元件被耦合到PCB。作为示例，该 光学元件可以以其金属涂层至少部分与PCB上的金属涂层相对准的方式来定位， 并且在金属涂层之间可以施加焊料，以便耦合光学元件和PCB。光学元件可以 被耦合到表面，其中金属涂层的至少一些部分会以有助于在其间进行有效焊接 的方式重叠。在一些配置中，该光学元件可以是透镜，但是这里描述的概念也 可应用于其他类型的元件。在一种形式中，PCB上的金属涂层可以至少部分或 完全位于光学元件内部。在一些情况下，光学元件可以与耦合到表面的一个或 多个光电元件光学对准。

在一些配置中，在将光学元件耦合到PCB之后，所述光学元件可以至少部 分地包围一个或多个光电元件。作为补充或替换，该光学元件可以以气密的方 式密封介于PCB与光学元件之间的一个或多个光电元件。相应地，在将光学元 件耦合到PCB之后，一个或多个光电元件可被气密地密封在PCB与光学元件之 间。

本领域技术人员将会理解，对于这里公开的这个以及其他过程和方法来说， 在这些过程和方法中执行的功能是可以用不同顺序实现的。此外，概述的步骤 和操作仅仅是作为示例提供的，并且在不脱离所公开的实施例的情况下，某些 步骤和操作既可以是可选的，也可以组合成较少的步骤和操作，还可以扩展成 附加的步骤和操作。

在一些配置中，图1A-1B以及4A-4B中的PCBA 100可以在实施PCBA的 光电元件中实现。举例来说，PCBA 100可以在光电模块中实现，以便在收发信 机、发射机光学子组件(TOSA)、接收机光学子组件(ROSA)以及有源光缆 等等中使用。在一些配置中，光电模块可以符合Gen4 QSFP或Gen4 QSFP+尺 寸规格。

在某些情况下，通过在印刷电路板以及光学元件上使用金属涂层以及在其 间使用焊接连接，可以改善元件与印刷电路板之间的接合。此外，这里描述的 构造可以用于弱接合，例如因为污染物和/或基板或PCB的光滑表面形成的弱接 合。

在实施所描述的概念来将光学元件接合到PCB时，所得到的接合可以将光 学元件牢固地固定于PCB。此外，存在于将光学元件接合到PCB的PCB表面 之上的任何污染物都不会导致弱接合。在这种情况下，所形成的接合将会更加 牢固，并且由此不会随着时间的流逝而断裂。较强的接合在后续加工PCB以形 成光电组件的过程中将是有益的，因为该接合在处理或后续加工过程中将不会 断裂。作为替换或补充，这种较强的接合不会在制造出光电组件之后断裂(例 如在光电组件的工作过程中)。由于可以避免PCB表面上的污染物或其他因素 所导致的弱接合，因此，这种配置还可以防止光电组件过早失效。

在说明书和权利要求书中使用的术语和词语并不限于书面含义，相反，使 用它们只是为了能够清楚和始终如一地理解本公开。应该理解的是，除非上下 文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示对象。 由此，作为示例，针对“元件表面”的引用包含了针对一个或多个此类表面的 引用。

这里使用的“电气元件”指的是涉及电气的元件，“光学元件”指的是涉 及电磁辐射(例如可见光等等)的元件，并且“光电元件”指的是同时涉及电 信号和光信号和/或电信号到光信号的转换或是相反转换的元件。

术语“基本上”指的是不需要精确实现所叙述的特征、参数或值，相反， 各种偏差或变化(例如容差，测量误差，测量精度限制以及本领域技术人员已 知的其他因素)都是有可能出现的，这些偏差或变化不会妨碍这些特征所要提 供的效果。

本公开的方面可以在不脱离本发明的实质或基本特征的情况下实现。所描 述的方面在所有方面都被认为是说明性而不是限制性的。请求保护的主题是由 附加权利要求而不是先前的描述指示的。落入权利要求的含义和等价范围以内 的所有变化都被包含在权利要求的范围内。