一种基于高带宽互联技术的QSFP-DD系列光模块兼容性测试板的制作方法

本发明涉及光模块领域，具体涉及一种基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板。

背景技术：

1、光模块兼容性测试板(mcb)通常由电源部分，mcu控制部分，高速互联三部分组成。其中高速互联部分通常由光模块母口连接器，高速走线及通孔，sma连接器组成；光模块母口连接器上会插装光模块，sma连接器上会安装同轴电缆以电连接到网络分析仪/误码仪/眼图示波器等等。mcb的作用简单来说就是用来辅助光模块进行各种测试的一种兼容性测试板。

2、随着光模块通道数越来越多，速率越来越高，相应的mcb设计难度也越来越高。一方面通道数增多导致sma布局面积增加，互联通道长度变长，高频损耗增加；另外一方面高速互联带宽的要求也在不断提高。

3、800g qsfp-dd光模块兼容性测试板由16个高速差分通道组成，pcb上的高速走线长度达50mm，走线长度引起的损耗大；同时该mcb需支持热流仪对模块进行加热，以便进行三温测试，所以要求sma连接器必须与母口连接器放置在不同的面，防止与热流仪罩子干涉，这进而又引入了高速穿孔，互联通道增加了新的阻抗不连续点，降低了互联通道的带宽。同时，母口连接器的封装焊盘及其出线方向及sma连接器焊盘都会引起信号完整性问题。因此有必要对高速互联通道进行设计，克服上述所列出的信号完整性问题，以满足cei-112g-vsr-pam4中与mcb相关的协议，使mcb上的无源互联通道插损大于-3db@36ghz并且插损大于-4db@50ghz。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，具体方案如下：

2、一种基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，所述测试板包括mcb板、母口连接器和sma连接器，所述mcb采用8层对称叠构通孔设计，其中，第一层和第八层为高速差分走线层，第二层、第四层、第七层为地平面层，第三层和第五层为信号层，第六层为电源层；

3、所述母口连接器封装焊盘位于mcb第一层，且其焊盘正下方的第二层和第三层设计一定尺寸挖空，使高速线焊盘隔层参考第四层的地平面层，以补偿焊盘处由于焊锡和连接器焊脚造成的阻抗跌落，所述母口连接器扇出的多对差分信号线与sma连接器电连接。

4、进一步地，所述差分信号线走线包括：一部分差分信号线从母口连接器扇出后在第一层走线，由差分走线变成单端形式走线后穿孔与sma连接器电连接，另外部分差分信号线从母口连接器扇出后直接穿孔到第八层走线，由差分走线变成单端形式走线后与sma连接器电连接，避免母口连接器两排焊盘中间区域在同一层面并排走线，避免走线串扰问题。

5、进一步地：

6、与母口连接器外侧管脚电连接的差分信号线从母口连接器扇出后在第一层走线，由差分走线变成单端形式走线后穿孔与sma连接器电连接，与母口连接器内侧管脚电连接的差分信号线从母口连接器扇出后直接穿孔到第八层走线，由差分走线变成单端形式走线后与sma连接器电连接；

7、或者，与母口连接器内侧管脚电连接的差分信号线从母口连接器扇出后在第一层走线，由差分走线变成单端形式走线后穿孔与sma连接器电连接，与母口连接器外侧管脚电连接的差分信号线从母口连接器扇出后直接穿孔到第八层走线，由差分走线变成单端形式走线后与sma连接器电连接。

8、进一步地，差分信号线从第一层穿孔到第八层的通孔为使用0.15mm的小钻头钻孔而成，通孔中心距略小于焊盘中心距。

9、进一步地，差分信号线从第一层穿孔到第八层的通孔的避空设计为：第一层、第七层和七八层层避空形状为椭圆，以通孔圆心为中心挖空图形直径为0.66mm；第二层、第三层、第四层、第五层和第六层避空形状为椭圆，以通孔圆心为中心挖空图形直径为0.86mm。

10、进一步地，母口连接器的焊盘形状采用椭圆形设计，其走线方向全部朝焊盘正上方设计，与母口连接器管脚方向匹配。

11、进一步地，所述挖空尺寸为焊盘下方水平方向单边外扩0.2mm，且焊盘旁边的单个地焊盘上添加2个gnd通孔，供信号回流。

12、进一步地，差分信号线对内线空气间距g为2.5倍的线宽，差分信号线与母口连接器上的其他差分信号线保持3倍线宽间距。

13、进一步地，所述sma连接器为带缺口支持表层出线的sma连接器，sma连接器焊盘下方区域设计有避空，以补偿由焊盘引起的阻抗不连续。

14、进一步地，sma连接器走线与其封装焊盘在同一层，第八层sma连接器封装焊盘共面地挖空图形以该焊盘圆心为中心，直径为1.15mm；第七层和第六层地平面挖空图形直径为0.95mm；第五层为完整地平面，挖空区域边缘均匀分布9～10个gnd通孔，供高速信号回流；或者，sma连接器封装焊盘中心有一个直径为0.15mm的钻孔，sma连接器封装焊盘共面地挖空图形以该焊盘圆心为中心，挖空图形直径为1.15mm，其余所有层挖空图形直径为0.85mm，挖空区域边缘均匀分布9～10个gnd通孔，供高速信号回流。

15、本发明具有以下有益效果：

16、1、通过对pcb叠层设计和sma选型优化，能够降低互联通道损耗，提升3db带宽。

17、2、针对互联通道阻抗不连续点进行优化设计，减少通道频域反射，同样也提升了通道3db带宽。

技术特征：

1.一种基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，所述测试板包括mcb板、母口连接器和sma连接器，所述mcb采用8层对称叠构通孔设计，其中，第一层和第八层为高速差分走线层，第二层、第四层、第七层为地平面层，第三层和第五层为信号层，第六层为电源层；

2.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，所述差分信号线走线包括：一部分差分信号线从母口连接器扇出后在第一层走线，由差分走线变成单端形式走线后穿孔与sma连接器电连接，另外部分差分信号线从母口连接器扇出后直接穿孔到第八层走线，由差分走线变成单端形式走线后与sma连接器电连接，避免母口连接器两排焊盘中间区域在同一层面并排走线，避免走线串扰问题。

3.根据权利要求2所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于：

4.根据权利要求2或3所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，差分信号线从第一层穿孔到第八层的通孔为使用0.15mm的小钻头钻孔而成，通孔中心距略小于焊盘中心距。

5.根据权利要求2或3所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，差分信号线从第一层穿孔到第八层的通孔的避空设计为：第一层、第七层和第八层避空形状为椭圆，以通孔圆心为中心挖空图形直径为0.66mm；第二层、第三层、第四层、第五层和第六层避空形状为椭圆，以通孔圆心为中心挖空图形直径为0.86mm。

6.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，母口连接器的焊盘形状采用椭圆形设计，其走线方向全部朝焊盘正上方设计，与母口连接器管脚方向匹配。

7.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，所述挖空尺寸为焊盘下方水平方向单边外扩0.2mm，且焊盘旁边的单个地焊盘上设置有2个gnd通孔，供信号回流。

8.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，差分信号线对内线空气间距g为2.5倍的线宽，差分信号线与母口连接器上的其他差分信号线保持3倍线宽间距。

9.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，所述sma连接器为带缺口支持表层出线的sma连接器，sma连接器焊盘下方区域设计有避空，以补偿由焊盘引起的阻抗不连续。

10.根据权利要求1所述的基于高带宽互联技术的qsfp-dd系列光模块兼容性测试板，其特征在于，sma连接器走线与其封装焊盘在同一层，第八层；

技术总结一种基于高带宽互联技术的QSFP‑DD系列光模块兼容性测试板，所述测试板包括MCB板、母口连接器和SMA连接器，所述MCB采用8层对称叠构通孔设计，其中，第一层和第八层为高速差分走线层，第二层、第四层、第七层为地平面层，第三层和第五层为信号层，第六层为电源层；所述母口连接器封装焊盘位于MCB第一层，且其焊盘正下方的第二层和第三层设计一定尺寸挖空，使高速线焊盘隔层参考第四层的地平面层，以补偿焊盘处由于焊锡和连接器焊脚造成的阻抗跌落，所述母口连接器扇出的多对差分信号线与SMA连接器电连接。技术研发人员：严梦玲受保护的技术使用者：武汉华工正源光子技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23