CN112203395B - 柔性电路板 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种柔性电路板。该柔性电路板包括层叠设置的信号传输层、基材层和接地层，所述基材层位于信号传输层和所述接地层之间；所述信号传输层，包括：多个信号传输线，以及隔离线，位于相邻两个信号传输线之间，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰；所述接底层用于接地。通过在相邻信号传输线间设置隔离线，减弱相邻两个信号传输线间的信号耦合，以屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰。

Description

柔性电路板

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种柔性电路板及制作方法。

背景技术

在光通信领域，随着5G和移动互联网的爆炸式发展，光电器件和光电模块的不断朝着小型化、高速率、高集成演进。高速率光模块通常采用多通道数据并行传输的方式，实现100Gb/s甚至更高速率传输需求。因此，多通道FPC的应用越来越多。同时多通道FPC的高速信号传输特性的要求也越来越高，包括尽量减弱多通道高速信号传输带来的信号串扰。

发明内容

一方面，本公开提供一种柔性电路板。

本公开提供的一种柔性电路板，包括：

层叠设置的信号传输层、基材层和接地层，所述基材层位于信号传输层和所述接地层之间；

所述信号传输层，包括：

多个信号传输线，以及

隔离线，位于相邻两个信号传输线之间，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰；

所述接底层用于接地。

在一些实施例中，一个所述信号传输线两侧，均分布与所述信号传输线平行的一条或多条隔离线。

在一些实施例中，每个信号传输线两侧对称分布一条或多条所述隔离线。

在一些实施例中，所述隔离线的长度L，是根据光的传播速度、所述信号传输线中传输的信号中心频率以及等效介电常数确定的；其中：

所述等效介电常数，是根据柔性电路板的基材介电常数、所述基材层的厚度以及所述隔离线的宽度确定的。

在一些实施例中，所述隔离线的宽度w满足：

0.02mm≦w≦0.5mm。

在一些实施例中，位于所述信号传输线一侧的相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距D满足：

0.05L≦D≦L。

在一些实施例中，所述信号传输线与靠近所述信号传输线的所述隔离线间的平行间距d满足：

0.05mm≦d≦0.5mm。

在一些实施例中，还包括：

覆盖层，所述覆盖层覆盖在所述柔性电路板的最外侧的所述信号传输层和/或所述接地层的外表面。

另一方面，本公开还提供一种柔性电路板的制作方法，包括：

分别制作信号传输层、基材层和接地层；其中，所述基材层位于所述信号传输层和所述接地层之间；

制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，其中，所述隔离线，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰。

在一些实施例中，所述制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，包括：

沉积导体材料；

按照与所述信号传输线和隔离线对应的刻蚀图案，刻蚀所述导体材料得到所述信号传输层。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开实施例的柔性电路板包括层叠设置的信号传输层、基材层和接地层。其中信号传输层具有多个信号传输线，且相邻两个信号传输线之间形成有隔离线。通过在相邻信号传输线间设置隔离线，减弱相邻两个信号传输线间的信号耦合，以屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰，可大幅减少信号传输层的敷铜面积，有效提升电路板的柔韧性，同时精简了包地敷铜屏蔽结构中形成贯通孔所需要的金属化贯通工艺，降低电路板制作成本。

附图说明

图1为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的剖面示意图。

图2为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的信号传输层结构示意图。

图3为一种包地敷铜结构的柔性电路板的信号传输层结构示意图。

图4为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的三维结构示意图。

图5为一种包地敷铜结构的柔性电路板的三维结构示意图。

图6为根据一示例性实施例示出的柔性电路板制作方法流程图。

图7为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的信号串扰对比测试曲线图。

具体实施方式

为使本发明实施例的技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本公开提供一种柔性电路板。图1为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的剖面示意图。图4为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的三维结构示意图。如图1和图4所示，上述柔性电路板包括：

层叠设置的信号传输层、基材层2和接地层3，所述基材层2位于信号传输层和所述接地层3之间；

所述信号传输层，包括：

多个信号传输线101，以及

隔离线102，位于相邻两个信号传输线101之间，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线101间的信号传输串扰；

所述接底层3用于接地。

在本示例性实施例中，柔性电路板包括层叠设置的信号传输层、基材层和接地层。其中信号传输层具有多个信号传输线，且相邻两个信号传输线之间形成有隔离线。通过在相邻信号传输线间设置隔离线，通过谐振消波，以减弱相邻两个信号传输线间的信号耦合，从而屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰。

在本示例性实施例中，隔离线的长度小于信号传输线的长度，且隔离线不需要与接地层连接。即在柔性电路板中不需要在基材层中形成贯通孔，相对于常规包地屏蔽结构，由于隔离线的线宽、线距等因素限制，可大幅减少信号传输层的敷铜面积，有效提升电路板的柔韧性，同时精简了常规包地屏蔽结构中形成贯通孔所需要的金属化贯通工艺，降低电路板制作成本。

在一些实施例中，一个所述信号传输线两侧，均分布与所述信号传输线平行的一条或多条隔离线。

图2为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的信号传输层结构示意图。如图2所示，一个信号传输线101两侧均分布有与信号传输线平行的一条或多条隔离线102。在两个相邻的信号传输线101间可分布平行的两行隔离线102。每行中各个隔离线102之间的间距可相等。

例如，两个相邻的信号传输线可以共用隔离线。即两个相邻的信号传输线之间可以只有一行隔离线。此外，每个信号传输线均具有专属的隔离线。即两个相邻的信号传输线不共用隔离线。如图2所示，一个信号传输线101的两侧各自具有一行专属的隔离线102，如此来确保隔离的耦合。

举例来说，一个信号传输线两侧分别有两个隔离线，则相邻两个信号传输线之间就会有至少两个隔离线。

在一些实施例中，每个信号传输线两侧对称分布一条或多条所述隔离线。

在本示例性实施例中，如图2所示，每个信号传输线101两侧可对称分布两行隔离线102，每行隔离线到信号线的距离d均可相等。每行中各个隔离线之间的间距D也可相等。同时，各个隔离线的长度L和宽度w也均可相等。

在一些实施例中，所述隔离线的长度L，是根据光的传播速度、所述信号传输线中传输的信号中心频率以及等效介电常数确定的；其中：

所述等效介电常数，是根据柔性电路板的基材介电常数、所述基材层的厚度以及所述隔离线的宽度确定的。

在本示例性实施例中，可根据光的传播速度、所述信号传输线中传输的信号中心频率以及等效介电常数确定隔离线的长度L；根据柔性电路板的基材介电常数、所述基材层的厚度以及所述隔离线的宽度确定等效介电常数。例如，隔离线的长度

式中C为光的传播速度，f为信号传输线中传输的信号中心频率，ε_eff为等效介电常数，

ε_r为电路板基材介电常数，h为基材层的厚度，w为隔离线的宽度。

在一些实施例中，所述隔离线的宽度w满足：

0.02mm≦w≦0.5mm。

在本示例性实施例中，隔离线的宽度可自行设置。例如隔离线的宽度大小可在0.01mm和1.0mm之间选择。优选的，介于0.02mm和0.5mm之间，以在实现通过隔离线屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰的情况下，尽量减小隔离线的宽度，以增加电路板的柔韧性。

在一些实施例中，位于所述信号传输线一侧的相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距D满足：

0.05L≦D≦L。

在本示例性实施例中，设置好隔离线的长度后，可根据位于所述信号传输线一侧的相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距与隔离线的长度的关联关系，设置位于所述信号传输线一侧的相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距的大小。例如，间距D位于0.01L和1.5L之间，优选的，介于0.05L和L之间。

在一些实施例中，所述信号传输线与靠近所述信号传输线的所述隔离线间的平行间距d满足：

0.05mm≦d≦0.5mm。

在本示例性实施例中，信号传输线与靠近信号传输线的隔离线间的平行间距可自行设置。例如平行间距d大小在0.01mm和1.0mm之间选择，优选的，介于0.05mm和0.5mm之间，以通过调整隔离线与信号传输线的平行间距，使得隔离线对相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰的屏蔽作用最大化。

在一些实施例中，还包括：

覆盖层，所述覆盖层覆盖在所述柔性电路板的最外侧的所述信号传输层和/或所述接地层的外表面。

在本示例性实施例中，当柔性电路板的最外侧的一层是信号传输层时，覆盖层就覆盖在最外侧的信号传输层上。当柔性电路板的最外侧的一层是接地层时，覆盖层就覆盖在最外侧的接地层上。该覆盖层可以是一层绝缘覆盖膜，以对电路板进行绝缘保护，例如高分子塑料材质的绝缘膜。

在一些实施例中，所述信号传输线包括单端传输线、差分传输线、微带线以及带状线中的至少一种。

在本示例性实施例中，在信号传输层形成的信号传输线可以是单端传输线、差分传输线、微带线以及带状线中的任意一种以及任意组合。例如可以是在信号传输层形成单端传输线和差分传输线。

在一些实施例中，所述多个信号传输线的个数n满足：2≦n≦16。

在本示例性实施例中，多个信号传输线的个数即柔性电路板的多通道信号传输的通道数可自行设置。例如可在2到20之间任意选择，优选的，可以是2到16中的任意一个。

本公开的柔性电路板可用于高速信号传输。信号传输层中的信号传输线可以是高频信号传输线，用于传输频率大于10Gb/s的高频信号。例如，设置四通道单端50欧姆高频信号传输线，信号传输速率为25Gbit/s时，设置FPC板材厚度0.05mm，板材介电常数3.2，损耗正切角0.002。根据上述实施例可得隔离线的长度为2.7mm，宽度为0.1mm，信号传输线一侧的相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距D为1mm，信号传输线与靠近信号传输线的隔离线间的平行间距d为0.2mm。信号传输线、隔离线，间距精度要求均在常规FPC制版厂家工艺范围内。

本公开还提供一种包地敷铜结构的多通道FPC。图3为一种包地敷铜结构的柔性电路板的信号传输层结构示意图。图5为一种包地敷铜结构的柔性电路板的三维结构示意图。如图3和图5所示，该多通道FPC通过在高速信号传输信号线101间增加包地GND敷铜103，并通过金属化贯通孔301贯穿基材层2与底层GND网络3连接，实现多相邻通道传输信号的隔离保护。但该设计增加了FPC整体敷铜面积，降低了FPC的柔韧性，实际使用中增大了因FPC断裂致使光模块失效的风险。同时由于金属化贯通孔工艺，增加了FPC成本。特别是随着光模块集成度越来越高，多通道传输信号间距越来越小，普遍通过激光钻方式实现贯通孔的情况下，进一步加大了FPC的成本压力。

本公开提供的基于隔离线的柔性电路板，通过在相邻高速信号传输线间设计设计隔离线，有效的实现对相邻通道传输信号的串扰屏蔽。相对于包地敷铜结构的FPC，FPC整体敷铜面积大大减少，有效的提升了FPC的柔韧性和光模块的可靠性。与此同时，减少了金属化贯通孔工艺，大幅降低了FPC成本。

另一方面，本公开还提供一种柔性电路板的制作方法，包括：

步骤60、分别制作信号传输层、基材层和接地层；其中，所述基材层位于所述信号传输层和所述接地层之间；

步骤61、制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，其中，所述隔离线，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰。

在本示例性实施例中，柔性电路板包括层叠设置的信号传输层、基材层和接地层。其中信号传输层具有多个信号传输线，且相邻两个信号传输线之间形成有隔离线。通过在相邻信号传输线间设置隔离线，以在相邻两个信号传输线进行传输差分信号时，可通过谐振消波来，减弱相邻两个信号传输线间的信号耦合，从而屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰。

在本示例性实施例中，隔离线的长度小于信号传输线的长度，且隔离线不需要与接地层连接。即在柔性电路板中不需要在基材层中形成贯通孔，相对于常规包地屏蔽结构，由于隔离线的线宽、线距等因素限制，可大幅减少信号传输层的敷铜面积，有效提升电路板的柔韧性，同时精简了常规包地屏蔽结构中形成贯通孔所需要的金属化贯通工艺，降低电路板制作成本。

在一些实施例中，所述制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，包括：

沉积导体材料；

按照与所述信号传输线和隔离线对应的刻蚀图案，刻蚀所述导体材料得到所述信号传输层。

在本示例性实施例中，导体材料可以是铜等金属材料。刻蚀图案包括信号传输线和隔离线以及信号传输线和隔离线的对应关系。

图7为根据一示例性实施例示出的柔性电路板的信号串扰对比测试曲线图。如图7所示，本公开实施例提供的柔性电路板与常规电路板进行相邻高速信号传输串扰对比测试。在15～22GHz频带范围内，远端串扰S31指标相当。但本公开实施例提供的柔性电路板在高频段测试指标优于常规电路板，更有利于多通道高速信号传输。

由此可见：本公开实施例提供的技术方案，采用隔离线取代相关技术中包地敷铜结构进行信号传输线之间的串扰隔离，从串扰的隔离效果来说，完全可以与采用包地敷铜结构的FPC进行比较。与此同时，由于隔离线是一段段不接地的导线相对包地敷铜结构，金属铺设面积小，增加了FPC的柔性，不用过孔连接到接地层，一方面进一步提升了FPC的柔性，另一方面节省了过孔连接敷铜和接地层的工艺，从而简化了制作工艺和流程，节省了制作成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种柔性电路板，其特征在于，包括：

层叠设置的信号传输层、基材层和接地层，所述基材层位于信号传输层和所述接地层之间；

所述信号传输层，包括：

多个信号传输线，以及

隔离线，位于相邻两个信号传输线之间，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰，所述隔离线为不与接地层连接的导线；每个信号传输线两侧对称分布多条所述隔离线，包括两行隔离线对称分布在每个信号传输线两侧，且两个相邻信号传输线间分布两行隔离线；

其中，每行隔离线到信号传输线的距离d均相等，每行中各个相邻隔离线之间的间距D相等，各个隔离线的长度L和宽度w均对应相等；其中所述隔离线的长度L，是根据光的传播速度、所述信号传输线中传输的信号中心频率以及等效介电常数确定的；所述等效介电常数，是根据柔性电路板的基材介电常数、所述基材层的厚度以及所述隔离线的宽度确定；

所述接地层用于接地。

2.根据权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于，所述隔离线的宽度w满足：

0.02mm≦w≦0.5mm。

3.根据权利要求2所述的柔性电路板，其特征在于，位于所述信号传输线一侧的每行中相邻两个所述隔离线间的水平方向的间距D满足：

0.05L≦D≦L。

4.根据权利要求3所述的柔性电路板，其特征在于，所述信号传输线与靠近所述信号传输线的所述隔离线间的距离d满足：

0.05mm≦d≦0.5mm。

5.根据权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于，还包括：

覆盖层，所述覆盖层覆盖在所述柔性电路板的最外侧的所述信号传输层和/或所述接地层的外表面。

6.一种柔性电路板的制作方法，其特征在于，包括：

分别制作信号传输层、基材层和接地层；其中，所述基材层位于所述信号传输层和所述接地层之间；

制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，其中，所述隔离线，用于屏蔽相邻的两个所述信号传输线间的信号传输串扰，所述隔离线为不与接地层连接的导线，每个信号传输线两侧对称分布多条所述隔离线，包括两行隔离线对称分布在每个信号传输线两侧，且两个相邻信号传输线间分布两行隔离线；

其中，每行隔离线到信号传输线的距离d均相等；每行中各个相邻隔离线之间的间距D相等；各个隔离线的长度L和宽度w均对应相等；其中所述隔离线的长度L，是根据光的传播速度、所述信号传输线中传输的信号中心频率以及等效介电常数确定的；所述等效介电常数，是根据柔性电路板的基材介电常数、所述基材层的厚度以及所述隔离线的宽度确定。

7.根据权利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述制作形成包含信号传输线以及相邻所述信号传输线之间的隔离线的信号传输层，包括：

沉积导体材料；

按照与所述信号传输线和隔离线对应的刻蚀图案，刻蚀所述导体材料得到所述信号传输层。

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