柔性印刷電路板以及具有其的模塊和器件的製作方法
2023-06-05 18:59:21 2
專利名稱：柔性印刷電路板以及具有其的模塊和器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種柔性印刷電路板、一種光發送器-接收器模塊和一種光發送器-接收器，其中該光發送器-接收器模塊和光發送器-接收器每個都裝配有這種柔性印刷電路板。
背景技術：
為了將柔性印刷電路板和其他類型的電路板等電連接，已經使用一種方法來連接它們，該方法藉助於一種用於連接柔性印刷電路板的連接器。並且，為了通過印刷電路板傳輸高頻信號，已經使用具有微帶線(microstrip line)結構的印刷電路板。
圖1-4解釋說明作為相關技術的柔性印刷電路板50的結構，其電連接至連接器。圖1是柔性印刷電路板50的平面圖，用於表示其輪廓，其中為了清楚起見，它的結構中的一部分在透明狀態下用虛線表示。圖2是柔性印刷電路板50沿圖1線M-M的剖面圖，用於說明其輪廓。圖3是後面將描述的從圖2上端觀察的柔性印刷電路板50的第一布線層3的平面圖。圖4是後面將描述的從圖2下端觀察的柔性印刷電路板50的第二布線層5的平面圖。並且，圖5是柔性印刷電路板50、印刷電路板18以及安裝在印刷電路板18上的柔性印刷電路(FPC)連接器7的剖面圖，用於說明柔性印刷電路板50連接至FPC連接器7的情況。應當注意，柔性印刷電路板50如圖5中所示的整體圖示，其沿圖1的線M-M剖開，而印刷電路板18僅示出一部分。
如圖1-4所示，通過將第一，第二和第三絕緣層2、4、6與第一和第二布線層3、5交替地垂直層疊，形成柔性印刷電路板50。該第一絕緣層2和第三絕緣層6例如由作為保護膜的覆膜(cover lay)組成。在柔性印刷電路板50端部的預定區域內，為了與FPC連接器7電連接，第三絕緣層6處於未定型狀態。在第一絕緣層2的上表面上，提供覆板53，以防止在與FPC連接器7電連接時出現任何損害。
如圖1和3所示，在第一布線層3上形成實線圖案接地層12b。如圖1和4所示，後面將描述的用於信號線9的連接的信號連接墊52被裝配在鄰近電路板端部的第二布線層5的部分，作為與FPC連接器7電連接的連接墊。用於接地層12b的連接的接地連接墊51也被裝配在鄰近柔性印刷電路板50端部的第二布線層5的部分，用作與FPC連接器7電連接的連接墊。每個接地連接墊51，經由穿過柔性印刷電路板50的接地通孔54，被連接到形成在第一布線層3上的接地層12b。並且，在第二布線層5上，一對信號線9c和9d以這樣的方式用導線連接，使得它們能夠分別連接至信號連接墊52，其中該對信號線9c和9d是微帶線。
並且，如圖5所示，FPC連接器7被安裝在印刷電路板18上，且連接至柔性印刷電路板50，其中該印刷電路板18包括信號布線層18a、絕緣層18b和接地層18c。FPC連接器7包括樹脂制外殼36和外殼36內預定數量的金屬制接觸35，每個接觸由與柔性印刷電路板50的連接墊接觸的FPC連接部35a、支撐外殼36的支撐部35c以及連接至印刷電路板18的引線部35b組成。金屬制接觸35彼此之間以預定間隔並行布置。柔性印刷電路板50的連接墊之間的間隔對應於接觸35之間的間隔。
FPC連接器7的接觸35被分別焊接至連接墊上(未示出)，其中該連接墊形成在位於每個接觸35的引線部35b位置處的印刷電路板18最外面的信號布線層18a上，用P表示。印刷電路板18的連接墊被分別連接至信號線或接地圖案，該信號線或接地圖案均未示出。信號線或接地圖案形成在印刷電路板18的信號布線層18a上。
圖5中示出的FPC連接器7是所謂的下接觸型，這樣，在柔性印刷電路板50的連接墊被放置得朝向其下表面的情況下，柔性印刷電路板50被連接至FPC連接器7，如O所示。
在這種結構中，高頻信號電流流經柔性印刷電路板50上的信號線9、與每條信號線9對應的FPC連接器7的接觸35以及形成在印刷電路板18上的信號線。這時，信號電流的反饋電流以相反的方向流經柔性印刷電路板50的接地層12b，流經接地通孔54，流經與接地線對應的FPC連接器7的接觸35，並流經印刷電路板18上的接地層18c。圖6是柔性印刷電路板50的平面圖，用於表示信號電流和反饋電流的流動，其中信號電流和反饋電流被表示在柔性印刷電路板50中的第一布線層3上提供的接地層12b上以及第二布線層5上提供的信號線9上。在柔性印刷電路板50上，如圖6中箭頭Q所示，如果信號電流流經信號線9，那麼反饋電流流經第一布線層3上的接地層12b，如箭頭R所示。
或者，已經提出一種用於柔性印刷電路板連接的連接器，其便於以較小程度的插入力插入柔性印刷電路板(參見，公開號為No.2002-50423的日本專利申請)。
在上述日本專利申請公開文本中公開的用於柔性印刷電路板連接的連接器裝配有板插入部和在其相對側的蓋子插入部，其中將柔性印刷電路板插入到板插入部中，滑蓋以其能退出的方式插入蓋子插入部中。並且該連接器還裝配有接觸，該接觸分別響應於滑蓋的插入和退出，對插入到板插入部的柔性印刷電路板施加壓力或釋放壓力。通過該結構，可以在柔性印刷電路板不幹擾滑蓋的任何操作的情況下，以較小程度的插入力插入柔性印刷電路板。
發明內容
但是，在如圖1-6所述的電連接至連接器的柔性印刷電路板中，如果柔性印刷電路板50連接至FPC連接器7，那麼具有信號線9的第二布線層5存在於印刷電路板18的一側上，如圖5所示。因此，第二布線層5上的信號線9和印刷電路板18上由N表示的接地層18c的一部分彼此連接以產生一定程度的電容，從而信號線9的電阻抗特性可能被降低。這樣，信號線9的電阻抗特性可能達不到預定值，由此致使高頻信號的傳輸特性變壞。
並且，上述日本專利申請公開文本中公開的用於柔性印刷電路板連接的連接器是這樣一種結構，即，柔性印刷電路板能夠以很小程度的插入力被插入，因此，提高高頻信號的傳輸特性非常困難。
理想的是提供一種連接至連接器的柔性印刷電路板，其能夠在鄰近高頻信號的部分提高高頻信號的傳輸特性，以及提供一種光發送器-接收器模塊和光發送器-接收器，它們中的每一個都裝配有這樣的柔性印刷電路板。
根據本發明的第一實施例，提供一種柔性印刷電路板，用於與外部連接器電連接。該柔性印刷電路板具有絕緣層，在絕緣層的一側上提供的第一信號布線層，以及在絕緣層的另一側上提供的第二信號布線層，其中第一信號布線層包括微帶線。第二布線層包括信號連接端，用於允許微帶線電連接至外部連接器，以及包括具有接地連接端的接地導電部，用於連接外部連接器。接地連接端在預定連接位置處被布置得遠離信號連接端。微帶線和信號連接端經由穿過絕緣層、第一信號布線層和第二信號布線層的布線通孔(wiringvia hole)彼此連接。微帶線具有錐形部，其在布線通孔的鄰近處，向布線通孔逐漸增大微帶線的寬度。與微帶線對應的接地導電部具有錐形部，其具有與微帶線的錐形部相匹配的形狀。
在根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板中，高頻信號電流流經第一信號布線層的微帶線，以及將微帶線和信號連接端彼此相連的布線通孔。在這種情況下，信號電流的反饋電流以相反方向流經與微帶線對應的接地導電部。
在該實施例中，微帶線具有錐形部，其在布線通孔的鄰近處，向布線通孔逐漸擴大其寬度。接地導電部也具有錐形部，其具有與微帶線的錐形部相匹配的形狀。
由於該原因，可以在微帶線和布線通孔之間的連接的鄰近處，防止微帶線和接地導電部之間的任何不匹配，由此抑制傳輸線特性阻抗的突然改變。這允許提高在微帶線和連接器之間的連接的鄰近處的高頻信號的傳輸特性。
根據本發明的第二實施例，提供一種光發送器-接收器模塊，其具有光學發送-接收電路板、將電信號轉變為光信號並輸出轉換的光信號的光發送器模塊、以及將光信號轉換為電信號並輸出轉換的電信號的光學接收器模塊。光發送器模塊和光學接收器模塊連接至光學發送-接收電路板。光學發送-接收電路板通過上述第一實施例的柔性印刷電路板，電連接至附著到另一板的連接器。
在根據本發明第二實施例的光發送器-接收器模塊中，高頻信號電流流經第一信號布線層的微帶線和布線通孔，其中在該柔性印刷電路板中，布線通孔將微帶線和信號連接端彼此連接。在這種情況下，信號電流的反饋電流以相反的方向流經與微帶線對應的接地導電部。
在該實施例中，微帶線具有錐形部，其在布線通孔鄰近處，向布線通孔逐漸擴大其寬度。接地導電部也具有錐形部，其具有與微帶線的錐形部相匹配的形狀。
由於該原因，可以在微帶線和布線通孔之間的連接的鄰近處，防止微帶線和接地導電部之間的任何不匹配，由此抑制傳輸線特性阻抗的突然改變。這允許提高微帶線和連接器之間連接鄰近處的高頻信號的傳輸特性，由此可以高速穩定的執行數據發送和接收。
根據本發明第三實施例，提供一種光發送器-接收器，其具有如第二實施例的光發送器-接收器模塊，以及母板，其中光發送器-接收器模塊連接至該母板。
在根據本發明第三實施例的光發送器-接收器中，高頻信號電流流經第一信號布線層的微帶線和布線通孔，其中在該柔性印刷電路板中，布線通孔將微帶線和信號連接端彼此連接。在這種情況下，信號電流的反饋電流以相反方向流經與微帶線對應的接地導電部。
在該實施例中，微帶線具有錐形部，其在布線通孔鄰近處，向布線通孔逐漸擴大其寬度。接地導電部也具有錐形部，其具有與微帶線的錐形部相匹配的形狀。
由於該原因，可以在微帶線和布線通孔之間的連接的鄰近處，防止微帶線和接地導電部之間的任何不匹配，由此抑制傳輸線特性阻抗的突然改變。這允許提高微帶線和連接器之間連接鄰近處的高頻信號的傳輸特性，由此可以高速穩定的執行數據發送和接收。
該說明書的結束部分特別地指出和直接給出了本發明的主題。但是，本領域技術人員通過參照附圖閱讀該說明書的剩餘部分，可以更好的理解本發明的組成和操作方法，其中在附圖中，相同的參考標記表示相同的元件。
圖1是作為相關技術的柔性印刷電路板的平面圖；圖2是作為相關技術的柔性印刷電路板沿圖1的線M-M的剖面視圖；圖3是作為相關技術的柔性印刷電路板的第一布線層的平面圖；圖4是作為相關技術的柔性印刷電路板的第二布線層的平面圖；圖5是作為相關技術的柔性印刷電路板、印刷電路板以及安裝在印刷電路板上的柔性印刷電路(FPC)連接器的剖面視圖，用於說明柔性印刷電路板連接至連接器的情況；圖6是作為相關技術的柔性印刷電路板的平面圖，用於表示其中信號電流和反饋電流的流動；圖7是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的平面圖；圖8是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板沿圖7的線A-A的剖面視圖；圖9是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的第一布線層的平面圖；圖10是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的第二布線層的平面圖；圖11是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的第二布線層的另一平面圖；圖12是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板、印刷電路板、以及安裝在印刷電路板上的柔性印刷電路(FPC)連接器的剖面視圖，用於說明柔性印刷電路板連接至連接器的情況；圖13是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的平面圖，用於表示其中信號電流和反饋電流的流動；圖14是用於說明反射損耗的測量結果的圖表；圖15是用於說明傳輸損耗的測量結果的圖表；圖16是作為本發明第二和第三實施例的第一示例的光發送器-接收器模塊和網卡的平面圖；圖17是作為本發明第二和第三實施例的第一示例的光發送器-接收器模塊和網卡的剖面視圖；圖18是作為本發明第二和第三實施例的第二示例的光發送器-接收器模塊和網卡的平面圖；以及圖19作為本發明第二和第三實施例的第二示例的光發送器-接收器模塊和網卡的剖面視圖。
具體實施例方式
下面描述根據本發明的柔性印刷電路板、光發送器-接收器模塊以及光發送器-接收器的優選實施例。首先，描述本發明的柔性印刷電路板的第一
(根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的結構)圖7-11是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100的結構的示意圖。圖7是用於表示其輪廓的柔性印刷電路板100的平面圖，為了清楚起見，該結構中的一部分在透明狀態下用虛線表示。圖8是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100沿圖7的線A-A的剖面視圖。圖9是從圖8上端觀察的根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100的第一布線層103的平面圖，後面將描述該第一布線層103。圖10和11是從圖8下端觀察的根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100的第二布線層105的平面圖。圖10說明與圖7和9對應的部分。圖11是圖10的水平延長圖。
圖12是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100、印刷電路板118以及安裝在印刷電路板118上的柔性印刷電路(FPC)連接器107的剖面視圖，用於說明印刷電路板100連接至FPC連接器107的情況。注意，圖12中示出的柔性印刷電路板100是圖7中示出的圖示，其沿圖7的線A-A剖開，而印刷電路板118僅示出一部分。
如圖7-11所示，柔性印刷電路板100通過交替地垂直層疊第一、第二和第三絕緣層102、104和106以及第一和第二布線層103、105形成。第一和第二布線層103、105由諸如鍍銅層壓材料(copper clad laminate，CCL)的金屬膜構成。第一、第二和第三絕緣層102、104和106由環氧基或聚醯亞胺基樹脂構成。第一絕緣層102和第三絕緣層106例如由作為保護膜的覆膜構成。在柔性印刷電路板100端部的預定區域中，為了與FPC連接器107電連接，第三絕緣層106處於未定型狀態。在第一絕緣層102的上表面，提供覆板108，以防止在與FPC連接器107連接時出現任何損害。
如圖7和9所示，在第一布線層103上，信號線109a和109b被形成為微帶線。在第二布線層105的端部，形成信號連接墊110用於FPC連接器107和信號線109之間的電連接，並形成接地連接墊111用於連接FPC連接器107和在某時的信號電流和反饋電流流動的附加平面圖。並且，如圖7，10和11所示，在第二布線層105上，形成接地層112a。如圖11中的L16所示，形成接地層112a，以在與信號線109a和109b對應的位置處具有預定的寬度。考慮到任何對環境的影響，如L16所示的接地層112a的寬度由接地層112a的諧振確定。
第一布線層103上的信號線109和第二布線層105上的信號連接墊110通過信號通孔113彼此連接，其中信號通孔113穿過第一布線層103、第二絕緣層104和第二布線層105。為了減少信號線109和信號連接墊110之間的電勢差，它們例如通過三個信號通孔113彼此連接。
並且，如圖9所示，為了避免外界噪聲侵入和信號線之間的幹擾，在與接地連接墊111的位置對應的部分分別形成接地防護部114。為了形成接地防護部114，在與接地連接墊111對應的部分，將第一布線層103和在第二布線層105上的接地層112a通過接地通孔115彼此連接。為了減小第一布線層103中接地防護部114和第二布線層105之間的電勢差，它們例如通過三個或更多接地通孔115彼此連接。
如圖7和9所示，信號線109a和109b中每一個具有信號線錐形部116，信號線錐形部116在信號通孔113的鄰近處，向信號通孔113逐漸擴大它的寬度。並且，如圖7和10所示，第二布線層105上的接地層112a具有接地層錐形部117，每個接地層錐形部117的形狀與信號線109a和109b每個的信號線錐形部116的形狀相匹配。
如圖12所示，FPC連接器107安裝在印刷電路板118上，該印刷電路板118包括信號布線層118a、絕緣層118b和接地層118c，並且該印刷電路板118連接至柔性印刷電路板100。FPC連接器107包括樹脂制外殼136和外殼136內預定數量的金屬制接觸135，其中每個接觸由與柔性印刷電路板100的連接墊接觸的FPC連接部135a、支撐外殼136的支撐部135c以及連接至印刷電路板118的引線部135b組成。金屬制接觸135彼此之間以預定間隔並行布置。柔性印刷電路板100的連接墊之間的間隔對應於接觸135之間的間隔。
FPC連接器107的接觸135被分別焊接至連接墊(未示出)上，其中該連接墊形成在引線部135b位置處的印刷電路板118最外面的信號布線層118a上，用C表示。印刷電路板118的連接墊分別連接至信號線或接地圖案，該信號線或接地圖案均未示出。該信號線或接地圖案形成在印刷電路板118的信號布線層118a上。
圖12中示出的FPC連接器107是所謂的下接觸型，從而如D所示，在連接墊被放置得朝向其下表面的情況下，柔性印刷電路板100被這樣連接至FPC連接器107。
如圖7-12示出的該實施例的柔性印刷電路板100可以這樣構造，使得單端模式信號可經由單一的信號線109傳輸，或者差分信號可經由一對信號線109傳輸。
(根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板的操作)接下來，下面描述根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100的操作示例。在本發明的柔性印刷電路板100中，通過信號線109a和109b以及信號通孔113傳輸信號。如圖12所示，當該實施例的柔性印刷電路板100連接至下接觸型FPC連接器107時，包括信號線9的第一布線層103位於印刷電路板118的相對側，其中FPC連接器107安裝在印刷電路板118上。因此，信號線9主要耦合至柔性印刷電路板100的第二布線層105上提供的接地層112a，以至於信號線109不會與用B表示的印刷電路板118的接地層118c耦合。這防止信號線109的電阻抗特性因為信號線109和印刷電路板118的接地層118c之間的耦合所導致的電容而變劣。這也會防止高頻信號的任何傳輸特性變劣。
圖13是根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100的平面圖，用於表示當高頻信號經由信號線傳輸時信號電流和反饋電流的流動。圖13表示在柔性印刷電路板100上，信號線109a和109b形成在第一布線層103上，以及接地層112a形成在第二布線層105上。當高頻信號經由柔性印刷電路板100上的信號線109傳輸時，電流流經信號線109a和109b，如圖13中箭頭E所示。同時，反饋電流流經接地層112a，如圖13中箭頭F所示。
在根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100中，在第一布線層103a上提供的每個信號線109a和109b都具有信號線錐形部116，信號線錐形部116在信號通孔113的鄰近處，向信號通孔113逐漸增大信號線的寬度。並且，接地層112a在第二布線層5上的接地連接墊111的鄰近處具有接地層錐形部117，每個接地層錐形部117的形狀與信號線109a和109b的每個錐形部116的形狀相匹配。
相應地，在信號線109a和109b與信號通孔113的連接的鄰近處，可以加強信號線109a和109b與第二布線層105上的接地層112a之間的連接，由此禁止傳輸線路的電阻抗特性突然改變。並且，如圖13中箭頭F所示，在每個接地連接墊111底部的鄰近處，可以抑制反饋電流路徑中的突然改變。這樣，在柔性印刷電路板100和FPC連接器107彼此連接的地方，可以提高高頻信號的傳輸特性。
圖14表示在圖1-5所示的作為相關技術的柔性印刷電路板50和圖7-12所示的根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100之間，通過信號線9的信號電流在不同頻率的反射損耗(S11)的測量結果。在圖14中，G表示柔性印刷電路板100的測量結果，H表示柔性印刷電路板50的測量結果。
圖15表示在圖1-5所示的作為相關技術的柔性印刷電路板50和圖7-12所示的根據本發明第一實施例的柔性印刷電路板100之間，通過信號線9的信號電流在不同頻率的傳輸損耗(S21)的測量結果。在圖15中，I表示柔性印刷電路板100的測量結果，J表示柔性印刷電路板50的測量結果。
不同項的測量及其測量結果如下所示。在該實施例的柔性印刷電路板100中，信號通孔113和接地通孔115的直徑分別是0.25mm。如圖9中L4所示的信號通孔113之間或接地通孔115之間的間隔是0.725mm。並且，L7代表的寬度是0.95mm，L8代表的寬度是0.65mm。並且，L1和L2代表的長度分別是0.5mm。L3代表的長度是2.0mm。L17代表的寬度是0.25mm。L5代表的長度是3.0mm。
並且，在該實施例的柔性印刷電路板100中，圖10中用L11代表的信號連接墊110的寬度是0.95mm，用L13代表的接地連接墊111的寬度是0.65mm。並且，用L9代表的距離是0.35mm。用L10代表的距離是0.1025mm。用L12代表的距離是1.35mm。並且，在圖11中，用L14代表的長度是1.5mm。用L15代表的長度是2.0mm。用L16代表的寬度是2.5mm。
並且，在該實施例的柔性印刷電路板100中，第二絕緣層104由聚醯亞胺基樹脂構成，且具有3.2的介電常數值，0.005的tanδ值。並且，柔性印刷電路板100的厚度是0.05mm，且柔性印刷電路板100被控制以具有50Ω的電阻抗特性值。
為了穩定地傳輸高速信號，在傳輸數據速率的頻率，要求傳輸通道具有的反射損耗(S11)為-10dB或更小，傳輸損耗(S21)為-3dB或更大。如圖14和15所示，在該實施例的柔性印刷電路板100中，在10GHz的頻率處，它的反射損耗是-16dB或更小，它的傳輸損耗是-0.3dB或更大。因此，在該實施例的柔性印刷電路板100中，10Gbps的高速串行傳輸可以穩定進行。綜上所述，可以肯定的是，在該實施例的柔性印刷電路板100中，在柔性印刷電路板100與FPC連接器7的連接部分的鄰近處，高頻信號的傳輸特性可被提高。
下面將描述根據本發明第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊，作為光發送器-接收器模塊的網卡，以及光發送器-接收器。必須注意，在光發送器-接收器模塊和網卡中，使用第一實施例的柔性印刷電路板100。
(第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊和網卡的結構示例)圖16-19是示意圖，每個用於說明根據本發明第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊219和網卡220的結構。圖16是作為本發明第二和第三實施例的第一示例的光發送器-接收器模塊219和網卡220的平面圖。圖17是光發送器-接收器模塊219和網卡220的剖面視圖，用於表示其輪廓。圖18是作為本發明第二和第三實施例的第二示例的光發送器-接收器模塊319和網卡320的平面圖。圖19是光發送器-接收器模塊312和網卡320的剖面視圖，用於表示其輪廓。在圖17-19中後面將描述的監視窗(bezel)224未示出。
本發明第三實施例的網卡220，320分別包括作為本發明第二實施例的光發送器-接收器模塊219，319。網卡220，320分別插入諸如個人計算機的設備的擴展槽中，用以通過連接至光纜連接連接器233的光纜，實現向諸如外部信息通信設備的產品設備傳輸數據，或從諸如外部信息通信設備的產品設備接收數據，其中光纜連接連接器233將在後面描述。
下面將描述光發送器-接收器模塊219，319和網卡220，320的結構。
如圖16和17所示，網卡220包括具有光纜連接連接器233的光發送器-接收器模塊219、光學發送-接收板連接FPC 221、具有光學發送-接收電路部222的主板223、以及附著到主板223端部的監視窗224。光發送器-接收器模塊219安裝在主板223上，因此光纜連接連接器233能夠從監視窗224伸出。並且，主板223具有卡邊緣部分(card edge section)225。通過將卡邊緣部分225插入比如個人計算機的產品的擴展槽中，網卡220被安裝在諸如個人計算機的產品上。
光發送器-接收器模塊219具有光發送器-接收器模塊殼226、發送器光學子組件(TOSA)227、接收器光學子組件(ROSA)228、TOSA連接FPC 230、ROSA連接FPC 229，以及具有光學發送-接收電路部231的光學發送-接收板232。
TOSA 227和ROSA 228在與光發送器-接收器模塊殼226上的光纜連接連接器233對應的位置上並排放置。TOSA 227是裝配有雷射二極體等的發送光學設備，並具有埠，用於與光纜連接連接器233連接的光纜的連接器，以將電信號轉換為光信號並將其輸出。TOSA 227是光發送器模塊的一個示例。ROSA 228是裝配有光電二極體等的接收光學設備，並具有埠，用於與光纜連接連接器233連接的光纜的連接器，以將光信號轉換為電信號並輸出。ROSA 228是光學接收器模塊的一個示例。
TOSA 227和ROSA 228分別通過TOSA連接FPC 230和ROSA連接FPC229連接至光學發送-接收板232。光學發送-接收板232是剛性板，並具有光學發送-接收電路部231，該光學發送-接收電路部231分別通過TOSA連接FPC 230和ROSA連接FPC 229連接至TOSA 227和ROSA 228。光學發送-接收電路部231包括用於TOSA 227中的雷射二極體的驅動電路，以及用於從ROSA228的光電二極體接收的光信號的後放大器電路。
光學發送-接收板232通過光學發送-接收板連接FPC 221連接至主板223。這樣，光學發送-接收電路部231的電路通過光學發送-接收板連接FPC221連接至光學發送-接收電路部222的電路。光學發送-接收電路部222裝配有諸如物理層(PHY)晶片和介質訪問控制(MAC)晶片的產品。光學發送-接收板232是光學發送-接收電路板的一個示例，主板223是母板的一個示例。圖7-12中示出的第一實施例的柔性印刷電路板100被應用於光學發送-接收板連接FPC 221。
在光發送器-接收器模塊219中，TOSA連接FPC 230、ROSA連接FPC229、光學發送-接收板連接FPC 221和光學發送-接收板232都被焊接至圖16和17中用K表示的板的連接部。相應地，與TOSA連接FPC 230、ROSA連接FPC 229、光學發送-接收板連接FPC 221以及光學發送-接收板232整體製造為柔性-剛性板相比較而言，這些FPC和板能夠被彼此獨立地製造。這樣可以廉價地製造這些FPC和板。並且，由於這些FPC和板獨立地製造，所以如果例如只有光學發送-接收板連接FPC 221的設計被改變，那麼與這個改變相對應，可以只改變光學發送-接收板連接FPC221的製造工藝，因此可以把設計中變化的影響限制在更小的範圍內。
如圖18和19所示的光發送器-接收器模塊319和網卡320，與圖16和17所示的光發送器-接收器模塊219和網卡220具有類似的結構，而沒有下面的各項。因此，圖16和17所示的第二和第三實施例的第一示例的相同的參考標記代表圖18和19中示出的第二示例中相同的元件，而沒有區別。在圖18和19中所示的第二示例的光發送器-接收器模塊319中，TOSA連接FPC 330，ROSA連接FPC 329，光學發送-接收板連接FPC 321，以及光學發送-接收板332每個都由柔性-剛性板組成。相應地，與下述結構相對，即其中TOSA連接FPC 330、ROSA連接FPC 329以及光學發送-接收板連接FPC 321的柔性印刷電路板都焊接至光學發送-接收板332上，製造中的焊接操作變得沒有必要。相應地，可以縮短製造操作的周期，並且可以防止出現差的焊接，以及防止由於焊接時外圍元件產生的熱量的負面影響而導致的製造缺陷。
並且，在根據圖16-19所示的根據本發明第二和第三實施例的光學發送-接收模塊219，319和網卡220，320中，每個光學發送-接收連接FPC 221，321都連接至附著到主板223上的FPC連接器234。這使得每個光學發送-接收板連接FPC 221，321很容易地安裝到主板223上。
並且，在第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊219，319以及網卡220，320中，TOSA 227、ROSA 228、光學發送-接收板232，332和主板223分別連接至相應的柔性印刷電路板。因此，在這些柔性印刷電路板中每一個的長度內，可以改變不同部件的位置。例如，在每個部件已經連接至每個柔性印刷電路板後，可以調整監視窗224的位置，使其與光發送器-接收器模塊殼226的端面對齊，其中每個光學發送-接收板232，332安裝到光發送器-接收器模塊殼226上。
而且，在第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊219，319以及網卡220，320中，用於光學發送和接收的模塊和電路的一部分被構造為光發送器-接收器模塊。因此，可以為諸如其他網卡的光發送器-接收器和光發送器-接收器模塊提供通用規格，使得可以使用任何具有與光發送器-接收器規格相同的諸如其他網卡的光發送器-接收器模塊。這樣可以減少其設計和製造的雙重費用。
(根據本發明第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊和網卡的操作)下面將描述圖16A和17所示的光發送器-接收器模塊219和網卡220的操作示例。光發送器-接收器模塊219和網卡220插入諸如個人計算機的產品設備的擴展槽中。光發送器-接收器模塊219和網卡220通過光纜向諸如外部信息通信設備的產品設備傳輸數據，或從諸如外部信息通信設備的產品設備接收數據，其中光纜連接至後面將描述的光纜連接連接器233。
數據按下述方式被發送至諸如外部信息通信設備的設備。經由插入諸如個人計算機的產品設備的擴展槽的卡邊緣部分225，將用於數據發送的必要信息作為電信號輸入至光學發送-接收電路部222。通過諸如MAC晶片或PHY晶片的晶片處理作為電信號輸入至光學發送-接收電路部222的用於數據發送的必要信息，並且通過光學發送-接收板連接FPC 221將該必要信息作為電信號輸入至光學發送-接收板232上的光學發送-接收電路部231。然後，基於輸入進光學發送-接收電路部231的信息，使用電信號通過TOSA連接FPC 230驅動TOSA 227中的雷射二極體，使得數據可以作為光信號通過光纜被發送至外部信息通信設備。
數據按下述方式從諸如外部信息通信設備的產品設備被接收。來自外部信息通信設備的數據作為光信號通過光纜輸入至ROSA 228中的光電二極體。輸入至ROSA 228中的光電二極體的光信號被轉換為電信號，該電信號依次通過ROSA連接FPC 229輸入至光學發送-接收板232的光學發送-接收電路部231。已經輸入至光學發送-接收電路部231的電信號由諸如後放大器電路的裝置處理，且其通過光學發送-接收板連接FPC 221輸入至主板223上的光學發送-接收電路部222。已經輸入至光學發送-接收電路部222的電信號被諸如PHY晶片或MAC晶片的晶片處理，並作為接收的數據經由卡邊緣部分225輸出至諸如個人計算機的設備產品。
這樣，如上所述，在經由光纜向外部信息通信設備發送數據或從外部信息通信設備接收數據時，通過TOSA連接FPC 230、ROSA連接FPC 229、光學發送-接收板連接FPC 221、光學發送-接收板232與主板223上信號線以及連接，發送高頻電信號。例如，在以高速諸如10Gbits/s發送串行數據的情況下，有必要與超過10GHz的高頻信號對應。
如圖18和19所示，作為第二和第三實施例的第二示例的光發送器-接收器模塊319和網卡320中也執行與上述作為本發明第二和第三實施例的第一示例的光發送器-接收器模塊219和網卡220相似的操作。
在第二和第三實施例的光發送器-接收器模塊219，319和網卡220，320中，圖7-12所示的本發明第一實施例的柔性印刷電路板100可以被應用於光學發送-接收板連接FPC 221、321。因此，通過執行高速數據發送和接收，即使發送高頻信號，也能夠通過柔性印刷電路板和FPC連接器的信號線之間的連接發送高品質信號，由此便於發送和接收數據的穩定性。
雖然已經描述了連接至FPC連接器的柔性印刷電路板以及裝配有該柔性印刷電路板的光發送器-接收器模塊和光發送器-接收器，但是本發明並不限於此。例如，本發明可以應用於連接至另一連接器的柔性印刷電路板。
本領域技術人員應當理解，在權利要求或其等同特徵的範圍內，取決於設計要求或其他因素，可以出現各種變形，組合，子組合和替換。
權利要求
1.一種用於與外部連接器電連接的柔性印刷電路板，所述柔性印刷電路板包括絕緣層；在所述絕緣層的一側上提供的第一信號布線層，所述第一信號布線層包括微帶線；以及在所述絕緣層的另一側上提供的第二信號布線層，所述第二信號布線層包括信號連接端，用於允許所述微帶線電連接至所述外部連接器，以及包括具有接地連接端的接地導電部，用於連接所述外部連接器，所述接地連接端在預定連接位置處被布置得遠離所述信號連接端，其中所述微帶線和所述信號連接端通過布線通孔彼此連接，所述布線通孔穿過所述絕緣層、所述第一信號布線層和所述第二信號布線層；其中所述微帶線具有錐形部，所述錐形部在所述布線通孔鄰近處，向所述布線通孔逐漸擴大微帶線的寬度；以及其中與所述微帶線對應的接地導電部具有錐形部，所述接地導電部的錐形部具有與所述微帶線的錐形部相匹配的形狀。
2.根據權利要求1的柔性印刷電路板，其中如果當所述信號連接端和所述接地連接端連接至所述連接器時，所述外部連接器安裝在印刷電路板上，那麼所述信號連接端和所述接地連接端在所述印刷電路板的一側相對。
3.根據權利要求1的柔性印刷電路板，其中所述布線通孔包括多個布線通孔。
4.根據權利要求1的柔性印刷電路板，其中所述微帶線包括微帶線對，並且差分信號通過所述微帶線對傳輸。
5.根據權利要求1的柔性印刷電路板，其中所述第一信號布線層和所述接地連接端通過所述接地布線通孔彼此連接，所述通孔穿過所述絕緣層。
6.根據權利要求5的柔性印刷電路板，其中所述第一信號布線層和所述接地連接端通過多個接地布線通孔彼此連接。
7.一種光發送器-接收器模塊，包括光學發送-接收電路板；光發送器模塊，將電信號轉換為光信號，並輸出經轉換的光信號；以及光學接收器模塊，將光信號轉換為電信號，並輸出經轉換的電信號，所述光發送器模塊和所述光學接收器模塊連接至所述光學發送-接收電路板；其中所述光學發送-接收電路板通過柔性印刷電路板電連接至附著到另一板上的連接器；其中所述柔性印刷電路板包括絕緣層；在所述絕緣層的一側上提供的第一信號布線層，所述第一信號布線層包括微帶線；以及在所述絕緣層的另一側上提供的第二信號布線層，所述第二信號布線層包括用於允許所述微帶線電連接至外部連接器的信號連接端，以及包括具有用於連接所述外部連接器的接地連接端的接地導電部，所述接地連接端在預定連接位置處，被布置得遠離信號連接端，其中所述微帶線和所述信號連接端通過布線通孔彼此連接，所述布線通孔穿過所述絕緣層、所述第一信號布線層和所述第二信號布線層；其中所述微帶線具有錐形部，所述錐形部在所述布線通孔鄰近處，向所述布線通孔逐漸擴大所述微帶線的寬度；以及其中與所述微帶線對應的接地導電部具有錐形部，所述接地導電部的錐形部具有與所述微帶線的錐形部相匹配的形狀。
8.一種光發送器-接收器，包括光發送器-接收器模塊，其包括光學發送-接收電路板；光發送器模塊，將電信號轉換為光信號，並輸出經轉換的光信號；以及光學接收器模塊，將光信號轉換為電信號，並輸出經轉換的電信號，所述光發送器模塊和所述光學接收器模塊連接至所述光學發送-接收電路板；以及與光發送器-接收器模塊連接的母板，其中所述光學發送-接收電路板通過柔性印刷電路板電連接至附著到另一板上的連接器；其中所述柔性印刷電路板包括絕緣層；在所述絕緣層的一側上提供的第一信號布線層，所述第一信號布線層包括微帶線；在所述絕緣層的另一側上提供的第二信號布線層，所述第二信號布線層包括用於允許所述微帶線電連接至外部連接器的信號連接端，以及包括具有用於連接所述外部連接器的接地連接端的接地導電部，所述接地連接端在預定連接位置處，被布置得遠離信號連接端，其中所述微帶線和所述信號連接端通過布線通孔彼此連接，所述布線通孔穿過所述絕緣層、所述第一信號布線層和所述第二信號布線層；其中所述微帶線具有錐形部，所述錐形部在所述布線通孔鄰近處，向所述布線通孔逐漸擴大所述微帶線的寬度；以及其中與所述微帶線對應的接地導電部具有錐形部，所述接地導電部的錐形部具有與所述微帶線的錐形部相匹配的形狀。
全文摘要
本發明公開了一種柔性印刷電路板以及裝備由該柔性印刷電路板的光發送器－接收器模塊和光發送器－接收器。該柔性電路板具有絕緣層、包括微帶線的第一信號布線層、以及第二信號布線層，該第二信號布線層包括信號連接端，用於允許微帶線電連接至外部連接器，以及包括具有接地連接端的接地導電部，用於連接外部連接器。該微帶線和信號連接端通過布線通孔彼此連接。該布線通孔穿過絕緣層、第一信號布線層和第二信號布線層。該微帶線具有錐形部，該錐形部在布線通孔鄰近處，向布線通孔逐漸擴大微帶線的寬度。與該微帶線對應的接地導電部具有錐形部，其具有與所述微帶線的錐形部相匹配的形狀。
文檔編號H04B10/40GK1972558SQ20061017287
公開日2007年5月30日 申請日期2006年10月31日 優先權日2005年10月31日
發明者武藤輝, 田中智一 申請人:索尼株式會社